• 제목/요약/키워드: 하류해

검색결과 188건 처리시간 0.027초

다중 경사 MUSCL을 이용한 천수방정식의 수치해석 (A Numerical Analysis of the Shallow Water Equations Using the Multi-slope MUSCL)

  • 황승용;이삼희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
    • /
    • pp.158-158
    • /
    • 2011
  • 천수방정식과 같은 쌍곡선형 미분방정식의 불연속 해에 대한 Riemann 해법은, 1950년대 말 공기동역학 분야에서 S. K. Godunov의 선구적인 시도 이후, 다양한 영역에서 성공적으로 적용되고 있다. 당초 제안된 해법은 공간에 대해 1차 정도였으나, 2차의 정도를 얻을 수 있는 기법이 1970년대 말 B. van Leer에 의해 제안되었으며, MUSCL로 불린다. 서로 인접한 격자의 보존변수가 고려된 경사가 도입되어 두 격자에 의해 공유되는 변의 좌 우에서 선형으로 보존변수가 재구축되는 MUSCL은 제한자와 함께 이용될 때, 구조 격자 체계에서 비교적 단순하면서도 효과적인 적용성이 입증되었다. 그런데, 이 기법을 2차원의 비구조 격자 체계에 적용하는 경우, 인접한 모든 격자의 보존변수를 고려한 평면의 경사를 결정해야 하는 어려움이 따른다. 특히, 삼각형 비구조 격자에 적용할 경우 최적의 평면을 결정하기 위해 Green-Gauss 적분식이나 최소-자승법 등을 이용하게 된다. 이에 비해, 2010년 T. Buffard와 S. Clain이 제안한 다중경사 기법은 격자의 각 변에서 경사가 각각 결정되는 방법으로 계산량이 많은 Green-Gauss 적분식이나 최소자승법을 피할 수 있는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 정확해가 알려진 두 경우에 대해 몇 가지 제한자를 적용한 결과를 1차 정도의 해와 함께 비교하였으며, superbee 제한자에 의한 결과가 우수하였으나, 희유파와 충격파가 맞닿는 곳에서 수치 분산이 나타났다. minmod 제한자의 결과가 대체로 무난하였으며, 이를 2차원 댐 붕괴 문제에 적용하여 1차 정도의 해와 비교하였다. 마찰이 없고 초기 수심이 댐 상류에서 10 m, 하류에서 5 m로서 물이 차 있는 경우, 1차 정도의 해에서 나타나는 수치 소산이 2차 정도에서는 발생되지 않았다. 댐 하류에서 초기에 수심이 영으로 바닥이 드러난 경우에서 마찰의 영향을 검토하였다. 마찰이 있는 경우, 마찰 경사 항의 Manning 계수를 0.04로 두었으며, 마찰에 의한 영향이 잘 드러났다. 수심이 50 mm 보다 작은 경우에는 마찰을 적용하지 않았다. 이 연구는 환경부 '차세대 핵심환경기술개발 사업'의 지원에 의한 것이다.

  • PDF

금강에서의 유량변동과 어류상 변화 (Change of Fish Assemblage with Altered Flow Regime in Geum River)

