• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
• /
• pp.242-242
• /
• 2020

도시화와 산업화에 따른 유출환경의 변화로 인해 도심지에서 발생하는 대부분의 유출은 도로표면을 따라 이동하고 도로변에 설치된 빗물받이에 의해 배수된다. 이 때 빗물이 원활하게 배수되지 않아 노면수가 정체되고, 이 노면수가 인근 주택지로 유입되어 침수 피해가 발생한다. 이러한 현상은 유출량이 집중되는 도심지 저지대에서 주로 발생하며 설계 한도를 초과하지 않는 정상적인 강우 조건에서도 빈번히 나타나고 있다. 이는 최근의 기후 변화로 인한 집중 호우 등을 고려하여 설계 기준이 지속적으로 조정되어야 함과 동시에 도로 노면수의 배수 능력 평가를 위한 실제적인 연구가 이루어져야 한다는 필요성을 나타내고 있다. 특히 도로 빗물받이의 효율은 주로 종경사 및 횡경사 등의 도로 조건, 표면 유출 우수량, 빗물받이의 형상 등에 의존한다. 그러므로 상향된 설계빈도 및 도로 조건을 고려한 도로 표면 유출에 대한 흐름 분석과 빗물받이 특성을 고려한 실증연구의 분석 및 설계 해석 알고리즘의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 도로 노면수의 배수 능력 증대를 위해 연속 설치된 빗물받이 조건 및 도로 경사조건을 고려하여 도로 배수시설의 표면 유출 모델 설계 알고리즘을 개발하였다. 표면 유출 유량은 도로의 차선(2~4차선), 경사(종경사 2~10% 및 횡경사 2~10%) 및 설계빈도(최대 30년)를 고려하였으며 유량이 노면 진행방향을 따라 연속적으로 증가하는 부등류 흐름 해석 방법을 채택하였다. 또한, 빗물받이 설치간격(L)과 도로의 폭(W)의 곱으로 계산되는 단순 직사각형 형태의 노면 형상이 아닌 도로 종경사 및 횡경사에 따른 유달거리를 산정하여 평행사변형 형태의 노면 형상을 계산하고 이에 따른 면적(A), 도달시간(tc) 및 강우강도(I)를 산정하였다. 이와 같은 1차원 흐름분석을 통해 도로 표면흐름 및 빗물받이 설치 간격을 제시하고 기존의 제시된 빗물받이 설치 간격과 비교하여 본 연구에서 제시한 설계 알고리즘을 검증하였다. 또한, 수리 실험을 통해 측정된 빗물받이 차집효율을 이용하여 연속 구간에서의 도로 표면 유출 모델의 적용성을 제시하였다. 이는 빗물받이 유입구를 통해 모든 유량이 유출된다고 가정하고 단독 구간에서의 수리분석 결과만을 고려하여 이를 확장시켜 개발된 기존의 도로 표면 유출 모델을 보완할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서 제시하고 있는 설계 알고리즘을 적용한다면 도로 전체 구간에서의 흐름 변화 분석과 배수효율의 정량적인 분석이 가능하므로 향후 도로 표면 침수 피해 저감 및 배수능력 증대를 위한 실증적이고 정량적인 분석 방법이 될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제35권2호
• /
• pp.195-201
• /
• 2002

본 연구에서는 자연하천의 만곡수로에서 종방향 유속으로 인해 현재보다 더 이상 횡 방향 경사의 변형이 일어나지 않아 세굴이 감소하고 하상이 횡방향으로 안정한 상태를 유지할 수 있는 적정 유속의 한계인 한계속도를 제시하였다. 한계속도의 이론 유도는 하상횡경모형의이론적 배경이 되는 운동량모멘트방정식으로부터 얻은 하상면 횡방향전단력성분과 이에 대응하는 하상전단력과의 힘의 평형으로부터 유도되었다. 이론식의 검증을 위해 4개 자연하천수로의 실측자료론 적용하여 계산치와 실측치를 비교한 결과 잘 일치하였다. 적용결과에서 보정계수와 만곡수로의 평균입자 Froude수는 밀접한 상관관계를 갖고 있는 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제40권6호
• /
• pp.353-360
• /
• 2016

