• Water Engineering Research
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• 제1권4호
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• pp.259-266
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• 2000

Scour hole is formed due to the high shear stress of the jet flow at the outlet of a hydraulic structure and vortex erosion occurs in the scour hole. It is important to determine the amount of vortex erosion occurs in the scour hole. It is important to determine the amount of vortex erosion for the design of bed protection. If the vortex erosion continues and reaches to the hydraulic structure, it causes the deformation of the structure itself. To obtain the amount of the vortex erosion, it is necessary to determine the shear velocity of the line vortex in the scour hole was derived by the theory of energy conservation and found to be related to the upstream overflow velocity. The amount of vortex erosion from the scour hole was obtained using entrainment equation for given value of shear velocity. For a design purpose, if the flow velocity at the end of an apron and the properties of bed material are given, the amount of vortex erosion was obtained.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권3호
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• pp.141-153
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• 2022

본 연구는 유목과 연행침식을 고려한 토석류 수치모형을 개발하여 2011년 발생한 우면산 산사태의 관측데이터를 기반으로 수치모의를 수행하였다. 토석류 모형개발을 위해 천수방정식 기반의 침수모형인 Nays2DFlood 모형에 혼합유사농도의 이송확산, 토석류 지면전단응력, 연행침식 모듈을 추가하였으며 유목생성과 유목거동 모의를 위해 입자법 기반의 유목동력학 모형을 결합하였다. 모의결과, 우면산 산사태로 인한 수심과 유속 및 토석류 체적을 양호하게 재현한 것으로 나타났으며, 유목을 반영한 모의에서 보다 더 정확한 재현성을 나타냈다. 따라서 본 연구의 결과는 현재 기후변화로 인해 토석류 피해가 증가하는 실정에 대응할 수 있는 피해저감방안 구축에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농공학회지
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• 제39권4호
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• pp.82-89
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• 1997

A physically-based soil-water erosion model with simple hydrology and Rose & Hairsine's erosion concept is described, and was implemented in the form of computer program. The model derived from the concept of stream power(Bagnold, 1977) considers settling velocity characteristics of the soil and distinguishes between the processes of entrainment and re-entrainment. It deals separately with rill flow and sheet flow, handles vegetation in terms of soil contact cover, and has the ability to simulate soil movement on nonuniform slopes. The model predicted sediment concentrations reasonably with the results of Mclsaac et al. (1990). It showed a capability to quantitatively predict the movement of soil on uniform and nonuniform slopes. Among the model parameters, soil depositability $({\phi})$ was the most sensitive from the sensitivity analysis.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권9호
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• pp.637-646
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• 2020

산지 사면에서 발생하는 토석류는 지형변화에 큰 영향을 미치는 대표적인 자연재해 중 하나이다. 특히, 도심지역에서 발생된 토석류는 유동 및 퇴적과정에서 막대한 재산피해와 인명피해를 야기할 수 있으며 이러한 토석류로 인한 피해를 줄이기 위해서는 토석류의 유동과 피해규모를 예측하기 위한 해석모형들이 필수적이다. 하지만 아직 토석류 모형들의 매개변수에 대한 분석은 충분하지 않으며, 특히 토석류의 유동과정 및 피해 규모에 큰 영향을 미치는 연행작용에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 개발된 토석류 유동해석 모형인 Deb2D 모형을 통하여 토석류의 매개변수 변화에 따른 흐름, 피해지역에 미치는 영향 그리고 침식과정에 대하여 분석하였다. 2011년 우면산에서 발생한 산사태에 적용하였으며, 수치모형의 객관적인 정확성 판단을 위해 현장 조사를 통해 얻어진 토석류의 피해 범위, 총 퇴적량, 특정 지점에서 관측된 최대 퇴적 높이, 토석류의 첨두 유속를 검토하였다. 또한 매개변수 변화가 연행작용에 미치는 영향에 대하여 침식 형상 및 깊이를 통해 분석하였다. 연행작용을 고려한 래미안 아파트와 신동아 아파트 유역의 모의는 성공적으로 수행되었다. 매개변수 변화에 따른 두 유역에서의 민감도 분석을 통해 각 매개변수의 영향성을 판단할 수 있었다.

