• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.140-140
• /
• 2018

다수의 자연 하천은 사행의 형태를 가지고 있으며 자연 상태에서의 직선 하천 형태는 비율이 20% 이하이다. 이러한 하천의 사행 형상으로 인하여 편수위 발달, 횡방향 압력의 불균형, 그리고 수심차에 의한 원심력이 발생하여 이차류 흐름이 발생된다. 정확한 이차류 구현을 위해서는 3차원 모형을 사용하는 것이 바람직하나, 3차원 모형의 격자 구성과 사용에서는 상당한 시간 및 노력이 요구되기 때문에 수심적분 2차원 모형을 사용하면서도 이차류의 영향을 구현하기 위한 연구들이 이루어졌다. 본 연구에서는 이러한 이차류의 영향을 2차원 모형으로 구현하고자 하였으며 이를 위해 이차류 연직 분포에 대한 기존 연구를 검토하여 새로운 이차류 공식을 개발하였다. 그리고 한국건설기술연구원 하천실험센터의 실규모 실험을 통해서 이차류 공식에 사용되는 계수를 보정하였다. 이처럼 개발된 식은 이차원 수리해석 모형인 HDM-2D에 적용되었다. HDM-2D는 수심 적분된 2차원 운동량 방정식을 지배방정식으로 사용하는 수리해석모형으로서, 이차류의 영향을 반영하기 위하여 개발한 황방향 유속의 연직분포식을 분산 응력항에 대입하여 이차류에 의한 전단 효과를 구현하였다. HDM-2D 흐름 모의 수행 결과와 하천실험센터 실험결과와 비교하여 이차류 효과가 주 흐름 유속의 분포에 미치는 영향을 확인하였다. 분석 결과, 모의 결과는 실험에서 발생하는 유속의 주 흐름 분포가 바깥쪽으로 편중되는 현상을 적절하게 재현함을 알 수 있었다. 모의 결과를 통해 HDM-2D 모형이 이러한 이차류 영향을 구현할 수 있음을 확인하였으며, 사행수로에서 주 흐름분포의 재분배는 하천 환경에서 유사 이동 및 오염물 이동에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.70-70
• /
• 2016

하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 바닥전단응력은 매우 중요하다. 예를 들어, 호안 등 시설물의 허용 소류력을 계산하거나, 하천의 유사량을 예측하는 데 있어서 바닥전단응력이 기준으로 쓰인다. 정상 등류의 경우, 수로 내 수체에 작용하는 중력과 수로 바닥 및 측면에 작용하는 마찰력의 평형을 고려함으로써 바닥전단응력을 산정할 수 있다. 본 연구에서는 식생을 제외한 아크릴수로에서의 전단판의 움직임을 이용한 바닥전단응력 측정장치를 설계, 교정 및 검증을 실시하였다. 이 전단판은 수체와 바닥면에서 발생하는 마찰력에 의해 변위가 발생하고 이 변위를 바닥전단 응력으로 산정하였다. 직접 측정한 바닥전단응력은 기존에 연구된 두 가지 방법과 비교하여 검증하였다. 비교 검증을 위한 실험은 폭 0.3 m, 길이 10 m인 고속수로에서 Froude수 1이상, Reynolds수 20000이상의 사류이면서 난류인 상태로 실험을 진행하였으며 유속은 PIV을 이용하여 측정하였다. 비교 검증을 위한 첫 번째방법은 Reach-avrage공식을 기초로 manning의 평균 유속 공식을 이용한 바닥전단응력을 산정하는 방법으로 일반적으로 간단한 경험식을 이용하여 바닥 전단응력을 산정하는 방법이다, 두 번째는 Reynolds stress를 산정하는 방법으로 PIV를 통해 흐름방향의 연직프로파일의 유속을 측정 한 후 레이놀즈 분해법에 의해 산정된 난류 강도를 측정하여 Reynolds stress를 산정한 후 Shear stress를 산정하는 방법을 사용하였다. 마지막으로 본 연구에서 가로 0.14 m, 세로 0.14 m의 전단판으로 구성된 바닥전단응력 측정장치를 개발하여 실험을 진행하면서 앞에서 언급한 두가지 방법을 측정하는 동시에 장치를 이용하여 바닥전단응력을 직접측정하여 총 3가지 바닥전단응력을 비교하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.476-476
• /
• 2023