IMO는 선박의 조종성능과 복원성능에 관한 국제적 기준 마련에 노력해 왔다. 이러한 움직임은 해상에서의 선박 안전 향상에 기여하였으며, 선박 연구자가 수행하는 학술적 연구의 방향에도 영향을 미쳤다. 기존의 수행된 선박 조종성능과 조종성능 연구는 각각 그 분야에서 독립적으로 수행되어 왔다. 두 분야의 상호 관계에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 논문에서는 선박의 조종성능과 복원성능의 상호 관계를 정량적으로 규명하고자 기초적인 실험 연구를 수행하였다. 각 두 항목을 나타내는 지표로 복원성능은 GM 변화를 사용 하였고, 선박의 조종성능은 선회성능을 선택하여 이 두 지표의 상호관계에 관해 정량적인 분석을 시도하였다. 이를 위하여 자유 항주 모형선을 이용한 선회 실험을 실시하고, GM변화에 따른 선회 반경 및 선회 중 발생하는 최대 횡경사 각도의 변화를 분석 하였다. 실험 결과 GM에 따른 선회 반경 감소 및 초기 횡경사 증가의 경향이 서로 다르게 나타났다. 이를 이용하여, GM 감소에 따른 선회반경 및 초기 횡경사 변화 예측을 위한 개략적인 경향 추정식을 제안 하였다. 선박은 운항 중 예상하지 못한 원인으로 갑작스럽게 GM이 감소 할 수 있다. 본 논문에서 얻은 실험 결과는 GM감소량에 따른 선박의 선회반경 및 조타에 의한 횡경사 각도 변화 크기를 개략적으로 추정하기 위한 기초 자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.267-267
• /
• 2022

댐 운영에 있어서 필요한 수문자료는 강수량, 수위, 유량, 저수량 자료 등이 있다. 이중 저수량은 주로 댐수위-저수용량 곡선식을 이용하여 계산한다. 댐수위-저수용량 곡선식은 댐 부근에서 계측 되는 한 개의 수위자료를 이용하여 저수용량을 산정하며, 이는 큰 저수지 면적과 저수지 수면이 일정하지 않다는 것을 고려할 때 큰 오차가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 음향 도플러 유속계 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) 이용하여 보성강댐 저수지 수면경사를 실측하고, 동시에 실시간 이동측위시스템인 RTK-GPS(Real Time Kinematic)를 이용하여 이를 검증하였다. ADCP는 유수의 흐름을 방해하지 않으면서 수중에 발사된 음파의 도플러 효과를 이용하여 유속, 유량 및 측량이 가능한 장비이며, RTK-GPS의 경우 정밀한 위치정보를 가지고 있는 기준국의 위상에 대한 보정치를 실시간으로 이용하여 오차가 ±0.03m 이하인 것으로 알려졌다. 보성강댐의 하류에서 ADCP와 RTK-GPS를 장착한 보트를 저수지 종방향으로 처음부터 끝까지 이동하여 약 7.5km 종단측량을 실시하였고 저수지 지형적 특성을 고려하여 약 700m마다 횡단측량을 실시하여 종방향뿐만 아니라 횡방향 수면차도 조사하였다. 그 결과 보성강댐의 상류로 갈수록 수면경사가 전체적으로 상승하는 경향을 보였지만 일부구간에서 수위가 하강하는 경우도 발생하였다. 이는 미약하지만 저수지 내에 흐름이 발생하고 이 흐름에 따른 통제가 변화되는 것과 중간에 유입되는 지류의 영향 등으로 구간별로 수면경사 차이가 발생하는 것으로 추정된다. 횡방향 수면차는 지류가 유입되는 일부구간에서 다소 차이를 보였지만 큰 영향을 없는 것으로 판단된다. 보성강댐 저수지 수면을 종방향 및 횡방향으로 실측한 결과 구간별로 차이를 보였으며 최대 EL. 126.60m, 최소 EL. 126.33m 나타났다. 댐 상류 부근의 수면높이 EL. 126.50m와 비교하면 +0.10m, -0.17m 차이를 보였으며 이는 저수량 산정에 큰 오차를 발생시킨다. 효과적인 댐 운영을 위해서는 유입량 및 유출량을 정확하게 산정하는 것도 필요하지만 저수량을 정확하게 파악하는 것 역시 필요하다. 저수량을 정확하게 산정하려면 수킬로미터가 넘는 저수지 크기를 고려하여 수면경사를 실시간으로 계측하는 등의 노력이 필요한 것으로 판단된다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제33권2호
• /
• pp.65-74
• /
• 1996

선체의 횡강도 해석을 하기 위해서는 유한요소법 등을 이용하는 것이 일반적이지만 설계 관점에서 볼 때 기존의 유한요소법을 이용하는 경우 작업 시간 및 계산 시간이 대단히 많이 소요되고 있는 실정이다. 따라서, 다양한 반복 설계 및 최적 설계를 수행하기 위해서는 막대한 계산 시간이 소요되는 유한요소법보다는 계산 시간이 빠르며 정도도 좋은 새로운 횡강도 해석 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 이를 위해 우선 일차적으로 횡강도 해석 측면에서 기 개발한 일반화 경사처짐법 및 신 등가 곡선보 이론의 유용성을 확인하고자 유조선의 횡강도 해석을 수행하였으며, 기존의 방법과 계산 시간 및 정도를 비교하여 그 우수성을 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권2호
• /
• pp.105-111
• /
• 2005

