• 제목/요약/키워드: Dam-Break

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태풍루사시 장현$\cdot$동막저수지 붕괴에 따른 홍수범람해석 (Dam-Break Analysis from Janghyun and Dongmak Reservoir due to Typhoon Rusa)

  • 한건연;김극수;김병현;박상덕
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.105-108
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    • 2005
  • 본 연구에서는 저수지 붕괴에 대한 하류부 홍수추적을 단순하도와 실제하도의 구분하여 적용하였다. 먼저 단순하도에 대해서는 1차원 동역학적 모형인 DAMBRK 모형과 HEC-RAS 모형을 적용하여 결과를 비교해 보았으며, 실제하도에 대해서는 2002년 태풍 루사에 의해 붕괴된 남대천 유역의 장현 및 동막저수지의 실제 붕괴양상에 대하여 DAMBRK 모형을 이용하여 홍수범람해석을 수행하였다. 태풍 루사시의 저수지 유입량 자료와 붕괴 형상자료를 이용하여 실제 붕괴상황을 재현함으로써, 붕괴유출수문곡선을 유도하고 하류부에 대한 홍수량의 감쇠특성과 지점별 홍수위 변동특성을 해석하였으며, 지점별 유량수문곡선, 최고홍수량, 그리고, 치고수위 등의 모의결과를 나타내었다. 그리고 분석된 결과를 토대로 현장에서 실제 조사된 홍수범위와 침수위와의 검증을 실시하였으며, 최대 홍수범람도를 GIS를 이용하여 2차원 및 3차원의 형태로 가시화하였다.

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준3차원 동수역학 모형의 입력변수가 충격파 전파에 미치는 영향 (Influence of Input Parameters on Shock Wave Propagation in Quasi-3D Hydrodynamic Model)

  • 이동섭;김형준;송창근
    • 한국안전학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.112-116
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    • 2017
  • Present study investigated the influence of time step size, turbulent eddy viscosity, and the number of layer on rapid and unsteady propagation of dam break flow. When the time step size had a value such that it resulted in Cr of 0.89, a significant numerical oscillation was observed in the vicinity of the wave front. Higher turbulent viscosity ensured smooth and mild slope of velocity and water stage compared with the flow behavior by no viscosity. The vertical velocity at the lower layer positioned near the bottom showed lower velocity compared with other layers.

비정렬 격자상에서 Moment-of-Fluid 방법을 이용한 자유표면유동계산 (MOMENT-OF-FLUID METHOD FOR FREE SURFACE FLOW SIMULATION USING UNSTRUCTURED MESHES)

  • 안형택
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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    • pp.65-67
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    • 2011
  • The moment-of-fluid (MOF) method is a new volume-tracking method that accurately treats evolving material interfaces. The MOF method uses moment data, namely the material volume fraction, as well as the centroid, for a more accurate representation of the material configuration, interfaces and concomitant volume advection. In this paper, unstructured mesh extension of the MOF method is to be presented. The MOF method is coupled with a stabilized finite element incompressible Navier-Stokes solver for two materials. The effectiveness of the MOF method is demonstrated with a free-surface dam-break problem.

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격자볼츠만법을 이용한 장애물 월반 자유수면 시뮬레이션 (SIMULATION OF FREE SURFACE FLOW OVER TRAPEZOIDAL OBSTACLE WITH LATTICE BOLTZMANN METHOD)

  • 코르크마츠 엠라;정노택
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.79-85
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    • 2014
  • An air-water free surface flow simulation by using the Lattice Boltzmann Method(LBM) has not been studied a lot compared with the done by the Navier-Stoke equation. This paper shows the LBM is as one of the application tools for the free surface movement over an obstacle. The Mezo scaled application tool has been developed with two dimensional and nine discretized velocity direction using conventional lattice Bhatnagar-Gross-Krook model. Boundary conditions of a halfway-based for solid wall and a kinematic-based for interface are adopted. A validation case with a trapezoidal shape bump to make a comparison between freesurface movements from computational results and experimental ones was described with grid size dependency.

장애물을 고려한 붕괴파의 수치해석 (Numerical Analysis of Dam-Break Waves against an Isolated Obstacle)

  • 김대근;황건
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.169-173
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    • 2011
  • 본 연구에서는 RANS를 지배방정식으로 하는 3차원 수치모의를 통해 댐 붕괴로 인한 3차원적인 흐름 특징이 지배하는 댐 직하류에서 고립된 장애물로 인한 댐 붕괴파의 전파현상과 이동상 수로에서의 붕괴파의 전파현상, 특히 붕괴파의 비정상성과 불연속성, 붕괴파와 반사파의 영향, 상류 및 사류의 흐름의 혼재와 같은 복잡한 현상을 포함하는 붕괴파의 전파를 해석하였다. 장애물로 인한 댐 붕괴파의 전파 해석 결과, 댐의 순간적인 붕괴로 인해 붕괴파가 형성되고 붕괴파가 장애물에 부딪치면 반사파가 발생하며 이는 다시 수로에 부딪치며 반사되는 과정에서 사류와 상류 및 도수현상이 발생하는 복잡한 흐름 양상을 보인다. 이동상 수로에서의 댐붕괴파 해석 결과 붕괴파 전파는 고정상 수로에서의 붕괴파 전파에 비해 그 전파속도가 느리게 형성되었다. 기존 수리실험 결과와 비교 하였을 때 본 모의결과는 국부적인 수면진동의 모의에서 다소 오차가 발생하고 있으나 대체로 그 경향성은 잘 추적하고 있다.

