• Title/Summary/Keyword: 수리모형장치

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Analysis of Hydraulic Similarity at Surcharged Square Manhole (과부하 사각형 맨홀에서의 수리학적 상사성 분석)

  • Kim, Jung-Soo;Yoon, Young-Noah;Han, Chyung-Such;Yoon, Sei-Eui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.510-514
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    • 2008
  • 우수 관거 시스템에서 맨홀의 설치 시 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 수두손실의 발생이 필연적일 수밖에 없다. 현재 계획 또는 설계단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 고려하여 설계를 수행하고 있으며, 맨홀에서의 수두 손실은 거의 대부분 고려되지 않고 있다. 단지 맨홀에서의 수두손실을 저감하기 위하여 하수도시설기준(환경부, 2005)상의 단차 및 인버트 규정만 있을 뿐, 우수 관거 설계에 직접적으로 필요한 적절한 맨홀의 손실계수가 제시되지 않고 있는 실정이다. 국외에서는 축소 수리 모형을 이용한 실험과 수치해석 기법 등을 이용하여 맨홀에서의 손실계수를 산정하는 연구가 꾸준히 진행되어 왔으나 국내에서는 맨홀의 손실계수 산정에 관한 연구가 미흡한 실정이며, 더욱이 맨홀에서의 손실계수 산정을 위한 상사성 적용에 관한 연구는 전무한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 맨홀의 축척 변화에 따른 손실계수의 변화를 분석하기 위하여 하수도시설기준(환경부, 2005)의 특 1호(사각형) 맨홀을 각각 1/2과 1/5로 축소 제작하고, 수리실험 장치를 제작하였다. Froude 상사 법칙을 적용하여 1/2의 축소 모형의 실험 조건을 1/5 축소 모형의 값으로 환산하였으며, 각 축소 모형에 대한 수리 실험을 실시하였다. 과부하된 맨홀의 손실계수를 예측하는데 Froude 상사법칙의 사용 가능성을 확인 하였으며, 1/2 축소 모형과 1/5 축소 모형에서 산정된 손실계수 값이 0.45로 일치하고 있으므로 우수 관거 시스템의 맨홀 설계 시, 축소 수리 모형실험에서 산정된 손실계수의 직접적인 적용이 가능하다고 판단된다.

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Development of Diffusive Wave Rainfall-Runoff Model Based on CUDA FORTRAN (CUDA FORTEAN기반 확산파 강우유출모형 개발)

  • Kim, Boram;Kim, Hyeong-Jun;Yoon, Kwang Seok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.287-287
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    • 2021
  • 본 연구에서는 CUDA(Compute Unified Device Architecture) 포트란을 이용하여 확산파 강우 유출모형을 개발하였다. CUDA 포트란은 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit: GPU)에서 수행하는 병렬 연산 알고리즘을 포트란 언어를 사용하여 작성할 수 있도록 하는 GPU상의 범용계산(General-Purpose Computing on Graphics Processing Units: GPGPU) 기술이다. GPU는 그래픽 처리 작업에 특화된 다수의 산술 논리 장치(Arithmetic Logic Unit: ALU)로 구성되어 있어서 중앙 처리 장치(Central Processing Unit: CPU)보다 한 번에 더 많은 연산 수행이 가능하다. 이에 따라, CUDA 포트란기반 확산파모형은 분포형 강우유출모형의 수치모의 연산시간을 단축시킬 수 있다. 분포형모형의 지배방정식은 확산파모형과 Green-Ampt모형으로 구성되었고, 확산파모형은 유한체적법을 이용하여 이산화 하였다. CUDA 포트란기반 확산파모형의 정확성은 기존 연구된 수리실험 결과 및 CPU기반 강우유출모형과 비교하였으며, 연산소요시간에 대한 효율성은 CPU기반 확산파모형과 비교하였다. 그 결과 CUDA 포트란기반 확산파모형의 결과는 수리실험 결과 및 CPU기반 강우유출모형의 결과와 유사한 결과를 나타냈다. 또한, 연산소요시간은 CPU 기반 확산파모형의 연산소요시간보다 단축되었으며, 본 연구에 사용된 장비를 기준으로 최대 100배 정도 단축되었다.