• 물과 미래
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• 제27권1호
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• pp.101-109
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• 1994

본 연구에서는 배수갑문, 보등의 수리구조물 하류부에서 발생되는 와에 의한 2차선굴의 물리적 특성을 규명하고, 와의 평균 마찰속도를 에너지 보존법칙에 의해 산출하였다. 또한 와에 의해 발생되는 선굴량을 마찰속도에 의한 소류력 및 난류에 의한 양력의 항으로써 정량적으로 산출하였다. 분석 결과 수리구조물 하류부에서 발생되는 와는 하천 사주 뒷면에서 발생되는 그것에 비해 강도가 세고 끊임없이 발생되는 대규모 난류성을 지니고 있음을 알 수 있었다. 또한 와의 마찰속도는 물받이 끝단의 유속으로 나타낼 수 있으며, 따라서 하상입자의 성질과 흐름의 유속을 알면 선굴량을 산정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국농공학회지
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• 제22권4호
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• pp.108-114
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• 1980

A deterministic conceptual erosion model which simulates detachment, entrainment, transport and deposition of eroded soil particles by rainfall impact and flowing water is presented. Both upland and channel phases of sediment yield are incorporated into the erosion model. The algorithms for the soil erosion and sedimentation processes including land and crop management effects are taken from the literature and then solved using a digital computer. The erosion model is used in conjunction with the modified Kentucky Watershed Model which simulates the hydrologic characteristics from watershed data. The two models are linked together by using the appropriate computer code. Calibrations for both the watershed and erosion model parameters are made by comparing the simulated results with actual field measurements in the Four Mile Creek watershed near Traer, Iowa using 1976 and 1977 water year data. Two water years, 1970 and 1978 are used as test years for model verification. There is good agreement between the mean daily simulated and recorded streamflow and between the simulated and recorded suspended sediment load except few partial differences. The following conclusions were drawn from the results after testing the watershed and erosion model. 1. The watershed and erosion model is a deterministic lumped parameter model, and is capable of simulating the daily mean streamflow and suspended sediment load within a 20 percent error, when the correct watershed and erosion parameters are supplied. 2. It is found that soil erosion is sensitive to errors in simulation of occurrence and intensity of precipitation and of overland flow. Therefore, representative precipitation data and a watershed model which provides an accurate simulation of soil moisture and resulting overland flow are essential for the accurate simulation of soil erosion and subsequent sediment transport prediction. 3. Erroneous prediction of snowmelt in terms of time and magnitute in conjunction with The frozen ground could be the reason for the poor simulation of streamflow as well as sediment yield in the snowmelt period. More elaborate and accurate snowmelt submodels will greatly improve accuracy. 4. Poor simulation results can be attributed to deficiencies in erosion model and to errors in the observed data such as the recorded daily streamflow and the sediment concentration. 5. Crop management and tillage operations are two major factors that have a great effect on soil erosion simulation. The erosion model attempts to evaluate the impact of crop management and tillage effects on sediment production. These effects on sediment yield appear to be somewhat equivalent to the effect of overland flow. 6. Application and testing of the watershed and erosion model on watersheds in a variety of regions with different soils and meteorological characteristics may be recommended to verify its general applicability and to detact the deficiencies of the model. Futhermore, by further modification and expansion with additional data, the watershed and erosion model developed through this study can be used as a planning tool for watershed management and for solving agricultural non-point pollution problems.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권10호
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• pp.17-29
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• 2016

본 연구에서는 지반침식 및 연행작용을 고려한 토석류 해석을 위한 모델을 개발하였으며, 이를 대변형 3차원 유한요소 해석을 통해 거동을 분석하였다. 지반침식 및 연행작용을 고려한 토석류 해석 모델은 토석류에 의한 지반의 변형속도에 따른 전단강도 감소를 고려하였으며, 대변형 해석은 Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL)기법을 이용하였다. 모델의 적정성을 확인하기 위하여 지반침식 및 연행작용을 고려한 실내실험(Mangeny et al., 2010)을 모사하여 거동을 비교하였으며, 또한 실제 발생한 우면산 래미안 유역의 토석류를 대상으로 연행작용을 고려한 해석과 고려하지 않은 해석 결과를 비교함으로써 연행작용에 따른 토석류의 거동 및 피해영향 범위를 분석하였다. 그 결과, 실내 모형실험의 결과를 적절히 모사할 수 있었으며, 실제 유역규모의 해석에서도 토석류의 흐름에 의해 원지반의 침식 및 연행작용을 모사할 수 있었으며 연행작용으로 인해 유하부로 흘러내려오는 토석류의 체적과 속도가 증가하는 것을 확인하였다. 이로 인하여 본 연구에서 제안한 해석 모델은 지반의 침식 및 연행작용을 고려하여 토석류의 속도, 토석류의 규모 및 피해 면적을 적절히 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권2호
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• pp.155-160
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• 2004

