• 제목/요약/키워드: 국부경사

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경사유로내에서 유동비등에 관한 실험적 연구

  • 이태호;김문오;박군철
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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    • pp.487-494
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    • 1997
  • 비등이 발생하는 경사유로에서 이상유동 구조 파악을 위해 국부적 이상유동 변수의 측정이 이루어졌다. 국부 기포율, 국부 기포빈도, 국부기포속도 그리고 국부 기포크기와 같은 기상 관련 이상유동변수는 이중 전기전도도 탐침으로, 액상속도 분포는 Pilot tuba로 측정하였다. 유로의 경사도가 이상유동 구조에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험은 수직, 수직으로부터 30도 경사도 및 60도 경사도에서 유량과 열유속을 변화시켜가며 수행하였으며 유동변수의 측정은 경사진 경우에 측면 방향으로의 대칭성을 고려하여 유로 반 단면내 총 91개 지점에서, 수직인 경우에는 13개 지점에서 이루어졌다. 유동조건은 1.4m/s 이하의 평균 액상 겉보기 속도에 제한되었고 유로내 압력은 대기압이며 유동양식은 미포화 비등에 국한되었다. 측정된 이상유동 변수의 분포를 이용하여 경사유로에 적용할 수 있는 distribution parameter와 drift velocity 같은 dirft flux parameter에 대한 상관식이 개발되었다.

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유역내 지형학적 인자의 임계특성에 따른 침식특성 분석 (Analysis on erosion characteristics according to geomorphologic factor thresholds in the watershed)

  • 오성렬;윤의혁;정관수;김정엽;최용준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.628-628
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    • 2015
  • 유역의 형상은 강우, 산사태 등과 같은 지배적인 침식작용과 더불어 지형 지질학적 요인들에 의해 결정되어 진다. 그러므로 유역형상에 대한 공간특성 분석을 위해서는 지형학적 요인과 다양한 침식작용에 대한 분석이 필요하다. 국내 외 많은 연구결과에 의하면 지형학적 인자에 의한 침식 형태는 국부경사와 집수면적의 크기에 의해 다양한 구간으로 나뉘며, 그 특성에 따라 지표침식, 세굴, 산사태 등으로 구분되는 것으로 연구된 바 있다. 일례로 유역 내 세굴과 관련된 지배인자는 집수면적보다는 국부경사에 반대로 지표침식, 산사태는 국부경사보다는 집수면적의 크기에 따라 영향을 받는다. 따라서 지형학적 인자(국부경사, 집수면적)의 임계치(threshold) 산출을 통해 침식특성(불안정지역)을 검토할 수 있으며, 이에 대한 물리적 검증은 여러 연구를 통해 물질플럭스(유량, 에너지)에 대한 Power Law로써 검증된바 있다. 본 연구에서는 이러한 지형학적 침식특성 분석을 위하여 2006년 집중호우에 의해 광역적 산사태가 발생한 강원도 평창군 진부면 일대의 $10m{\times}10m$ DEM로부터 국부경사, 집수면적을 산출하고 경사-면적한계곡선(Slope-Area Threshold Curve, SATC), 배수면적 확률분포곡선(Probability distribution of Drain Areas Curve, PDAC), 에너지지수 확률분포곡선(Probability distribution of Energy Index Curve, PEIC)를 실제 산사태지점과 중첩하여 도시하였다. 그 결과, 특정 임계구간(Threshold Area, Unstable area, 2~3권역)내에서 산사태 발생지점이 분포하는 것으로 분석되었다. 이를 통해 지형학적 인자만을 고려하여 미계측 유역에 대한 잠재적 불안정지역의 판별이 가능할 것으로 판단되며, 추후 광역적 사면안정해석에 적용 가능할 것으로 판단된다.

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시뮬레이티드 어니얼링을 이용한 경사선분 추출 알고리즘의 개발 (A Tangential Cutting Algorithm using Simulated Annealing)

  • 천인국;김승우;방재철;이효진
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(하)
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    • pp.574-578
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    • 2002
  • 층 단위로 가공하는 RP(Rapid Prototype) 시스템에서 가공되는 물체의 표면에서는 계단형의 윤곽이 나타난다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 경사절단 방법으로 3D 모델을 가공하여 기존의 가공방법에 의해 발생하는 계단형 윤곽 모습과 표면 왜곡 둥의 문제를 보완할 수 있다. 최적의 경사선분의 집합을 구하기 위해 경사절단 선분의 길이와 중간층 점의 거리를 정의하여 이를 최소화하는 에너지 함수를 구현한다. 그러나 이 방법은 경사절단 선분이 에너지가 작아지는 방향으로만 움직이기 때문에 레이어의 윤곽이 복잡한 경우 최적의 위치가 아닌 다른 위치에서 더 이상 움직이지 않는 국부적 최적해(Local Minima)가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 국부적 최적해를 벗어나기 위해 경사절단 선분 추출 알고리즘에 시뮬레이티드 어니얼링(Simulated Annealing) 방법을 적용하였다. 제안된 방법으로 테스트한 결과 복잡한 레이어 윤곽에서 생길 수 있는 국부적 최적해가 어느 정도 해결되었다.

