• Title/Summary/Keyword: 횡단면 곡선

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Finite Element Analysis using Curvilinear Square Elements (곡선형 사각요소에 의한 유한요소 해석)

  • 이직렬;김정기
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.10 no.2
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    • pp.76-81
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    • 1985
  • This paper presents basis functions for curvilinear square elements and describes finite element analysis for coaxial cable and coaxial cross-section waveguide. On the case of coaxial cable, the more exact results is obtained by the propotional elements than by the equal elements with the same number of elements. It is found that the cutoff frequency of coaxial cross-sectional waveguide is more dependent on the inner and outer radius than the cross-sectional angle.

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Calculation of mean velocity and Discharge Method using Water Surface Velocity Measurements (표면유속측정을 통한 평균유속과 유량산정 방법)

  • Lim, Hyeok Jin;Seol, Myoung Soo;Jung, Moon Soo;Kim, Sam Eun;Kim, Chi Young
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.503-503
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    • 2017
  • 대부분의 자연하천에서 유량조사는 하천 횡단면의 유속을 측정하여 수위-유량관계로부터 유량을 산정하고 있다. 유속의 측정은 통상적으로 횡단면을 일정 구간으로 구분하여 회전식, 전자식 유속계, 부자 등과 같은 접촉식 장비를 이용하여 일차원 유속으로부터 구간을 대표하는 평균유속을 기반으로 유량을 산정하고 있다. 그러나 이런 접촉식 장비를 통한 유속 측정은 인력, 장비, 비용 및 돌발 호우사상의 측정자의 안전 등 현장 조건의 한계로 관측자료를 확보하지 못 하는 미측정 영역이 발생한다. 이에 따라 수위와 유량측정성과로 개발된 수위-유량관계곡선식은 미측정 구간인 외삽구간에서 정확도가 낮은 유량자료가 산정될 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 하천 횡단면의 일부 고정된 지점에서 측정된 표면유속을 이용하여 유량규모에 따른 평균유속의 상관관계를 분석하고 수위-유량관계곡선으로 산정된 유량과 비교함으로써 비접촉식 유속 측정방식을 통한 유량산정의 활용성과 적용성을 검토하였다. 이를 통해 표면유속을 활용한 유량산정의 실무적인 방법론을 제시하고 고수위 외삽구간의 유량을 비교 및 검증하였으며 수위 1.23m 이상에서 표면유속(0.62m/s ~ 2.69m/s)과 평균유속의 관계는 구간별로 일정한 선형관계가 나타났으며 각 구간에 대한 상관계수는 $R^2=0.97$ 이상으로 높게 나타났다. 이상의 결과는 비접촉식 표면유속측정으로 홍수기 중고수위 이상에서 접촉식 유속계가 갖는 한계를 보완하여 연속적인 유량생산이 가능하고 개발된 수위-유량관계곡선식의 외삽구간을 검토할 수 있는 참고자료를 획득하여 고수위 유량자료의 신뢰성을 높일 수 있는 것으로 판단된다.

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COMPUTATION OF FLOW AROUND A SHIP USING A SURFACE INTERPOLATED FROM STATION LINES (선체 횡단면 곡선 보간에 의한 표면 생성 및 유동 계산)

  • Kim, Hyun-Sik;Shin, Sangmook
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.20 no.4
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    • pp.21-27
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    • 2015
  • Flow field around the KRISO 3600TEU container ship is computed using a surface generated based on interpolations of station lines, which are given in a body plan of the ship, without using any CAD program. An interpolation method is suggested based on inscribed circles to generate curves between two neighboring station lines. The interpolated surface is saved in a STL format to use the snappyHexMesh utility of the openfoam. Computed resistance of the ship is compared with experimental and other computational results and the effects of the interpolation of neighboring station lines on the computed resistance are investigated. The suggested method is applied to calculate the flow field around a submarine with appendages. The surface triangulations for the hull and the appendages are generated without consideration of each other, then those surface triangulations are simply combined to provide a grid generator with the body boundary. The junctures of the hull and the appendages are identified automatically during the grid generation procedure. Tip vortex is captured, which travels downstream from the tip of the appendages.

