• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.400-404
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• 2009

본 연구에서는 곧은 식생과 유연한 식생 및 다양한 수심비를 갖는 개수로 흐름 조건에 대한 수리실험을 실시하였다. 레이저 도플러 유속계를 이용하여 수로 전체 단면의 유속을 측정함으로써, 이차흐름이 평균유속 및 난류량에 미치는 영향을 분석할 수 있도록 하였다. 평균유속의 경우, 수치모의결과와 동일하게 측벽근처에서 최대 유속이 발생하였다. 유속측정자료를 이용하여 침수식생 개수로 흐름의 벡터도를 살펴본 결과, 침수식생 개수로의 경우 일반 개수로 흐름과는 달리 바닥 와 (bottom vortex)가 측벽 근처에서 매우 활발한 것으로 나타났으며, 이로 인해 수로 중앙의 높은 운동량을 가진 유체가 측벽방향으로 이동하고 있음을 확인하였다. 또한 측벽에서 이차흐름으로 인해 발생하는 강한 하강류가 레이놀즈응력 및 난류 강도의 수직방향 분포 형태에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.238-238
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• 2011

복단면 하도는 홍수소통을 위한 상부 하도와 생태계 서식처 강화와 유사이송능력 개선, 경제적인 유지유량의 확보 등을 도모하는 자연적인 저수로 하도로 구성된다. 그러므로 갈수기와 홍수기의 유량차가 큰 하천에서, 복단면 하도는 하천 공학, 환경 생태 관점에서 다양한 이점을 제공한다. 그러나 복단면 하도에서의 흐름저항, 조도계수, 통수능, 수위-유량관계, 횡방향 유속분포, 그리고 하상전단응력 분포는 단단면 하도와 상이하며, 중요한 차이점은 주수로부와 홍수터부 사이의 유속차로 인하여 발생하는 활발한 운동량 교환에 의해 추가적인 전단층이 생성되는 점이다. 주수로와 홍수터 사이에서 발생된 경계전단력(Apparent Shear Force, ASF)은 하천의 전반적인 통수능을 감소시켜 홍수의 하도내 저류효과를 증가시킬 수도 있다. 또한 주수로 및 홍수터가 분담할 수 있는 유량은 경계전단력에 민감하기 때문에, 홍수터에 수목 식재, 구조물 설치 등을 계획할 경우 정량적인 항력저항의 산정을 위하여 매우 중요하다. 현재까지 복단면에서 발생하는 경계전단응력을 추정하는 다양한 방법들이 개발되었으며, 각각의 방법으로 부터 경계전단력을 정량적으로 예측할 수 있다. 그러나 대부분의 방법이 실험에 근거한 경험적 방법이므로 각 식의 개발에 사용된 자료에만 적합할 수 있는 한계가 있으며, 균일한 수로의 기하학적 변수(전단면과 주수로의 하폭비, 홍수터와 주수로의 수심비, 홍수터와 주수로의 조도비, 주수로의 하폭대 수심비 등)에 의한 식으로 구성되어 수치모형에서 직접 활용하기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 복단면 경계전단력 산정을 위하여 개발된 다양한 연구결과들을 비교 검토하고, 기존문헌 또는 웹상에서 가용한 수리실험 자료들을 이용하여 각 방법에서 계산된 유량과 실측 유량을 비교함으로써 각 방법이 지닌 한계를 분석하였다. 본 연구에서 검토된 5가지 방법은 Knight and Demetriou (1983)(이하 KD), Wormleaton and Merret (1990)(이하 WM), Cristodoulou (1992), Bousmar and Zech(1999) (이하 BZ) 그리고 Moreta and Martin-Vide (2010)(이하 MM)이다. BZ 방법을 제외하고 나머지 방법들은 전체 유량의 비교에서 5% 이내의 오차를 나타내었다. 그러나 나머지 4가지 방법 중 주수로부 유속의 비교에 있어서는 소규모 수로 실험자료만 이용한 KD 방법이 5% 이상의 오차를 나타내어 정확도가 떨어지는 것으로 나타났다. 따라서 비교적 단순한 형태의 Cristodoulou (1992) 방법이 적용하고자 하는 수로의 규모와 무관하게 복단면 유량예측에 적합할 것으로 판단된다.

