• Title/Summary/Keyword: 흐름함수

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Surface Runoff Friction Factor and Time of Concentration (지표면 유출 마찰계수와 도달시간)

  • Yoo, Dong-Hoon;Lee, Min-Ho;Lee, Tae-Hee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1057-1062
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    • 2009
  • 대부분의 홍수 예측모형은 도달시간 산정에 있어 지표면 흐름을 중력흐름으로 가정한다. 그러나 Woo & Brater(1961)의 실험결과 지표면 흐름의 마찰계수는 바닥정사의 함수인 것으로 나타나며 수심이 매우 얕은 흐름의 경우 조고뿐만 아니라 바닥경사에 의한 영향이 매우 큰 것으로 나타났다. 새로운 무차원수 Y는 바닥경사, 수심, 조고 및 표면장력 등을 고려하는 인자로서 중력흐름과 표면장력흐름의 각 흐름특성을 반영하기 위한 새로운 도달시간 산정식을 개발하였다. 새로운 무차원수 Y는 표면장력과 관계된 후르드수 및 웨버수의 조합으로 조고뿐만 아니라 바닥경사, 수심의 함수로 나타난다. 지표면 흐름의 마찰계수 산정시 비례상수 ${\alpha}$를 새로운 무차원수 Y의 함수로 취하여 Butler(1977)의 실험자료를 분석하였다. 중력흐름의 경우 조고만의 함수로 나타나지만 표면장력흐름은 조고뿐만 아니라 바닥경사의 영향이 매우 중요한 것으로 나타났다. 중력흐름만을 고려하여 도달시간 산정시 관측치보다 작게 산정되는 반면 표면장력흐름으로 고려하여 도달시간 산정시 관측치와 근접하게 산정되었다. 따라서 지표면 유출 흐름은 중력과 함계 표면장력의 영향이 크게 작용하는 것으로 판단된다. 분석결과와 같이 표면장력흐름 특성을 고려한 도달시간 산정식을 모형에 적용할 경우 유출모형을 통한 유출량산정의 정확도 향상에 기여할 것으로 판단된다.

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Development of Complementary Mild-slope Equation for Stream Function Over Permeable Bed (투수층에 적용 가능한 흐름함수방식의 확장형 완경사방정식의 개발)

  • Kim, Gunwoo
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.22 no.6
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    • pp.758-765
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    • 2016
  • In this study, wave damping due to a permeable bed of finite depth was modelled using a complementary mild-slope equation for stream function. The energy dissipating term in the mild-slope equation was presented in terms of stream function. In order to prevent re-reflection of reflected waves along the outer boundary, a delta-function-shaped source function was derived to generate a wave in a computational domain. Numerical experiments were conducted to measure the reflection coefficient of waves over a planar slope for various incident wave periods. The numerical result of the proposed model was compared with that of an integral equation method, showing good agreement in general. However, the proposed model showed relatively higher transmission rate for the larger permeability and the longer wavelength.

A Proposal of Flow Limit for Soils at Zero Undrained Shear Strength (흙의 비배수전단강도가 0이 되는 함수비인 흐름한계의 제안)

  • Park, Sung-Sik;Nong, Zhenzhen
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.29 no.11
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    • pp.73-84
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    • 2013
  • When a slope failure or a debris flow occurs, a shear strength on failure plane becomes nearly zero and soil begins to flow like a non-cohesive liquid. A consistency of cohesive soils changes as a water content increases. Even a cohesive soil existing at liquid limit state has a small amount of shear strength. In this study, a water content, at which a shear strength of cohesive soils is zero and then cohesive soils will start to flow, was proposed. Three types of clays (kaolinite, bentonite and kaolinite (50%)+bentonite (50%)) were mixed with three different solutions (distilled water, sea water and microbial solution) at liquid limit state and then their water contents were increased step by step. Then, their undrained shear strength was measured using a portable vane shear device called Torvane. The ranges of undrained shear strength at liquid and plastic limits are 3.6-9.2 kPa and 24-45 kPa, respectively. On the other hand, the water content that corresponds to the value of the undrained shear strength changing most rapidly is called flow water content. The flow limit refers to the water content when undrained shear strength of cohesive soils is zero. In order to investigate the relationship between liquid limit and flow limit, the cohesive index was defined as a value of the difference between flow limit and liquid limit. The new plasticity index was defined as the value of difference between flow limit and plastic limit. The new liquidity index was also defined using flow limit. The values of flow limit are 1.5-2 times higher than those of liquid limit. At the same time, the values of new plasticity index are 2-5.5 times higher than those of original plasticity index.