해저면에 놓인 물체는 주변의 국소 흐름 변화에 의해 해저면 전단응력이 국부적으로 변화하는 과정에서 침식과 퇴적이 발생하게 되면서 해저면 지형의 변화에 의해 움직임이 발생한다. 이때 물체의 크기, 무게, 밀도와 형상에 따라 구름, 미끄러짐, 액상화 현상 또한 동반 될 수 있다. 본 연구에서는 해저면에 놓인 물체의 시간변화에 따른 매몰심 변화를 예측하고자 하였다. 물체는 원형 단면의 실린더 형태로 고려했다. 시간변화에 따른 매몰심 변화를 평형 매몰심으로의 접근속도에 관련된 인수와 매몰심 변화량으로 기본방적식을 구성하였고, 이를 유한 차분식으로 수립하였다. 최종 평형 매몰심 계산은 Friedrichs et al.(2016)의 경험식을 사용하였다. 앞선 연구에서 김효섭 등(2016)은 시간에 따른 세굴심 변화 모델 STEP-K를 제시한 바 있다. 시간변화에 따른 연직방향 실린더 주변에서의 국소세굴심을 예측하는 기법으로, 해저면에 놓인 수평방향 물체 주변의 매몰심 발달을 예측하기 위해 매몰 발생에 대한 시간의 척도를 새롭게 제안하였다. STEP-K에서 사용했던 KC수를 대신해 흐름-단주기 파랑 공조시의 해저면의 전단응력을 대표할 수 있는 대표전단응력을 사용할 수 있게 하였다. 보정계수를 통해 현장 또는 실험실 단위의 자료가 가용한 경우 식을 보정할 수 있다. 제안한 매몰심 예측기법은 Elmore et al.(2007)의 매몰실험 관측자료를 활용하여 보정하였다. 결과적으로 보정자료에 대한 시간에 따른 매몰심의 변화양상을 잘 재현하였으며, 향후 우리나라 해양환경 자료를 활용한 보정을 통해 적용성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2010.11a
• /
• pp.301-304
• /
• 2010

본 논문에서는 다수 캐비티 금형의 러너 내 불균일한 전단분포로 인해 발생되는 충전불균형에 따른 치수정밀도, 기계적 강도 등 물성의 차이가 발생되는 문제점을 해소하기 위해서 수지가 처음 분기되는 2차 러너의 구조에 변화를 주어 다수 캐비티 사출성형에서 충전균형을 위한 러너시스템을 제시하였다. 이 러너시스템은 전단률차이에 의한 즉, 온도가 불균일한 수지의 흐름을 혼합함으로써 수지의 흐름을 균일하게 하여 충전균형을 이루도록 하였다. PP수지를 대상으로 각 캐비티 간 균형충전에 대해 이 러너시스템이 효과가 있는지 검증하기 위해 CAE프로그램(Moldflow)을 이용한 유동해석을 통해 그 효과를 나타내 보았다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.722-726
• /
• 2012

각 해역의 부유 플록은 그 해역의 조건에 따라 각기 다르게 형성된 플록이므로, 부유 플록 자체의 특성(결합강도, 밀도 및 크기 등)은 현장특성에 따라 현저하게 다른 "site-specific"한 특성을 가질 뿐만 아니라, 동일 해역이라 하더라도, 조류 등에 의한 유속변화에 따른 흐름전단응력의 증감에 따라 플록의 특성 또한 시간적으로 크게 변화할 수 있다. 이에 현장의 플록 특성이 반영된 부유플록의 침강속도를 산정하기 위해 입도 측정원리중 하나인 BW방법을 응용한 전북대 Owentube를 자체 제작하여 연구가 수행되었으며, 본 연구를 통하여 도출된 현장에서의 점착성 부유 플록의 침강속도 산정 결과는 향후 퇴적물 이송 및 수질 예측을 위한 수치모형 적용시에 필수적으로 요구되는 침강 및 퇴적특성 입력자료로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Journal of Convergence for Information Technology
• /
• v.10 no.7
• /
• pp.153-159
• /
• 2020

