• Title/Summary/Keyword: 수리조건

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An Estimation of Head Loss Coefficients at Surcharged Manhole with 90 Degree Bend Using Numerical Model (수치모형을 이용한 과부하 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서의 손실계수 산정)

  • Kim, Jung-Soo;Lim, Ga-Hui;Han, Chyung-Suck;Yoon, Sei-Eui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.165-165
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    • 2011
  • 현재 계획 또는 설계 단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 감안하여 수행하고 있으며, 맨홀에서의 에너지 손실은 고려되지 않는 실정이다. 그러나 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 에너지 손실이 발생하게 된다(최원석과 송호면, 2002). 더욱이 직선으로 연결된 중간맨홀보다 유입관과 유출관이 $90^{\circ}$의 각도로 접합된 합류맨홀은 연결 구조상 유수교란에 의한 에너지 손실이 커질 것으로 예상됨에도 불구하고 현재 실무에서 우수 배수시설의 설계 시 직선 연결맨홀과 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 손실을 구별하지 않고 사용하고 있는 실정이다. 그러므로 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 우수관거 시스템의 우수 배제 능력을 증가시켜 도심지의 침수를 방지하기 위한 관거시설의 적정 설계 기준이 필요하며, 합리적인 설계 기준을 제시하기 위하여 $90^{\circ}$ 접합맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적 및 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 과부하 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서의 흐름특성을 수치모의 하였으며, 맨홀 내 손실수두의 변화를 계산하여 손실계수를 산정하였다. 맨홀 및 접합 관거의 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 그림 1과 같이 6면체 격자로 구성하였다. 또한 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 급격한 와류에 의해 발생하는 에너지 손실을 저감하기 위하여 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 내부 형상 및 접합 조건을 변화시켜 손실계수를 산정하였다. 수치모형의 적용 결과 맨홀 내에서의 유속변화, 수심변화 및 압력변화에 대해서는 수리모형 실험 결과와 유사한 경향을 나타내고 있으며, 수치모형에 의하여 산정된 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 에서의 손실계수 값과 수리모형에 의하여 산정된 손실계수 값이 거의 유사하게 나타났다.

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Uncertainty Analysis for Head and Gradient Incorporating Spatial Nonuniformity of Hydraulic Conductivity around Underground Storage Caverns (지하공동주변 수리전도도의 불균일성을 도입한 수두 및 동수경사의 불확실성 해석)

  • Jeong, Il-Mun;Jo, Won-Cheol;Heo, Jun-Haeng
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.31 no.5
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    • pp.553-564
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    • 1998
  • For the proper design and management of underground storage cavern, groundwater flow around cavern should be analyzed. Since this flow is influenced by spatial nonuniformity of hudraulic conductivity, the two-dimensional finite element flow model incorporating stochastic concepts was developed to analyze influences due to this nonuniformity. Monte Carlo technique was applied to obtain an approximate solution for two-dimensional, steady flow in a stochastically defined nonuniform medisu. For this purpose, the values of hydraulic conductivity were generated for each element with known mean and standard deviations. The uncertainty in model prediction depends on both the nonuniformity in hydraulic conductivity and the natures of the flow system such as water curtain and boundary condition. Therefore the uncertainties in predicted hydraulic head and gradient are the greatest where the mean hydraulic gradients are relatively large and far from the boundaries. Especially, we relate these uncertainties with well known gas tightness condition.

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A Method to Compare Images for Managing Tools to Repair Ships (선박 수리장비 관리를 위한 이미지 비교기법)

  • Park, Sung-Hoon;Kim, Jin-Deog
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.18 no.10
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    • pp.2489-2496
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    • 2014
  • The existing ship repair tool management system based on hand writing has many problems such as frequent loss of tool and overdue. To solve this problem, same systems have adopted the bar-code system. However, the systems can't cope with a problem to substitute spurious tool for genuine one on bar-code damage. Therefore, additional validation steps are necessary in order to manage expensive ship repair tool. In this paper, we propose an image comparison method for ship repair tool management. To be more concrete, we propose a normalization method and determination conditions for image comparison to use characteristics of mobile device. The normalization method makes use of the characteristics of mobile device that provides functions of real time recording, overlapping and cropping images. The proposed method applies three conditions(sum of inner angles, size of angle, position of corner coordinates) into the comparison module. The implemented system shows good performance on change direction, lighting, size and etc. The accuracy is more than 95%.