• Water for future
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• v.23 no.4
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• pp.435-444
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• 1990

The flow characteristics varying with the rate of the radius of curvature to width (Rc/B) in open channel bends are investigated with a simplified numerical model, briefly. Secondary flow velocity and transverse bed slope are formulated from the equations of moment of momentum and force balance analysis, respectively. The conservation equations of mass and streamwise momentum are simplified by depth integration and its solution could be obtained form explicit finite difference method. Three sets of computer simulation are executed. The rates of Rc/B adopted in simulations are 2.7, 5.4, 8.1 , respectively. The terms analyzed in this paper are secondary flow velocity, streamwise velocity, the path of maximum streamwise velocity, deviation angle, and mass-shift velocity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1268-1271
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• 2007

트렌치 수로에서 동수압을 고려한 자유수면 흐름을 해석하고 난류 모형의 적용성을 제시하였다. 본 연구에 사용된 지배방정식으로 비정상 상태의 비압축성 유체에 대한 연속방정식과 비점성 Navier-Stokes 방정식을 사용하였다. 난류완결문제를 해결하기 위해서 $\kappa-\varepsilon$방정식을 사용하여서 난류 와점성을 구할 수 있다. 자유수면과 동수압을 고려하기 위하여 3단계로 나누어서 해석하였다. 제 1단계에서는 운동량방정식을 연직방향에 대해 음해적으로 차분하였다. 제2단계에서는 유속과 동수압 보정항으로 이루어진 식을 연속방정식에 대입하여 타원형 방정식인 동수압-포와송 방정식을 해석하여 얻어지는 유속은 질량보존법칙을 만족하게 된다. 마지막으로 자유수면과 최종유속을 보정 및 계산하였다. 본 연구에서 제시한 수치모형을 검증하기 위해서, 트렌치 수로에서 난류의 흐름에 변화를 고려하기 위해 수치모의를 하였다. 전반적으로 수치모의에 의한 결과와 실험 자료가 일치하는 경향을 보였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.57-60
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• 2011

The spray characteristics according to the recess length of the GCSC injector and the change of momentum flux ratio(MFR) of the gas and the liquid have been examined through high pressure cold flow test using a high pressure chamber. The liquid in this experiment was water, and the gas was nitrogen. The spray images were taken by a back-lit strobe imaging technique. Results showed that the spray was a wide hollow cone at the lower MFR(liquid velocity was fixed) and the spray became a narrow solid cone as the MFR was increased. And the injector with short recess length produced a narrow solid cone at the higher MFR.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.822-826
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• 2009

홍수터에 식재된 수목에 의한 운동량 교환은 흐름의 추가적인 흐름저항으로 작용한다. 따라서 수목으로 인한 통수능의 감소로 부분적인 유속 상승이 발생하기도 하지만, 전반적으로 평균유속이 감소하며 수위는 상승하게 된다. 실무적 사용목적으로 홍수터 수목의 저항은 통합 매개변수인 합성조도계수가 사용되고 있으나, 정량적인 조도계수의 추정은 매우 어려운 문제이다. 본 연구에서는 경험적으로 추정되는 비정량적 합성조도 계수의 한계를 극복하고, 실무적으로 사용이 용이하도록 수목에 의한 흐름저항 항을 분리한 1차원 상류이송 음해기법이 개발되었다. 개발된 기법의 평가를 위하여 균일한 단면에서 수행된 수리실험에 적용하였으며, 다양한 유량규모 및 식재조건에서 제안된 기법의 적용성 및 정확성을 확인하였다. 불규칙한 단면형상을 가진 실제 하천의 홍수터에 식재된 수목군의 경우를 가정하여 1/25 정상축척의 수리실험을 실시하였고, 100년 빈도 홍수량에서 수목식재 전후의 실측결과를 개발된 수치기법으로 계산하여 비교하였다. 개발된 기법은 모든 경우에서 사용자의 주관적인 판단 없이 정확하면서 안정적인 해를 제공하였으므로, 흐름의 2차원 효과가 상쇄될 수 있는 광폭의 자연하천에서 수목의 식재기준 분석을 위한 대안으로 사용될 수 있을 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1683-1696
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• 1991

