• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.509-509
• /
• 2016

본 연구에서는 원주천 16 km 구간을 대상으로 안정하도 설계를 위한 하천구조물의 개선 재배치 철거에 따른 물리적 교란과 생물학적 교란을 분석하였으며, 그에 따른 구조물의 최적 배치 방안을 도출하였다. 대상구간은 20개 구간으로 나누었으며, Engelund-Hansen 공식을 이용하여 안정하도를 평가하였다. 원주천의 안정하도 설계를 위한 21개의 구조물 배치 시나리오를 도출하였으며, 1차원 HEC-RAS 수치모의를 통해 시나리오별 5년 후의 수리특성과 하상변동 결과에 따른 안정하도와 물리적 교란개선 평가를 실시하였다. 현재의 원주천에서는 총 20개 구간 중 17개 구간에서 안정하도로 나타났으며, 3개 구간에서 불안정으로 나타났다. 물리적 교란개선 평가 결과는 평균 120.1점으로 나타났다. 현 상태를 제외한 20개 시나리오에 따른 구조물의 재배치 후 안정하도 평가와 물리적 교란개선 평가를 수행한 결과 제시한 최적의 구조물 배치 결과는 총 20개 구간 중 19개 구간에서 안정, 1개 구간에서 불안정 평가가 나타났으며, 물리적 교란개선 평가 결과는 125.28점으로 구조물의 재배치 후 안정하도 구간과 교란개선 평가 결과가 증가하였다. 생물학적 교란 평가는 PHABIM 모형을 이용하였으며, 원주천의 대표어종인 갈겨니의 서식적합도(HS, habitat suitability)와 가중가용면적(WUA, weighted usable area)을 분석하였다. 현 상태의 경우 HS는 0.21, WUA는 $508m^2$으로 나타났으며, 현 상태에서 5년경과 후의 HS는 0.19, WUA는 $403m^2$으로 나타났다. 아울러 최적 구조물 배치 시나리오의 평가 결과는 HS가 0.19, WUA가 $382m^2$으로 나타났으며, 구조물 재배치 후 HS와 WUA가 현 상태보다 다소 감소하였으나 현 상태에서의 5년경과 후의 결과와 유사하게 나타났다. 따라서 원주천에서의 어류 서식적합도와 안정하도 설계 및 물리적 교란개선을 향상할 수 있는 최적 구조물 배치를 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 1987.07a
• /
• pp.217-222
• /
• 1987

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.16 no.7
• /
• pp.1381-1390
• /
• 1992

This paper presents a dynamic characteristics of flow induced vibration of circular cylinder set with inclined angle against flow direction. The effect of the cylinder bounded by spiral fin and wire on the damping of flow induced vibration is investigated, i.e., inclined angle, spiral pitch angle and number of spiral thread are studied. As the results, the cylinder with spiral fin is most effective for the damping. Also the cylinder bounded by pitch angle 50.deg. and 2 spiral thread is most effective.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.20 no.4
• /
• pp.401-412
• /
• 2008

Simulations of three-dimensional numerical wave tank are performed to investigate wave force acting on a large cylindrical structure and consequent wave deformation, which are induced by bore after breaking waves. The numerical model is based on the three-dimensional Navier-Stokes equations with a finite-difference method combined with a volume of fluid(VOF) method, which is capable of tracking the complex free surface, including wave breaking. In order to promote wave breaking of the incident wave, the approach slope was built seaward of the structure with a constant slope and a large cylindrical structure was installed on a flat bed. The incident waves were broken on the approach slope or flat bed by its wave height. In the present study, all waves acting on the large cylindrical structure were limited to breaking bore after wave breaking. The effects of the position of the structure and the incident wave height on the wave force and wave transformations were mainly investigated with the concern of wave breaking. Further, the relations between the variation of wave energy by wave propagation after wave breaking and wave force acting on the structure were discussed to give the understanding of the full-linear wave-structure interactions in three-dimensional wave fields.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.18 no.5
• /
• pp.388-397
• /
• 2012

In this study, 3D-NIT(3-Dimensional Numerical Irregular wave Tank) model in which regular wave as well as stable irregular wave can be generated in 3-dimensional numerical irregular wave tank was proposed. To verify validity, the following steps need to be conducted: 1) comparative analysis between calculated waveforms and targeted waveforms at the wave generating point, 2) comparative analysis with the existing experimental values of overtopping volume estimated, targeting shore protection structures installed on a slope bed, 3) comparison with the existing numerical and hydraulic experimental results through application in the analysis on the wave deformation by structures and wave force acting on the vertical cylindrical structures. Based on the results, characteristics of the breaking wave forces according to incident waves and interval distance of structures were identified through application of 3D-NIT model in the analysis on the breaking wave forces acting on the cylindrical structures installed on a slope bed, and reflection and overtopping was reviewed through application in the special breakwaters on the domestic fields. The numerical results obtained the 3D-NIT model are in good agreement with experimental results, and its applicaion to the complex-shpaed coastal structures is verified.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.244-244
• /
• 2021