Stability Test of Riprap Based Flexible Revetment Method by Real-scale Hydraulic Experiment (사석기반 연성호안공법의 실규모 수리 안정성 실험)

  • Kim, Sung Jung;Kim, Myoung Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.250-250
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    • 2022
  • 호안은 유수로부터 제방과 하안을 보호하는 구조물로 태풍 또는 집중호우로 인한 홍수로부터의 안정성이 확보되어야 한다. 일반적으로 호안공법은 강성호안과 연성호안으로 구분되는데 호안재료로써의 기준과 설치 및 유지상태 기준에 따라 다르게 해석되고 있는 것이 현실이다. 최근에는 호안공법의 재료의 연결성에 따라 강성호안과 연성호안을 구분짓는다고 언급되기도 한다. 본 연구에서는 친환경 석재를 사용하고 재료와 기반재의 체결을 통해 연결성을 확보하고 굴요성을 갖게 하는 연성호안공법에 대해 실규모 실험을 계획하였다. 수리 안정성 검토를 위한 실규모 실험은 안동 하천실험센터에서 수행하였다. 실험에 사용된 수로는 8°의 경사를 갖는 급경사수로에서 수행하였으며, 수로의 제원은 폭 3m, 길이 30m 의 직사각형 형태의 직선수로로 이루어져 있다. 시험체는 실규모로 제작되며 실험수로 내 2m × 10m 의 제원을 갖는 공간에 제작된 호안공을 크레인을 이용하여 실험수로에 설치하였다. 수리 안정성 실험은 실험대상유량을 단계별로 나누어 점차적으로 증가시키고, 시험체의 이탈, 파괴 등의 큰 변화가 발생(미국 재료시험학회 연결형 콘크리트 블록 시험방법, ASTM D 7277)하였을 경우 실험을 종료하도록 계획하였다. 수리량 측정항목은 유속, 수위 등이 있으며, 호안공 의 물리적 변화는 3D스캐너를 이용하여 설치 전·후 변위를 검토하였다. 총 3회에 걸쳐 실험을 수행하였으며 실험조건에 따라 일부 시험체에서 돌출 또는 침하현상이 발생하기도 하였으나 호안의 손상이나 이탈, 연성기반재의 찢어짐 등 안정정을 저해하는 호안공 시험체의 변화는 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 실험결과 실험수로에서 발생가능한 최대유량인 4.6cms 조건에서 본 호안공법은 약 337.7N/m2 의 소류력을 확보하는 것으로 확인되었다.

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A Study on the Application Method of Artificial Injection Test according to the Hydraulic Conductivity of Aquifer (대수층 수리지질특성에 따른 인공함양시험 적용 방법에 관한 연구)

  • Chae, Dong-Seok;Choi, Jin-O;Jeong, Hyeon-Cheol;Kim, Chang-Yong
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.31 no.4
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    • pp.589-601
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    • 2021
  • Artificial recharge technology is a method for solving problems such as groundwater level drop and ground subsidence caused by groundwater withdrawal. This study investigated the applicability of using the hydraulic conductivity of an aquifer to predict injection test results for aquifer restoration. Pumping and injection tests were performed under the same conditions as those for the artificial injection facility located in Icheon, Gyeonggi-do. The hydraulic conductivity of the aquifer, which plays a decisive role in restoring the groundwater level, was derived from the pumping test. A numerical model of a simplified on-site aquifer was constructed, and a transient analysis was applied with the same conditions as the pumping test. The correlation between the measured and the resulting model values is strong (R2 = 0.78). The injection test was performed in a sedimentary layer composed of silt sand and clay sand. From the results of the injection test, an empirical formula was derived using Theim's formula, which is a common well analysis solution to determine the parameters of the aquifer from time-level data. The model values from the empirical formula have a high degree of correlation (R2 = 0.99) with measured values. Under specific conditions, for areas where it is difficult to conduct an injection test, the formula from this study, which relies on the hydraulic conductivity of the aquifer determined through the pumping test, may be used to predict reliable injection rates for groundwater restoration.

Evaluation of thermal-hydro-mechanical behavior of bentonite buffer under heating-hydration condition at disposal hole (처분공 가열-수화 조건에서 벤토나이트 완충재의 열-수리-역학적 거동 특성 평가)

  • Yohan Cha;Changsoo Lee;Jin-Seop Kim;Minhyeong Lee
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.25 no.2
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    • pp.175-186
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    • 2023
  • The buffer materials in disposal hole are exposed to the decay heat from spent nuclear fuels and groundwater inflow through adjacent rockmass. Since understanding of thermal-hydro-mechanical-chemical (T-H-M-C) interaction in buffer material is crucial for predicting their long-term performance and safety of disposal repository, it is necessary to investigate the heating-hydration characteristics and consequent T-H-M-C behavior of the buffer materials under disposal conditions considering geochemical factors. In response, the Korea Atomic Energy Research Institute developed a laboratory-scale 'Lab.THMC' experiment system, which characterizes the T-H-M behavior of buffer materials under different geochemical conditions by analyzing heating-hydration process and stress changes. This technical report introduces the detail design of the Lab.THMC system, summarizes preliminary experimental results, and outlines future research plans.