본 연구에서는 정4각단면덕트 입구영역에서 층류맥동유동(laminar pulsating flows)의 유동특성을 이론 및 실험적으로 규명하기 위하여, 이론적 방법으로 덕트 입 구영역에서의 층류맥동유동에 대한 운동량방정식을 유도한 후 비선형인 대류항을 선형 화 시켜서 라플라스변환으로 속도분포식의 해를 구하였고, 실험적인 방법으로는 시험 덕트 크기는 횡단면의 가로*세로가 40mm*40mm이고, 길이가 4000mm인 정4각단면덕트 입구영역에서 송풍기에 의한 공기흡입유동으로 층류진동유동을 발생하며 이들 두유동 을 합성시켜 발생한 층류맥동유동에 대하여 열선유속계의 열선신호로부터 얻어진 속도 파형을 고찰하여 덕트내의 맥동유동에 대한 임계레이놀즈수를 결정하고 속도분포를 측 정하였다. 그리고 이론적으로 얻어진 속도분포식과 열선유속계로 측정한 속도분포를 비교검토하여 정확성을 검증하고, 이들 해석결과로 부터 층류맥동유동의 입구길이(en- trance lenght)식을 결정하여 제안하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.21 no.1
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• pp.30-38
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• 2009

In recent years, there's been strong demand for coastal structures that have a permeability that serves water affinity and disaster prevention from wave attack. The aim of this study is to examine the wave transformation, including wave run-up that propagates over the coastal structures with a steep slope. A numerical model based on the nonlinear shallow water equation, together with the unsteady nonlinear Darcy law for fluid motion in permeable underlayer and laboratory measurements was carried out in terms of the free surface elevations and fluid particle velocities for the cases of regular and irregular waves over 1:5 impermeable and permeable slopes. The numerical results were used to evaluate the application and limitations of the PBREAK numerical model. The numerical model could predict the cross-shore variation of the wave profile reasonably, but showed less accurate results in the breaking zone that the mass and momentum influx is exchanged the most. Except near the wave crest, the computed depth averaged velocities could represent the measured profile below the trough level fairly well.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.927-936
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• 1990

본 연구에서는 정4각 단면덕트의 입구영역에서 층류 정상유동의 유동특성을 이론적 및 실험적인 방법으로 속도파형과 속도분포를 얻어서 유동이 발달되고 있는 유 동특성과 입구길이를 규정하였다. 이론적인 방법으로는 덕트입구영역에서 공기유동 에 대한 운동량방정식을 유도한 후, 운동량방정식 중의 비선형인 대류항을 선형화시켜 서 Laplace변환으로 속도 분포식의 해를 구하였고, 실험적인 방법으로는 시험덕트의 크기가 40*40*4,000nm(가로*세로*높이)인 정 4각단면덕트에 송풍기로 공기를 흡입 하여 정상유동을 얻었고, 열선유속계에 의하여 속도파형과 속도분포 등의 측정한 결과 를 이론식과 비교검토하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.2B
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• pp.165-173
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• 2011

In this study, FESWMS FST2DH model was used to analyze the change of flow characteristics after making the riparian forest. The additional flow resistance is calculated based on the drag-force concept acting on each tree and the lateral momentum transfer between planted and non-planted zone could be satisfactorily reproduced by parabolic turbulence model in this depth-averaged 2-D numerical model. For model validation, the simulated velocities were compared with the measured data, showing good agreement in both tree density cases of experiments. The previous method using a proper Manning's n coefficient gives reasonable solutions only to evaluate the conveyance, but the calculated approach velocity at each tree was different from realistic value. The proposed procedure could be widely used to evaluate hydraulic effects of riparian trees in practical engineering.