• Title/Summary/Keyword: 일차 해석모형

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A study on the Hydrological Property with Hydraulic Model and Numerical analysis of the Bight River (만곡부 하천의 수리모형과 수치해석을 통한 수리학적 특성 연구)

  • Park, Soo-Jin;Seo, Dong-Il;Lee, Jin-Tae;Choi, Han-Kuyl
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1297-1301
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    • 2007
  • 홍수위 산정을 위하여 이용되는 기법은 평균적인 홍수위 산정이 가능한 1차원모형과 하천 좌우의 수심 편차까지 해석이 가능한 2차원 모형 및 수심에 대한 변동까지 해석이 가능한 3차원 모형으로 구분된다. 이중에서 기본계획 수립시 사용되는 모형은 1차원 수치해석 모형으로 하천 단면별로 평균홍수위 만을 산정하므로 만곡부하천의 특성의 영향이 반영되지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 만곡부 하천을 선정하여 총2.4Km구간의 모형을 제작하였으며, 수리모형 실험을 통하여 일차원 및 이차원 수치해석을 실시하여 모형실험값과 비교 고찰하였다. 본 연구를 위하여 일차원 수치해석은 HEC-RAS모형을, 이차원 수치해석에서는 SMS모형을 사용 하였다. 연구결과, 유속의 경우 우안지점의 평균 유속은 모형실험은 8.33m/s, 일차원 및 이차원 수치해석은 각각 3.08m/s, 8.57m/s로 나타남을 확인 하였으며, 평균유속은 이차원 수치해석이 모형실험과 유사한 값을 보였다. 또한 수위경우는 모형실험의 좌안과 우안에 대한 일차원 및 이차원 수치해석의 최대 오차는 각각 0.66m, 0.84m와 0.28m, 0.48m로 수위 또한 이차원 수치해석이 수리모형실험과 유사한 결과를 보였다. 따라서 본 연구를 통하여 알 수 있듯이 만곡부 하천의 경우 일차원 수치해석보다는 2차원수치해석을 실시하여 기본계획을 수립하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

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Development of One Dimensional Open Channel Flow Model : SNS (일차원 하천 흐름모형 SNS의 개발)

  • Kim, Won;Kim, Jong-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.391-395
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    • 2006
  • 본 연구에서는 새로운 일차원 하천 흐름모형인 SNS(Super- aNd Sub critical flow model)를 개발하였다. 이 모형은 연속방정식과 운동량방정식을 상류이송기법을 이용하여 해석하고, 생성항을 처리할 수 있는 특별한 기법을 사용하고 있다. SNS 모형은 보나 여수로 등에서 발생하는 불연속 흐름을 모두 해석할 수 있고, 우리나라와 같이 하상의 변화가 매우 심한 하천에서도 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 개발한 SNS 모형은 우리나라 하천에서와 같이 하상의 변화가 매우 심하고, 보와 같은 구조물이 많이 설치되어 있는 하천에서 추가적인 작업없이 바로 적용할 수 있다. 또한 댐 여수로와 같이 매우 빠른 흐름, 도수가 발생하는 흐름에서도 추가적인 내부경계조건없이 다양한 조건의 흐름을 해석할 수 있는 장점이 있다. 부정류 상태의 다양한 흐름을 모의할 수 있고, 상하류 경계조건을 고정하여 부등류를 모의할 수도 있다. 본 연구에서 개발한 SNS 모형은 우리나라의 특별한 상황에 대한 고려가 미흡하였던 기존의 모형에 비해 여러 가지 장점을 지니고 있기 때문에 국내 하천의 다양한 흐름조건에 널리 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

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An Implicit Method to Analysis Unsteady Flow (부정류의 IMPLICIT 수치해석)

  • 이종태
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.17 no.2
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    • pp.71-76
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    • 1981
  • In order to make a numerical modeling for the one dimensional unsteady flow which expressed by Saint Venant partial differential equations, Preissmann's implicit scheme was used, and it's stability and accuracy was mentioned. By introducing recurrence relations make it possible to use double sweep algorithm. Effective parameters to the result were the values of the $\Delta$t/$\Delta$x, $\theta$ and the chezy coefficient. In oder to get numerical solutions with enough accuracy, $\Delta$t/$\Delta$x should not be far from the value of 1, and the criteria of the $\theta$ was 0.6<$\theta$<1.0 for the stability without condition. This model should be calibrated by real field data, and expected to be developed for the simulation of the river system and to the long wave analysis for one dimensional coastal zone problem.