  • 서진원;홍영표;김정곤;박상영;김기형;고익환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
    • /
    • pp.612-616
    • /
    • 2007
  • 오랫동안 홍수조절, 용수공급, 전력생산, 레저 활동을 위해 건설된 댐들은 하천이나 호소의 생태적 기능보다는 치수 및 이수기능이 중요시되면서 운영 관리되어 왔다. 하지만 최근 들어 선진국을 중심으로 환경 및 생태의 중요성이 인식되면서 하천생태계 보호를 위한 환경유량 산정이 언급되고 있는데 이는 하천이 동 식물의 서식처로서 적절한 수질뿐만 아니라 수심, 유속, 하상재료, 먹이원, 어류를 보호할 수 있는 휴식 및 은신처 등의 다양한 조건을 제공할 수 있어야 한다고 제시되고 있다. 이들 조건 중 유량(Flow)은 하천에서 생물집단을 구성하는데 있어 물리적 서식조건의 주요한 결정인자로 작용하는데, 댐 하류하천의 자연유량(natural flow)을 변화시키면 생태학적 측면에서 기대치 않던 영향을 야기할 수 있다. 따라서 댐 건설 전 후의 자연유량과 조절유량 사이에서 생태학적 어류조사연구를 통한 차이점을 찾는 것은 매우 중요하다고 볼 수 있다. 본 연구의 최종목적은 수계 내 댐 건설 전 후의 어류군집과 유량 등 수리조건과의 연관성을 분석하여 하천구간별로 어류생태에 적합한 유량을 산정하는 것이다. 조사대상 구간은 금강본류를 대상으로 하되 용담댐과 대청댐을 중심으로 하여 10개 구간을 선정하였고. 과거로부터 2000년도까지와 용담댐 건설후인 $2002{\sim}2004$년도에 조사된 어류생태자료를 활용하였다. 용담댐 상류로부터 대청댐 하류에 이르기까지 전 구간을 대상으로 조사된 자료를 분석한 결과 총 20과 82종이 출현하였고, 이중 종 45종(54.9%)이 잉어과에 해당하며 미꾸리과(6종), 동자개과(4종), 망둑어과(5종)를 제외한 대다수의 분류군(Family)들은 단일 또는 2종으로만 구성되었다. 이들 중 천연기념물 제 259호로 지정되어 법적으로 보호되고 있는 어름치(금강에서 서식한 어름치를 따로 천연기념물 238호로 지정함)를 비롯하여 다묵장어를 포함한 7종의 멸종위기종이 확인되었다. 또한 각시붕어 등 총 29종(39.4%)의 높은 한국고유종 출현과 6종의 외래도입종도 확인되었다. 금강의 중 상류에 해당하는 구역을 포함하는 대청댐 상 하류 구간에서 대청댐 건설 전(1980년 이전)을 포함하는 2000년 이전 조사 자료가 가장 다양한 어류상과 특이어종(멸종위기종 및 한국고유종)을 보였고, 최근자료$(2002{\sim}2004)$를 살펴볼 때 용담댐 상 하류에서보다 대청댐 상 하류에서 멸종위기종(7종$\rightarrow$1종) 및 한국고유종(28종$\rightarrow$16종)의 출현감소와 외래도입종의 출현증가(1종$\rightarrow$6종)와 같은 주요한 어류군집 변화를 보였다. 이는 댐 건설에 따라 주로 계류성 어종을 중심으로 정수역 구간에서 인근 지류로 이동하게 되고 일부는 제한된 서식공간과 하천교란으로 인해 개체군이 극감하거나 일부 소멸된 종이 발생하였을 것으로 사료된다. 실측 유량자료 분석에 의하면 홍수기 최대유량 변화는 크지 않으나, 갈수기 최소유량은 크게 증가한 것을 알 수 있었고, 대다수 어류의 산란기인 봄철(5월, 6월) 최소유량은 증가하였으나, 최대유량은 감소한 것으로 분석되었다. 이러한 변화는 어류생태계에 긍정적인 면과 부정적인 면이 있으며, 향후 이러한 영향을 분석하기 위해 선택어종(Target species)별 생태환경 서식조건을 확인할 수 있는 조사기법 및 자료구축이 절실히 필요한 실정이다.

  • PDF

2021년 홍천강 유역의 유출특성 분석 (Study on Analysis of Runoff Characteristics of Hongcheon River Basin in 2021)