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보 상류부 하상경사 변화에 대한 세굴특성 분석에 관한 실험연구 (A Experiment Study on Scour Characteristic Analysis of Streambed Slope Change in Weir Upstream)

  • 강준구;한형준;김성중
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.295-295
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    • 2018
  • 본 연구는 보 상류 하상경사 변화에 따른 보 하류부의 세굴 문제점 개선을 위해 하상경사에 대한 세굴영향을 분석하기 위한 실험연구이다. 세굴실험은 상류 하상경사 변화에 대해 보 하류부의 세굴변화를 중심으로 세굴영향을 검토하였다. 본 실험은 상류 하상경사 변화에 대한 세굴영향을 분석하기 위한 것으로 총 6개 하상경사에 대해 국부세굴 및 퇴적경향을 비교분석하였다. 보의 높이 및 물받이 길이는 0.3 m로 설치하였고, 실험 단위폭당 유량은 $0.117m^3/s/m$로 모든 케이스에 동일하게 적용하여 수행하였다. 보를 통과하는 고속사류로 인한 국부세굴의 영향분석을 위해 광대역 레이저 스캐너(RIEGL LMS-Z390)를 이용하여 세 퇴적량을 측정 및 분석하였다. 연구결과, 상류 하상경사 변화에 따른 보 하류부 세굴 특성 분석 결과 상류부의 하상경사가 급해질수록 세굴길이 및 세굴심도의 값은 크게 변화하는 것을 확인하였다. 이는 하상경사 변화에 따라 수류의 총에너지 경사가 급하게 변화하게 되고 따라서 보 하류부의 소류력 증가에 기인한 것으로 판단된다.

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DEM을 이용한 수로망의 형태학적 표현 (Morphological Representation of Channel Network by Dint of DEM)

  • 김주철;김재한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권4호
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    • pp.287-297
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    • 2007
  • DEM을 이용하여 국부경사와 기여면적 사이의 규모에 따른 거동특성을 조사하여 면적한계기준과 경사-면적한계 기준이 상호보완적인 형태의 수로망 추적절차를 제시하였다. 상기방법과 현장자료에 대한 적용을 통하여 유역의 경사는 공간적으로 대규모의 산포경향을 갖는 지형인자임을 확인할 수 있었다. 양자의 규모에 따른 거동특성권역에 따라 지면의 형상은 발산지형과 수렴지형으로 분류될 수 있었다. 본 연구에서 제시한 수로망 동정 절차를 설마천 시험 유역에 대하여 수행한 결과 유역의 동적 거동을 확인할 수 있었다. 또한 이로부터 지형도를 이용한 수작업에 기초한 방법에 비하여 하천두부의 거동과 수로망의 동적특성을 잘 표현하고 있음을 볼 수 있었다.

DEM에 의해 추출된 지형인자의 공간상관성을 기반으로 한 수문학적 응답구조의 해석 (The Analysis of Hydrological Response Structure Based on Spatial Correlation of Extracted Geomorphic Variables by Using DEM)

  • 김주철;최용준;김재한
    • 대한공간정보학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.69-78
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    • 2010
  • 유역에서의 수문지형학적 특성들은 유출현상과 깊은 상관성을 가지고 있다. 지리정보체계의 발달은 양자간의 역학관계를 규명하는데 커다란 도움을 주었다. 본 연구에서는 이러한 지형인자 중 수문응답과 밀접한 관계로 알려진 국부경사와 지표면거리에 대한 분석을 실시하였다. 그러나 이상의 지형인자는 각 pixel별 변동성이 매우 크기 때문에 DEM으로부터 추출된 자료를 직접 사용하는 것은 한계를 가지게 된다. 따라서 공간상관성을 고려한 분포도의 통계적 특성을 이용해 수문응답함수 특성과 분포된 지형학적인자간의 관계를 살펴보았다. 분석결과 국부경사는 첨두유량에, 지표면거리는 첨두유량, 평균 및 분산에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 이러한 수문지형학적 분석 기법은 DEM자료로부터 수문응답을 직접 유추할 수 있는 유용한 기법으로 발전될 수 있을 것으로 기대된다.