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ADI Finite Difference Method of Linear Shallow Water Wave Equation (선형 천수방탁식의 ADI 유한차분법)

  • 이종찬;서승남
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.4 no.2
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    • pp.108-120
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    • 1992
  • An ADI model for linearized shallow water equation is modified using the method of factorization. In order to show its validity. the computational results are compared both with the analytical solution and with those from existing models, for a rectangualr domain with constant and varying amplitudes at the open boundary. It is shown the accuracy of numerical solutions depends on the size of time step. depth and bottom friction. The modified ADI model is shown to be superior to the existing models such as Leendertse (1971). Butler (1980) and Sheng (1983).

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Comparison and Analysis of Hills and Urban Stream by Analysis Methodology (해석 방법에 따른 산지소하천과 도시하천의 수리학적 변화 특성 비교.분석)

  • Yim, Dong-Hee;Ahn, Seung-Seop;Moon, Sang-Cheol;Kim, Dong-Phil
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1698-1702
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 도시하천인 금호강 본류 하철 동촌수위표 지점에서 안심교 상류방향 10.678km과 산지소하천인 설마천 전적비교에서 상류방향 2.66km를 대상으로 일차원해석모형인 HEC-RAS와 이차원해석모형인 SMS를 이용한 정류 부정류 해석을 통한 유속변화와 홍수위 변화의 비교 검토를 통해 도시하천과 산지 소하천의 수리학적 거동특성 분석을 실시하여 향후 모형 적용 시 적용 방법을 제시하고자 한다.

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Dispersion-Correction of 1-D Finite Element Model for Tsunami Propagation Using Explicit Scheme (양해법을 이용한 일차원 지진해일 전파 유한요소모형의 분산보정)

  • 윤성범;임채호;윤기승;최병호
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.16 no.2
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    • pp.57-63
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    • 2004
  • Wave lengths of tsunamis are shorter than those of tides, and the dispersion effect of tsunamis is relatively strong. Thus, it should be properly considered in the numerical simulation of distant tsunami propagation for better accuracy. In the present study an active dispersion-correction scheme using explicit scheme is developed to take into account the dispersion effect in the simulation of tsunami propagation using one-dimensional finite element method based on wave equation. The validity of the dispersion-correction scheme proposed in this study is confirmed through the comparision of numerical solutions calculated using the present scheme with analytical ones considering dispersion effect of waves.

Reliability Analysis of Multiple Failure Modes of Rubble-Mound Breakwaters (경사제의 다중 파괴모드에 대한 신뢰성 해석)

  • Lee, Cheol-Eung
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.20 no.2
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    • pp.137-147
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    • 2008
  • A reliability analysis has been performed to investigate the systematic stability of multi-failure modes of rubble-mound breakwaters. The reliability functions of four different failure modes are established straightforwardly. AFDA(Approximate Full Distribution Approcah) reliability models for each failure modes are directly developed and satisfactorily calibrated through the comparison with CIAD's results. In the reliability analysis of single failure mode, the probabilities of failure are calculated and the influence coefficients of random variables in the failure modes are properly evaluated. Meanwhile, three different models such as uni-modal bounds, bimodal bounds, and PNET are applied to evaluate the probabilities of failure of multi-failure modes for rubble-mound breakwaters. It may be found that uni-modal bounds tend to overestimate the probability of failure of multi-failure modes. Therefore, for the systematic reliability analysis of multi-failure modes, it is recommended to use bi-modal bounds or PNET which consider the correlation between the failure modes for rubble-mound breakwaters. By introducing the reliability analysis of multi-failure modes, it could be possible to find out the additional probabilities of failure occurred by the multi-failure modes of a multi-component system such as rubble-mound breakwaters.