  • 유영무;정찬웅;서정민;이연길
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
    • /
    • pp.356-356
    • /
    • 2022
  • 최근 기후변화로 인해 여름이면 매번 홍수와 가뭄이 공존하는 특성이 지속되고 있다. 이로 인해 여름이면 태풍, 홍수로 인한 수해재가 증가되고 또한, 가뭄의 지속기간이 길어져 가뭄의 심도가 심화되어 인적, 재산의 피해가 증가되고 있다. 이와 같은 기후변화로 인한 수재해를 예방하기 위해서는 무엇보다도 대상유역의 유역별 강우로 인한 유역 응답 특성을 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 유역별 강우로 인한 유역 응답 특성을 정량화하기 위해 홍천강 유역을 연구 대상 유역으로 선정하였다. 홍천강 유역은 한강의 제1지류로서 한강 유역 중앙부에 위치하고 있으며, 하천연장과 유로연장은 106.99 km, 유역면적은 1,566.39 km2로 한강유역 면적의 5.95 %를 차지한다. 본 연구의 목적을 효율적으로 달성하기 위해 홍천강 본류 상·하류 관계에 있는 홍천군(굴운교), 홍천군(홍천교), 홍천강(반곡교) 지점을 연구 대상지점으로 선정하였다. 대상 지점의 유출량은 2021년에 개발된 수위-유량관계곡선식으로 환산하였으며, 유출특성 분석의 적정성은 강우대비 유출률과 상·하류 간 유출 수문곡선으로 평가하였다. 지점별 유역평균강수량을 티센가중법으로 산정하여 상·하류 간 유출 특성을 분석한 결과, 홍천군(굴운교) 35.93%, 홍천군(홍천교) 36.06,% 홍천군(반곡교) 37.25%의 특성을 보였다. 이는 2021년 홍천강 유역의 강수량이 연평균강수량에도 미치지 못한 점을 감안하여 볼 때, 이의 특성은 적정성을 가진 것으로 판단된다. 또한 상·하류 간 첨두 유출량도 상류에서 하류로 갈수록 증가하는 일반적인 양상을 나타내었다.

  • PDF

하천의 보가 퇴적물에 미치는 영향 (Effects of weir on the change of sediments)

  • 조용철;김경희;우효섭;오종민
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
    • /
    • pp.1083-1087
    • /
    • 2006
  • 과거 50 년 동안 국내 보 설치 수는 매년 증가하여 왔으나, 그 증가비율은 근래 들어 감소하는 추세로, 이는 보 보다는 용수공급능력이 큰 양수장, 저수지 등 타 시설물에 의존하는 것으로 판단 할 수 있다. 더욱이 인구의 도시 집중화에 따른 농경지의 도시화, 경작 방식의 변화에 의한 비닐하우스 단지로의 변화, 시설의 노후화 등으로 매년 $50{\sim}150$개 정도의 보가 폐기되고 있다. 그러나 이렇게 폐기되는 보는 하천에 그대로 존치되어 하천생태통로의 단절, 수질악화, 수변 서식처 악화 등의 문제를 지속적으로 야기 시키고 있다. 실험은 문산천 검전보, 안양천 안양대교보, 기철거된 경안천 무명보에서 자연시료를 채취하여 실행 하였다. 문산천 검전보는 하천환경이 안정되고 양호한 대조구간으로 선정하였다. 안양 대교보는 도심화로 인하여 원기능을 상실하였으며 수차례에 걸친 개수가 이루어졌고 수년전까지만 해도 러브보로 인한 수질정화장치가 있었으나 효능이 약화되어 철거할 계획을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 경안천 무명보는 현재는 완전 철거된 상태이다. 경안천 무명보는 기 철거된 보의 대조구간으 로 선정하였다. 보 상류의 수질 오염도가 높은 것은 정체구역에 의한 용존산소 부족과 오염저니에 의한 것으로 판단되므로, 각각의 대상보의 퇴적물 오염도를 조사하였다. 각각의 조사 지점은 검전보의 경우, 만장교를 최상류 지점으로, 검전보 상/하류, 광탄교를 최하류 지점으로 선정하여, 총 4 지점에서 채취했으며, 안양대교보의 경우 최상류지점, 보 상/하류 지점으로 총 3지점, 무명보의 경우 보 상/하류로 총 2 지점에서 채취했으며, 실험은 $\ulcorner$Soil Method$\lrcorner$에 준하여, 각각 입도분포, 함수율, 강열감량, COD, T-N, T-P 등을 시행하였다. 문산천 검전보 퇴적물 오염도 조사 결과, 강열감량, COD, T-N, T-P 항목에서 보 상류가 보 하류에 비해 높게 나타났으며, 각각 하류에 비해 상류가 30.76%, 16.69%, 73.13%, 18.91% 더 높게 나타났다. 안양대교보 퇴적물 조사 결과, 검전보와 마찬가지로, 강열감량, COD, T-N, T-P 항목에서 보 상류가 보 하류에 비해 33.33%, 9.23%, 24.78%, 18.56% 높게 나타났다. 기 철거된 무명보의 경우, 무명보 상류, 무명보 하류 2개 지점을 채취하였으며, 강열감량, COD, T-N 항목에서 보 상류가 보 하류에 비해 18.75%, 412.6%, 25.75% 높게 나타났다. 퇴적물 조사 결과, 강열감량, COD, T-N 항목에서 검전보, 안양대교보, 무명보 모두 보 상류의 오염도가 높게 나타났으며, 무명보를 제외한 검전보, 안양대교보는 T-P 항목에서도 보 상류의 오염도가 높게 나타나, 보 상류의 퇴적물 오염농도가 심화된 것으로 나타났다. 그러나 기철거된 무명보의 경우, 강열감량, COD, T-N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.

