• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6B호
• /
• pp.627-634
• /
• 2008

개수로의 난류흐름을 VOF(Volume of Fluid)기법을 채용한 RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 방정식 모형을 사용하여 수치모의할 때 벽면함수의 거칠기를 산정하기 위해 고려해야 하는 점들을 연구하였다. 거친 벽면상의 흐름을 위한 벽면함수의 거칠기 상수(roughness constant)는 관수로 흐름의 실험을 통하여 얻어진 값을 사용한다. 그러나 개수로 흐름에서는 이 거칠기 상수가 Froude 수에 따라 변화하므로 이를 고려할 수 있어야 하며, 개수로에서 광범위하게 사용되는 Manning 조도계수에 상응하는 벽면 거칠기 높이(roughness height)를 산정하여 사용할 수 있어야 있다. 본 연구에서는 모형에 입력되는 벽면함수의 거칠기 높이와 Manning 조도계수 사이의 관계를 분석하였다. 이를 바탕으로 수치모형의 특성이 고려되고 Manning 조도계수의 함수로 표현되는 유효 거칠기 높이 산정식을 제안하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제43권3호
• /
• pp.265-273
• /
• 2010

본 연구에서는 기존의 수위만을 고려하여 작성된 수위-유량관계곡선식을 개선하기 위하여 경심, 하상경사, 수심 등 비교적 쉽게 취득할 수 있는 하천의 수리특성인자를 활용하여 유량을 산정할 수 있는 방법을 제안하였다. 알버타대학에서 제공된 보고서 내용 중 수리실험실 및 자연하천의 수리자료를 활용하여 평균유속 공식인 Manning식과 Chezy식으로부터 하천의 수리학적 특성이 반영된 조도계수 n값과 C값을 산정하고 이를 토대로 유량을 산정하였다. 제안된 유량산정 방법은 실측치에 근사하여 정확도가 개선됨을 확인하였으며 기존의 수위-유량관계곡선식에서 추정된 유량과 비교하고 그 적용성을 검토하였다.

• 상하수도학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.613-618
• /
• 2005

In analysis of pipelines or pipe network we calculated the friction loss using Hazen-Williams or Manning formula approximately, or found one by friction coefficient from Moody diagram graphically. The friction coefficient is determined as a function of relative roughness and Reynolds number. But the calculated friction coefficient by Hazen-Williams or Manning formula considered roughness of pipe or velocity of flow. The friction coefficient in Darcy-Weisbach equation was obtained from the Moody diagram. This method is manual and is not exact from reading. This paper is presented numerical solution of Colebrook-White formula including variables of relative roughness and Reynolds number. The suggested subroutine program by an efficient linear iteration scheme can be applied to any pipe network system.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제3권3호
• /
• pp.165-171
• /
• 2003

2002년 태풍 루사의 집중호우로 금강 중상류에 위치한 초강천 유역에 막대한 홍수피해와 범람을 동반하였다. 발생한 홍수는 초강천 하류에 위치한 송천교에 부설되어 있는 송천 수위국을 잠식하여 붕괴시킬 정도로 엄청난 유량 규모를 가졌기 때문에 직접 측정할 수 없었다. 이에 본 연구에서는 매닝의 등류 공식을 이용하여 홍수량을 산정함과 더불어 적정한 조도계수를 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제43권11호
• /
• pp.967-976
• /
• 2010

우수관의 성능이 한계상태(performance limit state)에 도달할 확률을 정량적으로 산정할 수 있는 FORM(First-Order Reliability Model)의 AFDA(Approximate Full Distribution Approach) 신뢰성 모형을 개발하였다. 우수관망에서 각각의 관으로 유입하는 유량이 그 관의 허용 가능 배출량을 초과하여 성능한계상태에 도달할 때 이를 파괴상태(failure state)라 정의하여 신뢰함수를 수립하였다. 우수관거로의 유입량은 합리식, 유출량은 Manning의 공식을 적용하였다. 또한 신뢰성 해석을 위한 관련 확률변수들에 대한 통계적 특성과 분포함수에 대한 해석이 수행되었다. 강우자료의 불확실성 해석에서 우리나라 여러 중소도시에 대한 연 최대강우강도의 확률분포가 Gumbel 극치분포함수와 일치함을 확인하였다. 개발된 신뢰성 모형을 Y자형 우수관망에 적용하여 성능한계상태가 발생할 확률, 즉 파괴확률(probability of failure)을 정량적으로 산정하였다. Manning의 공식을 이용하여 우수관의 직경 변화에 따른 파괴확률의 거동특성을 분석하였다. 특히 문경과 대전의 50년 재현기간을 갖는 설계 강우강도에 대한 우수관의 파괴확률을 산정한 결과에 의하면, 관의 직경이 특정수치 이하일 경우 파괴확률이 급격히 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 실제 우수관의 유효직경이 설계직경에 가깝도록 항상 관내 불순물을 제거하는 것이 파괴확률을 줄이는 최선의 방법임을 의미하는 것이다. 또한 우수관 시스템의 경우 여러 개의 관이 모여 하나의 관으로 흘러 들어가는 경우가 많으며 이 경우 다중파괴유형(multiple failure mode)을 적용하여 시스템이 파괴상태에 도달할 확률을 정량적으로 산정하였다. 본 연구에서 개발된 신뢰성 모형은 우수관의 운용, 관리, 감독은 물론 설계에 활용이 가능 할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권9호
• /
• pp.77-86
• /
• 2005

