• Title/Summary/Keyword: 유공벽

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Application of CFD model for the design of settling basin inlet structure (침전지 유입부 설계를 위한 CFD모형의 적용)

  • Yu Chang Hwan;Lee Jong Hyun;Kim Dae Geun;Kim Nam Il
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.1083-1087
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    • 2005
  • 하수처리장의 침전지는 고형물(SS)을 침전, 제거하여 하수를 정화하는 시설로서 생물학적처리에 의해 발생하는 슬러지와 처리수를 분리하는 것을 주목적으로 한다. 장방형침전지의 경우, 유입된 하수가 침전지의 전 단면에 걸쳐 균일하게 도달하게 하기 위하여 $6\~20\%$ 정도의 유공율을 가진 유공정류벽을 설치하며 유효 침전구역에서의 유속은 0.08 m/sec 이하가 되도록 설계되어야 한다. 지금까지 침전지 유입부의 설계시에는 상기 설계기준만을 참조하여 설계가 진행되고 있는 실정으로 보다 나은 대안을 도출하기 위한 분석은 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하여 침전지의 유입부 설계를 위한 설계인자를 도출하였다. 특히 유공정류벽의 크기, 위치 유공율에 따라서 유입하수의 수리적인 특성을 3차원적으로 분석하였다. 저류벽의 위치에 따른 유량의 분배효과를 검토하기 위하여 저류벽의 폭, W를 2.4 m로 고정하고 유입부에서 저류벽까지의 거리, L을 1.5 m, 2.0 m, 2.5 m로 변화시키며 수치모의를 수행하였다. 그리고 저류벽의 폭에 따른 유량의 분배효과를 검토하기 위하여 L을 고정하고 W를 변화시키며 수치모의를 수행하였다. 유공정류벽의 유공율에 따른 유량의 연직 분배효과를 검토하기 위하여 유공율을 변화시키며 연직위치별 통과유량을 산정하였다 각 모의조건에 대한 통과유량 산정결과, 유공율이 $7\%$일때 통과유량의 표준편차가 가장 작게 발생하며, 유공율이 $7\%$보다 감소하거나 증가하면 표준편차가 증가하고 있음을 알 수 있다. 본 연구에서는 상용 CFD모형인 FLOW-3D를 계획 중인 하수처리장의 침전지 유입부 설계에 적용하였으며 저류벽의 위치와 폭, 유공정류벽의 유공율에 따른 유입하수의 분배효과를 분석하였다. 실험을 수행하여 보다 정밀한 공식으로 개선할 수 있었다.$10,924m^3/s$ 및 $10,075m^3/s$로서 실험 I의 $2,757m^3/s$에 비해 통수능이 많이 개선되었음을 알 수 있다.함을 알 수 있다. 상수관로 설계 기준에서는 관로내 수압을 $1.5\~4.0kg/cm^2$으로 나타내고 있는데 $6kg/cm^2$보다 과수압을 나타내는 경우가 $100\%$로 밸브를 개방하였을 때보다 $60\%,\;80\%$ 개방하였을 때가 더 빈번히 발생하고 있으므로 대상지역의 밸브 개폐는 $100\%$ 개방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.8R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하게 인식하는 해방적 행동에 대한 목표를 강조

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Estimation of Friction Coefficient in Permeability Parameter of Perforated Wall with Vertical Slits (연직 슬릿 유공벽의 투수 매개변수의 마찰계수 산정)

  • Kim, Yeul-Woo;Suh, Kyung-Duck;Ji, Chang-Hwan
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.22 no.1
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    • pp.25-33
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    • 2010
  • The matching condition at a perforated wall with vertical slits involves the permeability parameter, which can be calculated by two different methods. One expresses the permeability parameter in terms of energy dissipation coefficient and jet length at the perforated wall, being advantageous in that all the related variables are known, but it gives wrong result in the limit of long waves. The other expresses the permeability parameter in terms of friction coefficient and inertia coefficient, giving correct result from short to long waves, but the friction coefficient should be determined on the basis of a best fit between measured and predicted values of such hydrodynamic coefficients as reflection and transmission coefficients. In the present study, an empirical formula for the friction coefficient is proposed in terms of known variables, i.e., the porosity and thickness of the perforated wall and the water depth. This enables direct estimation of the friction coefficient without invoking a best fit procedure. To obtain the empirical formula, hydraulic experiments are carried out, the results of which are used along with other researchers' results. The proposed formula is used to predict the reflection and transmission coefficients of a curtain-wall-pile breakwater, the upper part of which is a curtain wall and the lower part consisting of a perforated wall with vertical slits. The concurrence between the experimental data and calculated results is good, verifying the appropriateness of the proposed formula.

