• 제목/요약/키워드: hydraulic structures

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2차원 수치모형을 이용한 수공구조물 설치에 따른 수리학적 흐름 영향 평가 (Assessment for Characteristics of Flow According to Installing Hydraulic Structures by 2-D Numerical Model)

  • 최승용;남기영;한건연
    • 환경영향평가
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    • 제20권6호
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    • pp.797-813
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    • 2011
  • Frequently occurring flood and drought due to abnormal climate and global warming have increased the necessity of an effective water resources control and management of river flows. The various hydraulic structures are constructed in river as part of an effective water resources management. It is very important to analyse characteristics of flow according to installing hydraulic structures in this situations. The objective of this study is to investigate the hydraulic behaviors of flow considering affections of hydraulic structures using 2-D numerical model. To do this, both RMA-2 model and developed RAM2 model are used to analyse flow phenomena before and after installation of hydraulic structures in Nakdong river. As a result of, the water surface elevation at upstream regions increased about 22cm~66cm and the velocity around the structures sharply increased after installation of structures. The measures for the rise of water surface at upstream and local scour due to high velocity around the structures must be established when the structures is constructed.

수리모형실험 및 수치해석을 통한 여수로 수리특성 분석 (Analysis of Hydraulic Characteristics of Spillway using Hydraulic Model Experiments and Numerical Analysis)

  • 이정규;이재홍;김주영
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1818-1822
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    • 2008
  • 여수로와 같은 3차원 수리구조물을 설계하고 수리현상을 조사하거나, 형상 및 안정성을 파악하기 위해서는 일반적으로 수리모형실험을 통하여 실제 현상을 모의하는 경우가 많다. 그러나 수리모형실험을 하기 위해서는 많은 시간과 비용 및 공간이 필요하며 실제 수리구조물을 축소시켜 측정하는 것은 대단히 어렵고 표면장력 등이 실험결과에도 상당한 영향을 미칠 수 있으며 다양한 경우의 실험은 현실적으로 불가능하다. 따라서, 수치해석을 통하여 적정한 초기결과를 도출할 필요성이 있으며, 이를 통하여 수리모형실험의 대상을 결정하고 결과를 비교한다면 경제적이고 합리적인 수리구조물의 설계와 평가가 가능하다. 본 연구에서는 최적의 여수로를 설계하기 위하여 월류형 여수로를 대상으로 수치해석을 수행하였고, 수리모형실험에 대한 실험적인 접근을 통하여 수리적 조건을 향상시킬 수 있는 보다 나은 설계안을 제시하였다. 이러한 수리모형실험 계측결과를 통하여 개선된 수리구조물 설계안을 제안하였고, 개선된 설계안에 대한 개선효과를 조사하였다.

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Crack detection study for hydraulic concrete using PPP-BOTDA

  • Huang, Xiaofei;Yang, Meng;Feng, Longlong;Gu, Hao;Su, Huaizhi;Cui, Xinbo;Cao, Wenhan
    • Smart Structures and Systems
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    • 제20권1호
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    • pp.75-83
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    • 2017
  • Effectively monitoring the concrete cracks is an urgent question to be solved in the structural safety monitoring while cracks in hydraulic concrete structures are ubiquitous. In this paper, two experiments are designed based on the measuring principle of Pulse-Pre pump Brillouin Optical Time Domain Analysis (PPP-BOTDA) utilizing Brillouin optical fiber sensor to monitor concrete cracks. More specifically, "V" shaped optical fiber sensor is proposed to determine the position of the initial crack and the experiment illustrates that the concrete crack position can be located by the mutation position of optical fiber strain. Further, Brillouin distributed optical fiber sensor and preinstall cracks are set at different angles and loads until the optical fiber is fractured. Through the monitoring data, it can be concluded that the variation law of optical fiber strain can basically reflect the propagation trend of the cracks in hydraulic concrete structures.

유체-구조 상호작용을 고려한 해안구조물의 해저면 세굴에 대한 조파실험 해석 기법 연구 (Study on Modeling Procedure of Hydraulic Experiment of Coastal Structure Scour at Sea-Bed Using Fluid-structure Interaction)

  • 강경원;김기동;한동석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권1A호
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    • pp.49-53
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    • 2012
  • 해안사면의 침식을 막기 위한 해안구조물이 해저면과의 경계면에서 파랑에 의하여 세굴이 발생 할 수 있으며, 세굴에 의한 기초지반의 유실로 해안구조물의 붕괴에 이를 수 있다. 이러한 세굴 현상을 방지하기 위하여 기존의 직립식 해안구조물을 다양한 형태의 해안구조물로 개선하여 제작할 수 있다. 이러한 해안구조물의 세굴 방지 효과를 검증하기 위해서는 많은 비용이 요구되는 조파 실험이 필요하다. 조파실험에 선행하여 모델링을 수행하고 실험결과의 검증 및 추가 분석을 하는 과정을 통해서 큰 비용 절감 효과를 기대할 수 있게 된다. 본 연구에서는 조파실험 해석기법을 제안하기 위해서 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 유체-구조 상호 작용을 고려한 조파 실험 모델링을 하고, 해안구조물과 상호작용에 의한 유체 흐름을 분석하였다. 본 연구에서는 직립형, 경사형, 계단형, 사석형의 4가지 해안구조물의 세굴이 발생 가능성이 높은 위치를 선정하여 유속을 통하여 성능을 비교 분석하였다.