In order to find out the condition of flow in sewer pipes, this study investigated the characteristics of tractive force of sewage flow estimated using actual measured values of water level, velocity, and flowrate in sewers located at uppermost portion in a treatment area during dry weather periods. When the scene of sewage flow was taken by CCTV after cohesive and non-cohesive solids (tofu and sand) were put on the sewer invert, it was found that the solids could be flushed without significant interruption. In sewer with slope of 0.00319, the frequency exceeding the minimum tractive force of sewage during a weekday was zero, while it was 10 per day with slope of 0.00603. During the week of the field observation, the event to exceed the minimum tractive force occurred once, suggesting that sewer odor would potentially increase. Maximum tractive force in sewer with steep slope was 2.9-3.1 N/㎡, but with gentle slope it decreased to 1.6-1.7N/㎡. It was also observed that the interval of time maintained below the criterion of minimum tractive force increased, during weekends compared to weekdays and for the sewage including non-cohesive particles which could enter combined sewers during a storm period. This study found that the sewer sediments formed by direct feces input into sewers, through sewer pipes which were designed meeting the standard sewer design criteria, could be flushed without staying as deposited solids state for a long time.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.14 no.6
• /
• pp.1357-1363
• /
• 1994

A Monte-Carlo simulation model is developed to predict size distribution produced by the coalescence of air bubbles in turbulent shear f1ow. The simulation consists of generating a population of air bubbles into the initial positions at each time step and tracking them by simulating motions and checking collisions. The radial displacement of air bubbles in the simulation model is produced by numerically solving an advective diffusion equation. Longitudinal displacements are generated from the logarithmic flow velovity distribution and the bubble rise velocity. Collision of air bubbles for each time step is detected by a geometric test using their relative positions at the beginning of the time step and relative displacements during the time step. At the end of the time step, the total number of bubbles, their positions, and sizes are updated. The computer program is coded such that minimum storages for sizes and positions of bubbles are required.

• Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
• /
• v.22 no.2
• /
• pp.181-185
• /
• 1993

The effects of concentrations (6~9%), heating temperatures (80, 85, 90 and 95$^{\circ}C$) and heating methods (continuous, method A and instantaneous, method B) on the flow properties of cowpea flour (air-dried sediment) at 6$0^{\circ}C$ were studied. The gelatinized cowpea flour dispersions by method B had higher values of yield stress and consistency index but lower value of flow behavior index compared to those values of method A. The log values of consistency index were positively correlated with the concentration and heating temperature for both methods. The rate of increase in the consistency index value by method B at the same concentration was greater in all heating temperatures than that by method A.

• Journal of the Korea Concrete Institute
• /
• v.18 no.3 s.93
• /
• pp.379-388
• /
• 2006

This paper presents a model for evaluating the contribution by arch action to shear resistance in shear-critical reinforced concrete beams. Based on the relationship between shear and bending moment in beams subjected to combined shear and bending, the behavior of a beam is explicitly divided into two base components of the flexural action and the tied arch action. The compatibility condition of the shear deformation that deviates from Bernoulli bending plane is formulated utilizing the smeared truss idealization with an inclined compression chord. The Modified Compression Filed Theory is employed to calculate the shear deformation of the web, and the relative axial displacements of the compression and the tension chord by the shear flow are also calculated. From this shear compatibility condition in a beam, the shear contribution by the arch action is numerically decoupled. Then the validity of the model is examined by applying the model to some selected test beams in literatures. The results may confirm the rationale of the proposed behavioral model.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.16 no.9
• /
• pp.6305-6314
• /
• 2015

This study presents numerical simulations of mean flow and turbulence structure of an open channel with submerged vegetation. Filtered Navier-Stokes equations are solved using large-eddy simulation (LES). The immersed boundary method (IBM) is employed based on a Cartesian grid. The numerical result is compared with experimental data of Liu et al. (2008) and shows that simulated results coincided reasonably with experimental data within the average error of 10%. Strong vortices are generated at the interface between vegetated and non-vegetated regions with spanwise extent. The generation of turbulence induced by shear at the interface is interfered with wake turbulence, resulting turbulence intensity maximum. Turbulence produced by shear affects the flow in vegetated region and the penetration depth increases with an increase in the submergence ratio. This result can be used to understand sediment transport mechanisms in the vegetated region.