• Title/Summary/Keyword: 제원측정

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2D Numerical Simulations for Shallow-water Flows in the Channel with a Side Weir (측면 위어가 있는 수로의 천수 흐름에 대한 2차원 수치모의)

  • Hwang, Seung-Yong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.337-337
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    • 2015
  • 홍수 저감, 생태계 복원, 위락 등 다양한 목적의 충족을 위해 강변에 저류지, 즉 다목적 유수지(detention basin)를 조성하는 사례가 나타나고 있다. 하천에서 홍수의 발생으로 수위가 어떤 기준보다 높아지면, 흐름의 일부를 돌려 저류지로 보냄으로써 본류의 부담을 덜 수 있다. 이때, 흐름의 분기를 위해 설치되는 하천구조물 중 하나가 측면 위어(side weir) 또는 횡월류 위어(side discharge/overflow weir)이다. 하천의 계획과 설계에서 위어가 적용될 때, 위어에 대한 수위-유량 관계, 즉 그 형식과 제원에 적합한 유량계수(discharge coefficient)의 결정이 관건이 된다. 일반적인 위어와 달리 흐름 양상이 복잡한 측면 위어의 경우, 이론과 실제의 괴리가 아직까지 해소되지 않아 실물 또는 3차원 수치 모형을 이용한 시험으로 수위-유량 관계를 수립할 필요가 있다. 이렇게 결정된 수위-유량 관계는 1차원 또는 수심적분 2차원 모형의 내부 또는 외부 경계로 사용되며, 본류의 수위 증감에 따른 측면 위어의 횡월류량을 통해 저류지의 홍수 조절 능력을 평가할 수 있다. 이 연구에서는, 측면 위어의 수위-유량 관계가 알려지지 않더라도, 저류지에 의한 홍수 조절 효과를 평가할 수 있는 2차원 수치모의에 대해 검토하였다. 수치해법으로서 2차원 천수방정식에 대해 유한체적법을 적용하고, 흐름률(flux)의 정확한 계산을 위해 근사 Riemann 해법을 도입하였다. 먼저, 측면 위어가 없는 실험 조건에 대해 수로 내 한 측선에서 측정된 수위와 유량을 모의 결과와 비교하여 모형을 검증하였다. 이때, 경계조건으로 상류 끝에 측정 유량을, 하류 끝에 측정 수위를 부여하였으며, Manning의 조도계수를 0.014로 설정하였다. 또한, 측면 위어가 설치된 수로에 대해 계산 영역을 340개의 삼각형 격자로 분할하고 측면 위어가 없는 경우와 동일한 조건을 두어 모의하였다. 측면 위어의 하류에 위치한 측선에서 측정치에 대한 평균 제곱근(root mean square) 오차가 수위에 대해 1.9 mm, 유량에 대해 $2.2{\ell}/s$로서 그림과 같이 모의 결과는 실험의 그것과 잘 일치하였다. 이로써, 측면 위어에 대한 수위-유량 관계의 수립을 위한 실물 모형 시험 없이 수심적분 2차원 수치모의를 통해 저류지의 홍수 조절 효과를 평가할 수 있음이 확인되었다.

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Experimental study for analysis of hydraulic characteristics around dams (댐 주변의 수리특성 분석을 위한 실험적 연구)

  • Baek, Donghae;Yoon, Jae-Seon;Lee, Byeong Wook;Jang, Eun Cheul;Song, Hyun-Gu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.257-257
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    • 2022
  • 댐 건설은 홍수 및 가뭄에 대응하기 위한 구조적 방법으로써 우리나라와 같이 지표수에 의존적인 지역에서는 가용 수자원을 확보하기 위한 확실한 수단으로 활용되어왔다. 신규 댐의 건설은 대상 하천의 수리학적 특성에 큰 변화를 야기할 수 있으며, 댐의 안정성 및 하천의 하도보호를 위해 댐 주변의 수리적 특성의 변화에 대해서도 사전에 인지하여 설계 시 반영할 필요가 있다. 수공구조물 신설에 따라 변화되는 수리학적 특성을 분석하는 방법으로는 그 수단에 따라 상사법칙을 적용한 수리모형실험과 수치기법을 활용한 수치모형실험으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통한 실험적 방법을 이용하여 댐 상하류 구간의 수리학적 특성을 분석하였다. 해당 실험은 한국농어촌공사 농어촌연구원의 대형수리모형실험시설에서 수행되었다. 적용대상 댐의 제원은 높이 약 70m, 길이 약 230m이며, 폭 55m의 여수로를 포함하는 구조로 설정하였다. 수리모형은 Froude 상사법칙을 적용하여 1/30 규모로 축소하였으며, 콘크리트 및 아크릴 재료를 이용하여 제작되었다. 댐 모형이 설치되는 하천구간은 댐 구조물을 포함하여 실규모를 기준으로 흐름방향으로 약 800m, 하폭방향으로 약 450m의 범위를 포함하도록 설계되었으며, 하류구간에 사행하천이 존재하는 것이 특징이다. 본 실험에서 유량은 총 12개의 펌프를 이용하여 공급되었으며, 최대 4cms에 해당하는 유량공급이 가능하도록 설계하였다. 공급유량은 정교한 절차에 의해 보정된 전자식 유량계를 통해 통제되었으며, 사용된 유량계의 허용오차는 약 0.5% 수준인 것으로 나타났다. 수위 측정은 오차범위 0.05mm 수준의 초음파 수위측정기를 이용하였으며, 유속측정은 약 0.5cm/s의 정확도를 지닌 3차원 전자기 유속계를 이용한 접촉식 측정과 흐름구조 가시화를 위한 비접촉식 입자추적기법을 병행하였다. 실험조건은 실규모 기준으로 방류량 3,000~5,000cms에 대해 수행하였으며, 각 방류량별 댐 상하류의 흐름패턴에 대해 정량적으로 분석하였다.

