• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.149-149
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• 2018

Prediction on initial motion of sediment is crucial to evaluate sediment transport and channel stability. The condition of incipient movement of sediment is characterized by bed shear stress, which is generated from force of moving water against the bed of the channel, and by critical shear stress, which depends on force resisting motion of sediment due to the submerged weight of the grains. When the bed shear stress exceeds the critical shear stress, sediment particles begin rolling and sliding at isolated and random locations. In Mountain River, debris flow frequently occurs due to heavy rainfall and can lead some natural stones from mountain slope into the bed river. This phenomenon could add additional forces to sediment transport system in the bed of river and also affect or change direction and magnitude of sediment movement. In this paper, evaluations on incipient motion of uniform coarse gravel under falling spheres impacts using small scale flume channel were conducted. The drag force of falling spheres due to water flow and length movement of falling spheres were investigated. The experiments were carried out in flume channel made by glass wall and steel floor with 12 m long, 0.6 m wide, and 0.6 m deep. The bed slopes were selected with the range from 0.7% to 1.5%. The thickness of granular layer was at least 3 times of diameter of granular particle to meet grain placement condition. The sphere diameters were chosen to be 4cm, 6 cm, 8 cm, 10 cm. The spheres were fallen in to the bed channel for critical condition and under critical condition of motion particle. Based on the experimental results, the Shields curve of particles Reynold number and dimensionless critical shear stress were plotted. The relationship between with drag force and the length movement of spheres were plotted. The pathways of the bed material Under the impact of spheres falling were analyzed.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제5권4호
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• pp.199-209
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• 2018

하천설계에서 제방과 홍수터의 안정성 확보를 위해서는 바닥전단응력을 고려하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 하폭과 수심에 따른 복단면의 바닥전단응력을 모의하여 분포 특성을 분석하였다. 바닥전단응력 분포에 지배적인 영향을 주는 이차류를 모의하기 위하여 OpenFOAM의 large eddy simulation (LES)를 적용하였으며 하폭과 수심을 고려하여 12개의 케이스를 모의하였다. 모의 결과를 이용하여 시간 평균 유속 분포, 이차류 분포, 바닥전단응력 분포 등의 특성에 대하여 분석하였다. 홍수터 바닥전단응력 분포는 전체적으로 홍수터 좌안에서 높은 값이 나타나고 우안 방향으로 감소하는 경향을 확인하였으나 이차류에 의해 상당한 국부적인 변화가 나타남을 확인하였다. 홍수터의 수심이 얕은 경우에는 홍수터의 바닥전단응력이 평균전단응력의 0.8배 이하로 낮은 값이 나타나고 있으나 홍수터의 수심이 깊은 경우에는 평균전단응력의 1.2-1.4배의 높은 값이 나타남을 확인하였다. 홍수터의 폭이 좁은 경우에는 홍수터 우안 측벽의 영향으로 국부적으로 높은 값이 나타나는 것도 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.63-63
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• 2021

Bed shear stress is important variable in river flow analysis. The bed shear stress has an effects on bed erosion, sediment transport, and mean flow characteristics. Quadratic formula to estimate bed shear stress is widely used, 𝜏=𝜌c_fu|u| in which friction coefficient, c_f, needs to be assigned to numerical models. The aim of this study is to estimate Chezy coefficient using bathymetry data measured by ADCP. Bed form geometry variables will be estimated form bed profile, then Chezy coefficient will be determined using estimated bed form geometry variables in order to set friction coefficient to numerical model. From the probability density function obtained from the bathymetry data, Chezy coefficient will be randomly generated since Chezy coefficient is not uniform over the space and it does not depend on spatial variables such as water depth and distance from river bank. Numerical test will be performed to find to demonstrate randomly extracted Chezy coefficient is appropriate. The result of this study is valuable in that the friction coefficient is estimated in consideration of the bed profile, and as a result, uncertainty of the friction coefficient can be reduced.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권2호
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• pp.177-188
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• 2001