A Study on Extrapolation to High Water Level of Rating-Curve (수위-유량관계곡선식의 고수위 외삽법에 관한 연구)

  • Song, Jae-Hyun;Choi, Kwang-Hun;Kim, Dong-Phil;Jung, Sung-Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.785-789
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    • 2008
  • 기존에 개발된 수위-유량관계곡선을 이용하자면 때에 따라서는 이 곡선의 적용 범위를 벗어나는 저수위나 고수위의 수위-유량관계곡선이 필요하며, 따라서 기존의 수위-유량관계곡선을 외삽할 필요가 있다. 저수위에 대하여 외삽할 때에는 흐름이 0인 수위(GZF)를 안다면 이 수위와 유량측정자료의 최소치를 연결함으로써 오차를 최소화시킬 수 있지만, 보통 고수위의 범위에 유량측정자료가 있는 경우는 거의 없기 때문에 고수위에 대한 수위-유량관계곡선의 외삽은 거의 모든 경우에 필요하다. 또한 설계홍수를 추정하기 위한 자료, 즉 홍수수문곡선이나 연최대유량계열의 유량자료를 구성하기 위해서는 고수위에 대한 수위-유량관계곡선의 외삽이 반드시 필요하다. 기존에 고수위에 대한 외삽법은 수위-평균유속-통수단면적법, 횡단면 측량자료와 Manning 식을 이용한 방법 그리고 Stevens 방법이 있다. 하지만 각 방법들마다 많은 단점을 가지고 있어 적용에 있어서 세심한 주의가 필요하였다. 따라서, 본 연구에서는 기존 방법들을 응용한 고수위 외삽법을 제시 및 적용하였다. 실제 2007년 한강수계 유량측정 지점 중 총 6개 지점인 경안, 퇴계원, 성남, 중랑교, 시흥 그리고 신정 지점에 대하여 적용하였다.

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The Test of Stochastic Convergence of Environment Emission and Environmental Kuznets Curve Hypothesis in Asian Developing Countries (아시아 국가들 환경오염배출량의 확률수렴성과 환경쿠즈네츠곡선가설 검정)

  • Kim, Ji Uk
    • Environmental and Resource Economics Review
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    • v.19 no.3
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    • pp.571-595
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    • 2010
  • This research applies an panel data stationarity and stochastic convergence test developed by Carrion-i-Silvestre et al. (2005), which has the advantage of considering multiple structural breaks and the presence of cross-section dependence in order to investigate the hypothesis that relative emission $CO_2$ per capita stochastically converge for 11 Asian countries from 1971~2007. We find that relative emission $CO_2$ per capita is stationary after the structural breaks and cross-section dependence are introduced into the model. We also investigate whether Environmental Kuznets Curve (EKC) hypothesis exists in 11 Asian countries. For EKC test, using the panel cointegration tests of Banerjee and Carrion-i-Silvestre (2006) and Westerlund and Edgerton(2007), we find that relative emission $CO_2$ per capita and relative GDP per capita are cointegrated. However EKC hypothesis in 11 Asian countries is not supported.

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Analysis of the Contribution of Baseflow to Streamflow on the Irregular Cross-section of Rivers (불규칙한 형상의 하천단면에서 기저유출수의 기여도 분석)