Generalized Logistic 분포형을 이용한 수공구조물의 위험도에 대한 불확실성 해석 (Uncertainty Analysis of the Risk of Hydraulic Structures Using Generalized Logistic Distribution)

  • 신홍준;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.758-763
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    • 2006
  • Statistical concepts and methods are routinely utilized in a number of design and management problems in engineering hydrology. This is because most of hydrological processes have some degree of randomness and uncertainty. Thus, the concepts of risk and uncertainty are commonly utilized for designing and evaluating hydraulic structures such as spillways and dikes. Therefore, in this study, uncertainty analysis considering the variance of design floods is performed to evaluate the uncertainty of the hydrologic risk of flood related hydraulic structures using frequency analysis.

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부유구조체 하면에 작용하는 파압에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Wave-Induced Hydraulic Pressure subjected to Bottom of Floating Structures)

  • 정연주;유영준;이두호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6A호
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    • pp.425-433
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    • 2011
  • 본 연구에서는 파랑하중에 의해 부유구조체 하면에서 발생하는 파압 현상을 규명하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 서로 다른 측면 형상과 하면 형상을 갖는 4개의 폰툰형 시험체를 제작하여 5 종류 파랑하중에 대한 수리모형실험을 실시하였다. 시험체의 하면에는 6개의 파압센서를 설치하였으며, 수리모형실험 동안 시험체 하면에 작용하는 파압을 측정하였다. 측정된 파압을 분석한 결과, 와플형의 하면 형상은 부유구조체 하면에 작용하는 파압에 거의 영향을 미치지 않으며, 하이브리드형의 측면 형상은 파압에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이것은 하이브리드형의 측면에 형성된 에어갭(Airgap)이 부유구조체에 작용하는 파랑의 충격 에너지를 일부 흡수하여 파압을 저감시키는데 기여하는 것으로 판단된다. 기존의 상자형 폰툰과 비교하였을 때 하이브리드형의 파압은 선수부에서 약 83%, 중간부에서 약 74% 및 선미부에서 약 53% 수준인 것으로 나타났다.

해석적 모의조파실험을 이용한 해안사석구조물 형상에 따른 해저면 세굴 방지 성능 비교 (Analytical Performance Comparison of Scour Protection of Rubble Mound Structure Shape using Simulation)

  • 강경원;김기동;한동석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권2A호
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    • pp.117-122
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    • 2012
  • 해안구조물과 해저면의 경계면에서 발생하는 세굴로 인한 해안구조물의 붕괴 현상을 방지하기 위하여 해안구조물의 형태를 유로가 확보된 사석구조물의 형태로 제작한다. 기존의 유로가 확보되지 않은 계단형 해안구조물과 유로가 확보된 사석형 구조물의 비교 분석을 통하여 사석형 구조물의 세굴 방지 효과를 확인할 수 있다. 이러한 해안사석구조물의 다양한 사석 배열에 대한 세굴 방지 효과를 검증하기 위한 실험에 의한 조파실험의 반복수행에 따르는 고비용을 절감하기 위해 프로그램을 이용한 해석적 모의조파실험 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 유체-구조 상호 작용을 고려한 조파실험 모델링을 하고, 해안구조물과 상호작용에 의한 유체 흐름을 분석하였다. 해안구조물의 세굴이 발생 가능성이 높은 위치를 선정하여 해석 기법을 수행하고, 사석구조물의 형태에 따라 선정된 위치에서의 유속과 한계 소류력에서의 유속을 비교하여 세굴 발생의 유무를 비교 분석하였다.

유동제어구조물에 의한 내만의 해수순환 모델링 (Hydraulic and Numerical Modeling of Seawater Circulation of Semi-enclosed Bay with the Flow-control Structures)

  • 김종규;강태순;김헌태
    • 한국해양공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.20-28
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    • 2000
  • Using the hydraulic and numerical model of semi-enclosed bay (Chinhae Bay), the efficiencies of flow-control structures on the seawater-circulation in the inner bay were investigated. Expecially, this study was confirmed the effectiveness of the flow-control structures at the mouth and narrow channel of Chinhae Bay through the experiments. The system of flow-control structures could enhance the water exchange improvement appropriately. The results of this study can be used as the long-term and integrated environmental impact assessment model in the inner bay.

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용접이음 된 유압 실린더용 로드/너클 조립체의 피로거동 해석 (Fatigue Behavior Analysis of Welded Rod/Knuckle Assembly for Hydraulic Cylinder)

  • 이환우
    • 한국기계가공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.93-99
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    • 2013
  • Parts and structures such as piston rod and knuckle joint for the use of hydraulic cylinder are often welded together in some fashion, usually due to cost and process effectiveness. Welding strongly affects the material by the process of heating and subsequent cooling as well as by the fusion process with additional filler material. Furthermore, a weld is usually far from being perfect, containing inclusions, pores, cavities, undercuts etc. As a consequence, fatigue failures appear in welded structures mostly at the welds rather than in the base metal, even if the latter contains notches. For this reason, fatigue analyses are of high practical interest for all welded structures under the action of cyclic loads. This paper describes the influence of welding parameters, material combinations and heat treatment on the fatigue behavior of welded cylinder rod. In addition, statistical characterization of stress-life response in weldment of hydraulic cylinder rod are presented.

농수로 구조물의 내구성 저하 요인 (Deterioration Factors of Agricultural Hydraulic Structures)

  • 조성현;김진만;김기동;고만기;김종옥
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.647-650
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    • 1999
  • Deterioration of agricultural hydraulic structures(AHS), which are under harsh environmental conditions, is more sever than other ordinary structures. To investigate the deterioration factors of AHS, various physical and chemical analyses are performed. The porosity of AHS increases more rapidly than ordinary structures because they are subject to frequent water permeation and water-soluble materials are easily emitted to surface area. Thus, AHS are tend to be damaged by freezing and thawing more easily due to the increase of water containment inside concrete.

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