• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.44 no.2
• /
• pp.157-167
• /
• 2011

A numerical model was developed to predict the stage-discharge curve and lateral distribution of unit discharge in open channels with nonuniform cross section or compound open-channels. The governing equation is the one-dimensional momentum equation based on assumptions of the steady and uniform flow conditions in the longitudinal direction and the uniform water surface elevation in a cross section. Vegetative drag force term was included in governing equation in order to reflect the effect of floodplain vegetation on the flow characteristics. Finite element method was applied to obtain the numerical solution of the governing equation. Stage-discharge curve and lateral distribution of unit discharge for a given water surface are calculated based on input data, such as the cross sectional geometry, Manning's roughness coefficient, vegetative information and longitudinal slope of channel bed. The developed model was verified by comparing the calculated results with the observed data and the results of Darby and Thorne's(1996) model and the nonlinear k-$\epsilon$ model. The verified model was applied to estimate the upstream boundary conditions in two-dimensional flow model. The numerical results using laterally distributed unit discharge were compared with those obtained using uniformly distributed unit discharge in two-dimensional flow model.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.173-173
• /
• 2012

중력류는 두 유체 사이에서 물질의 종류 또는 온도차로 인한 밀도 차이에 의해 발생되는 유체의 흐름을 말하며, 자연환경에서는 저수지에서의 중층탁류, 사막에서의 모래 폭풍, 하구에서의 염수쐐기 등이 그 예이다. 여름철에 강우가 집중되는 우리나라는 홍수에 의한 범람, 침수 등이 발생할 뿐만 아니라 댐이나 하천, 호수 등에 흙탕물이 유입되어 중간층에 정체하는 중층탁류에 의한 피해가 자주 발생하고 있다. 과거에 중층탁류는 일시적인 현상에 불과하였으나 오늘날에는 인공적으로 형성된 정체성 호수나 하천에서 장기간 체류하여 생태계의 교란과 수질 악화를 초래하고 있다. 중층탁류에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 본래 자연 상태의 하천이나 호수와 같이 온도분포가 비선형적으로 성층화 된 상태에서 탁수가 유입되어 중층탁류가 형성되는 과정과 흐름 특성을 이해하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 중력류 흐름 해석을 위한 실험 장치를 개발하였다. 실험 장치 중 수조의 제원은 1200 $700{\times}300mm$이며, 수조 상부에는 가열장치를 설치하였고, 수조 하부에는 냉각장치를 설치하였다. 이들 장치들을 가동하여 깊이에 따른 자연현상에서의 비선형적인 온도 단면을 재현한다. 수리 실험방법은 깊이 방향으로 온도에 따라 비선형적으로 성층화 된 유체 내로 경사가 있는 판을 따라 수조내의 성층화된 유체의 중간 온도 혹은 밀도를 가진 유체를 침입시킨다. 침입유체는 성층화된 유체 내에서 초기에는 중력에 의해 운동량을 갖고 경사면을 따라 일정한 속도로 흘러내려 간다. 이후 바닥으로 하강 한 후 부력에 의해 상승하여 동일한 밀도층의 위치에서 횡방향으로 전파하게 된다. 이 연구에서는 이와 같이 비선형적으로 성층화된 유체 내에서의 침입 중력류의 흐름 특성을 실험적으로 관측하고 분석한다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.19 no.6
• /
• pp.127-149
• /
• 2003