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Experimental Study for Capability of Air Slot in Siphon Spillway to Control Outflow Discharge (사이펀 여수로 공기혼입장치(air slot)의 방류량 조절 능력에 대한 실험 연구)

  • Jung, Jae-Sang;Jang, Euncheol;Lee, Changhoon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.39 no.6
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    • pp.703-712
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    • 2019
  • In this study, capability of an air slot in a siphon spillway for controlling outflow discharge is investigated through hydraulic experiments. Arc and rectangular shapes of air slot are considered and the open area of air slot can be varied. Complex air-regulated flow occurs inside of the siphon spillway when the air slot is installed on it. The same discharge is measured at the same water level inside the reservoir when the water level rises or falls. Nondimensional discharge through the siphon spillway decreases as nondimensional open area of the air slot increases when head differences and water levels of reservoir are constant. The hydraulic experiments show that the control of outflow discharge of siphon spillway is possible by controlling the open area of the air slot.

Deployment of Yard Cranes Considering Storage Plans in Container Terminals (컨테이너 터미널에서 장치계획을 고려한 야드 크레인 배치 문제)

  • Won, Seung-Hwan;Kim, Kap-Hwan
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.33 no.1
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    • pp.79-90
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    • 2009
  • The main function of a container terminal is to load container freights into vessels and discharge them from vessels. The container terminal needs to utilize its resources effectively in order to improve the productivity of it. This study deals with the deployment model for yard cranes whose type is RMGC (rail mounted gantry crane). We develop a mathematical model for the deployment of yard cranes. The model considers not only the deployment but also the storage plans. It could be divided into two cases according to whether inter-block movements of yard cranes are allowed or not, during the same period Numerical examples are solved and analyzed to validate the model. Then, additional experiments are performed to compare the performance of the model with that of a previous model without the re-deployment of yard cranes.

Analysis of Flood Reduction Effect of Washland using Hydraulic Experiment (수리실험을 이용한 강변저류지의 홍수조절효과 분석)

  • Kim, Duck-Gil;Lee, Lim-Yeol;Lee, Chang-Won;Kang, Na-Rae;Lee, Jong-So;Kim, Hung-Soo
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.13 no.2
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    • pp.307-317
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    • 2011
  • Recently, we have a growing interest in the washland construction for the function of flood control. Therefore this study analyzed flood reduction effect of washland using hydraulic experiment. We used open-channel unit for flood reduction effect of washland. And we used side weir to lateral structure. The result of hydraulic experiment showed a decrease of the average velocity and discharge according to the installation location of side weir. Also, we compared the results of HEC-RAS model and hydraulic experiment for the review of the result of hydraulic experiment. As the result, hydraulic experiment and HEC-RAS model have showed the similar results.

Performance Assessment of Two Horizontal Shroud Tidal Current Energy Converter using Hydraulic Experiment (수리실험을 통한 수평 2열 쉬라우드 조류에너지 변환장치 성능평가)

  • Lee, Uk-Jae;Choi, Hyuk-Jin;Ko, Dong-Hui
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.34 no.1
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    • pp.1-10
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    • 2022
  • In this study, the two horizontal shroud tidal current energy converter, which can generate power even under low flow speed conditions, was developed. In order to determine the shape of the shroud system, a three-dimensional numerical simulation test was conducted, and a 1/6 scale down model was made to perform a hydraulic model experiment. The hydraulic model experiment was performed under four flow conditions, and the flow speed, torque, and RPM were measured for each experimental case. As a result of the numerical simulation test, it was found that the flow speeds passing through the nozzle were increased by about 2~3 times in the cylinder, and when the extension ratio was 2:1, the highest flow speed was shown. In addition, it was found that the flow speeds increased 2.8 times when the diameter ratio between the nozzle and the cylinder was 1.5:1. Meanwhile, as a result of the hydraulic model experiment, it was found that when the tip speed ratio was between 1.75 and 2, the power coefficient was 0.32 to 0.34.

