• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.204-204
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• 2022

하천 내에서 하상변동은 치수나 생태계에 직간접적인 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다. 하상변동의 예측을 위한 여러 가지 모델들이 존재하지만 하상변동의 양상을 직관적으로 파악하기에는 어려움이 있다. 최근 수행된 연구 결과에 따르면 하천의 수리 기하학적 형상이 부유사 농도와 유량과의 관계와 관련이 있는 것으로 밝혀졌다(Kim et al., 2018). 본 연구에서는 수리기하(Hydraulic Geometry) 이론을 이용하여 하천의 형상에 따른 유사거동과의 상관관계를 통해서 하상의 장기적 변동성을 직관적으로 유추할 수 있는 기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 수리기하 이론에서의 수심과 폭을 나타내는 인자들을 이용하여 하천의 형상을 넓고 얕은 하천, 좁고 깊은 하천, 중간 정도의 하천으로 분류하였으며 흐름조건을 정상류와 부정류조건으로 분류하였다. 또한 하상경사와 하상재료의 입경 분포를 고려하여 자연하천에서 존재할 수 있는 다양한 하천형상에 대해 수치모의를 진행하였다. 기존의 Manning 공식에 수심, 유속만 고려한 것이 아닌 조도계수까지 고려하여 수리기하 이론을 접목시킴으로서 유속과 수심의 수리기하적 인자로 계산된 하상전단력의 수리기하적 인자가 수치모의를 통해 구한 값과 거의 일치하는 것을 확인하였다. 하천의 형상이 넓고 얕을수록 수리기하 관계로 표현한 하상전단력 인자가 작은 값을 나타냈으며 수리기하 관계로 표현한 부유사농도인자와 하상전단력 인자가 비슷한 양상을 띄는 것이 확인되었다. 이를 통해 하천이 기하학적 형상으로부터 하상의 변동성을 유추할 수 있었다. 실제 하천에 대한 검증은 금강 수계에 있는 미호천과 갑천을 대상으로 수행하였다. 수리기하적으로 표현하였을때 갑천은 미호천에 비해 넓고 얕은 하천에 속하는데 현재까지 관측된 자료를 이용하여 두 하천의 하상변동량을 비교해본 결과 갑천이 미호천에 비해 변동량이 적었으며 이는 위의 내용과 일치한 결과를 나타냈다.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.27 no.5
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• pp.799-806
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• 1995

The steady shear and small amplitude oscillatory dynamic rheological properties of citrus pectin $([\eta]=3.75\;dL/g)$ were characterized for a wide range of pectin concentrations $({\sim}6%)$. The typical power-law flow was observed above 2.0% concentration, and the shear rate dependence of viscosity increased with pectin concentration. The transition from dilute to concentrated regime, determined from the double logarithmic plot of ${\eta_{sp.o}}\;vs\;C[\eta]$, occurred at a critical coil overlap parameter $C^{*}[\eta]\approx4.0$, at which ${\eta_{sp.o}}$ corresponded to approximately 10.0. The slopes of ${\eta_{sp.o}}\;vs\;C[\eta]$, at $C[\eta]\;at\;C[\eta]C^{*}[\eta]$were 1.1 and 4.5, respectively. The steady viscosity $(\eta)$ displayed a good superposition at ${\eta}/{\eta}_o\;vs\;{\gamma}/{\gamma}_{0.8}$ relation with an exception of high concentration (6%), which arised from the significant deviation of flow behavior index (n values of $\eta_{a}=K\gamma^{n-1}$) at high concentration. Dynamic measurements showed that the loss modulus $(G^{\prime\prime})$ was much higher than the storage modulus $(G^\prime)$for all concentrations studied, indicating predominant viscoelastic liquid-like behavior of pectin solutions. The frequency dependence of $G^\prime$ was higher than that of $G^\prime\prime$ at the same concentration, whose trend was more pronounced with decreasing pectin concentration. The shear viscosity $(\eta)$ was almost identical to the complex viscosity $(\eta^{*})$ at low concentration, following the Cox-Merz rule, but they became increasingly different at high concentration.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.15 no.6
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• pp.118-126
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• 2011