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3차원 수치모형을 이용한 댐 붕괴파 모의에 관한 연구 (A Study on Simulation of Dam-Break Wave Using 3-D Numerical Model)

  • 정우창;이명진
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.133-133
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    • 2011
  • 본 연구에서는 3차원 수치모형을 이용하여 댐붕괴파의 전파특성에 대한 모의를 수행하였다. 적용된 수치모형은 ANSYS CFX(v. 13) 모형으로 진보된 유동해석기법과 편리한 workbench 환경이 결합된 강력한 GUI 환경을 통해 작업하기 편리하며, 빠르고 정확한 해석결과를 제공하는 전산유체역학 도구로 국내외에서 이용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 댐 붕괴파 특성 분석과 관련된 수리모형실험(Soares Frazao 등, 2004: Soares Frazao와 Zech, 2008) 자료를 이용하여 모의를 수행하였으며, 지점별 실측자료와 2차원 유한체적모형(정 등, 2009, 2010)에 의한 결과와의 비교를 통해 적용성 검증을 수행하였다. 또한 3차원 모형 적용 시 중요한 매개변수로 고려되는 수로바닥 및 벽면에서의 조도높이 따른 댐 붕괴파의 전파양상을 분석하였다.

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수차발전기 회전자 Coil 이탈 원인분석 및 방지대책 (The Preventive measure and the cause analysis for field coils breaking away from the rotor in hydro generator)

  • 김승효;문형태
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1021-1023
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    • 2000
  • This paper presents the preventive measure and the cause for field coils breaking away from the rotor, which lately occurred when No.1 hydro generator was operating in Chung-Ju Dam No.2 Hydro Power Station. In findings, we ascertained the truth of contact between rotor rim and field coils, and think that field coils will break away from the rotor because of mechanical stress according as continuous operation after completion. 1985. Therefore, we conclude that the preventive measure for such a phenomenon is that stopper should be installed between rotor rim and field coils, and bolts should be tightened because of operating characteristic however there are not the design standards for installing stopper in generator rotor internationally.

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TVD 수치모형의 개발: II. 천수방정식 (Development of TVD Numerical Models: II. Shallow-Water Equations)

  • 이종욱;조용식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제34권2호
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    • pp.187-195
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    • 2001
  • 본 연구에서는 TVD기법을 이용한 천수방정식의 수치모형을 개발하였다. 본 모형은 시간과 공간에서 2차 정확도를 가지며 불연속면에서 수치진동을 억제할 수 있다. 풍상차분기법에 근거한 TVD기법은 Riemann 해의 계산이 수반되어야 하며, 여기서는 HLLC기법이 사용되었다. 개발된 모형의 적용성과 정확성을 검증하기 위해 단순화된 하도에서 댐 붕괴파와 포물형 수조에서의 흐름의 오르내림을 모의하였다. 수치해는 해석해와 잘 일치하였다.

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댐 붕괴 흐름에 의한 옹벽의 잠김과 드러남에 대한 수치모의 (Numerical Simulation for Dam-break Flow with Wetting and Drying over Retaining Wall)

  • 황승용
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.277-277
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    • 2018
  • Hwang (2015)은 불연속 지형을 지나는 천수 흐름의 해석에서 흐름률을 정확하게 계산하기 위하여 계단에 의한 흐름 저항이 지배적인 계단 전면과 그 영향이 비교적 덜한 계단의 윗부분을 구분하여 접근하는 새로운 기법을 제안하였으며, 모의 결과를 정확해 및 실험실 실험 결과와 비교하였다. 또한 전면 및 후면 계단을 지나는 댐 붕괴 흐름에 대한 실험(Kim et al., 2014)에 적용하여 기존 모형에 비해 새로운 기법에 의한 결과가 보다 우수함을 확인하였다(Hwang, 2016). Kim et al. (2015)은 좌안에 옹벽이 설치된 직선 수로에서 댐 붕괴 흐름에 대한 실험을 수행한 바 있다. 이 연구에서는 Kim et al. (2015)의 실험에 Hwang (2015)의 새로운 기법을 적용하였다. 댐 붕괴에 의한 주 흐름의 진행과 좌안에 직립인 옹벽에서 비교적 표고가 낮은 곳으로 물이 넘나드는 현상이 잘 재현됨을 확인하였다. 이 연구는 국토교통과학기술진흥원의 일부 지원(과제 번호: 14CCTI-C063749 그리고 18AWMP-C140010-01)에 의한 것이다.

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Parametric studies on smoothed particle hydrodynamic simulations for accurate estimation of open surface flow force

  • Lee, Sangmin;Hong, Jung-Wuk
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제12권1호
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    • pp.85-101
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    • 2020
  • The optimal parameters for the fluid-structure interaction analysis using the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) for fluids and finite elements for structures, respectively, are explored, and the effectiveness of the simulations with those parameters is validated by solving several open surface fluid problems. For the optimization of the Equation of State (EOS) and the simulation parameters such as the time step, initial particle spacing, and smoothing length factor, a dam-break problem and deflection of an elastic plate is selected, and the least squares analysis is performed on the simulation results. With the optimal values of the pivotal parameters, the accuracy of the simulation is validated by calculating the exerted force on a moving solid column in the open surface fluid. Overall, the SPH-FEM coupled simulation is very effective to calculate the fluid-structure interaction. However, the relevant parameters should be carefully selected to obtain accurate results.