  • PDF

지역적으로 편중된 우량계 자료를 이용한 레이더 강우의 편의 보정: 강화 수문레이더의 사례 연구 (On the Correction of Mean-Field Bias of Radar Rainfall Using Spatially Disproportionate Rain Gauge Network: A Case Study of Ganghwa Rain Radar in Korea)

  • 유철상;김병수;윤정수;하은호
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
    • /
    • pp.284-288
    • /
    • 2008
  • 레이더 강우의 편의 추정은 근본적으로 레이더 강우의 평균과 참값으로 가정되는 우량계 강우의 평균과의 차이를 결정하는 문제이다. 두 관측치의 차이를 정확히 결정하기 위해서는 두 관측치의 차이에 대한 분산이 매우 작아야 하며, 따라서 비교되는 관측치의 수가 충분히 확보되어야 한다. 즉, 이 문제는 두 관측치의 차이에 대한 분산의 규모를 주어진 조건에 맞추기 위해 필요한 우량계의 수를 결정하는 것이 된다. 본 연구에는 특히 일부 지역에만 우량계의 설치가 가능한 경우를 대상으로 하고자 한다. 이는 임진강 유역에 대해 강우레이더를 운영하는 경우에 해당하는 문제이며, 또한 바다와 접한 지역에서 레이더를 설치 운영할 경우에도 발생하는 문제이다. 본 연구에서는 임진강 유역을 대상으로 하였으며, 전체 유역의 약 1/3정도인 하류유역에서만 우량계 자료가 가용한 경우와 전체 유역에 대해 우량계 강우가 가용한 경우의 차이를 비교하였다. 이러한 분석결과를 토대로 임진강 유역 전체 지역에 고르게 우량계가 분포할 경우의 관측정도를 얻기 위한 하류유역의 우량계 밀도를 제시하였다.

  • PDF

RAMS를 이용한 한강 감조구간에서의 염도 분포 해석 (Analysis of Salinity Distribution at the tidal reach of Han River Using RAMS)

  • 서일원;송창근;박성원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
    • /
    • pp.1689-1693
    • /
    • 2008
  • 서해안은 최대 조석 차 9 m 이상의 세계적으로 손꼽히는 반일조 지역이므로 염수가 신곡수중 보까지 치고 올라오는 것으로 알려져 있으나 한강 하구부에서의 흐름 및 염도분포 해석에 관한 연구는 지형적 군사적 특성 상 많이 진행되지 못했다. 본 연구에서는 2차원 하천해석 프로그램인 RAMS를 적용하여 신곡수중보 하류로부터 유도지점까지의 염도 분포 및 염수 길이를 해석하고 경험식을 이용해 수치모의 결과를 검증하였다. 염수가 최상류까지 치고 올라갈 수 있는 조건으로 최대조위와 최소유량을 가지는 시점을 택해 염도분포 농도를 계산하였으며 하류단인 유도지점의 염도를 인천검조소 실측값으로부터 전이하기 위해 이송분산방정식의 연속주입 해석해를 이용하였다. 염도분포의 최선단부는 장항 IC 부근으로 최대 역류 발생 위치와 같은 지점이었으며 정상염수 쐐기 경험식에 의해 염수의 길이를 해석한 결과와도 일치하였다.