본 연구에서는 경사말뚝과 수직말뚝의 정적/동적 거동을 분석하고, 경사말뚝의 내진성능을 향상시키기 위한 보강방법을 제안하기 위하여 진동대 모형시험을 수행하였다. 첫 번째로 정적 횡방향 재하시험을 수행하여 정적 횡방향 하중을 받는 경사말뚝과 수직말뚝의 거동을 비교분석하였으며, 두 번째로 진동대 모형실험을 수행하여 말뚝머리에서 발생하는 축력과 침모멘트를 분석하여 지진하중에 대한 경사말뚝의 취약성을 확인하였다. 마지막으로 지진시 경사말뚝의 내진성능을 향상시킬 수 있는 보강기법을 제안하고 진동대 모형실험을 통하여 그 유효성을 확인하였다. 본 연구에서 경사말뚝의 내진 보강기법으로 말뚝머리와 상부갑판을 연결할 때 고정연결 대신 연성이 큰 고무와 힌지를 이용한 연결조건을 제안하였으며, 경사말뚝의 경사각이 수직 대 수평비가8:3 일 때 지진하중에 의해 경사말뚝에서 최소의 부재력이 발생하는 것을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제50권4호
• /
• pp.206-216
• /
• 2013

The present study considers the prediction of wind-induced heel of cruise ship and its stabilization. Wind load in ocean exerts on the surface of superstructure of cruise ship, which causes the heel moment on the ship. The calculation of wind load starts from choosing wind speed profile, so that the logarithmic wind profile model is applied in this study. Heel moment by wind load is calculated by adopting approximate formulation and applied to the ship motion analysis in time domain. Motion stabilizers, such as stabilizing fin and U-tube tank, are considered to reduce the heel effect as well as excessive roll motion. From this study, it is expected that the present method can be applied to the prediction and stabilization of the heel motion of cruise ships.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2001년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.149-166
• /
• 2001

작은 메타센터높이를 가진 선박이나 고속선 등의 조종성능은 횡동요(roll) 운동이 미치는 영 향에 대해서 고려되어야 할 것이다. 이러한 조종성능의 추정은 surge-sway-yaw 조종운동 방정식에 횡동요 운동을 추가함으로써 가능하게 된다. 본 연구에서는 선박의 4-자유도 운동에 대한 조종성능 추정기법에 대해서 논하였다. 구체적으로 surge-sway-yaw 조종운동방정식에 추가되는 roll 운동항에 대한 새로운 모델을 제안하였으며, 다른 추정결과값과 비교 ·검토하였다. 그 결과, 새로운 모델을 운동방정식에 추가함으로써 만족스러운 조종성능을 추정할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.143-150
• /
• 1994

평균수심을 고려하여 유도된 만곡부의 횡단면형은 횡방향 하상경사가 0.1보다 클 때 선형관계식은 내측안에서 0 혹은 부(-)수심을 갖고, 지수관계식은 횡단면의 외측안에서 과도한 수심을 갖게 되어 비정상적인 하상형을 나타내므로, 두 관계식을 이용하여 실제하천에 적용할 수 있는 식을 제시하기 위하여 외측안은 선형관계식을 내측안은 지수관계식을 적용하여 횡방향 하상형에 관한 새로운 식을 제시하였다. 또한 위상지체 및 폭-수심비의 영향을 고려한 횡방향 하상경사를 구할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 본 모형을 시용하여 실험실수로 및 자연수로부터 실측자료를 분석한 결과, 제시된 식에 의하여 계산된 값은 실측값과 비교적 잘 일치하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제32권4호
• /
• pp.417-426
• /
• 1999

횡유입이 없는 경우(sign곡선의 홍수파 유입)와 횡유입이 있는 경우(강우 유입)를 대상으로 선형과 비선형 Muskingum-Cunge법에 의한 단위폭 사면에서의 유출수문곡선의 특성을 비교·고찰하였다. 유출곡선은 선형법에서는 확산효과에 의해서 거의 대칭적으로 확산되나, 비선형법에서는 비선형효과와 확산효과의 상호작용을 의하여 상승부는 급하게 되고, 하강부는 완만하게 된다. 선형법은 유입된 질량을 정확히 보존하나, 비선형법은 질량의 증가나 손실을 초래한다. 비선형법에서 기저유량이 작고 유량변화의 비가 큰 경우, 완경사에서는 파형의 감쇠와 질량의 감소를 가져오나, 급경사에서는 kinematic shock의 생성과 함께 질량의 증가를 가져온다. 같은 특성을 갖는 사면의 경우, 유출곡선의 전파속도와 파형의 변화는 선형법에서는 단위폭당 기준유량에 좌우되나, 비선형법에서는 기저유량 및 유량 변화의 비(= 첨두유량/기저유량)에 좌우된다. 횡유입(강우)이 있는 비선형법의 경우 횡유입이 없는 경우와 마찬가지로, 사면경사가 완만하고 유량변화의 비가 클수록 첨두유량은 작아지고 파형은 확산되나, 질량의 손실은 거의 없다.