• Title/Summary/Keyword: 수리현상

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Experimental Study on Hydraulic Characteristics and Vorticity Interactions of Floating Breakwaters (부유식방파제의 수리특성 및 와 상호작용에 관한 실험적 연구)

  • Yoon, Jae Seon;Cho, Yong-Sik
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.55-55
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    • 2011
  • 연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

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A Study on the Prediction of Bed Changes on Hahoi Region in the Nakdong River by Using the HEC-6 Model (HEC-6모형을 이용한 낙동강 하회지구 하상변동 예측에 관한 연구)

  • Lee, Nam-Joo;Hwang, Seung-Yong;Lee, Sam-Hee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1665-1669
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    • 2007
  • 경상북도 지역에서 낙동강에 위치한 안동의 하회마을, 내성천에 위치한 예천의 회룡포와 영주의 무섬마을 등은 마을 앞에 위치한 깨끗한 백사장으로 널리 알려진 관광명소이다. 하회마을의 점사주의 경우 낙동강 상류에 안동 및 임하 다목적댐이 건설되면서, 수량이 조절됨에 따라 토사수리학적 특성이 상당히 변화되었으며, 식생이 발생하는 등 옛 모습을 상실해 가고 있는 지역이다. 이 연구는 낙동강의 중상류 구간인 안동조정지댐 직하류부터 하회마을 직하류에 위치한 광덕교 지점까지의 하도구간에 일차원 하상변동 수치모형인 HEC6 모형을 적용하여 하회마을 앞의 점사주에 영향을 미치는 토사수리학적 특성 변화를 규명할 목적으로 수행하였다. 수치모형 적용구간의 하상변동을 예측하기 위해 적절한 일차원 준정상 상태 하상변동모형으로 HEC-6 모형을 선정하였으며, 모형적용을 위한 현황분석으로 하상토 특성 자료를 수집 분석하였다. 지형자료에 대한 분석 결과, 다목적댐 건설 이후 하회구간의 하천 지형 변화의 특징으로 저수로 쪽의 하상저하가 두드러지게 나타남을 발견할 수 있었다. 모형의 적용영역 내에 위치한 각 수위표 지점의 수리 수문자료를 수집하여 분석하였다. HEC-6 모형의 보정은 고정상 및 이동상 수리모형 실험결과를 사용하여, 고정상 보정과 이동상 보정으로 구분하여 수행하였다. 이동상 보정 결과 Ackers and White 공식이 다른 공식에 비하여 전반적으로 우수한 결과를 제공함을 알 수 있었다. 하천망 유사이동 수치모형인 HEC-6 모형을 사용하여 장기 하상변동을 예측하였으며, 댐 건설이 하류 하천의 지형변화에 미치는 영향을 분석하였다.ppm)인 시료에 적합한 여과법을 이용하여 분석하였으며, 유사 입경분포 분석방법으로는 BW관 방법을 이용하여 분석하였다. 현재까지 국내 외적으로 하천 유사량 산정과 관련된 많은 경험식들이 제시되고 있다. 하지만, 외국의 충적하천에 기초하여 개발되어진 유사량 공식들을 우리나라 하천에 무분별하게 적용하는 것은 위험스러우며, 유사량 산정 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 무엇보다 우리나라 하천의 지형, 수리, 수문학적 요소들이 유사 특성에 미치는 영향을 알아야 한다. 그러므로, 본 연구에서는 실측을 통한 유사량 값을 하천의 지형, 수리, 수문학적 요소들과 비교 분석하여우리나라 하천에 맞는 유사특성을 알아보고, 기타 총유사량산정 공식을 이용하여 실측한 유사량과 비교 분석하고자 한다.호강유역의 급격한 수질개선을 알 수 있다.世宗實錄) $\ulcorner$지리지$\lrcorner$(地理志)와 동년대에 동일한 목적으로 찬술되었음을 알 수 있다. $\ulcorner$경상도실록지리지$\lrcorner$(慶尙道實錄地理志)에는 $\ulcorner$세종실록$\lrcorner$(世宗實錄) $\ulcorner$지리지$\lrcorner$(地理志)와의 비교를 해보면 상 중 하품의 통합 9개소가 삭제되어 있고, $\ulcorner$동국여지승람$\lrcorner$(東國與地勝覽) 에서는 자기소와 도기소의 위치가 완전히 삭제되어 있다. 이러한 현상은 첫째, 15세기 중