The objective of this paper is to study the structural behavior of Composite Basement Wall (CBW) according to shear span-to-depth ratio through an experiment and predict the nonlinear behavior of CBW by using ADINA program widely has been being used for FE analysis. Especially, this study focuses on the part of CBW in which the Reinforced Concrete (RC) is under compression stress; At the region of CBW around each floor, RC part stresses by compressive force when lateral press by soil acts on the wall. The contact condition between RC wall and steel (H-Pile) including stud connector is main factor in the analysis since it governs overall structural behavior. In order to understand the structural behavior of CBW whose RC part is under compressive stress, an experimental work and finite element analysis were performed. Main parameter in the test is shear span-to-depth ratio. For simplicity in analysis, reinforcements were not modeled as a seperated element but idealized as smeared to concrete. All elements were modeled to have bi-linear relation of material properties. Three type of contact conditions such as All Generate Option (AGO), Same Element Group Option with Tie(SEGO-T) and Same Element Group Option with Not tie(SEGO-NT) were considered in the analysis. For each analysis, the stress flow and concentration were reviewed and analysis result was compared to test one. From the test result, CBW represented ductile behavior by contribution of steel member even if it had short shear span-to-depth ration which is close to "1". The global composite behavior of CBW whose concrete wall was under compressive stress could be predicted by using contact element in ADINA program. Especially, the modeling by using AGO and SEGO-T showed more close relation on comparing with test result.

• Water for future
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• v.21 no.1
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• pp.67-76
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• 1988

Analyzed was the circulation phenomena in the open channel with sudden expansion, by applying the Galerkin's finite element method to the depth-averaged 2-dimensional continuity and momentum equations. Wave tests were done in the simplified channel in order to review the validity of this newly developed model and the computed results were within 0.5% of $L_2$-norm error, and application of this model to the simulation of simplified dam-break gave very close results compared with the analytical solution, thus, it can be concluded that this model is valid and efficient. The main flow in the expanded channel was defined as a new initial condition with given velocity and the flow in the expanded portion was at rest in simulating the circulation, and besides the Neumann's condition the slip boundary condition for lateral wall was found to be proper condition than the no-slip condition. It can be concluded, from the numerical tests in the sudden expension, that the circulating phenomena depend mainly on the convective inertia and the effect of turbulence due to bottom shear and lateral shear is insignificant.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.26 no.6
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• pp.671-677
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• 2014

In this research, flow experiments and simulation of highly flowable concrete has been attempted using a viscoplastic particle method varying with dosages of SP admixture and water-cement (W/C) ratios. Rheological and flow characteristics of flowable concrete manufactured in domestic products of cement, aggregates, and SP admixtures were investigated by experimental programs varying with mix proportions. From experiment, the predictive model of rheological characteristics of flowable concrete has been newly proposed considering with the effects of the W/C ratio and the dosage of SP admixture, and the effect of mixing proportion has also been incorporated into shear stress and strain rate curve of flowable concrete in the current method. A series of L-box flow test of highly flowable concrete varying with dosages of SP admixture and W/C ratios was compared with the proposed model.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.150-150
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• 2015