The bridge tested was 3 spans 90m-long PSC beam concrete bridge with a stub-type abutment which had a skew of 60$^{\circ}$ about the axis of bridge. A cement concrete was placed at the superstructural slab of the bridge. Inclinometers and straingauges were installed at piles as well. During 7 days-curing of superstructural slab, the pile behavior in response to hydration heat and drying shrinkage of the slab was monitored. Then monitored values were compared with the horizontal movement obtained from the HACOM program and the calculated lateral behavior obtained from the nonlinear p-y curves of pile. As a result, lateral behavior of H-piles by the field measurement occurred due to the influence of hydration heat and drying shrinkage obtained during curing of superstructural concrete. The lateral displacements by hydration heat and drying shrinkage were 2.2mmand 1.4mm respectively. It was observed as well that the inflection point of lateral displacement of pile was shown at 1.3m down from footing base. It means that the horizontal movement of stub abutment did not behave as the fixed head condition of a pile but behave as a similar condition. The measured bending stress did not show the same behavior as the fixed head condition of pile but showed a similar condition. The increment of maximum bending stress obtained from the nonlinear p-y curves of pile was about 300(kgf/$\textrm{km}^2$) and was 2 times larger than measured values regardless of installation places of straingauges. Meanwhile, lateral load, maximum lateral displacement, maximum bending stress and maximum bending moment of pile showed a linear behavior as curing of superstructural concrete slab.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.524-524
• /
• 2023

하천 내 식생의 분포는 흐름저항의 증가와 수위상승에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나이다. 동일한 단면정보를 가졌더라도 식생이 분포하는 하도는 식생이 없는 하도에 비해 흐름저항으로 인해 유속이 현저히 느려져 홍수위 상승을 유발하기 때문이다. 따라서 식생의 종류, 크기, 분포 형태, 잎의 밀도 등에 따라 흐름저항계수를 정량화하며 흐름을 정확히 예측하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 2019년 한국건설기술연구원 하천실험센터에서 진행된 식생하도에 대한 실규모 실험의 조건과 지형정보를 HEC-RAS(Hydrologic Engineering Center's River Analysis System) 1차원 수치모형에 입력하고, 식생 패치의 분포를 고려한 Manning's n의 공간적 분포 및 적용방식에 따른 수면 경사 재현 정확도에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 실험은 상단 폭 11 m, 경사 1:2(V:H)의 사다리꼴 단면을 가진 실규모 수로에서 70 m 길이의 구간을 대상으로 진행되었다. 실험 구간 내 6개의 압력식 수위계를 설치해 수위 측정 및 수면 경사 산정을 실행하였다. 실험 조건으로 적용된 인공 식생패치의 분포 및 밀도 조건은 3가지로 큰 패치와 작은 패치로 구성된 조밀한 조건, 단일 패치로 구성된 조밀한 조건, 단일 패치로 구성된 성긴 조건이었으며, 모두 정수(emergent)상태로 진행되었다. 적용된 패치의 형상은 내성천에서 조사된 자연 형태의 식생패치 형태를 참고하였으며, 버드나무 종을 모사하였다. 실험 조건에 따라 유량은 각각 평균 1.5 cms와 2.7 cms로 공급하였으며, 평균 수심은 약 1 m로 측정되었다. 위 실험 내용을 바탕으로 수치모의를 위한 경계조건과 지형정보를 수립하였으며 모의 케이스는 크게 두 가지로, 수로 내 식생의 분포를 종방향으로 고려한 케이스와 횡방향으로 고려하여 조도계수를 적용한 케이스로 분류하였다. 모의에 적용된 조도계수는 실험에서 획득한 데이터와 베르누이 방정식을 활용하여 산정되었으며, 두 케이스에 대한 모의 결과는 실험에서 관측된 수위와 비교하였다. 본 연구에 따르면 여러 개의 식생패치가 정수상태로 존재하는 하천에 대한 1차원 수치모의 시 식생의 분포를 종방향으로 고려하여 하나의 구간조도계수를 적용하는 방식이 종횡단면의 식생패치 위치를 고려한 조도계수를 세분화하여 적용하는 방식에 비해 수위 계산 정확도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.36 no.3 s.134
• /
• pp.465-480
• /
• 2003