  • Kim, Tae Beom
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.71-71
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    • 2016
  • 하천 공학에 있어서 제방 월류에 대한 분석과 예측은 과거와 현재, 그리고 미래에도 치수측면에서 매우 중요한 요소이다. 이를 위해 복단면 수로의 단면을 세분하여 유량과 수위의 관계를 분석하여 왔으며, 최근에는 Lateral Distribution Method라 불리는 수치기법을 이용하여 주수로와 홍수터 사이에서의 난류특성이나 운동량 교환 등을 분석하기도 한다. 하지만 기존의 연구들은 제방을 넘어 월류한 경우의 흐름 특성에만 치중하고 있으며, 주수로 내에서의 흐름특성에 관한 연구는 미진하다. 하천은 표면 유출수와 지하로부터 제공되는 기저유출수로 구성되며, 주변 수리 수문 조건에 따라 그리고 물수지 변화에 따라 유출수와 기저유출수가 하천에 기여하는 바는 변화된다. 기저유출은 지표수의 양과 질에 지대한 영향을 미치고 있으며, 기저유출 특성은 수자원 관리를 위한 저수량(low-flow) 특성 평가에 있어서 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 기저유출수 분리기법을 적용하여 단면관측 유량곡선으로부터 기저유출량을 산정하고, 또한 해당단면에 LDM기법을 적용하여 복잡한 형상을 이루고 있는 자연하천의 횡단면에서의 수위-유량 곡선을 실제 측정치와 비교하여, 기저유출이 하천에 미치는 영향과 정량적인 양에 대해서 알아보고자 한다.

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3 Dimensional Changes of Bedrock Surface with Physical Modelling of Abrasion (마식에 의한 기반암면의 표면 변화에 대한 실험 연구)

  • Kim, Jong-Yeon
    • Journal of the Korean Geographical Society
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    • v.42 no.4
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    • pp.506-525
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    • 2007
  • Incision into bedrock channel is the primary control of landform evolution, but research into bedrock incision process stagnated for long time. Due to the scaling problem of the application of results from flume studies to bedrock channel, there is a strong need to simulate the bedrock incision process with more realistic models. As a part of investigation into controls of bedrock channel incision, three-dimensional changes of rock surface with abrasion was investigated with physical modelling. 18 rock plates were abraded with various sediment particle size and sediment load and abraded surfaces of the plates were scanned with high resolution 3-D scanner. To identify the spatial pattern of erosion of the rock plates, various methods were used. There was no synthetic or holistic method that showed all features of bedrock plate produced by abrasion, so each plate was analyzed using some available methods. Contour maps, shaded relief maps and profiles show that abrasion concentrated on the centre of plate (cross profile) and upstream and downstream edges (longitudinal profile) and eroded area extended inwards. It also found that the cracks and boundaries of forming materials easily eroded than other parts. Changing patterns of surface roughness were investigated with profiles, regression analysis and spectral analysis. Majority of plates showed decrease in small-scale roughness, but it depends on microstructures of the plates rather than general hardness or other factors. SEM inspection results supported this idea.

Prediction of Stage Discharge Curve and Lateral Distribution of Unit Discharge in an Arbitrary Cross Section Channel with Floodplain Vegetation (홍수터 식생을 고려한 불규칙한 단면에서의 수위-유량 곡선 및 단위유량 횡분포 예측)

  • Kim, Tae-Beom;Jang, Ji-Yeon;Shin, Jae-Kook;Choi, Sung-Uk
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.44 no.2
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    • pp.157-167
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    • 2011
  • A numerical model was developed to predict the stage-discharge curve and lateral distribution of unit discharge in open channels with nonuniform cross section or compound open-channels. The governing equation is the one-dimensional momentum equation based on assumptions of the steady and uniform flow conditions in the longitudinal direction and the uniform water surface elevation in a cross section. Vegetative drag force term was included in governing equation in order to reflect the effect of floodplain vegetation on the flow characteristics. Finite element method was applied to obtain the numerical solution of the governing equation. Stage-discharge curve and lateral distribution of unit discharge for a given water surface are calculated based on input data, such as the cross sectional geometry, Manning's roughness coefficient, vegetative information and longitudinal slope of channel bed. The developed model was verified by comparing the calculated results with the observed data and the results of Darby and Thorne's(1996) model and the nonlinear k-$\epsilon$ model. The verified model was applied to estimate the upstream boundary conditions in two-dimensional flow model. The numerical results using laterally distributed unit discharge were compared with those obtained using uniformly distributed unit discharge in two-dimensional flow model.