Hydraulic Experiment for Variation of Energy Loss Coefficient due to Thickness of Perforated Wall (유공벽 벽두께에 따른 에너지 손실계수의 변화 수리실험)

  • Kwon, Kab-Keun;Seo, Jong-Seon;Lee, Jae-Hwang;Yoon, Sung-Bum
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.50-54
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    • 2011
  • 공극률, 슬릿 수 및 두께가 다양한 오리피스 구조물을 대상으로 개수로 수리실험을 진행하여 유공벽의 벽두께에 따른 에너지 손실계수의 변화 및 메커니즘을 연구하였다. 오리피스의 개수로 수리실험을 수행하였으며 다양한 유속조건에서 오리피스의 벽두께에 대한 에너지 손실계수를 측정한 뒤 결과를 권 등(2010)의 관수로 실험결과와 비교하였다. 실험결과 전체적으로 유속에 따라 에너지 손실은 변화하였으며 유속이 감소할수록 에너지 손실은 크게 증가함을 보였다. 유속이 작은 층류구간에서 유속이 감소할수록 에너지 손실은 증가하는 반비례 관계를 보였고 에너지 손실량은 관수로 실험결과와 서로 비슷하였다. 그러나 유속이 강한 난류 구간에서는 에너지 손실이 유속과 무관하게 일정한 관수로 결과와는 달리 유속에 따라 변화하였다. 또한 유속이 약한 흐름에서는 오리피스의 두께 및 슬릿 수에 따라 에너지 손실은 각각 다르게 측정되었지만 유속이 강한 흐름에서는 벽두께 변화와 상관없이 에너지 손실은 거의 비슷하였다. 이 결과로부터 개수로 오리피스의 경우 유속이 강한 구간에서는 오리피스의 벽두께 효과 보다 상 하류 수위차로 발생하는 개수로 효과가 더 큰 영향을 주는 것으로 확인되었다.

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Comparison of Methods to Calculate Permeability Parameter of Perforated Wall with Vertical Slits (연직 슬릿 유공벽의 투수계수 계산 방법의 비교)

  • Suh, Kyung-Duck;Ji, Chang-Hwan;Kim, Yeul-Woo
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.03b
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    • pp.506-509
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    • 2008
  • Mathematical models have been developed to calculate hydrodynamic characteristics of perforated-wall structures. Most of the models separate the fluid regions into front and back of the wall, assume the solution in each region, and calculate the solution by using the matching condition at the wall. The matching condition involves the permeability parameter, which can be calculated by the methods proposed by Mei et al. or Sollitt and Cross. In this study, we compare these two methods. The former is advantageous because all the related variables are known, but it gives wrong result in the limit of long waves, i.e. zero transmission and perfect reflection of very long waves. In deep water, the latter predicts smaller transmission and larger reflection than the former, and vice versa in shallow water. In the latter method, the friction coefficient decreases as the wall thickness or the porosity of the wall increases.

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Comparison of Maximum Horizontal Wave Force Acting on Perforated Caisson Breakwater with Single and Double Chamber (단일 및 이중유수실 유공케이슨 방파제에 작용하는 최대 수평파력 비교)

  • Oh, Sang-Ho;Ji, Chang-Hwan;Oh, Young Min;Jang, Se-Chul;Lee, Dal Soo
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.26 no.5
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    • pp.335-341
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    • 2014
  • Physical experiments were carried out to measure the wave force on the vertical walls of perforated breakwater considering several phases of a wave acting on the breakwater. The maximum horizontal wave force acting on each vertical wall was compared between single and double chamber caisson breakwater. The experimental data in this study showed that the total horizontal wave force for double chamber caisson was 9.6% smaller on average than that for single chamber caisson when the total chamber width was the same for both caissons. Such reduction of the wave force is due to the dissipation of wave energy at the porous middle wall, which is located between the porous front wall and non-porous rear wall.