Water jet trajectories and velocity deficits from a high pressurize nozzles were experimentally observed. In this article, several parameters affecting plugging and erosion onto the steam generator tube were quantitatively analyzed. Visualization, velocity distribution, and spray growth rate with different nozzle configurations have been mainly focused using a 2-D PDPA (Phase Doppler Particle Analyzer) system. The results indicated that trajectories along the centerline regardless of their momentum has its potential core region. However, the phenomena from the peripheral part need to be meticulosly considered. Accordingly, it is evident that quantitative velocity deficits at the outer region are outstanding due to the aerodynamical drag and entrainment.

• 한국추진공학회지
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• 제8권3호
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• pp.37-43
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• 2004

증기발생기 슬러지 세정을 위한 고압분사 실험의 분류궤적에 대한 가시화 및 속도분포를 측정함으로써 최적의 노즐형상을 찾기 위하여 플랜져방식의 고압펌프(사용압력 : 200 kg/$\textrm{cm}^2$, 15HP, 11kW. 토출유량 Q : 301/min)를 이용하였다. 가시화를 통하여 정성적인 분포를 비교분석할 수 있었고, 분류의 속도분포등을 통하여 노즐 형상비에 따른 유동의 차이를 2차원 PDPA 광학 계측장비를 사용하여 분석하였다. 고압 분사시 형상비에 관계없이 모든 경우에 있어서 중심축을 따라 모든 궤적들은 거의 유사함을 보였으나, 분류 중심에서 벗어난 외곽영역에서는 많은 차이가 있음을 알 수 있었다 이는 형상 비에 따른 주변 공기와의 마찰 및 분류 유입현상 때문이라 여겨진다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.138-138
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• 2023

본 연구에서는 유목과 연행침식을 고려한 토석류 수치모형을 개발하여 2011년 발생한 우면산 산사태의 관측데이터를 기반으로 수치모의를 수행하였다. 토석류 모형개발을 위해 천수방정식 기반의 침수모형인 Nays2DFlood 모형에 혼합유사농도의 이송확산, 토석류 지면전단응력, 연행침식모듈을 추가하였으며 유목생성과 유목거동 모의를 위해 입자법 기반의 유목동력학 모형을 결합하였다. 개발된 모형을 검증하기 위해, 민감도분석을 수행하였으며, 모의결과, 우면산 산사태 당시 래미안 APT에 피해를 끼친 충격수심과 충격유속, 최종 토석류 체적을 양호하게 재현한 것으로 판단된다. 또한 토석류를 구성하는 토사입경이 작을수록 토사점성에 의한 전단응력의 증가로 토석류 유속과 수심이 감소했지만 연행침식량이 증가하였으며, 토사입경이 증가하면 유속과 수심이 증가하고 연행침식량은 감소한 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서 개발된 토석류 거동모형은 토사입경, 침식 및 퇴적계수 등의 다양한 토석류 매개변수가 요구되기 때문에, 이러한 물성치 데이터가 현장 또는 실내실험에서 충분히 확보되어야 모형의 정확도가 향상될 것으로 판단된다. 따라서, 향후 연구에서는 본 연구에서 고찰된 모형의 적용성과 한계점을 고려하여 토석류 거동을 예측모의 한다면 보다 세부적으로 토석류와 유목거동을 예측분석해 볼 수 있을 것으로 사료된다. 또한 본 연구의 결과는 기후변화로 인한 강우발생의 불확실성과 이로 야기되는 토석류 발생을 사전에 예측하여 토석류 저감대응방안을 구축하는 일환으로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.