난류흐름 거동은 지형이나 수공구조물과 같은 고체 경계면의 변화에 민감하게 반응하며 특징 또한 다양하다. 보나 여수로 등과 같은 단차 구조물을 통과하는 흐름은 구조물의 모서리 같은 흐름 경계면이 급변하는 지점에서는 흐름분리(flow separation)가 발생하는 것이 특징이다. 이러한 흐름분리로 인해 전단층이 발생하며 흐름 재순환(recirculation)이 구조물 하류부에 형성된다. 이 연구에서는 낙차공 형식의 단차 구조물 하류부에서의 흐름 거동을 이해하기 위해 CFD모델링을 통하여 계산된 3차원 유동장을 분석한다. 난류 모의는 하이브리드 LES(large-eddy simulation)/RANS 계산 기법인 IDDES(improved delayed detached-eddy simulation)기법을 적용한다. IDDES의 기본 모형으로는 k-ω SST모형과 Spalart-Allmaras모형을 이용하여 두 모형의 성능을 평가한다. 자유수면의 변동은 VoF(volume of fluid)기법을 이용하여 계산하며, 각 지배방정식은 최소의 수치분산을 유지하면서 수치해의 안정성을 확보할 수 있는 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 이산화하였다. 수치해석 결과는 레이놀즈수 23,400과 후르드수 0.22의 조건에서 기존에 계측된 자료와 비교하여 수치모형의 정확도를 평가하고 하상 단차 하류부에서의 흐름 거동 특성을 분석한다. 계산 결과는 공학적으로 널리 사용되는 RANS 수치모의에서 볼 수 없는 전단층과 난류구조의 동적 거동 특성과 이에 따른 레이놀즈 응력분포의 특성을 설명해준다.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
• /
• 1995.10a
• /
• pp.117-119
• /
• 1995

입사파의 파장에 비교하여 그 대표 길이가 작은 소형 구조물에 작용하는 파력을 산정하는 경우에는 통상적으로 Morison식이 이용되고 있다. 원주나 판 등의 단순한 구조물에 관한 Morison식 중 유체력 계수(관성력 및 항력계수)에 관해서는 이미 많은 연구가 나와 있어 이들에 작용하는 파력을 고정도로 추정하는 것이 가능하다. 한편 이들 중에는 어초의 경우에서와 같이, 단순한 부재가 여러개로 조합되어 복잡한 구조물을 형성하고 있는 경우를 많이 볼 수 있다. (중략)

• 대한치과보철학회:학술대회논문집
• /
• 1995.12a
• /
• pp.29-30
• /
• 1995

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• v.7 no.4
• /
• pp.320-326
• /
• 2020

The present study aimed to assess the longitudinal connectivity owing to migrant characteristics of the target fish. The study area was Wonju-cheon Stream, and the target species were Zacco platypus and Minnows. The HEC-RAS model was used for the computation of the flow, and the ICE (Information sur la Continuite Ecologique) method was used to analyze the longitudinal connectivity. The longitudinal connectivity was assessed using the minimum overflow height, velocity, and depth of the cross sectional structure of a plunge pool and considering the swimming speed of the target fish. Simulation results indicated that the longitudinal connectivity scores for the Zacco platypus and Minnows were approximately 76 and 23, respectively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.149-149
• /
• 2020

하천에서 물 흐름이 보와 댐과 같은 수공구조물을 지날 때 일반적으로 흐름상태에 다양하고 급진적인 변화가 발생한다. 특히 흐름이 구조물을 지나면서 사류(supercritical flow)로 변하고 다시 상류(subcritical flow)로 복원되면서 일어나는 도수(hydraulic jump) 현상은 수위의 급변화, 흐름 에너지 소산, 변동성이 강한 압력 분포 등이 특징이다. 이러한 흐름 특성들은 보나 여수로와 같은 수공구조물 자체의 성능뿐만 아니라 이들 수공구조물의 하류에서 발생하는 국부세굴로 인해 구조물의 안정성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 수공구조물을 설계할 때는 이들 구조물을 통과하는 흐름의 비정상 난류 흐름 특성을 정확하게 해석하여 반영하여야 한다. 이 연구에서는 k-omega SST 난류 모형과 자유수면의 급격한 변동을 해석하기 위한 하이브리드-VOF(hybrid volume of fluid)기법을 이용하여 도수현상을 수치적으로 재현하고자 한다. 기존 CFD(computational fluid Dynamics) 모델링에서는 자유수면 변동의 영향을 고려하기 위해 VOF 기법을 많이 사용하였다. 하지면 전통적인 VOF 기법은 다상흐름(multiphase flow)을 오직 부피분율(volume fraction)의 함수로만 고려하며 모의함으로써 강한 수면변동뿐만 아니라 공기연행(air entrainment)를 동반하는 난류 흐름을 모의하는데는 한계가 있다. 이 연구에서 이용하는 Eulerian 기법인 하이브리드 VOF 기법은 물과 공기의 각 상에 대하여 흐름 특성들을 개별적으로 계산하기 때문에 공기연행을 포함한 급변류 흐름에서 전통적인 VOF 기법보다 적용성이 우수하다. 이와 같은 난류모형과 자유수면 포착기법을 이용하여 3차원 비정상 난류 흐름 수치모형을 구축하여 수공구조물 주변에서 발생하는 강한 공기연행과 난류 특성를 보이는 급변류를 수치적으로 재현한다. 이 연구는 계산된 수치해석 결과를 기존 수리실험 결과와 비교하여 수치모형의 적용성을 평가하고 도수 현상에서 발생하는 독특한 흐름 특성을 제시한다.