• Title/Summary/Keyword: 축척모형실험

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Experimental Study on Local Scour around Submerged Groyne (월류 수제 주변의 국부세굴특성에 관한 실험연구)

  • Yeo, Hong-Koo;Kang, Joon-Gu;Roh, Young-Sin;Kim, Sung-Jung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1561-1565
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    • 2006
  • 수제는 주로 호안 또는 하안 전면부에 설치하는 구조물로써 기존의 수제 설치는 하안 및 제방의 보호, 유로제어 및 주운 등의 목적에 의해 이루어졌다. 최근 들어서는 수제하류부의 흐름분리로 인해 발생되는 재순환 영역(recirculation zone)과 국부세굴에 의해 발생하는 세굴공이 수중생물의 다양한 서식처 및 홍수 시어류의 피난처로 활용될 수 있다는 점 등의 환경기능이 부각되면서 수제에 대한 설치목적이 다양화 되었다. 월류수제는 흐름이 수제 투과정도를 나타내는 투과율과 함께 다뤄지기는 기존의 실험연구에서는 수위가 수제의 머리부를 초과함에 따라 월류되는 흐름은 과도한 난류의 발생 등 투과수제에 비해 수제부근에 더 많은 영향을 미친다고 하였다. 이러한 과도한 난류의 발생은 수제를 월류하는 흐름은 상류에서는 가속되다가 수제 하류부로 흘러내리면서 다시 감속되어 교란되기 때문이다. 이러한 월류수제의 흐름특성은 수제 주변 국부세굴에 영향을 미친다. 특히 우리나라 하천은 홍수시 수위의 변화가 매우 크기 때문에 일반적인 불투과 수제라 하더라도 대부분의 수제가 월류수제처럼 거동한다. 따라서 수위가 증가함에 따라 월류가 발생하는 수제의 경우 비월류 구조물과는 세굴심의 변화가 다르게 발생할 수 있다. 본 연구에서는 월류수제 주변에서 발생되는 국부세굴이 수중생물의 다양한 서식처 및 피난처로 활용될 수 있다는 관점에서 세굴영역(세굴부피)과 세굴심의 관계에 대한 수리모형실험을 수행하고 분석하였다. 월류수제의 세굴실험은 축척의 영향을 최소화하기 위해 $7m(W){\times}40m(L){\times}1.5m(H)$ 규격의 대형 수로에서 수행하였으며 세굴변화에 미치는 시간축척의 영향을 파악하기 위해 $70{\sim}90$ 시간 동안 실험을 수행하였다. 세굴의 측정은 투명한 아크릴로 제작된 수제 내부에 CC카메라를 수제 전 후면 및 측면에 설치하여 월류수제의 세굴 발생을 실시간으로 측정하며 동시에 수제의 각 면에 각각 3개의 압력센서를 설치하여 압력분포를 측정함으로써, 월류수제 주변의 압력변화에 따른 세굴심의 실시간 변화를 비교할 수 있도록 하였다.

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An Experimental Study on the Similitude Requirements of Reinforced Concrete Structures (철근콘크리트구조물의 상사법칙에 관한 실험적 연구)

  • Chung, Lan;Park, Hyun-Soo;Kim, Jeong-Seob
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.7 no.2
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    • pp.165-174
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    • 1995
  • It is well known that the behavior of R /C members under static cyclic loading is somewhat different from that under dynamic cyclic loading, such as earthquake loading, because static loading rate is substantially lower than that corresponding to the Frequencies of seismic excitation. The purpose of this research is to estabilish the reliance for modeling techniques of small-scale specirr~ens subjected to dynamic cyclic loading. This research focused on the similitude requirements for reinforced concrete frame structures subjeced to dynamic cyclic loading. Length scale ratio of specimens were 1 : 2 : 4, and eleven specimens were tested at the frequencies of 0.0025Hz-2.OHz. It was confirmed that rnode1ir.g techniques based on the similitude requirements were useful methods to evaluate the behavior of full-size R /C structures subjected to earthquake type loading.

