Abstract
In this study, a two-dimensional shallow-water equation was used to develop the mathematical model for computing water levels and flow distribution. In the discretization equations, based on the finite volume method (FVM), the third order Runge-Kutta method and the third order upwind scheme were introduced to handle the unsteady and vconvective terms in the governing equations. To determine the accuracy of the developed model, it was applied to the rectangular horizontal channel in a frictionless flow. The water depth and velocity obtained by the numerical model were found to agree closely with the exact solution. The model was also applied to the rectangular channel with both the symmetric and the non symmetric constriction. The velocity distribution of the flow and the propagation of the flood wave were simulated and the results well described the flow characteristics.
본 연구에서는 2차원 천수방정식을 지배방정식으로 이용하여 유속 및 수위분포를 계산할 수 있는 수치모델을 개발하였다. 유한체적법에 의한 이산화과정에서, 3차의 Runge-Kutta 방법과 3차 정도의 upwind scheme을 도입하여 지배방정식의 비정상항과 이송항을 이산화하였다. 개발된 모형의 정확성을 검증하기 위하여 마찰 없는 직사각형 수평수로에 적용하였으며, 수치모형에 의해 얻어진 수심과 유속이 정확해야 잘 일치하였다. 또한, 본 모형을 대칭 및 비대칭 단면축소부를 갖는 직사각형 수로에 적용하여 흐름에 대한 유속분포와 홍수파의 전파가 수치모의 하였으며, 그 결과는 흐름특성을 잘 묘사하였다.
