• Title/Summary/Keyword: 횡방향 경사

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Analysis of the road surface runoff at the continuous section (연속구간 도로의 표면흐름 분석)

  • Kim, Jung Soo;Jo, Jun Beom;Kim, Soo Youl;Lee, Sung Ho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.242-242
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    • 2020
  • 도시화와 산업화에 따른 유출환경의 변화로 인해 도심지에서 발생하는 대부분의 유출은 도로표면을 따라 이동하고 도로변에 설치된 빗물받이에 의해 배수된다. 이 때 빗물이 원활하게 배수되지 않아 노면수가 정체되고, 이 노면수가 인근 주택지로 유입되어 침수 피해가 발생한다. 이러한 현상은 유출량이 집중되는 도심지 저지대에서 주로 발생하며 설계 한도를 초과하지 않는 정상적인 강우 조건에서도 빈번히 나타나고 있다. 이는 최근의 기후 변화로 인한 집중 호우 등을 고려하여 설계 기준이 지속적으로 조정되어야 함과 동시에 도로 노면수의 배수 능력 평가를 위한 실제적인 연구가 이루어져야 한다는 필요성을 나타내고 있다. 특히 도로 빗물받이의 효율은 주로 종경사 및 횡경사 등의 도로 조건, 표면 유출 우수량, 빗물받이의 형상 등에 의존한다. 그러므로 상향된 설계빈도 및 도로 조건을 고려한 도로 표면 유출에 대한 흐름 분석과 빗물받이 특성을 고려한 실증연구의 분석 및 설계 해석 알고리즘의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 도로 노면수의 배수 능력 증대를 위해 연속 설치된 빗물받이 조건 및 도로 경사조건을 고려하여 도로 배수시설의 표면 유출 모델 설계 알고리즘을 개발하였다. 표면 유출 유량은 도로의 차선(2~4차선), 경사(종경사 2~10% 및 횡경사 2~10%) 및 설계빈도(최대 30년)를 고려하였으며 유량이 노면 진행방향을 따라 연속적으로 증가하는 부등류 흐름 해석 방법을 채택하였다. 또한, 빗물받이 설치간격(L)과 도로의 폭(W)의 곱으로 계산되는 단순 직사각형 형태의 노면 형상이 아닌 도로 종경사 및 횡경사에 따른 유달거리를 산정하여 평행사변형 형태의 노면 형상을 계산하고 이에 따른 면적(A), 도달시간(tc) 및 강우강도(I)를 산정하였다. 이와 같은 1차원 흐름분석을 통해 도로 표면흐름 및 빗물받이 설치 간격을 제시하고 기존의 제시된 빗물받이 설치 간격과 비교하여 본 연구에서 제시한 설계 알고리즘을 검증하였다. 또한, 수리 실험을 통해 측정된 빗물받이 차집효율을 이용하여 연속 구간에서의 도로 표면 유출 모델의 적용성을 제시하였다. 이는 빗물받이 유입구를 통해 모든 유량이 유출된다고 가정하고 단독 구간에서의 수리분석 결과만을 고려하여 이를 확장시켜 개발된 기존의 도로 표면 유출 모델을 보완할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서 제시하고 있는 설계 알고리즘을 적용한다면 도로 전체 구간에서의 흐름 변화 분석과 배수효율의 정량적인 분석이 가능하므로 향후 도로 표면 침수 피해 저감 및 배수능력 증대를 위한 실증적이고 정량적인 분석 방법이 될 것으로 판단된다.