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Plane Experiment Study on Drainage Capacity of Sluice Gate by Slope and Length of Apron (Apron 경사 및 길이에 따른 수문구조물 배수능 평면실험 연구)

  • Yoon, Kwang-Seok;Yeo, Kyu-Dong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.1031-1035
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    • 2005
  • 조력발전 건설사업에서 우선적으로 고려되어야 할 사항은 조수간만에 의해 외해부와 조지부 사이를 이동하는 해수를 적절히 소통시키는 것이다. 즉, 조력발전소에서 수문구조물의 목적은 주어진 조건 하에서 계획된 유량을 충분히 그리고 안전하게 배제시키는 것이다. 본 연구에서는 수문구조물에 대한 Apron의 길이와 경사의 변화에 의한 외해 조위와 시화호 수위차 조건에 따른 유량계수를 구해 배수능력과 유$\cdot$출입부, 외해, 시화호 및 큰가리섬 주위의 흐름 특성을 검토하고자 하였다. 이를 위해 시화호를 실험대상으로 하여 구조물을 중심으로 외해측으로 1,000m, 시화호측으로 500m, 폭 1,500m의 범위를 선정하였다. 수리모형을 1대50의 축척비로 제작하였다. 표 1은 실험별 Apron과 수문구조물의 제원을 나타내며, 수문구조물은 7기로 이루어졌다. 시화호의 흐름은 관성력과 중력이 지배력이 되며, 이때 상사법칙은 Froude 상사법칙을 적용할 수 있다. 실험III은 실험II에서 Apron의 경사를 1대10에서 1대5로 수정한 실험으로 수위조건은 외해측 -2.530 EL.m이고, 시화호측은 -1.603EL.m이다. 유량계수를 산정하기 위하여 6개 실험조건을 기본계획에서 제시된 수위-조위 조건에서 수위차 및 통수유량을 분배하여 결정하였고 유량계수 산정식에 따라 구조물의 유입부와 유출부에서 유속-면적법에 의해서 유량을 측정하였다. 그리고 국부평면 실험모형에서의 전체적인 해류의 흐름을 분석하기 위해 2차원 유속을 측정하였다. 또한, 유$\cdot$출입부 안정성을 검토하기 위해 Apron 지점과 수문구조물 지점에 3점법으로 유속을 측정하였으며, 색소를 이용하여 유황을 관찰하였다. 시화호와 외해의 수위차가 1.011 m일 때의 전체 수문구조물을 통과하는 유량을 비교한 결과, 실험II 및 실험III의 통과유량은 각각 $10,924m^3/s$$10,075m^3/s$로서 실험 I의 $2,757m^3/s$에 비해 통수능이 많이 개선되었음을 알 수 있다.

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Analysis of Two Moving Platform Passive Emitter Location with Continuously Measurable Parameters (2개의 이동하는 수신기를 이용한 측정 정보별 고정 신호원의 위치 추정 성능 분석)

  • Park, Jin-Oh;Lee, Moon Seok;Park, Young-Mi
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.51 no.9
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    • pp.157-164
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    • 2014
  • The accuracy of instantaneous passive emitter localization varies with sensing platforms and measurable parameters. Appropriate combination of instantaneous measurable parameters have more accurate localization performance than a single parameter based localization in general. Emitter localization is preferred to use a small number of receivers as possible for the efficiency of strategic management in the field of modern electronic warfare support. For this reason, we compare CRLB (Cramer-Rao lower bound) of two moving platform with various measurable parameters to search a appropriate choice of parameters for the better localization performance through the x-y axis CEP (circular error probable) derived form CLRB. In addition, we present the relation of the localization performance and accuracy of measurable parameters.