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Experimental Study on Flow Characteristic and Wave Type Flow at Downstream of Stepped Weir (계단형 보 하류 흐름특성과 Wave Type Flow에 관한 실험연구)

  • Kang, Joon-Gu;Yeo, Hong-Koo;Lee, Keum-Chan;Choi, Nam-Jeong
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.43 no.1
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    • pp.41-49
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    • 2010
  • Stepped weir of this study was suggested a type of natural type structures. Unique flow, such as Wave type flow, at downstream of mild slope stepped occurs. WTF(Wave type flow) is different with hydraulic jump occurred at Round crest weir. WTF is phenomenon to rise the water level by recirculation area occurred by step height at downstream of mild slope stepped. Wave height of WTF condition is higher than tailwater level and maximum velocity of WTF condition occurs in area of water surface. In this results, WTF presents to be important factor for design of join area of weir with levee. This study got and analyzed hydraulic condition occurred of WTF, scales of WTF and velocity profiles on flow patterns using experiments. WTF was not consider to stepped weir design and this results can be important data for design of stepped weir and structures.

Interdisciplinary Research for Pre-prevention Measures of turbid water with Watershed Units (수계단위 탁수예방 대책 수립을 위한 학제간 연구)

  • Yum, Kyung-Tak;Cho, Yong-Deok;Kim, Jae-Yun;Ban, Yang-Jin;Park, Bong-Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.544-549
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    • 2008
  • 최근 임하댐, 소양강댐을 대상으로 탁수의 문제가 심각하게 제시되고 있으며, 이에 대한 대책을 수립하기 위해 정부, 공공연구기관, 대학 등에서 다양한 연구를 진행하고 있으나 탁수 발생에 대한 근본적인 대책 수립과 이의 효과에 대한 분석이 이루어지고 있지 않은 실정이다. 현시점에서 탁수발생의 근본적인 원인을 규명하고 이에 대한 대책이 계획적이고 치밀하게 수립되어야 할 것으로 판단 된다. 우리나라의 기후변화는 지난 100년($1906{\sim}2005$) 동안 평균 기온이 약 $1.5^{\circ}C$ 상승하였으며, 강우 강도가 큰 집중호우의 발생빈도는 약 18% 증가한 반면, 강우일수는 약 14% 감소하는 추세에 있다. 또한, 지구온난화로 인하여 식생대, 어종 등 생태계가 아열대성 기후로 진행되고 있으며, 탁수발생의 원인은 이상기후로 인한 강우강도의 증가뿐만 아니라, 집중홍수 빈발, 식생대(Vegetation) 변화와 유역관리(Watershed Management) 소홀 등의 복합적인 원인에 의하여 새롭게 발생되는 현상이다. 또한, 최근의 탁수는 댐 상류는 물론 수계전반에 걸쳐 발생하고 있으며, 지난 2007년 발생한 북한강 수계의 탁수문제 등에서 이제는 정부차원의 체계적인 발생원인 규명과 대책 마련이 필요한 실정이다. 댐 및 하천으로 유입되는 탁수는 저수지의 고탁도 현상의 장기화를 야기시키며, 이로 인해 댐 저수지 및 하류하천 수질악화, 정수처리 비용 증가 등 댐 저수지의 효율적인 수질관리가 어려운 실정이다. 한편, 고농도의 인(P)이 유입되어 저수지내 부영양화(Eutrophication) 및 수생태계의 변화를 초래하고 있다. 앞으로도 잠재적 탁수발생 가능성이 커질 것으로 전망됨에 따라 탁수발생 메커니즘 규명, 댐 저수지내 수리동역학적 거동특성 및 생태계에 영향(Ecological Impact) 등 탁수와 관련된 미개척 분야의 연구가 시급한 상황이다. 댐과 유역을 분리하여 수립된 기존의 대책으로는 탁수발생의 근본적인 원인규명과 대책 수립이 어려운 실정이므로 수계단위로 탁수에 대한 연구가 진행되어야 한다. 따라서 수계별로 탁수발생의 근본적인 원인을 규명하기 위하여는 수계별 탁수발원지 및 발생원인 조사, 댐 저수지의 수리동역학적 탁수거동 해석, 탁수발생 잠재성 평가, 수계단위 탁수예방 대책 수립을 위한 우선순위 결정 등을 포함한 학제적인(Interdisciplinary) 연구를 진행할 계획이다.