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On the Development of the Generalized Slope Deflection Method for the Analysis and Design of Ship Structures (선체(船體) 구조(構造) 해석(解析) 및 설계(設計)를 위한 일반화(一般化) 경사(傾斜) 처짐법(法) 개발(開發)에 관한 연구(硏究))

  • Chang-Doo Jang;Seung-Soo Na
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.29 no.4
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    • pp.202-213
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    • 1992
  • For the analysis and design of ship structures the generalized slope deflection method(GSDM) taking account of axial elongation effect as well as the bending and shearing deformation is developed. Using the span point concept, the existing slope deflection method is easy to transform the variable section to the equivalent uniform one under the bending moment and the shear force, but it is difficult to analyze the web frame with inclined members because the axial deformation effect is not considered. In the present method, the equilibrium conditions including all force components(i.e. axial force, shear force, bending moment) are formulated at the both ends of the variable section beam, such that the usual space frame stiffness equation which can be solved easily by the matrix method is derived. The accuracy and applicability of the present method is demonstrated by analyzing the ship web frame structures.

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Evaluation of Seismic Performance for Various Types of Pile Head of Landing Pier (잔교식 안벽에서 말뚝 두부형식에 따른 내진성능 평가)

  • Jang In-Sung;Kwon O-Soon;Park Woo-Sun;Jeong Weon-Mu
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.17 no.2
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    • pp.70-79
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    • 2005
  • Most of landing piers in Korea employ the combination of vertical piles and batter piles, which shows good efficiency in static lateral resistance but poor seismic performance. Many attempts have continuously been made to increase the seismic performance of batter piles with various aseismatic systems. In this study, new types of aseismatic system were developed by use of rubber and ball bearing, and shaking table tests and 3 dim. numerical analyses were performed in order to compare the seismic performance for various types of pile head. The test and numerical analysis results show the high seismic performance of newly proposed systems and the applicability off dim. numerical analysis considering the non-linear behaviour of rubber and ball bearing systems.

2차 유동 분사에 의한 추력 방향 제어(TVC)에 관한 유동해석

  • 손창현;오대환;이충원
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.33-33
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    • 1998
  • 2차 유동 분사에 의한 추력 방향 제어 방법은 기존의 기계적인 장치를 이용한 방향제어 방법에 비해 부가적인 복잡한 기계적 작동장치와 이에 따른 무게의 증가를 배제할 수 있다. 본 연구에서는 전산 유동해석을 이용하여 2차원 초음속 수축-행창 노즐 유동에 2차 유동을 분사하여, 2차 유동의 분사우치 및 분사 유량 및 분사 각도 등이 추력의 방향 및 크기에 미치는 영향을 밝혀 이들 상호간의 상관관계를 구하여 추력 방향 제어를 위한 최적의 2차 분사 조건을 제시하였다. 유동 해석 견과 2차 유동의 분사 위치는 생성된 경사 충격파가 노즐 출구까지 분포되는 지점이 최대 전향각과 횡추력을 가지는 분사 위치임을 알 수 있었다

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A Study on the Relationship between Ship Stability and Maneuverability Using Free Running Model Experiments (자유항주 모형실험에 의한 선박의 복원성능과 조종성능 관계 연구)

  • Choe, Bo-Ra;IM, Nam-Kyun
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.40 no.6
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    • pp.353-360
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    • 2016
  • The International Maritime Organization (IMO) has issued international standards for ship maneuverability and stability. These have been established to improve marine safety and influence the direction of research. The previous literature has been researched, but there are few studies on the relationship between ship maneuverability and stability. This study carried out a fundamental experiment to quantitatively evaluate that relationship. Radius of turn and maximum heel angle depending on changing were analyzed through a turning test using a free running model ship. The test results show the change tendency of decreasing turn radius and increasng maximum heel angle according to a GM decrease. A rough estimate equation is proposed to predict the change tendency on radius of turn and angle of maximum heel as GM decreases. Many ships can suddenly experience reduced GM due to unexpected reasons during sailing. The results in this study can be used as fundamental data to estimate a ship's tactical turn diameter and variable heel angle for steering as GM decreases.