Numerical Analysis of Subsurface Flow in a Hillslope (자연 구릉지에서 지표하 흐름의 수치해석)

  • 최은호;남선우
    • Water for future
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    • v.24 no.1
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    • pp.109-117
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    • 1991
  • The governing equation of flow in porous media is developed on the bases of the continuity equation of fluid for transient flow through a saturated-unsaturated zone, and substitution of Darcy's law. The numerical solutions are obtained by finite element method based on the Galerkin principles weighted residuals. The analysis are carried out by using the unsteady storm data observed and rainfall intensities which are obtained by using the rainfall excess model in considering of the initial losses. The functional relationships between the hydraulic conductivity, capillary pressure head and volumetric water content are applied to the flow of water through unsaturated soil varied with changes of water content.

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Infiltration Measurement and Prediction of Soil Water Flow Redistribution (침투율 측정과 재분배시의 토양수분흐름의 추정)

  • 정상옥
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.29 no.2
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    • pp.74-81
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    • 1987
  • 지표에서 토양속으로 흐르는 물의 침수를을 동심원관형침수계를 사용하여 측정하였다. 내부관과 외부관을 비교함으로서 침투율 측정시 침투계 바깥쪽으로 흐르는 수평방향으로 흐름을 예상할수 있으며 서로 다른 초기함수조건에서 침투율을 측정, 비교함으로써 초기함수 상태의 침투율에 대한 영향을 고찰하였다. 측정치를 분석한 결과 예상한 대로 바깥쪽으로 흐르는 수평방향의 토양수분으로 인하여 외부관에서의 침투율이 내부관에서 보다 평균90% 컸으며, 또 초기 함수량이 작은 경우가 큰 경우보다 침투율이 켰다. 침수가 끝난 후 재분배시의 토양 수분 흐름은 수리지표를 검사함으로써 추정하였다.수평 및 수직방향의 수리지표는 다단 텐시오미터(multiple-depth tensiometer)를 사용하여 토양속의 공극수압을 측정하여 계산하였다 수리지표를 검사한 결과 재분배시 수평방향의 토양수분 흐름은 일정한 방향이 아니라 경우에 따라서 원관 침투계의 중심쪽으로 또는 바깥쪽으로 흘렀다. 이느 토양의 물리적 성질이 장소에 따라서 균일하지 않았음에 기인한 것이라 판단된다. 재분배시 수평 및 수직방향의 평균수리지표의 비율을 검사한 결과 시간이 경과할수록 비율이 감소 되었으며 또 깊이가 깊어질수록 감소하였다.이는 즉 시간이 지날수록 깊이가 깊어질수록 토양수분 흐름의 수평방향 성분이 감소한다는 것을 나타낸다.

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The Characteristics of Debris Flow Using Laboratory Experiment (실내모형실험을 통한 토석류 거동특성 연구)