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A Study On The Change Of Tide Due to Barrage construction At The Bays Of The Western coast Of Korea (한국서해안 해만의 방조제건설에 따른 조석변화연구)

  • Yum, Ki Dai
    • 한국해양학회지
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    • v.12 no.1
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    • pp.33-40
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    • 1977
  • British Hydraulics research Station's Sparse Scheme was suggested for the solution of two dimensional finite difference tidal equations. 2D-numerical tidal model formed with 4.8km rectangular cells was set up to find out the barrage effects on tidal ranges of some possible areas for tidal power generation in Korea. The comparisons were made hetween spring tidal ranges with and without barrages at the entrance of Asan Bay, Garorim bay, Cheonsu bay and near Incheon Bay. Because of the coarseness of the grid, the model results could not represent the values of changes precisely. However the results show that the tidal amplitude near Incheon Bay increased by about 40cm by setting a barrage and about 50cm increase near the entrance of Asan Bay, respectively. But there were only a few centimeter changes in other areas.

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Sewage Treatment Using Electric Field Pretreatment and Metal Membrane Microfiltration Process (전기장 전처리 및 금속 정밀여과 공정을 이용한 하수처리)

  • Jung, Jongtae;Kim, Jongoh
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.8 no.5
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    • pp.15-21
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    • 2007
  • This study was investigated to evaluate the effect of electric fields application for the reduction of membrane fouling, the inactivation of microorganisms and the enhancement of particle coagulation in microfiltration/coagulation. Cumulative permeate in the case with electric field treatment showed high value compared to the case without electric field. Particularly, the increase of HRT (Hydraulic retention time) showed the increase of cumulative permeate as well as the decrease of total resistance. By electric field treatment, the amount of small particle size less than 100 ${\mu}m$ is increased and the survival fraction is reduced by the increase of electric field intensity. This may be attributed to the cleavage of particle or cytological destruction resulting from the inactivation of microorganism. Coagulant dosage of PAC compared with no electric field application could also be saved about 75% for the 95% of turbidity removal at 10 kV/cm.

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Irregular Wave Model for Youngil Bay (영일만의 불규칙파 모형)

  • 정신택;채장원;이동영
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.8 no.2
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    • pp.146-150
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    • 1996
  • The waves are most important dynamical factors for the analyses of structural stability and topographical changes on coastal engineering field. However, wind-generated waves are very irregular in shape and transformed through refraction, diffraction and shoaling when they propagate into shallow water where bottom topography and water depth vary significantly. Recently, Vincent and Briggs (1989) reported hydraulic model experiments for the transformation of monochromatic and directionally-spread irregular waves passing over a submerged elliptical mound. They concluded that for the case of combined refraction-diffraction of waves by a shoal, the propagation characteristics of the irregular and equivalent regular wave conditions can be vastly different. On the irregular wave transformation have been made theoretical and numerical studies for several years. Although theoretical and laboratory studies on wave transformation have progressed considerably, field measurement and comparison of numerical results with related theories are still necessary for the prediction of the phenomena in reality. In this study, field measurement of both incident and transformed waves in Youngil Bay were made using various kinds of equipments, and numerical computations were made on the transformed frequency spectra of large waves propagating over the shoal using Chae and Jeong's (1992) elliptic model. It is shown that this model results agree very well with field data, and thus the applicability of the model is now validated.