Flow Characteristics of Curved Channel According to Influx form in Experimental Model (실험수로에서 유입부 형상에 따른 만곡하도의 흐름특성)

  • Ahn, Seung Seop;Lee, Sang Il;Park, Dong Il;Kim, Jung Ki
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.204-204
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    • 2011
  • 자연하천의 만곡부에서는 원심력에 의하여 수위상승 이나 침식 등으로 제방이 파괴되고 월류되어 홍수피해가 빈번하게 발생된다. 그러므로 자연하천의 만곡부는 하천정비 및 안정하도의 유지관리를 위해 매우 중요한 하도구간중의 하나이다. 본 연구에서는 하도 만곡부의 흐름특성 연구를 위하여 만곡 유입부 형상에 따라 $90^{\circ}$만곡부의 실험수로에 대한 유속, 편수위 및 편경사의 변화특성을 검토하였다. 분석결과 먼저, 만곡정도에 관계없이 유량이 증가할수록 만곡부의 최대 최소 유속차 또한 증가하는 것으로 검토되었다. 다음으로 유입부 형상이 $90^{\circ}$인 지점에서 최대 횡방향 수면경사가 발생하였으며 직선하도에 비하여 최대 8% 정도 기울어진 것으로 검토되었다. 본 연구의 결과에서 검토된 만곡 하천의 수리특성과 편경사의 경향 등을 하천정비 또는 실시계획수립에 반영한다면 치수적으로 안전하고 보다 친환경적인 하천계획이 가능할 것으로 판단된다.

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A Study of Failure Mechanism for Inclined Impact of PELE (PELE의 경사진 충격에 따른 파괴 메커니즘에 대한 연구)

  • Jo, Jong-Hyun;Lee, Young-Shin
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.15 no.5
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    • pp.712-719
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    • 2012
  • Penetrator with enhanced lateral effect(PELE) is a newconcept projectile, without dynamite and fuze. It consists of high-density jacket, closed at its rear end and filled with a low-density filling material. To study the explosion characteristics of PELE, by AUTODYN-3D code, the calculation models of projectile body and bullet target are established and the process of penetrating aluminum-2024 alloy target of PELE is simulated, and the scattering characteristics after penetrating aluminum-2024 alloy target of PELE are studied by different initial velocity. The explicit finite element analysis of PELE fragmentation was implemented with stochastic failure criterion in AUTODYN-3D code. As expansion of filling, the fragments were obtained velocities and dispersed laterally and further more enhancing the damage area largely. The number and shape of the PELE fragments were different depend on impact velocity and incidence angle of filling which fragment generated during penetration and lateral dispersion process.

Model Tests on the Lateral Behavior of Soldier Pile Type Breakwater Installed in Sand (모래지반에 설치된 가로널식 방파제의 횡방향 거동에 관한 모형실험)

  • Jang In-Sung;Lee Goo-Young;Kwon O-Soon;Park Woo-Sun;Jeong Weon-Mu;Kim Byoung-Il
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.21 no.1
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    • pp.29-41
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    • 2005
  • The small harbors and fishing ports in Korea have less economic efficiency if the previous construction method of breakwater would be utilized due to bad ground conditions in spite of low design waves. Therefore, it is necessary to develop a new type breakwater economically applicable to the cases with low design wave. In this study, a soldier pile type breakwater, which is found to be economic and can be easily constructed on the ground without any need of treatment of the ground, was newly introduced. The effects of embedded depth, reinforcement methods as well as pile types including saw type and flat type on the lateral behavior of the proposed breakwaters installed in loose sandy soils were investigated from model test. The test results revealed that the lateral resistance increases by increasing the embedded depth and by adopting the reinforcement techniques such as raker and anchor. Furthermore, it was also verified that the saw type breakwater shows better geotechnical performance than the flat type breakwater.