전난류에서 파와 해류가 합성하였을 때 발생하는 해저면 마찰력을 계산하는 방법을 고찰하였다. 전난류에서 일방향 흐름에 의한 마찰력의 산정방법으로 절점조정법을 제시하였으며, Bijker의 관측자료와 비교하여 절점조정치를 산정하였다. 파와 해류의 합성류에 의한 마찰력 계산방법으로 수정된 Bkjker 모형(BYO Model)과 수정된 Fredsoe 모형(FY Model)을 Bijker의 관측자료에 적용하였으며, BYO 모형에서 최대마찰력을 산정하는데 있어 새로운 개선책을 제시하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권3호
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• pp.257-264
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• 1995

파와 해류가 동시에 작용할 때 소류사 이동에 미치는 제 요인을 파악하고, 합성류 소류사량 산정을 위하여 이들 제 요인 중 평균마찰력과 최대마찰력을 모두 고려하기 위하여 하천 소류사량 산정식들 중 적절한 형식 몇가지를 선택하였다. 합성류에 의한 최대마찰력과 평균마찰력의 산정을 위하여 BYO 모형을 적용하였으며, 일방향흐름 마찰계수 산정식은 수정 Keulegan식을 사용하였고 등가조고는 일방향흐름 관측결과와 일치하는 마찰력이 산정되는 수치를 택하였다. 각 소류사량 산정식에 도입된 비례상수는 Bijker(1966)의 수조관측자료에 적용하여 결정하였으며, 최종 결과로부터 각 산정식을 비교하여 논하였다.

• 물과 미래
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• 제22권2호
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• pp.191-200
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• 1989

소류사의 입자이동속도와 소류사농도의 곱으로 소류사량을 계산할 수 있는 한 방법이 제시되었다. 본 연구에서 사립의 평균이동속도는 하상부근의 유속난류성분의 출현빈도가 정규분포 한다고 가정하고, 입자이동속도를 소류력의 함수와 하상부근의 평균유속의 곱으로 나타내었다. 소류사에 유효하게 작용하는 소류력을 구하기 위해서 Engelund가 제시한 식을 사용하여 유효마찰속도를 구하였으며 Engelund가 제시한 식의 적합성을 간접적으로 검증했다. 소류사농도를 구하기 위해서 호전·도상의 식을 사용하였다. 실험자료는 타 연구자들의 식과 비교되었으며 타 연구자들의 식과 비슷한 경향을 나타내었다. 소류력이 비교적 작은 경우를 제외하고 제시된 식에서 계산된 결과와 타연구자들의 자료는 잘 일치하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.429-433
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• 2004

According to researchers, the influential factors of scouring are generally divided into three factors: the flow conditions, the type and position of structures, and the characteristics of bed materials. In addition, scouring is affected by the 3-dimensional turbulent boundaries, the unsteady flow, the movement of sediment in the scour-hole area, the approach flow velocity and depth, the width of bridge foundation/pier, and the particle size of bed materials. However, it is difficult to estimate the scour depth near bridge piers when all conditions are factored in at once. Therefore, for reasonably accurate estimates of scour depth, it is essential to consider sufficiently the flow force and resisting force for scour. That is, to determine the shear stress concerning the bed material distribution is needed. In this study, the experiments were performed under the condition of a steady state of flow. As a result, scouring occurred at velocity ratios of 0.476,$(V/V_c=0.476)$, and the scour depth was increased linearly as the velocity ratio increased. in addition, the average values of shear stress ratio at zero scouring depth in both rectangular and circular piers were approximately 7$(\tau_c/\tau_{approach})$ and in the case for same size bed particle material. The results of this study can be used for the fundamental material for estimating the scour depth of bed materials.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.221-229
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• 1992