중국 연변 조양하 유역의 국부경사와 배수면적의 관계를 이용한 토사유실 우심지역 추출 (Identification of vulnerable region susceptible to soil losses by using the relationship between local slope and drainage area in Choyang creek basin, Yanbian China)

  • 김주철;최봉학;정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권3호
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    • pp.235-246
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    • 2018
  • 본 연구의 주목적은 조양하 유역의 유출응집구조와 에너지소비 양상을 멱함수 법칙분포의 틀 내에서 해석하고 이를 기반으로 토사유실에 민감한 우심지역을 추출하기 위한 방법론을 제시해 보고자 하는 것이다. 이를 위하여 GIS를 기반으로 대상유역 내 지점별 배수면적과 함께 소류력 및 수류력을 정의하는 지형학적 인자를 추출하여 해당 인자들에 대한 여누가 분포의 도해적 해석과 함께 멱함수 법칙분포의 적합을 수행하였으며 소류력과 수류력의 규모별 특성권역을 기반으로 토양우실 우심지역을 추출하여 보았다. 소류력를 기반으로 한 토사유실 우심지역의 경우 수류력을 기반으로 한 결과에 비하여 우심지역의 범위가 매우 좁게 평가되고 있음을 시각적으로 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 소류력이 멱함수 법칙분포를 따르지 않는 규모종속성 지형학적 인자이기 때문인 것으로 판단된다. 이에 따라 해당 지형학적 인자는 멱함수 법칙분포의 틀 내에서 자연유역의 에너지 규모를 적절하게 반영하지 못하는 것으로 사료되며 본 연구에서 수류력을 기반으로 제시한 지형학적 인자가 토사유실의 평가를 위해 보다 합리적인 것으로 판단된다. 토사유실 우심지역을 도시해 본 결과 국부경사에 종속적인 사면활동 활성구간에서 발생한 토사가 국부경사와 배수면적에 종속적인 지표유동 활성구간을 통하여 계곡으로 이동하는 경로를 시각적으로 확인할 수 있어 본 연구에서 제시한 방법론의 타당성을 판단할 수 있었다.

교대주변의 국부세굴에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Local Scour around Abutment)

  • 안상진;황보연
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제32권3호
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    • pp.255-263
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    • 1999
  • 연직벽 교대에서의 국부세굴심을 측정한 실험실 자료들이다. 이들 자료들은 교대의 끝단형상, 정렬각도, 흐름수심, 흐름경사에 따라 국부 세굴심의 영향을 주는 자료들로 포함한다. 모형교대 끝단 형상이 직사각형, 타원형, 끝단을 깎아낸 직사각형, 예연형인 교대에서 국부세굴의 양상이 실험적 연구에 의하여 분석되었다. 실험들은 4개의 교대 형상에 대하여 흐름수심을 약 1cm씩 증가시켜서 이동상 세굴 조건하에 실험을 하였다. 수로의 하상경사는 0.01%, 0.03% 0.05% 0.1%, 0.2%로 정렬각도는 30 $^{\circ}$, 60 $^{\circ}$, 90 $^{\circ}$, 120 $^{\circ}$, 150 $^{\circ}$로 변화시켜 실험을 실시하였다. 최대 세굴심은 끝단 형상이 직사각형, 타원형, 끝단을 깎아낸 직사각형, 예연형의 순서로 분석되었다. 실험결과들은 세굴심이 교대의 형상뿐만 아니라 정렬각도, 흐름수심, 수로경사에 따라 다르게 나타나는 것을 보여주었다.

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경사해빈에 설치된 해저관로의 국부세굴 (Local Scour at a Submarine Pipelines on Slope Beach)

  • 황현구;김경호;연주흠;오현식
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.176-185
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    • 2003
  • 해저관로가 사용 기간동안 안정적으로 그 기능을 다하도록 하기 위해서는 설계 시 국부세굴의 가능성을 주의 깊게 살펴보아야 한다. 관로가 침식성 해저바닥 위에 놓여지면 세굴이 일어나고 관로가 밑으로 쳐져서 팽팽하게 된다. 이로 인해 해저관로의 부분 흑은 전체가 파괴된다면 막대한 복구비용이 소요될 뿐만 아니라 해양오염을 초래할 수도 있다 본 논문에서는 실험을 통해서 해저관로 주변의 세굴특성을 알아보았다. 일정경사면 을 갖는 모형해빈상에 모형관로를 설치하고 파형경사를 달리해 가면서 실험을 수행하였다. 그리고 실험결과로부터 얻은 데이터를 이용하여 분석에 필요한 매개변수 값들을 산정 하였다. 상대세굴심과 KC수, 수정 Ursell수와의 상관관계를 분석하여, 국부세굴심에 대한 경험식을 제시하였다.

원로초대석-내 젊은 길목에서

  • 고재웅
    • 하천과문화
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    • 제2권4호
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    • pp.18-24
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    • 2006
  • 하천에서의 흐름은 상류(常流)흐름으로 대표된다. 곳에 따라 수로경사가 급한 곳에서 국부적으로 사류(射流)가 생기지만 홍수흐름이 아니고는 보기 힘든다. 하천을 좋아하면서 그리고 전공하면서 현장에서 부딪치는 홍수의 사류흐름은 다스리면서 극복해 나가야하는 대상이이기에 이에 따른 어려움이 적게 나타나기를 늘 바라면서 살아왔다.

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