The interception capabilities of storm water grate inlet were analyzed in this paper. The hydraulic model lot gutter flow was used to estimate the interception capability. With the consideration of width and length of road, gutter discharges were ranged of 4-15l/sec. The transverse slopes of gutter were selected 4, 7 and 10%. The longitudinal slopes were 0, 2, 5 and 7%. The four sizes of storm water grate inlet were used in this experiments ($30\times40cm,\;40\times50cm,\;40\times100cm,\;40\times150cm$). The total number of experimental cases were 240. As the transverse slopes of gutter increased, the interception capability also increased. As the flow width in gutter and the discharge were lower, the interception efficiencies increased and the longitudinal slopes of road increased, the interception efficiencies decreased. The empirical formula with the factors of total inflow discharge, the longitudinal slope and the transverse slope of gutter were derived. These equations could be used to estimate the intercepting discharge of grate inlet. The reasonable construction space of grate inlet for the road widths, the longitudinal slopes, the transverse slopes and the grate inlet sizes were suggested.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
• /
• v.39 no.1
• /
• pp.55-63
• /
• 2021

The roughness of the road is an important factor directly connected to the ride comfort, and is an evaluation item for functional evaluation and pavement quality management of the road. In this study, data on the road surface were acquired using the latest 3D geospatial information construction technology of ground LiDAR, drone photogrammetry, and drone LiDAR, and the accuracy and roughness of each method were analyzed. As a result of the accuracy evaluation, the average accuracy of terrestrial LiDAR were 0.039m, 0.042m, 0.039m RMSE in X, Y, Z direction, and drone photogrammetry and drone LiDAR represent 0.072~0.076m, 0.060~0.068m RMSE, respectively. In addition, for the roughness analysis, the longitudinal and lateral slopes of the target section were extracted from the 3D geospatial information constructed by each method, and the design values were compared. As a result of roughness analysis, the ground LiDAR showed the same slope as the design value, and the drone photogrammetry and drone LiDAR showed a slight difference from the design value. Research is needed to improve the accuracy of drone photogrammetry and drone LiDAR in measurement fields such as road roughness analysis. If the usability through improved accuracy can be presented in the future, the time required for acquisition can be greatly reduced by utilizing drone photogrammetry and drone LiDAR, so it will be possible to improve related work efficiency.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.916-920
• /
• 2007

ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)는 유수의 흐름을 방해하지 않으면서 물 속으로 일정 주파수의 초음파를 전송하고, 부유하는 입자들에 의해 산란되어 돌아오는 반향을 수집, 도플러효과를 이용하여 유속을 측정하는 장비이다. ADCP는 하천을 횡단하면서 순간적인 유속을 측정하므로 시간평균한 평균유속과의 차이가 발생하지만 1초에 1회 이상의 빠른 속도로 연직유속분포를 수집하면서 이를 공간적으로 평균함으로써 순간유속이 갖는 변동성을 완화시키는 특징을 갖는다. 본 연구에서는 ADCP를 활용하여 사행하천에서 수평방향 2차원 유속분포를 측정하고자 하였다. 만곡부가 교호적으로 나타나는 사행하천의 흐름구조는 매우 복잡하다. 특히 주 흐름의 수직인 단면에 나선형의 2차류가 관찰되는데, 이는 원심력과 횡방향의 수면경사 및 난류의 상호작용으로 발생된다. 주 흐름의 유속과 다른 분포를 나타낸다. 본 연구에서는 이찬주 등(2005)이 제시한 공간평균기법과 이동경로 수정을 통하여 측선별 2차원 유속분포를 측정하여 기 개발된 RAMS(서울대학교, 2007)를 적용하고 이를 검증하기 위한 자료를 확보하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.172-172
• /
• 2015