퇴적물(堆積物)의 형태(形態), 함수비(含水比) 및 저면전단응력(底面剪斷應力)(${\tau}_b$)이 미세퇴적물(微細堆積物)의 부상특성(浮上特性)에 미치는 영향을 연구하기 위해 순환식 개수로에서 부상실험(浮上實驗)을 하였다. 시료는 한국(韓國)의 서해안(西海岸)에 위치한 영광해역과 남동해안(南東海岸)에 위치한 영도해역에서 채취한 것을 사용하였다. 퇴적물(堆積物)의 종류 및 함수비의 크기에 따른 부상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)(${\tau}_c$)이 유추되었다. 동일한 시료에 대해서 함수비(含水比)가 클 수록 상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)은 감소하였으나, 부상량(浮上量)은 증가하였다. 퇴적물(堆積物)의 부상(浮上)은 퇴적물(堆積物)의 함수량(含水量)에도 크게 좌우되지만, 입자간(粒子間)의 결합력(結合力)(점참력(粘着力))을 특징짓는 퇴적물(堆積物)의 형태(形態)에도 강하게 지배되었다. 한 방향 흐름장에서 부상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)은 파-흐름 공존장에서의 부상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)보다 약 4배 이상 크게 나타났다. 저면전단응력(底面剪斷應力)이 작을 경우에는 실험초기(實驗初期)에 급부상(急浮上)한 후 시간이 경과할 수록 저면의 경화로 인해 부상량(浮上量) 어느 일정치에 가까와지고 있으나, 저면전단응력(底面剪斷應力)이 클 수록 시간의 경과에 따라 저변의 연약화로 인해 부상량(浮上量)도 계속적으로 증가하였다. 각(各) 실험(實驗)에 대한 초기(初期) 부하율(浮上率) $E={\alpha}_3({\tau}_b/{\tau}_c-1)^{\beta}$ (${\alpha}_3$, ${\beta}$ = 경험적 상수)을 평가하였으며, 동일한 시료에 대해서는 함수비(含水比)가 클 수록 ${\alpha}_3$와 ${\beta}$ 값이 증가하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제2권4호
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• pp.281-302
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• 2010

An extended model for the response of a rigid footing on a reinforced foundation bed on super soft soil is proposed by incorporating the rough membrane element into the granular bed. The super soft soil, the granular bed and the reinforcement are modeled as non-linear Winkler springs, non-linear Pasternak layer and rough membrane respectively. The hyperbolic stress-displacement response of the super soft soil and the hyperbolic shear stress-shear strain response of the granular fill are considered. The finite deformation theory is used since large settlements are expected to develop due to deformation of the super-soft soil. Parametric studies quantify the effect of each parameter on the stress-settlement response of the reinforced foundation bed, the settlement and tension profiles.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권4호
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• pp.207-215
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• 2017

하도의 흐름 저항, 측벽 보정, 유사량, 하도 침식과 퇴적, 하도 설계 등의 수리학적 문제는 하상전단응력의 분포와 밀접한 관계가 있으나 하상전단응력 분포를 측정하는 것은 쉽지 않다. 본 연구에서는 간편하게 하상전단응력을 측정할 수 있는 프레스톤튜브를 이용하여 복단면의 하도의 하상전단응력 분포를 측정하고 수심비에 따른 전단응력분포 특성을 고찰하였다. 이를 위해 프레스톤튜브를 제작하여 검정실험을 통해 검정식을 개발하였다. 실험은 5가지 수심비 조건에 대해서 수행하여 전단응력분포를 측정하였다. 복단면 하도의 전단응력분포 특성은 기존 실험연구와 대체로 일치하였으며, 레이놀즈수 증가로 발생하는 전단응력의 변동성, 주수로 전단응력의 변곡점 형성, 홍수터 접합부 부근 전단응력 분포 특성 등에서 차이점을 확인하였다. 본 연구를 통해 프레스톤튜브를 이용한 하상전단응력측정 적용성을 확인하였으며 레이놀즈수와 수심비에 따른 복단면 하도의 전단응력분포 특성을 제시하였다.