The Analysis of Hydraulic Flow Characteristics by Dam Release on the Nakdong River (댐방류량에 따른 낙동강수계 수리학적 흐름특성 분석)

  • Lee, Eul-Rae;Shin, Chul-Kyun;Kim, Sang-Ho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1701-1705
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    • 2006
  • 본 연구에서는 일차원 수리학적 하도추적모형인 FLDWAV 모형을 이용하여 낙동강 유역에 대해서 댐하류유역의 하도망을 구성하여 모형을 수행함으로서 댐 방류에 따른 안동댐에서 하구둑까지의 수리학적 흐름특성을 분석하였다. 대상구간은 안동댐${\sim}$하구둑까지의 본류구간과 임하댐직하${\sim}$반변천합류점, 합천댐직하${\sim}$황강합류점, 남강댐직하${\sim}$남강합류점까지의 단면을 적용하였으며, 하천정비기본계획상에 나타난 실측하상단면자료를 FLDWAV모형에 적합하게 변환하였다. 본 연구에서 적용된 모형은 1차원 부정류 해석모형으로서 단일하도 뿐만 아니라 지류와 연계된 하도망의 해석도 성공적으로 수행하게 된다. 모형에 의해 산정된 유량 및 수위의 값들은 당시의 실측값과 비교하여 유사한 형태를 가지며 정량적, 정성적인 부분에서 모형의 적합성을 증명하였다. 본 연구를 통하여 대상구간의 전체하도에 대한 적용절차 및 분석기법 등을 참조하여 다른 수계로의 확장이 가능하게 된다. 단면변환 및 경계조건 산정방법, 모형의 수행 및 결과 분석 과정 등이 댐방류 또는 지류의 유입을 고려한 합리적인 하천관리를 위한 방향을 제시하게 될 것으로 판단된다.

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Determination of cross section of composite breakwaters with multiple failure modes and system reliability analysis (다중 파괴모드에 의한 혼성제 케이슨의 단면 산정 및 제체에 대한 시스템 신뢰성 해석)

  • Lee, Cheol-Eung;Kim, Sang-Ug;Park, Dong-Heon
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.51 no.9
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    • pp.827-837
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    • 2018
  • The stabilities of sliding and overturning of caisson and bearing capacity of mound against eccentric and inclined loads, which possibly happen to a composite caisson breakwaters, have been analyzed by using the technique of multiple failure modes. In deterministic approach, mathematical functions have been first derived from the ultimate limit state equations. Using those functions, the minimum cross section of caisson can straightforwardly be evaluated. By taking a look into some various deterministic analyses, it has been found that the conflict between failure modes can be occurred, such that the stability of bearing capacity of mound decreased as the stability of sliding increased. Therefore, the multiple failure modes for the composite caisson breakwaters should be taken into account simultaneously even in the process of deterministically evaluating the design cross section of caisson. Meanwhile, the reliability analyses on multiple failure modes have been implemented to the cross section determined by the sliding failure mode. It has been shown that the system failure probabilities of the composite breakwater are very behaved differently according to the variation of incident waves. The failure probabilities of system tend also to increase as the crest freeboards of caisson are heightening. The similar behaviors are taken place in cases that the water depths above mound are deepening. Finally, the results of the first-order modal are quite coincided with those of the second-order modal in all conditions of numerical tests performed in this paper. However, the second-order modal have had higher accuracy than the first-order modal. This is mainly due to that some correlations between failure modes can be properly incorporated in the second-order modal. Nevertheless, the first-order modal can also be easily used only when one of failure probabilities among multiple failure modes is extremely larger than others.