최근 하천의 수위조절 기능을 수행하는 보 건설이 증대되고 있다. 보는 원활한 용수공급을 위해 필수적인 구조물이지만, 하천 횡단 구조물의 특성상 유사퇴적에 의한 통수단면적 감소, 홍수위험도 증가, 수질악화 등의 문제를 내포하고 있다. 이를 해결하기 위해 유사시 유사배출이 가능하고 수문개도를 통한 통수단면적 조절로 홍수위험도를 감소시킬 수 있는 가동보를 고정보와 병용해서 적용하는 추세이다. 가동보는 수문 운영 방식에 따라 하류의 흐름상태가 다양하게 나타나며, 흐름 상태에 따라 하도 및 구조물에 미치는 영향도 달라진다. 그러나 기존 가동보 및 보 하류 구조물의 설계 시 일반적으로 수문 운영조건을 고려하지 않고, 홍수위 조건을 최악조건으로 고려하는 한계가 있다. 본 연구에서는 3차원 수치모델(FLOW-3D)을 활용하여 가동보의 운영에 따라 발생하는 다양한 흐름조건이 보 하류에 미치는 영향을 검토하고자 한다. 수치모델의 검증을 위해 기존 수행된 수리실험과의 비교를 수행하였고, 홍수위 조건(수문 전문개도) 및 관리수위 조건(수문 일부개도)에서 수치모의를 수행하였다. 보 상류, 직하류, 도수종점에서 발생하는 단면최대유속, 바닥전단 응력, Froude 수 등의 수리특성을 분석하였고, 상하류간 수심차와 수문개도높이의 비와 접근유속과 보 직하류에서 유출되는 유속의 비로 무차원화하여 관계를 분석하였다. 또한 홍수위 조건과 관리수위 조건에서 발생하는 수리특성을 비교함으로써, 보 하류부 구조물 설계 시 반영할 최악조건을 예측하고, 수문운영이 하류부에 미칠 수 있는 영향을 가시적으로 확인할 수 있었다. 향후 상류의 유량조건 및 상하류 수위차에 따른 가동보의 운영조건이 보 하류의 안정성 지표산정에 활용될 수 있기 위해 보다 심도있는 연구 수행이 필요하다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.89-89
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• 2022

하천 합류부에 지천이 유입되는 경우 복잡한 3차원적 흐름 구조를 발생시키고 이로 인해 유사혼합 및 지형 변화가 활발히 발생하게 된다. 특히, 하천 합류부에서 부유사 거동은 하천의 세굴과퇴적, 하천 지형 변화, 하천 생태계, 하천구조물 안정성 등에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 이에 대한 정확한 분석이 하천 관리 및 재해 예방에 필수적인 요소이다. 기존의 하천 합류부 부유사 계측 자료들은 재래식 채취 방식으로 수행되어 시공간적 해상도가 매우 낮아서 실측 자료만으로 합류부에서 부유사 혼합을 분석하기에는 한계가 존재하기에 대하천의 부유사 혼합 거동 해석에 수치모형이 주로 활용되어 왔다. 본 연구에서는 하천 합류부에서 부유사 거동을 공간적으로 정밀하게 분석하기 위해 드론 기반초분광 영상을 활용하여 하천 합류부에 최적화된 부유사 계측 방법론을 제시하였다. 현장에서 계측한 초분광 자료와 부유사 농도간의 관계를 구축하기 위하여 기계학습모형인 랜덤포레스트(Random Forest) 회귀 모형과 합류부에서 분광 특성이 다른 두 하천의 특성을 정확하게 반영하기 위한 가우시안 혼합 모형 (Gaussian Mixture Model) 기반 초분광 군집화 기법을 결합하였다. 본 연구에서 구축한 방법론을 낙동강과 황강의 합류부에 적용한 결과, 초분광 군집을 통해 두하천 흐름의 경계층을 명확히 구별하였으며, 이를 바탕으로 지류와 본류에 대해 각각 분리된 회귀 모형을 구축하여 복잡한 합류부 근역 경계층에서의 부유사 거동을 보다 정확하게 재현하였다. 또한 나아가서 재현된 고해상도의 부유사 공간분포를 바탕으로 경계층에서 강한 두 흐름이 혼합되어 발생한 와류(Wake)가 부유사 혼합에 미치는 영향을 규명하였고, 하천 합류부에서 발생하는 전단층의 수평방향 대규모 와류가 부유사 혼합 양상에 지배적 영향을 미치는 것으로 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.55-55
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• 2020