A Model Plane Photographing System and Information Collection for Facilities (모형비행기를 이용한 항공사진촬영과 시설물 정보의 수집)

  • 김병국;유동훈
    • Spatial Information Research
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    • v.6 no.1
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    • pp.1-10
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    • 1998
  • The need of aerial photographs is increasing for small area development such as facility management, site planning, residence planning, and so on. It is not an easy task, however, to take aerial photographs using an aircraft for metric photogrammetry because of the strict regulatins of flying and also photographing in Korea, as well as the cost. As one of efficient methods to take large-scale aerial photographs, we investigated the ways of photographing by a remote controlled model plane(RC plane) with a light weight non-metric camera on board. We had examined the principles of RC planes and assembled a RC plane, And test photographing was performed. Even though we obtained reasonably good stereo-pairs for the grounds and facilities using the RC plane, we found there were yet many problems to be solved, such as difficulties of RC plane control, camera focusing, and accumulation of dust on the camera lens.

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Characteristics of Resistance Performance on Tugboat in Still Water and Waves (예선의 정수중 및 파랑중 저항성능 특성에 관한 연구)

  • Park, Jong-Su;Lee, Sang-Min
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.18 no.6
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    • pp.597-603
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    • 2012
  • It is necessary to accurately evaluate the resistance performance and estimate the towing power of a tugboat for safety towing operation at actual seas. In this study, we have carried out the model tests firstly to investigate the resistance performance and flow characteristics around the tugboat in still water. The experiments are performed in infinite depth in circulation tank using 1/33.75 scaled model from 5kts to 10kts(designed speed 7kts) considering the effect of adverse and favorable current. Then the numerical calculations are executed to analyze the response amplitude operator and added resistance on tugboat due to the waves. The results obtained by the present computation are compared with the those acquired from the experiments in still water. As a result, it is noted that the added resistance become larger at head sea and higher speed conditions. We can also observe that the EHP increase 70 percent in comparison with those in still water.

An Analysis of Scour Effect on Hydraulic Energy Dissipater Installation at Weir Downstream (보 하류부 감세공 설치에 대한 세굴 변화 분석)

  • Kang, Joon-Gu;Lee, Chang-Hun;Kim, Jong-Tae
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.17 no.12
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    • pp.453-458
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    • 2016
  • While the design of weirs requires a scour-considered strategy, research on the analysis of the effectiveness of hydraulic energy dissipaters and design criteria are scarce due to the limited experimental facilities and restraint in the experiment conduction period. The study analyzed the scour dissipation effect of multidirectional dissipaters to improve the scour problems of a weir downstream and suggests design criteria to minimize scour. A hydraulic model experiment was conducted for Nakdong River Hapcheon-Changnyeong Weir and a model in 1/25 of horizontal accumulation and 1/25 of vertical accumulation was produced. The experimental equipment was classified into channels and a flow rate supply and an underwater pump were installed to enable flow at a maximum of 2.0 m3/s. The experimental inflow was 1.3 m3/s, the upstream water level was 0.36 m, downstream water level was 0.24 m, and a cylinder wooden baffle, a dissipater, with a diameter of 0.05 m was made. A 3D scanner was also used for an accurate scour depth comparison for a length change of the baffle before and after installing the baffle. When the baffle was arranged in the shape of a V, the depth of scour decreased by 36% while the scour length decreased by 49% due to flow reduction compared to that before installing the baffle.

Dynamic Characteristics of Truss-Type Lift Gate According to Installation Direction (트러스형 리프트 게이트의 설치방향에 따른 진동 특성)

  • Lee, Seong-Haeng;Kong, Bo-Sung
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.17 no.12
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    • pp.120-127
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    • 2016
  • This study examined the dynamic characteristics of the gate to identify the optimal gate installation direction according to the installation direction. A 1:31 scale model was constructed for a 47.5m prototype gate using acrylic. The scaled weights were tuned by adding lead weights. The first step was to measure the natural frequencies of the model gates, and compare them with finite-element analysis of the prototypes as a calibration. The scaled model was tested in a 1.6 m wide concrete flume for two orientations to determine the effects of the gate orientation on structural vibrations. Vertical vibrations were measured under a range of operational conditions, including a range of bottom opening heights and different upstream and downstream water levels. For large bottom opening heights in the normal direction, relatively large vibrations were induced by vortices shed at the plate bottom that would strike the horizontal truss member. This phenomenon was avoided in the reverse direction. For small bottom opening heights in the normal direction, these vibrations were caused by a suction force that developed at the gate bottom. The gate model in the reverse direction was preferred because of its low overall vibrational response under general gate opening and flow level combinations.

