• 제목/요약/키워드: Break water

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DAM BREAK FLOW ANALYSIS WITH APPROXIMATE RIEMANN SOLVER

  • Kim, Dae-Hong
    • Water Engineering Research
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    • 제4권4호
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    • pp.175-185
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    • 2003
  • A numerical model to analyze dam break flows has been developed based on approximate Riemann solver. The governing equations of the model are the nonlinear shallow-water equations. The governing equations are discretized explicitly by using finite volume method and the numerical flux are reconstructed with weighted averaged flux (WAF) method. The developed model is verified. The first verification problem is about idealized dam break flow on wet and dry beds. The second problem is about experimental data of dam break flow. From the results of the verifications, very good agreements have been observed

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청수현상 추정을 위한 댐 붕괴 흐름의 유체동역학적 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Hydrodynamic Characteristics of Dam Break Flow for Estimation of Green Water Loading)

  • 김형준;김종무;김재홍;정광효;이강남
    • 대한조선학회논문집
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    • 제60권2호
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    • pp.120-134
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    • 2023
  • In this study, hydrodynamic characteristics of dam break flow were investigated by a series of experiments. The experiments were performed in a 2-D rectangular flume with obtaining instantaneous images of dam break flow to capture the free surface elevation, and pressure distributions on vertical wall and bottom of the flume. The initial water depth of the dam break flow was changed into 3 different heights, and the gate opening speed was changed during the experiments to study the effect of the gate speed in the dam break flow. Generation of dam break phenomena could be classified into three stages, i.e., very initial, relatively stable, and wall impact stages. The wall impact stage could be separated into 4 generation phases of wall impinge, run-up, overturning, and touchdown phases based on the deformation of the free surface. The free surface elevation were investigated with various initial water depth and compared with the analytic solutions by Ritter (1892). The pressures acting on the vertical wall and bottom were provided for the whole period of dam break flow varying the initial water depth and gate open speed. The measurement results of the dam break flow was compared with the hydrodynamic characteristics of green water phenomena, and it showed that the dam break flow could overestimate the green water loading based on the estimation suggested by Buchner (2002).

상수관로의 잔존수명 평가를 위한 통계적 방법론 (A Statistical Methodology for Evaluating the Residual Life of Water Mains)

  • 박수완;최창록;김정현;배철호
    • 상하수도학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.305-313
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    • 2009
  • This paper provides a method for evaluating a residual life of water mains using a proportional hazard model(PHM). The survival time of individual pipe is defined as the elapsed time since installation until a break rate of individual pipe exceeds the Threshold Break Rate. A break rate of an individual pipe is estimated by using the General Pipe Break Model(GPBM). In order to use the GPBM effectively, improvement of the GPBM is presented in this paper by utilizing additional break data that is the cumulative number of pipe break of 0 for the time of installation and adjusting a value of weighting factor(WF). The residual lives and hazard ratios of the case study pipes of which the cumulative number of pipe breaks is more than one is estimated by using the estimated survival function. It is found that the average residual lives of the steel and cast iron pipes are about 25.1 and 21 years, respectively. The hazard rate of the cast iron pipes is found to be higher than the steel pipes until 20 years since installation. However, the hazard rate of the cast iron pipes become lower than the hazard rates of the steel pipes after 20 years since installation.

상수관로의 경제적 교체시기를 산정하기 위한 통계적 방법론 (A Statistical Methodology to Estimate the Economical Replacement Time of Water Pipes)

  • 박수완
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권6호
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    • pp.457-464
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    • 2009
  • 본 논문에서는 상수관로의 파손자료를 이용하여 관로의 위험률을 산정하기 위해 사용되는 비례위험모형의 관로의 순차적 파손시간 예측정확도를 분석하고 이를 이용하여 관로의 경제적 교체 시간구간을 산정할 수 있는 방법론을 제시하였다. 비례위험모형에 기초한 생존함수를 이용하여 연구대상 관로들의 순차적 파손시간을 예측하고 이들을 기록된 파손시간과의 차이를 분석하였다. 이를 통하여 비례위험모형의 파손시간 예측 오차를 최소화하는 생존확률은 0.70인 것으로 결정되었으며, 세 번째 파손으로부터 일곱 번째 파손에 대한 모형만이 관로의 파손시간을 예측하는데 적합한 것으로 분석되었다. 생존확률 0.70과 순차적 파손사건에 대한 생존함수의 하한 및 상한을 이용하여 예제로 사용된 관로에 대해 예측된 파손시간의 95% 신뢰구간의 하한 및 상한을 추정하였다. 예측된 파손시간의 95% 신뢰 구간의 하한과 상한을 이용하여 관로 파손 경향모형인 General Pipe Break Prediction Models(GPBM)을 구축하고 이들을 관로의 한계파괴율과 결합하여 시간에 대한 해를 구하므로써 경제적 교체 시간구간을 산정하였다.