Two-D fluid analysis at flow runoff in the dry stream, Jeju island (제주도 건천의 홍수유출시 2차원 흐름해석)

  • Yang, Won-Seok;Yang, Sung-Kee;Kim, Dong-Su
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.587-587
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    • 2012
  • 현재 대부분 하천관리의 흐름해석에서 주가 되었던 1차원 분석은 하천 단면에 따른 횡적인 수면차, 유속분포를 분석할 수 없다는 단점을 가지고 있으며, 특히 유량 및 유속이 급속도로 늘어나는 홍수시에는 그 오차가 더욱 커질 수 있다. 반면에 2차원 모형의 흐름해석은 사행하천의 흐름 특성과 만곡부에서의 종 횡방향 수면경사 및 양안의 수면차와 합류지점의 횡방향 흐름 등의 영향을 고려할 수 있으며 1차원 해석과는 달리 전 단면에 걸쳐 유속 및 수위 분포를 나타낼 수 있어 실제흐름에 가까운 수리량을 얻을 수 있다. 본 연구를 위해 적용된 해석모형인 SMS는 미국 Brigham Young 대학의 환경모형연구실과 미공병단(USACE)의 수로실험국(WES) 등에서 개발한 프로그램으로서 RMA2, RMA4, SED2D 모형 등으로 구성되어 있다. 각각의 모형은 수리 동역학적 해석, 오염물 이송확산 해석, 유사의 이송 및 퇴적 해석이 가능하며 이 중 RMA2를 이용한 2차원 흐름해석을 통하여 보다 적합한 하천관리에 이용가능하도록 하고자 한다. 연구대상 지역은 제주도 한천 하류부로서 제주도 하천 특성상 평상시 건천의 상태를 이루고 있으나 태풍 및 집중호우시 홍수유출이 발생하여 수위가 급격하게 상승하는 양상을 보인다. 대표적인 예로 태풍 '나리'시 최대 일강우량 420mm로 인한 인근 지역에 0.5 ~ 1.5m의 침수흔적을 보이고 있다. 본 연구에서는 2011년 최고수위를 기록한 태풍 '무이파'를 대상으로 하였으며 대상지역의 Kalesto를 이용한 수위-유속 자료를 이용하여 산출된 유량을 경계조건으로 사용하였고 격자망 형성을 위한 지형 데이터는 지형도 및 측량자료를 이용하여 구축하였다. 사용된 대표적인 매개변수는 하상의 조도계수를 나타내는 Manning의 n값과 유체의 밀도, 속도구배, 구조 등 여러 가지의 유체조건에 따라 변하는 성질인 와점성계수(eddy viscosity)로 요약할 수 있으며 Manning의 n값은 하천설계기준에 따른 하천기본계획의 조도계수를 사용하였고 와점성계수는 적합한 흐름 분포를 결정하기 위해 흐름이 안정될 때까지 변화시켜 해석을 시행하였다. 해석결과 만곡부에서는 급한 흐름을 보이고 있으며 최대하폭 구간에서는 완만한 흐름이 나타나 사행하천의 흐름특성과 횡적인 하천단면에 따른 변화, 하상고 차이로 인한 유속분포를 확인할 수 있으며 이는 보다 유용한 하천관리에 이용가능할 것으로 사료된다.

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An Experimental Study for Clogging Factors Estimation of Grate Inlets in Urban Area (도시지역에서 빗물받이의 막힘계수 산정에 관한 실험적 연구)

  • Kim, Jung Soo;Kwon, In Sup;Yoon, Sei Eui;Lee, Jong Tae
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.2B
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    • pp.179-186
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    • 2006
  • Effective interception area of street grate inlets was decreased by clogging with trash, debris, and sand. It also decreased the interception capability of grate inlets and increased the inundation area in street. Therefore, it is necessary to analyze the clogging characteristics and interception capability change by clogging for appropriate design and management of grate inlets. Hydraulic experimental apparatus which can be changed the gutter transverse slopes, longitudinal slopes of street and clogging condition of grate inlet ($40{\times}50cm$) was installed for this study. 81 total experiments were conducted with 8 different clogging condition. The interception capacities of grate inlets clogged curb direction are smaller than those of clogged flow direction. As the longitudinal slopes of street increase, the interception capacity of grate inlet decreases due to splash-over phenomena. This is also observed at grate inlets which has no clogging condition. In general, 50% of clogging factor was selected in design of grate inlet in foreign country. The clogging factor for same clogging condition are suggested 0.25~0.65 in domestic urban area.