  • PDF

막냉각되는 원봉 표면에의 물질전달에 관한 실험적 연구 (Experimental Study of Mass Transfer on a Film Cooled Cirular Cylinder Surface)

  • 이준식;이택식;이상우
    • 대한기계학회논문집
    • /
    • 제15권5호
    • /
    • pp.1756-1762
    • /
    • 1991
  • 본 연구에서는 막냉각되는 터빈블레이드에서의 열전달 계수를 측정하기 위하 여 열전달과 물질전달의 상사관계를 이용하였다.터빈블레이드의 선단을 다른 연구 에서와 마찬가지로 원봉으로 모사하였고, 원봉의 표면에 위치하고 있는 1열의 분사홀 로부터 제트가 분사될 때 분사홀 근처 및 그 하류에서의 물질 전달계수를 측정하기 위 해 나프탈렌승화법을 이용하였다. 분사홀 열의 위치를 정체점에서 하류방향으로 이 동시키면서, 물질전달계수의 변화를 연구하였고, 분사율(M=.rho.$_{j}$ U$_{j}$ /.rho.$_{\infty}$ U$_{\infty}$)의 영향도 고찰하였다.

다공질 내부의 연소현상에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Combustion Phenomena in Porous Media)

  • 이용일;신현동
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제20권1호
    • /
    • pp.321-327
    • /
    • 1996
  • Experiments were performed on the laminar premixed flame stabilized in a porous medium to know whether the flame downstream of the combustor exists or not. In previous theoretical studies, a stable flame has been predicted in the downstream region of the combustor, but it has never been observed in experiments. In this study, a stable downstream flame could be obtained for the lower burning velocity through circumferential heating by a blue flame positioned outside the periphery of the specially devised combustor. The existence of the stable downstream flame was confirmed by a direct photography of soot line, and temperature measurements. The effect of combustor diameter to flame stability was also considered. As the diameter of the combustor increases, the lean flammability limit was extended.

정상 평면충격파에 대한 Navier-Stokes 방정식의 적용한계에 관한 열역학적 연구 (Thermodynamic Study on the Limit of Applicability of Navier-Stokes Equation to Stationary Plane Shock-Waves)

  • 오영기
    • 대한화학회지
    • /
    • 제40권6호
    • /
    • pp.409-414
    • /
    • 1996
  • 선형 비평형 열역학의 최소 엔트로피 생성원리를 사용하여 정상 평면충격파 형상에 대한 Navier-Stokes 유체방정식의 적용한계를 연구하였다. 해석적 결과를 얻기 위하여 평형상태에 가까운 하류 위치에서 방정식을 선형화 하였다. 하류 극한의 경계조건을 충족하는 Navier-Stokes 방정식의 해를 충격파 진행속도의 마하수 M=1 근처에서 급수전개하였을 때, 일차항까지는 열역학의 요구조건과 부합하였다.

  • PDF

다공질 내부의 연소현상에 대한 수치적 연구( I ) (A Numerical Study on the Combustion Phenmena in Porous Media( I ))

  • 이용일;신현동
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제20권1호
    • /
    • pp.328-335
    • /
    • 1996
  • The one-dimensional flame analysis was carried out to understand the combustion phenomena in porous media. The downstream as well as upstream solution corresponding to upper and lower solutions could be obtained. While upper flame temperature gets higher, lower flame temperature gets lower, as the flame approaches the central part of the combustor. The reason why upstream flame and downstream flame exist at the same flow condition is that the regions where net heat recirculation is identical exist in upstream and downstream of the combustor. In order for the downstream flame to be stabilized, more heats needed to be recirculated towards upstream because of larger radiation loss of downstream flame.