Flow Characteristics for the Variation of Total Angles in Open Channel Bends

개수로 만곡부에서의 중심각 변화에 따른 흐름특성

The flow characteristics in the shallow open channel bends are investigated, whose total angles were 30, 60, 90, 120, 150 and 180 in degree, and whose bed frictions were relatively rough(C=30) and smooth(C=60), respectively. The terms analyzed in this study are the water surface profile, the distribution of velocity and the flow direction, relating to the various total angles in the bends. The maximum depth in the bends could be found at the outside section of the location of $15^{\circ}$ local angle from the bend inlet, having no relation to the total angle and bed friction. It is supposed that the path of maximum velocities is especially influenced by the bottom friction when the total angles are bigger than 150 in degree, approximately. The ratio of the superelevation to the velocity head seems to increase as the total angle of the bends increases. The flow direction is skewed to the inner side at the bend inlet, and skewed to the outside at the bend outlet, regardless of their total angles.

본 연구는 수심이 작은 만곡수호에서 중심각과 저면마찰의 변화에 따른 흐름특성을 분석하기 위하여 만곡부의 중심각이 $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$, $120^{\circ}$, $150^{\circ}$, $180^{\circ}$인 수로모형올 선택하였으며, 저면 마찰이 비교적 클 경우(C=30)와 작은 경우(C=60)로 구분하였다. 만곡수로내의 중심각 변화에 따른 수면형, 유속분포 및 유향 등에 관하여 검토하였다. 만곡수로내의 최대수위 발생지점은 중심각에 관계없이 만곡수로 입구로부터 $15^{\circ}$ 하류단면부근의 외측하단에서 발생된다. 저면마찰조건이 최대유속선의 이동경로에 미치는 영향은 만곡수로의 중심각이 약 $150^{\circ}$ 이상인 경우에서 뚜렷하다. 속도수두에 대한 횡방향 수면차의 비는 만곡수로의 중심각이 증가할수록 커지는 경향을 보여 주었다. 중심각에 관계없이 만곡부 시점에서의 유향은 내측으로 종점에서는 외측으로 편기된다.