Experimental Study on Flow Characteristic and Wave Type Flow at Downstream of Stepped Weir (계단형 보 하류 흐름특성과 Wave Type Flow에 관한 실험연구)

  • Kang, Joon-Gu;Yeo, Hong-Koo;Lee, Keum-Chan;Choi, Nam-Jeong
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.43 no.1
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    • pp.41-49
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    • 2010
  • Stepped weir of this study was suggested a type of natural type structures. Unique flow, such as Wave type flow, at downstream of mild slope stepped occurs. WTF(Wave type flow) is different with hydraulic jump occurred at Round crest weir. WTF is phenomenon to rise the water level by recirculation area occurred by step height at downstream of mild slope stepped. Wave height of WTF condition is higher than tailwater level and maximum velocity of WTF condition occurs in area of water surface. In this results, WTF presents to be important factor for design of join area of weir with levee. This study got and analyzed hydraulic condition occurred of WTF, scales of WTF and velocity profiles on flow patterns using experiments. WTF was not consider to stepped weir design and this results can be important data for design of stepped weir and structures.

A Hydraulic Experiment Using Artificial Seaweed for Coastal Erosion Prevention (인공식생을 이용한 해빈침식방지에 관한 수리실험)

  • Kim, Beom Mo;Jeon, Yong Ho;Yoon, Han Sam
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.19 no.4
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    • pp.266-273
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    • 2016
  • Two-dimensional hydraulic experiments were performed to assess the impact of artificial seaweed on wave energy attenuation, and coastal erosion prevention. In this experimental study, erosion geometry and wave reflection coefficients were determined for normal and stormy incident waves, with and without artificial seaweed. The coastline of beaches without artificial vegetation was observed to retreat, and the longshore bar height increased in normal and stormy conditions. Through the introduction of artificial seaweed (of widths 0.8 m, and 1.6 m), the coastline was found to advance in the offshore direction due to material deposition. From these results, it is shown that artificial seaweed alters the cross-section of beaches, such that it is possible to prevent coastline erosion.

Pressure fluctuation and characteristics of hydraulic jump downstream of a transversal structure for various Froude numbers (다양한 흐름조건에 따른 하천횡단구조물 하부의 도수특성 및 압력변동성 검토)

  • Yoo, Hyung Ju;Jeong, Seok il;Lee, Seung Oh
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.63-63
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    • 2018
  • 최근 이상기후로 인한 국지성 호우의 발생빈도 및 강우강도의 증가는 하천횡단구조물의 안정성에 문제가 되고 있다. 하천 횡단구조물(보, 물받이공 등)의 파괴는 국부 세굴(bed scour), 파이핑(piping), 구조물 본체의 불안정성 등의 원인으로 발생되고 있으며, 이 중에서 구조물 본체의 불안정성은 도수(hydraulic jump)로 인한 압력변이도 주요 원인이 될 수 있다 (Bower and Toso, 1988; Kazemi, F. et al., 2016). 그러나, 현재 직접적인 파괴 원인인 세굴 등에 대한 연구에 비해 압력변이로 인한 구조물의 파괴원인을 분석하는 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 다양한 흐름조건을 발생시켜, 하천횡단구조물 주변의 도수특성 및 도수로 인한 압력변이에 대하여 수리실험 및 수치모의를 통하여 검토하고자 한다. 수리실험에 사용하는 수로는 길이 10 m, 폭 0.3 m, 높이 0.4 m이며 상류로부터 2.5 m 떨어진 곳에 보(weir)를 설치하였다. 실험조건은 다양한 흐름조건에 따른 도수 발생을 검토하고자 상하류 수위를 조절을 통해 Froude 수의 범위를 1 < Fr < 10로 설정하였다. 압력변이는 전압형 압력계(Model : UNIK 5000, 압력 측정 변위 : -2 ~ 5 kPa)를 사용하였으며, 보(weir) 하류단에서 2.5 cm 간격으로 천공하여 측정하였다. 또한 3차원 모형인 FLOW-3D 모형을 이용하여 실험수로를 재현하였으며, 도수 발생 위치, 도수 길이, 도수 발생 시 압력변이에 대하여 실험결과와 수치모의 결과를 비교하여 수치모형을 검증하였다. 최종적으로 Froude 수에 따른 도수특성(도수 발생위치, 도수 길이 등) 및 최대 압력변이를 무차원화 하여 나타내었다. 본 연구는 도수 발생 시 압력변이로 인한 구조물 파괴분석에 대한 기초가 되는 기본적인 연구이나, 향후에는 물받이공 길이, 두께 등 하천횡단 구조물 설계인자 도출에 선행연구로 발전할 수 있다고 판단된다.

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Physical Model Test for Wave Overtopping for Vertical Seawall with Relatively Steep Bottom Slope for the Impulsive Wave Condition (상대적으로 급한 경사 수심을 갖는 직립식 호안에서 충격파 조건에 대한 월파량 산정 수리실험)

  • Young-Taek Kim;Jong-In Lee
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.35 no.2
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    • pp.33-40
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    • 2023
  • Wave overtopping rate is one of the most important design parameters for coastal structures. In this study, the physical model tests for measuring the wave overtopping have been conducted with the foreshore slope in front of the seawall. The bottom seabed for the coastal road area was fabricated at the wave flume for two areas in the East sea areas. The wave overtopping rate was measured for various water depths and wave conditions in each coastal area. In particular, the impulsive wave conditions were compared with the previous research and the similar trends of wave overtopping was observed. It could be known that the effect of foreshore slope was significant and should be concerned for applying theses formula like EurOtop.