  • Lim, Hyuntaek;Lee, Seungjun;An, Hyunuk;Ji, Hanmi;Roh, Youngsin;Kim, Yongseong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.262-262
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    • 2022
  • 토석류는 산지 사면에서 발생하여 지형변화에 큰 영향을 미치는 대표적인 자연재해 중 하나로 국내에서 발생하는 토석류는 홍수, 태풍 등 타 재해에 비하여 상대적으로 매우 짧은 시간에 발생하며, 사후대응이 어려우므로 사전대비가 필수적이다. 토석류로 인한 피해를 효과적으로 대비하기 위해서는 국내의 지질, 지형 그리고 강우에 따라 발생하는 토석류에 대한 보다 체계적인 정밀현장조사를 통한 자료 구축과 이를 분석한 토석류의 발생원인, 이동경로와 침식 및 퇴적에 관한 연구가 필요하다. 최근의 토석류 연구에서는 침식-퇴적 및 연행작용에 의한 효과를 반영한 수치모의 연구들이 있으나, 모형의 검증을 위한 침식-퇴적 거동에 대한 자료는 현재까지 매우 부족한 실정이다. 토석류 발생에 따른 침식-퇴적 거동특성은 그 자체로도 공학적으로 중요한 요소이며, 수치해석 모의에 필요한 매개변수 추정에도 필요한 항목이다. 토석류 모의의 검증자료로 활용될 수 있는 토석류에 대한 실험적 연구는 토석류의 확산 형태 및 확산 길이에 대한 내용이 대부분으로 흐름수로에서의 침식 및 퇴적에 대한 연구는 찾아보기 어려운 상태이다. 본 연구에서는 토석류 발생에 따른 흐름부에서의 침식 및 퇴적에 대한 거동 특성을 분석하기 위하여 함수비, 흐름수로 경사, 상부 붕괴토조의 토사깊이, 흐름수로 침식가능 깊이 등 다양한 조건으로 실내모형실험을 수행하였다. 상부 토조의 토사 함수비가 30~80% 실험에서는 퇴적 현상이 탁월하였고, 100% 이상인 실험에서는 침식 현상이 확연하게 나타나 토사의 함수비가 높아지면 집중호우 등 선행강우로 인한 산지 지역에서 발생되는 토석류 현상과 유사하고, 함수비가 낮으면 토석류(Debris flow)가 아닌 입상유동(Granular flow)으로 보는 것이 적절한 것으로 판단된다. 상부 토조의 함수비를 100% 이상으로 변화하여 침식이 발생한 실험에서 상부 토조의 액화 된 토사는 빠른 속도로 흐름이 진행되면서 함수비와 붕괴 체적이 증가할수록 흐름수로 상류부에 침식이 크게 나타나고, 상류부의 토사를 중류부를 거쳐 하류부까지 연행(Entrainment)하는 것으로 판단된다.

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Experimental Study of Solute Transport in the Unsaturated Zone by using TDR (TDR(Time Domain Reflectometry)을 이용한 비포화영역에서 용존오염원의 거동에 관한 실험적 연구)

  • Park, Jae-Hyeon;Seo, Il-Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.395-403
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    • 1998
  • 오염원의 이송확산에 관한 많은 연구들이 수행되어 왔으나 특히 비포화 영역에서 오염원 이송확산을 측정하는 것은 매우 어려운 것으로 알려지고 있다. 비포화 토양에서의 오염원 이송확산은 매질의 함수량 변화에 영향을 받기 때문에 오염원 거동특성을 이해하려면 비포화 흐름 분석을 선행한 후 오염원의 이송확산 특성을 분석하여야 한다. 본 연구에서는 비포화 영역에서의 오염원 이송특성을 분석하기 위하여 TDR(Time Domain Reflectometry)을 이용하여 비포화 흐름 및 오염원 이송을 측정하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 TDR을 이용하여 오염원 이송을 측정하는 방법을 개발하였으며, 이 방법을 이용하여 1차원의 토양기둥시료에서 비포화 흐름 및 오염원 이송확산에 관한 실험을 수행하고 수치모형을 적용함으로써 비포화 영역에서 오염원의 이송확산에 관한 거동특성을 규명하였다. 본 연구에서는 두 종류의 국내 토양시료(SUS, KUS)를 사용하였는데, 토양의 물리적 특성을 예비실험을 통하여 규명한 후 토양기둥시료를 이용한 본실험을 수행하였다. 비포화 천이흐름하의 오염원 이송확산 실험에서는 급격한 습윤전선의 전진에 따른 종형의 함수량변화를 관측할 수 있었고, 이때 오염원의 농도는 함수량의 천이구간의 중심점으로부터 전방영역의 농도분포가 습윤전선에서의 함수량 분포와 유사한 종형을 이루고 있음을 관측할 수 있었다. 비포화 정상흐름하의 오염원 이송확산 실험에서는 오염원이 이송하며 농도 천이구간이 확장되어지는 전형적인 형태를 보였다. 또한 예비실험에서 측정한 매개변수를 입력자료로하여 수행한 수치결과와 실험결과를 비교하였는데 비포화 흐름특성은 실험결과와 수치결과가 정량적으로 일치하는 경향을 보였으나, 오염원 이송확산 특성은 정량적으로 수치결과가 실험결과보다 더 많이 확산되는 경향을 보였다. 따라서 수치모형을 현장에 적용할 경우 확산지수 결정에 주의하여야 할 것으로 판단된다. 즉, 수치모형에 적용할 확산지수는 BTC 실험을 통하여 측정한 확산지수, 수치확산, 흡착계수, 적용영역의 크기 등을 고려하여 결정하여야 한다. 특히 본 논문에서는 TDR을 이용하여 최초로 천이상태의 함수량과 오염원 농도를 측정하였는데 이를 위하여 전기전도도와 함수량관계를 추정하는 식을 제안하였으며, 전기전도도와 토양수 농도, 전기전도도와 함수량의 관계를 이용한 천이상태의 오염원 농도 측정방법을 개발하였다. 특히 제안식에서는 한계함수량의 개념을 도입하여 전기전도도와 함수량관계를 추정하므로 추정식의 실험값 반영 정도를 증가시켰다. 본 연구에서 제안된 식을 이용하여 추정된 전기전도도와 함수량관계는 다른 제안식에 비하여 개선된 결과를 보여 주었고, 본 연구에서 개발한 오염원 농도 측정법을 이용하여 측정한 결과 함수량이 0.15이하에서는 측정오차가 크지만 함수량이 0.15이상일 경우 매우 좋은 결과를 보였는데 질량평형을 검토한 결과 약 5-10%의 오차율을 보였다. 따라서 본 논문에서 개발된 천이상태의 오염원 농도측정법은 용존 오염물질의 이송에 관한 정확한 실험을 제공할 것으로 판단된다.