개수로 흐름에서 유체특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 특히 홍수가 발생하거나 유속의 증가에 따라 유체의 거동은 복잡하고 예측하기 어려워진다. 이러한 복잡한 유체거동은 하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 구성재료의 보호능력에 따라 예상하지 못한 조건에서 쉽게 파손될 수 있다. 국내 하천의 경우 한계유속과 한계소류력에 의해 하천설계에 적용되고 있다. 한계 유속의 경우 간단한 수식에 의해 산정될 수 있지만 실제 하천의 보호능력을 대표하기는 힘들기 때문에 한계소류력이 동시에 고려되어야 한다. 한계소류력은 개수로 흐름에서 복잡하게 발생하는 이차류나, 난류 특성에 의해 산정하거나 예측하기는 매우 어렵다. 한계 소류력 뿐만 아니라 하천을 구성하는 재질의 조도계수 역시 균일하지 못하고 매우 예측하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복잡한 양상을 나타내는 수리학적 요소에 대해 표준화된 실험수로에서 실험을 통해 평가하고, 체계화된 설계지침이 되고자 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 자연하천과 유사한 조건의 경사를 가지는 경사수로와 경사의 영향에서 자유롭게 평가를 진행하고자 무경사수로에서 실험연구를 통해 제방 재료의 안정성 평가방법을 제시하고, 재체의 안정성 평가를 위한 실험진행은 기 개발된 바닥응력을 직접측정하는 장치와 PIV시스템을 이용하여 수리특성을 측정하였다.(Park J.H. et al. 2016, Flow Measurment and instrumentation.) 하천의 설계나 평가에 적용되는 평균 소류력 개념은 복잡한 난류흐름에서 평가지표로써 대표하기 힘들기 때문에 바닥에서 발생하는 소류력을 직접 측정하고, 측정된 소류력을 검증하고자 난류유속 u', v'을 이용하여 Reynolds stress산정하여 Total shear stress를 추정하는 기법을 사용하여 검증하고자 한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.44 no.7
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• pp.577-590
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• 2011

In this study, the watershed and water body models were linked for the simulation of the Nakding river flow. This is a pre-step study for the estimation of the effect of the flow and water quality on the climate change. For models of watershed and river flow, the SWAT and EFDC were used, respectively. The runoff discharge at each boundary points for the simulation of the river flow was provided from the drainage basin model. The calculated runoff discharge by the SWAT model was compared with the measured data of the Ministry of Environment at 13 locations along the Nakdong river and 30 locations along the tributary streams. The computed water discharge was shown to be similar with the measured data. For the model calibration and verification, % difference, NSE, and $R^2$ were computed. The computed % difference was within 15% except of a few points. The NSE and $R^2$ were also within a fair level. The Nakdong river flow of 2007 was simulated by using the EFDC model. The comparison with the measured data showed that the model reflected the actual values of low and high flow well. Also, it was confirmed that the acceleration and deceleration in the curved areas were appropriately simulated. The movement of dye injected at the upstream boundary was simulated. The result showed that the arrival time up to the estuary dam was computed to be about 65 days.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.11 no.2 s.54
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• pp.81-94
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• 2007

In most experimental researches on the liquefaction phenomenon, an earthquake as a random vibration has been regraded as a sinusoidal wave or a triangular wave with an equivalent amplitude. Together with the development in the part of signal control and data acquisition, dynamic experimental equipments in the soil dynamics have also developed rapidly and further more, several real earthquakes have been simulated in the large model test such as shaking table tests and centrifuge tests. In Korea, several elementary laboratory tests to simulate the real earthquake load were performed. From these test results, it was reported that the sinusoidal wave cannot reliably reflect the soil dynamic behavior under the real earthquake motion. In this study, 4 types of dynamic motions such as the sinusoidal wave, the triangular wave, the incremental triangular wave and several real earthquake motions which were classified with shock-type and vibration-type were loaded to find something new to explain the change of the excess pore water pressure under the real earthquake load. Through the detailed investigation and comparison on all test results, it is found that the dynamic flow is generated by the soil plastic deformation and the velocity head of dynamic flow is changed the pressure head in the un-drained condition. It can be concluded that the change of the excess pore water pressure is related to the pressure head of dynamic flow. Lastly, a new hypothesis to explain such a liquefaction initiation phenomenon under the real earthquake load is also proposed and verified.