A Study on the Static and Dynamic Characteristics of Raised Girder Bridges (양각 거더교의 정적·동적특성에 관한 연구)

  • Ji-Yeon Lee;Sung Kim;Sung-Jin Park
    • Journal of the Society of Disaster Information
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    • v.19 no.4
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    • pp.851-858
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    • 2023
  • Purpose: A study was conducted to ensure the structural safety of a raised girder bridge with improved cross-sectional efficiency compared to the conventional PSC girder. For this purpose, the cross-sectional specifications such as girder length, height, and width were determined, the arrangement of the tendons was designed, and the practical performance of the raised girder under static and dynamic loads was verified. Method: The static performance experiment examined the serviceability limit state by measuring behavioral responses such as deflection and cracking to primary and secondary static loads. In addition, the dynamic load loading experiment measured the acceleration and displacement behavior response over time to calculate the natural frequency and damping ratio to examine the usability limit state. Result: As a result of the static performance test, the deflection value based on the maximum applied load showed stable behavior, and the crack width measured at the maximum applied load level was very small, satisfying the serviceability limit state. In addition, a natural frequency exceeding the natural frequency calculated during the design of the dynamic loading experiment was found, and a damping ratio that satisfies the current regulations was found to be secured.

Shoaling Prediction by the Statistical Joint Distribution in the Shallow Water Region (천해역에 있어서의 결합확률분포의 천수변형에 대한 연구)

  • 권정곤
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.3 no.1
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    • pp.14-20
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    • 1991
  • Accurate estimation of irregular wave transformation when the waves propagate from deep water to shallow water region is very important for the design of coastal structures and establishing beach erosion control. In this study. the transformation of directional spectrum is tested numerically using a conservation equation for energy flux and. based upon the joint distribution of wave height. period and wave direction. shoaling effects are predicted in the shallow water region. The applicability of the proposed procedure is verified through comparison with field observation data.

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Application of the GPS Data Simplification Methods for Railway Alignments Reconstruction (철도 선형 복원을 위한 GPS 데이터 단순화 방법의 적용)

  • 정의환
    • Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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    • v.22 no.1
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    • pp.63-71
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    • 2004
  • This research is to reconstruction of railway alignment using GPS data, an investigation is made on the method of optimum simplification for reduction of unnecessary linear data, improve the accuracy by using four simplification algorithms among the methods. By applying two measured of displacement between observed data and it's simplification methods have been evaluated. The results showed that the complexities of lines is not practical to investigate simplification algorithms, the Douglas-Peucker method produced a little displacement between observed data and it's simplification. Its by using the Douglas-Peucker method to observed linear GPS data in railway track, design elements of horizontal alignment have been calculated. Then we could know that obtain the good results fur reconstruction of alignment elements through the methods and algorithns of this study.

In Situ Measurement of Breaking Wave Pressures (碎波壓의 實海域 측정)

  • 심재설;전인식
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.11 no.3
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    • pp.141-148
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    • 1999
  • The magnitude of breaking wave forces given by plunging breakers incident on a pile structure is much greater than the forces calculated by Morison's formula, but those forces may act on pile for very short duration in the range of a few multiples of 0.01 second. Hence, a dynamic analysis for the impact forces of breaking waves may be necessary for the accurate determination of pile displacements in the first stage of design. The time series of the impact force along the pile length is thus required, which may be estimated from the pressure distribution. In the present study, breaking wave pressures are measured for a vertical pile at real field which is easily subjected to plunging breakers in stormy weather conditions. The measured data are analyzed and compared with other results to quantify the characteristics of breaking wave pressures in real fields.

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Experimental Study on Lateral Prestressed Concrete of Spliced Girder using Flexural member Connector (휨연결재를 이용한 횡방향 프리스트레스를 도입한 분절거더의 실험적 성능평가)

  • Kim, Tae-Gyun;Park, Jeong-Cheon;Kim, Jae-Heung;Kim, Sung-Bae;Kim, Jang-Ho Jay
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.13-14
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    • 2010
  • The main purpose of this study is to investigate the static behavior of spliced prestressed concrete girder with bending moment connector and lateral prestressing. Same geometry and materials are used to fabricate these spliced and monolithic girders. A monolithic and spliced specimens materials and dimensions are same. The specimens are comprised of one spliced girder without lateral bending concrete as a control specimen and three spliced girders with lateral bending connectors. Deflections at the middle of girders have been measured for evaluation. Also, strains of the concrete at the middle of span and connection points have been measured.

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Dynamic Analysis of Steel Box Girder Bridge installed with Skid Proof Pavement (미끄럼방지포장을 설치한 강상자형 교량의 동적해석)

  • Park, Pyoung Deuk;Chung, Jae Hoon;Yhim, Sung Soon
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.14 no.2
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    • pp.329-337
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    • 2002
  • The skid proof pavement is used for safety driving on curved bridges and high level roads. This study analyzed the effect of skid proof pavement on the bridge using actual spot test and computer analysis. In the actual spot test, the natural frequency and dynamic deflection of steel box girder bridges were measured before and after skid proof pavement. Likewise, in the computer analysis, the dynamic response of the finite element model was evaluated. The model was based on real steel box girder bridge according to the skid proof pavement. The analyzed results provide basic data on the effect of skid proof pavement on road structure.