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Type based Control Flow Analysis of Multi-Staged Program (다단계 프로그램을 위한 타입 기반의 실행흐름 분석)

  • Jin, Min-Sik;Yi, Kwang-Keun
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2007.06c
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    • pp.516-520
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    • 2007
  • 이 논문에서는 다단계 프로그램의 실행흐름을 타입을 기반으로 분석하는 방법을 제시하고 있다. 다단계 프로그램이란 실행 중 코드를 만들고 실행할 수 있는 언어를 말한다. 본 논문에서는 기존의 고차 함수형 언어의 실행흐름을 분석하는 방법을 다단계 언어를 위해서 확장한 방법을 제시하고 있다. 이 분석은 한 수식이 평가될 때 호출될 수 있는 함수들의 집합을 정적으로 분석하여 다단계 프로그램의 실행흐름 정보를 제공한다.

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The Study on Development of Intergrated Ship's Traffic Flow Simulation Model based on Collision Avoidance Function (피항판단평가함수를 고려한 선박교통흐름 통합프로그램의 구축에 관한 연구)

  • Seong, Yu-Chang
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.16 no.1
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    • pp.101-106
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    • 2010
  • Marine transportation system plays an important role in maintaining and promoting economic activities among countries. The accurate understanding of marine traffic flows are necessary for the further advancement of marine transportation system. While many existing researches on marine traffic have been conducted mainly on the basis of statistical analysis using traffic data, ship's traffic flow simulation model was developed in this study. A collision avoidance algorithm was conducted with categorizing of traffic factors such as ship's length and speed. The developed model was also verified by a simulation process.

A Study on Model Tests for Debris Flow Characteristics (토석류 흐름 상태 특성 파악을 위한 모형실험 연구)

  • Kim, Kihwan;Lee, Donghyuk;Kim, Daehoe;Lee, Seungho
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.9 no.5
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    • pp.83-89
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    • 2008
  • This study is to figure out the speed of soil diffusion and shapes as well when landslide occurred. It was measured the speed and shapes of soil diffusion using installed indoor-simulation of a land slide. Standard sand was used to measure it and this measurement is following the moisture content of standard sand. The result of this experiment follows the moisture content; as the moisture content goes up, the area and speed of soil diffusion goes faster as well. As the average of records by the moisture content was analyzed, the area and speed of land slide are increased proportionally. The shape of diffusion is formed as fanwise. It depends on the moisture content as above; the speed was fast when the moisture content is high, and it was getting narrower and longer as the speed of diffusion was faster.

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