Verification of Discharge Data for the Seomjin-River (섬진강 유량자료의 검증)

  • Oh, Chang-Ryeol;Choi, Hong-Yun;Sim, Eun-Jeung;Lee, Jin-Won;Jung, Sung-Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1875-1879
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    • 2007
  • 유량은 하천의 횡단면을 통과하는 단위시간에 따른 물의 양으로서 각종 수자원계획 및 댐 개발 등 각종 수공구조물 설계의 기본 인자로서 활용되고 있다. 이처럼 수공 구조물 설계의 근간이 되는 유량은 시변성이며 공간적으로 다른 양상을 보임에 따라 측정에 많은 어려움을 갖고 있다. 더욱이 측정지점 상류의 인구증가 및 산업화에 따른 토지이용의 변화, 최근에 이슈화되고 있는 자연형 하천정비 공사 등으로 지속적인 유량 측정 성과를 요구하고 있다. 따라서 본 연구에서는 2005년도 측정성과와 2006년도의 섬진강 유역에 대하여 가용할 수 있는 수위자료 및 유량조사가 완료된 본류부 4개 지점과 경천의 순창지점, 오수천의 오수지점, 보성강의 죽곡지점에 대한 수위-유량관계곡선식 개발과 이에 따른 상 하류 유출 검토 및 유출률, 평 저수기 동시유량을 검토하였다. 2006년도 측정성과에 대한 조사 결과 전반적으로 하류의 유량이 상류보다 더 큰 일반적인 양상을 보였으며 유출률은 58.8(순창)${\sim}$71.5%(죽곡)로서 비교적 상류의 토지이용 특성에 따라 적정한 유출률의 특성을 보였다. 평 저수기 동시유량 검토 결과 역시 상류에서 하류로 내려갈수록 전체적으로 유량이 반전되지 않고 완만하게 증가함을 나타내 측정된 유량자료가 적정성이 있는 것으로 분석되었다.

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Prediction and Application of Stage-Discharge Curve and Unit Discharge in Channels with Nonuniform Cross Section (불규칙 단면형상에서의 수위-유량 곡선 및 단위유량 예측 및 활용)

  • Kim, Tae-Beom;Chien, Pham Van;Choi, Sung-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.223-227
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    • 2010
  • 하천의 수위와 유량에 대한 정확한 정보는 이수, 치수와 같은 수자원 관리에 있어서 가장 기본적인 기초자료가 된다. 하천 수위와 유량 자료를 확보하기 위한 지속적인 직접 계측 방법은 많은 시간과 비용이 소모되며, 홍수 시에는 위험성이 존재하여 자료 확보가 불가능하다. 따라서 수치모형을 이용한 수위-유량 자료의 예측과 활용이 필요하며, 2차원 수치모형의 경계조건을 설정할 경우에도 활용할 필요성이 있다. 본 연구에서는 복단면 개수로 및 불규칙한 하상을 보이는 횡단면 상에서의 단위유량 예측을 위한 유한요소모형을 개발한다. 지배방정식은 Wark 등 (1990)이 제시한 운동량방정식을 이용하며, 단면형상과 Manning 조도계수, 그리고 수위를 알면, 결과적으로 흐름방향 단위유량의 횡방향 분포를 얻을 수 있다. 개발된 모형의 검증을 위해 실측 자료와 비교하며, 또한 Darcy-Weisbach 마찰계수를 이용하는 Darby와 Thorne (1996)의 모형 결과와도 비교한다. 검증된 모형의 알고리즘을 2차원 모형의 상류단 경계조건 설정에 활용하여, 절점별 유입유량을 차등분배 시켰을 때와 그렇지 못했을 때의 결과를 비교한다. 또한 수위를 경계조건으로 입력하였을 때 개발 모형을 활용하여 유입유량을 예측하는 활용방안을 제시한다.

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