새로운 파괴예측 모델을 이용한 상수도 관의 최적 교체 (Optimal Pipe Replacement Analysis with a New Pipe Break Prediction Model)

  • 박수완
    • 상하수도학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.710-716
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    • 2002
  • A General Pipe Break Prediction Model that incorporates linear and exponential models in its form is developed. The model is capable of fitting pipe break trends that have linear, exponential or in between of linear and exponential trend by using a weighting factor. The weighting factor is adjusted to obtain a best model that minimizes the sum of squared errors of the model. The model essentially plots a best curve (or a line) passing through "cumulative number of pipe breaks" versus "break times since installation of a pipe" data points. Therefore, it prevents over-predicting future number of pipe breaks compared to the conventional exponential model. The optimal replacement time equation is derived by using the Threshold Break Rate equation by Loganathan et al. (2002).

개별관로 정의 방법을 이용한 상수관로 파손율 모형화 및 경제적 교체시기의 산정 (Modeling of the Failure Rates and Estimation of the Economical Replacement Time of Water Mains Based on an Individual Pipe Identification Method)

  • 박수완;이형석;배철호;김규리
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권7호
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    • pp.525-535
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    • 2009
  • 본 연구에서는 상수관망에서 개별적으로 노후도가 심하여 개량이 필요한 구간을 보다 정확하게 구분하기 위해 새로운 개별관로 정의 방법이 개발되었다. 적절한 관로 최소구성성분 길이를 결정하기 위하여 여러 가지 관로 최소구성성분 길이에 대한 평균 누적파손횟수경사선의 분산값을 비교하여 가장 큰 분산값을 나타내는 관로 최소구성성분 길이인 4 m 를 연구대상 지역의 상수관망에 적용하였으며 관로 ID는 39개로 구분되어졌다. 관로의 경제적 최적교체 시기는 한계파손율과 관로의 파손경향모형을 이용하여 결정되었는데, 각 관로 ID에 대하여 관로의 선형적 파손경향, 지수적 파손경향 또는 선형과 지수형 사이에 있는 파손경향 모두에 적용될 수 있는 General Pipe Break Prediction Model(Park and Loganathan, 2002)과 수정된 시간척도를 이용한 ROCOF(Park et al., 2007)를 적용하여 연구대상 상수관망의 최적교체시기를 산정 및 분석하였다. ROCOF 모형화 과정에서 대수-선형과 와이블 ROCOF를 적용 후 최대로그우도 추정값을 비교하여 최대로그우도가 큰 값을 가지는 ROCOF를 각 관로 ID의 ROCOF로 사용하였다. 관로파손으로 인한 사회적 비용이 관로의 최적교체시기에 미치는 영향도 분석되었다.

DEVELOPMENT OF 2D DAM BREAK FLOW ANALYSIS MODEL USING FRACTIONAL STEP METHOD

  • Kim, Dae-hong;Kim, Woo-gu;Chae, Hyo-sok;Park, Sang-geun
    • Water Engineering Research
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    • 제3권1호
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    • pp.23-30
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    • 2002
  • A numerical model for the solution of two-dimensional dam break problems using fractional step method is developed on unstructured grid. The model is based on second-order Weighted Averaged Flux(WAF) scheme with HLLC approximate Riemann solver. To control the nonphysical oscillations associated with second-order accuracy, TVD scheme with SUPERBEE limiter is used. The developed model is verified by comparing the computational solutions with analytic solutions in idealized test cases. Very good agreements have been achieved in the verifications.

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