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Numerical Discussion on Natural Convection in Soils (지반내 자연대류에 대한 수치해석적 논의)

  • Shin, Hosung
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.33 no.2
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    • pp.35-47
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    • 2017
  • Thermal behavior of soils is mainly focused on thermal conduction, and the study of natural convection is very limited. Increase of soil temperature causes natural convection due to buoyancy from density change of pore water. The limitations of the analysis using fluid dynamics for natural convection in the porous media is discussed and a new numerical analysis is presented for natural convection in porous media using THM governing equations fully coupled in the macroscopic view. Numerical experiments for thermal probe show increase in the uncertainty of thermal conductivity estimated without considering natural convection, and suggest appropriate experimental procedures to minimize errors between analytical model and numerical results. Burial of submarine power cable should not exceed the temperature changes of $2^{\circ}C$ at the depth of 0.2 m under the seabed, but numerical analysis for high permeable ground exceeds this criterion. Temperature and THM properties of the seafloor are important design factors for the burial of power cable, and in this case effects of natural convection should be considered. Especially, in the presence of heat sources in soils with high permeability, natural convection due to the variation of density of pore water should be considered as an important heat transfer mechanism.

Numerical Study on Fine Migration in Geo-materials (지반내 세립토 유동에 대한 수치해석적 연구)

  • Shin, Hosung
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.34 no.11
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    • pp.33-41
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    • 2018
  • Soil internal erosion is a phenomenon in which fines attached to the solid skeleton are detached by fluid flow, and this continuous fine migration weakens the hydro-mechanical characteristics of the ground structure. This paper proposed governing equations for fine migration in pore spaces and its related scheme for the numerical analysis. Phase diagram for fine particles includes three different states: detached fines in the liquid phase ($c_e$), attached fines in the solid phase (${\sigma}_a$), and pore-clogged fines in the solid phase (${\sigma}_s$). Numerical formulations for finite element method are developed based on the hydraulic governing equations of pore fluid and fine migration. This study proposed a method of estimating model parameters for fine detachment, attachment, and clogging from 1D erosion experiments. And it proposed an analytical formula for hydraulic permeability function considering fine clogging. Numerical analysis of the previous erosion test developed the numerical scheme and verified the adequacy of fine migration models.

Adults' Competence and Returns to Skills: An International Comparison using PIAAC data (한국의 성인역량과 노동시장에서 역량의 수익: PIAAC 자료에 근거한 국제비교)

  • Jin-Yeong Kim
    • Analyses & Alternatives
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    • v.7 no.3
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    • pp.145-179
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    • 2023
  • This study empirically examines the relationship between the education and competence, age and competence, and the returns to skills in the labor market in different countries using PIAAC data. The main focus is notable characteristics of Korea compared to other PIAAC participant countries. Contrary to young students who have highest scores in international tests, Korean adults made mediocre performances in all three areas, numeracy, literacy, and problem solving. It turns out that the correlation between educational level and competence is weak in Korea compared to other countries, whereas the depreciation of competence from aging is strongest. In terms of labor market returns, literacy skills get highest returns while problem-solving skills get lowest in Korea. In contrast, the numeracy skills get highest returns, and the problem-solving skills have high returns than those of Korea in many other countries When we include three skills in the Mincer wage equation, the returns to problem solving skills have negative effect in Korea, which is rarely found in other countries. These results implies that problem-solving skills are not much appreciated in the Korean labor market and Korean adults have few opportunities of accumulating human capital after finishing formal education. Korean need to rethink the ways to accumulate human capital and enhance economic performances to overcome high deprecation in human capital after formal education and to make the labor market more efficient in a sense that adults' competence results in the due economic returns.