집중강우로 인한 철도연변 사면의 활동 및 선로의 유실은 철도 운행에 있어 불안정성을 유발하는 요인으로서 이에 대한 적절한 평가기법이 요구된다. 현장조사 결과 강우로 인한 사면의 활동은 사면내 흙의 특성, 강우강도, 사면의 3차원상 형상과 지층의 지질학적 조건과 상관이 있는 것으로 관측되었다. 본 연구에서는 사면의 활동패턴 중 사면내 요부에서 주변 수계로부터 흘러 들어온 표면유출수로 인하여 발생하는 사면의 활동을 대상으로 하고 있다. 표면유출수의 발생은 Philip 공식에서 계산된 침투율과 강우강도의 비교를 통해서 판정되었다. 표면유출수의 심도를 계산하기 위하여 합리식과 Manning 공식을 적용하였으며, 심도별 사면의 안전율을 구하기 위하여 Iverson 모텔을 수정하여 적용하였다. 수정된 Iverson 모델의 적용에 있어 표면 유출수의 심도를 고려하므로 최대 동수경사가 1 이상의 경우를 고려하였다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.20-27
• /
• 2016

전 세계는 기상재해로 인해 막대한 경제적 손실 및 인명 피해를 입고 있다. 특히 우리나라는 홍수에 따른 침수 시 인명 피해가 빈번하다. 홍수에 대한 실효성 있는 비상대처계획을 수립하기 위해서는 시간에 따른 침수 예상 지역을 산정하는 것이 중요하다. 이에 본 연구는 안동 도심지를 대상으로 행위자 기반 모델링을 활용해 침수 예상 지역 및 시간을 산정하였다. 연속방정식과 Manning 공식을 이용해 조도계수 및 유량별 전파시간을 계산하였다. 안동댐에 가능최대홍수량이 유입되면 직하류 지점에서 발생할 수 있는 시나리오를 모델링하였다. 이 결과들에 근거해 시간대별 침수 예상 지역을 도시할 수 있는 행위자 기반 모형을 개발하였다. 이 모형을 활용해 대상 지역의 약 3분의 2가 침수되기까지 3분 가까이 소요된다는 결과를 얻을 수 있었다. 등위도 지역이라 할지라도 침수 예상 시간의 편차가 약 2배까지 발생할 수 있다는 결과 또한 얻을 수 있었다. 본 연구 결과는 대피 장소 및 경로 선정에 실효성 있는 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 상하수도학회지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.647-655
• /
• 2014

To perform long-term sewer monitoring, It is important to understand the nature of the wastewater flow that occurs at the point on early stage of the monitor and to prevent in advance a problem which may caused. We can infer the flow properties and external factors by analyzing the scatter graph obtained from the measured data flow rate monitoring data since an field external factor affecting the sewage flow is reflected in the flow rate monitoring data. In this study, Selecting the three points having various external factors, and we Inferred the sewer flow characteristics from depth-velocity scatter graph and determined the analysis equation for the dry-weather flow rate data. At the'point 1' expected non-pressure flow, we were able to see the drawdown effect caused by the free fall in the manhole section. At the'point 2', existed weir and sediments, there was backwater effect caused by them, and each of size calculated from the scatter graph analysis were 400 mm and 130 mm. At the'Point 3', there is specific flow pattern that is coming from flood wave propagation generated by the pump station at upstream. In common, adequate equations to explain the dry weather flow data are flume equation and modified manning equation(SS method), and the equations had compatibility for explaining the data because all of $R^2$ values are over 0.95.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권4호
• /
• pp.299-308
• /
• 2015

본 연구의 목적은 하천에서 흐름방향 유속의 횡분포식에 기반하여 1차원 종분산계수를 이론적으로 유도하고 이들의 타당성을 검증하는 것이다. 이를 위해 본 논문의 전편 "I. 흐름방향 유속의 횡포식"에서는 SKM을 도입하여 삼각형 단면수로에서 횡분포식을 해석적으로 유도하였다. 본 논문의 후편 "II. 종분산계수"에서는 전편에서 유도된 유속의 횡분포식을 기반으로 1차원 종분산계수 이론식을 새롭게 개발하였다. 개발된 종분산계수 이론식을 검증하기 위해 전편과 동일한 하천에서 수행된 추적자 농도 실험 결과를 이용한 관측 종분산계수와 비교 분석하였다. 또한 개발된 종분산 계수식을 기존의 식들과 비교하여 본 연구에서 개발된 식의 차별점 및 우수성을 검토하였다. 결과적으로 무차원 종분산계수는 무차원 횡확산계수에 반비례하고, 하폭 대 수심비의 제곱에 비례하였다. 그리고 Manning의 조도계수의 제곱에 반비례함을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.154-159
• /
• 2008

본 연구에서는 수자원 기초자료 중 매우 중요하고 효과적인 유량측정방법을 위해 가장 먼저 결정하여야할 평균유속을 어떻게 결정할지를 제안코자 하며, 이를 위하여 현재까지 가장 널리 응용되고 있는 평균유속공식인 Manning공식과 최근에 그 효용성이 입증된 Chiu의 유속공식과의 상호관계에 대하여 분석 검토하여, 수로경사가 변화하는 경우나 유사유무에 관계없이 주어진 단면에서의 엔트로피 값, 즉 평형상태를 유지하려는 경향이 있음을 증명하였다. 따라서 인공수로에 관련된 간단한 수리입력 자료만 있다면 그동안 취득하기 어려운 $u_{max}$와 전체유속분포 산정에 매우 유용하게 사용될 수 있다고 사료된다.