Numerical Analysis on the Determination of Head Loss by Perforated Vertical Walls (연직 유공벽의 수두손실 결정을 위한 수치해석)

  • Chun, In-Sik;Lee, Seong-Yeop;Park, Kyung-Soo;An, Dong-Keun
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.19 no.3
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    • pp.194-204
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    • 2007
  • A numerical analysis and hydraulic experiments were undertaken to investigate the head loss occurring when a flow passes through vertical perforated walls. The numerical analysis applied continuity, momentum and energy equations to the control volumes that were set near the perforated wall. Non-dimensional equations were then derived to calculate both upstream depth and head loss for the given values of downstream depth and velocity. The hydraulic experiments were performed with several single and triple perforated plates varying their opening ratios and intervals. The numerical results with the single plates were compared with the experimental results, and it was shown that the contraction coefficient of the vertical line jet formed after the perforated plates relies on downstream Froude number as well as opening ratio. Based on the experimental results, empirical formulas were formulated. Finally, the formulas were applied to the triple plates sequentially from downstream side to upstream side, and it was found that in general the predicted values nicely agreed with the experimental results.

Hydraulic Experiments for the Reflection Characteristics of Perforated Breakwaters (유공방파제의 반사특성에 관한 수리실험)

  • 박우선;전인식;이달수
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.5 no.3
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    • pp.198-203
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    • 1993
  • Hydraulic experiments were carried out to investigate the reflection characteristics of perforated breakwaters in regular wave conditions varying the width of wave chamber and the shape of perforated wall. It was found that the reflection coefficient of the perforated breakwater was very sensitive to the change of wave chamber width. giving its minimal value when the width of the wave chamber is approximately 0.2 times the wave length in the wave chamber. This phenomenon may be resulted from the wave resonance inside the wave chamber. The reflection coefficients slightly varied for all shapes of perforated wall. i.e., vortical slit, horizontal slit or circular hole. However, the reflection trend of the structure was not significantly affected by the shape of the perforated wall.

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Numerical Analysis for Characteristics of Flow Fields and Disinfection Performances in the Clearwell with a Porous media Wall (정수지 내 유동 특성과 유공벽을 이용한 소독능 변화에 대한 수치 해석적 연구)

  • Lee, Suk Won;Rhee, Gwang Hoon;Koo, Ja-Yong
    • Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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    • v.21 no.6
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    • pp.755-761
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    • 2007
  • Disinfection performance in clearwell is generally measured by CT, which is expressed by $C{\times}T$. C is represented by disinfection concentration, and T is represented by $T_{10}$ which means 90% contact time in clearwell. In order to improve Disinfection performance, augmentation of $T_{10}$ is required. Guide wall has been generally used to improve $T_{10}$ because $T_{10}$ changes according to flow field. In this study, porous media is proposed instead of guide wall, and disinfection performance between guide wall and porous media wall are compared. Flow field and $T_{10}$ in each clearwell are investigated as well. Improved Disinfection performance appear in case of porous media wall compare to guide wall, and best performance occur in porosity factor ${\beta}$ 1e+4.

Study on Methodology for Reducing Dead Zone Flow within Chlorine Contactor Installing Porous Baffles (유공벽을 이용한 우류식 염소접촉조 사류 저감 방안 연구)

  • Park, Hyun-Ho;Park, No-Suk;Cha, Min-Whan;Kim, Sa-Dong;Won, Chan-Hee
    • Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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    • v.24 no.5
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    • pp.519-525
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    • 2010
  • From the results of tracer test for the existing chlorine contactor in Y water treatment plant, $T_{10}$ and $T_{10}$/T were calculated as 130 min and 0.16, respectively. Therefore it required the modification schemes for improving hydraulic efficiency, surrogated by T10 and $T_{10}$/T, and disinfection performance. In this study, in order to reduce dead zone within contactor, the installation of porous baffles in the near of each corner was suggested and verified using transient CFD(Computational Fluid Dynamics) simulation technique and tracer tests on dynamic condition. From the results of simulation and tracer tests, it was revealed that porous baffles installed have been effective to reduce dead zone within contactor, and increase plug flow fraction.