하천에서 발생하는 소류력은 하상 변동을 발생시키기 때문에 주변 구조물이나 하천의 흐름특성 등을 변화시키게 되며, 유사이송, 침식 및 퇴적, 유동해석 등에 매우 중요한 하천 계수이다. 하천에서 소류력의 직접 측정은 매우 어려워 직접 측정 대신 하천경사 및 동수반경을 기반한 단면 평균소류력 산정 공식을 일반적으로 이용한다. 그러나, 이러한 방식은 상세한 유사이송, 세굴 등의 해석에는 한계가 있기 때문에 국부적인 소류력이 필요하다. 실내 실험에서는 프레스톤게이지를 활용한 직접 측정이나, 난류측정을 통한 레이놀즈 분포를 외삽하여 단면에서 국부적인 소류력을 측정하는 방식이 사용되어 왔다. 반면, 실제 하천에서는 국부 소류력 직접측정 및 난류 산정이 거의 불가능하거나 비효율적이므로 대안으로 하천의 연직유속분포에 대수분포를 적용하여 소류력을 추정하는 간접적인 방법이 제시되어 왔다. 일부 실내실험에서 대수법칙을 통한 소류력 산정 방식은 직접 측정을 통해 검증한 바가 있으나 실제 하천은 난류의 공간 시간적 스케일이 실내 규모와 상이하여 국부 소류력에 영향을 미칠 수 있어 이러한 검증결과를 현장 적용하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 실제 규모 하천에서 대수법칙을 활용한 국부 소류력 산정 결과와 레이놀즈 응력의 연직분포 측정을 통해 산정한 값과 비교하여 대수법칙 활용 소류력 산정 방식의 적용성을 검토하였다. 실험은 중소규모의 하천을 재현한 한국건설기술연구원 안동하천실험센터 직선(A1) 및 사행(A2) 하천의 유속측정을 수행하였으며, 유속 측정에는 정밀도가 높으나 실내에서 주로 사용된 초음파지점유속계(Micro ADV)를 현장에 설치하여 사용하였다. ADV의 관측 시간은 90초이며, 직선수로에서는 횡방향으로 25 cm 간격, 수심방향으로는 5 ~ 10 cm 간격으로 측정하였고, 사행수로는 횡방향으로 50 cm 간격, 수심방향 5 ~ 10 cm 간격으로 측정을 수행하였다. 실험결과 대수법칙과 레이놀즈 분포로부터 산정된 국부 소류력은 사행과 직선 모두 상당한 이격을 보였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.12 no.4
• /
• pp.1523-1531
• /
• 2011

Multi-axle driving vehicle are favored for military use in off road operations because of their high mobility on extreme terrains and obstacles. Especially, Military Vehicle needs an ability to driving on hills of 60% angle slope. This paper presents the improvement of the ability of hill climbing for 6WD/6WS vehicle through the optimal tire force distribution method. From the driver's commands, the desired longitudinal force, the desired lateral force, and the desired yaw moment were obtained for the hill climbing of vehicle using optimal tire force distribution method. These three values were distributed to each wheel as the torque based on optimal tire force distribution method using friction circle and cost function. To verify the performance of the proposed algorithm, the simulation is executed using TruckSim software. Two vehicles, the one the proposed algorithm is implemented and the another the tire's forces are equivalently distributed, are compared. At the hill slop, the ability to driving on hills is improved by using the optimum tire force distribution method.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.29 no.4
• /
• pp.380-388
• /
• 2023

This study estimates the metacentric height (GM) of a model ship by varying the transverse weight distribution, considering the effects of the roll period and moment of inertia, and compares it with the GM values measured by the inclining test. In the process, the relationship between the values is analyzed. Three types of ships-a 7-ton fishing vessel, 20-ton fishing vessel, and KRISO Very Large Crude-oil Carrier (KVLCC)-were used for the experiment and comparison. The roll period and moment of inertia were measured using the free roll decay and swing frame tests, and the GM was measured using inclining test. The estimated GM from the roll period and moment of inertia showed the same trend as the GM measured using the inclining test in the change of the weight distribution. However, the GM values measured using the inclining test were lower. Therefore, additional correction factors or parameters other than the roll period and moment of inertia are necessary for estimating GM. In the future, the relationship between the weight center and the estimated GM will be analyzed to derive the correction factors.