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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Acoustic Performance Evaluation and Prediction for Low Height Noise Barriers Installed Adjacent To Rails Using Scale Down Model (축척 모형을 이용한 근접 저상 방음벽의 음향성능평가 및 예측)

  • Yoon, Je Won;Jang, Kang Seok;Cho, Yong Thung
    • Journal of the Korean Society for Railway
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    • v.19 no.2
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    • pp.124-134
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    • 2016
  • Research on low height noise barriers installed adjacent to railways to reduce the height of the noise barrier has actively progressed in many countries except Korea. The performance of low height noise barriers is evaluated to identify barrier acoustic characteristics using a scale model of the barrier in the present research. As shown in the experimental results, if it is considered the installation of 'ㄱ' type noise barrier, sound absorption material should be installed on both the top and the vertical surfaces of the barrier to improve insertion loss. Also, an analytical method such as the boundary element method, rather than a simple empirical equation, is required to evaluate the insertion loss of the barrier. In addition, noise level increase in passenger position is very small if a barrier with sound absorption material is installed. Finally, the two dimensional boundary element method is implemented to predict the acoustic characteristics of the low height barrier; the possibility of the application is confirmed from a comparison of the results of measurements and predictions.

The Variation of Hydraulic Characteristics Depending upon Removal of the Hydraulic Structures near the Junction between Nam Han and Pyeong Chang Rivers (남한강과 평창강 합류부 주변의 수리구조물 제거에 따른 수리특성변화)

  • Choi, Gye-Woon;Yoon, Yong-Jin;Cho, Jun-Bum
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.38 no.8 s.157
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    • pp.675-689
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    • 2005
  • In this paper, it was analyzed the variation of hydraulic characteristics through changing discharge at main channel and lateral channel and state of hydraulic structure at the natural channel junction by experiment. The experimental area is chosen at the channel junction of Nam-Han river and Pyeongchang river. The scale of the experiment is 1/200 in horizontal, and 1/66.7 in vortical, so the distoration rate is 3. From the experiment, the reduction effect of the water level is $12\%$ in the case of removing intank dam, and $5\%$ at the hydro-electronic dam removing case. Furthermore, in the case of two hydraulic structures removing, the reduction effect of water level is $18\%$ at the channel junction. Also, the stagnation zone, which is cased diminution of the channel at the junction, is decreasing through removing the structures.

Discharge Coefficient of Triangular Weir in Trapezoidal Open Channel (사다리꼴 단면 개수로에 설치된 삼각형 위어의 유량계수)

  • Park, Sang-Deog;Kim, Ho-Seop;Shin, Seung-Suk;Kim, Gun-Tae;Lee, Jong-Seol
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1107-1112
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    • 2009
  • 수위-유량관계곡선이 있는 위어는 월류수심을 측정하여 개수로 유량을 산정할 수 있는 매우 유용한 유량 측정 도구이다. 본 연구는 폭 1m인 사다리꼴 단면 상업용 개수로에 설치된 높이 26cm인 삼각형 위어의 수위-유량관계곡선을 도출하기 위하여 수리모형실험을 실시한 것이다. 위어 수리모형은 크기를 1/5 축척으로 제작하고 유량과 수로경사를 변화시키면서 수리실험을 하였다. 기존 위어 유량산정 공식들을 이용하기 곤란하기 때문에 본 연구에서는 사다리꼴 단면 개수로의 삼각형 위어의 유량산정 공식을 정립하였다. 이 공식은 월류수심을 $h_1$$h_2$로 구분하였다. 월류수심이 $h_1$보다 작으면 삼각형 위어 유량산정 공식을 이용하고, 이보다 크면 사다리꼴 단면 개수로의 삼각형 위어 유량산정 공식을 이용한다. 삼각형 위어에서는 유량이 증가함에 따라 유량계수 $C_1$이 작아지는 반면에 사다리꼴 단면 개수로 삼각형 위어의 유량계수 $C_2$는 균일한 것으로 나타났다. 이는 사다리꼴 단면 개수로 삼각형 위어에서는 삼각형 위어에서 유량계수 $C_1$이 사용되었기 때문으로 판단된다. 또한 본 연구에서는 위어가 설치된 수로의 접근유속을 구하여 위어에 미치는 영향을 조사하였다.

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