Removal Efficiency and Applicability Analysis of Suspended Solids in Nonpoint Source Reduction Equipment (비점오염원 저감장치의 부유물질 제거효율 및 적용성 분석)

  • Jang, Suk-Hwan;Lee, Jae-Gyeong;Lee, Hae-Gwang;Oh, Ji Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.245-245
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    • 2018
  • 최근 도시화 및 산업화의 발달로 불투수면적이 증가함에 따라 건기 시 토지 표면에 축적된 오염물질이 강우유출수와 함께 하천으로 유출되는 등 수질오염의 가중과 불특정 지역에서 발생하는 비점오염원의 집중관리가 필요한 실정이다. 우리나라는 환경기초시설 등의 건설로 점오염원 관리는 강화되었지만, 비점오염원의 부하량은 점차 증가되고 있는 추세이며, 환경부 및 관계부처에서는 비점오염관리를 위한 여러 정책을 추진 중에 있다. 국내에서 사용하고 있는 비점오염저감장치는 자연형 시설과 장치형 시설로 구분되는데, 이 중 장치형 시설은 필터를 사용하여 비점오염저감의 효율성을 증가시키지만, 필터를 사용함으로써 유지관리 및 경제적인 측면에서 매우 불리하다. 이에 본 연구에서는 필터가 없는 장치형 시설을 고안하여 자연 순환기능을 최대한 유지하고, 오염물질을 최적으로 제거할 수 있는 방안을 마련하고자 수리실험을 통해 비점오염원의 제거효율을 분석하였다. 수리학적 상사법칙에 따라 원형대비 1/3축소모형과 2가지의 원형모형에 대해 총 3가지 모형에 대해 환경부에서 고시한 비점오염저감장치 기준을 뛰어넘는 유역면적, 강우강도 및 부유물질의 양으로 실험을 진행하였다. 실험결과는 유입수 농도에 대한 유출수의 농도로 계산하였으며, 장치에서 유출 직후 5분 간격으로 채취한 후, 수질공정시험법을 참고하여 부유물질에 대한 실험 중 하나인 유리섬유여과방법을 이용해 실험 결과를 도출하였다. 실험 결과, 본 연구에서 고안한 장치형 시설은 필터를 사용하지 않음에도 불구하고 환경부 기준인 부유물질 제거효율 80%이상을 만족한 것으로 나타나 현재 사용하고 있는 장치형 시설보다 유지관리 및 경제성 등이 우수할 것으로 기대된다.

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Hydrualic Model Test for Siphon Spillway Capable of Controlling Discharge (유량조절이 가능한 사이펀 여수로 수리모형실험)

  • Jung, Jae-Sang;Jang, Eun-Cheol;Lee, Changhoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.43-47
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    • 2019
  • In this study, capability of an air slot in a siphon spillway for controlling outflow discharge is investigated through hydraulic experiments. Arc and rectangular shapes of air slot are considered and the open area of air slot can be varied. Complex air-regulated flow occurs inside the the siphon spillway when the air slot is installed on it. The same discharge is measured at the same water level inside the reservoir when the water level rises or falls. Nondimensional discharge through the siphon spillway increases slowly as nondimensional open area of the air slot increases. The hydraulic experiments show that the control of outflow discharge of siphon spillway is possible by controlling the open area of the air slot.

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A Study on the Control of Short-period Waves by Resonator (공진장치에 의한 단주기파랑의 제어에 관한 연구)

  • Lee, Kwang-Ho;Beom, Seong-Sim;Kim, Do-Sam;Park, Jong-Bae;An, Seong-Wook
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.24 no.1
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    • pp.36-47
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    • 2012
  • In this study, the control performance of resonator was reviewed through numerical analysis and 3-dimensional hydraulic model experiments by attaching the resonator suggested in the existing studies to the openings of rectangular harbor and breakwater placed in a straight line to reduce short-period waves. In the numerical analysis, linear analysis method of singularity distribution method based on vertical-line Green function and full non-linear analysis method by 3D-NIT model were applied, and the validity of the numerical analysis methods was verified through comparative analysis between results of hydraulic experiments and numerical analysis results. In addition, effectiveness of the resonator was confirmed by reviewing its control performance on the short-period waves through review on the comparison with the case in which the resonator is not attached.