• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제3권1호
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• pp.11-19
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• 2010

The performance of the crossover system of a centrifugal compressor stage consisting of static components of $180^{\circ}$ U-bend, return channel vanes and exit ducting with a $90^{\circ}$ bend is investigated. This study is confined to the assessment of performance of the crossover system by varying the shape of the return channel vanes. For this purpose two different types of Return Channel Vanes (RCV1 and RCV2) were experimentally investigated. The performance of the crossover system is discussed in terms of total pressure loss coefficient, static pressure recovery coefficient and vane surface pressure distribution. The experimentation was carried out on a test setup in which static swirl vanes were used to simulate the flow at the exit of an actual centrifugal compressor impeller with a design flow coefficient of 0.053. The swirl vanes are connected to a mechanism with which the flow angle at the inlet of U-bend could be altered. The measurements were taken at five different operating conditions varying from 70% to 120% of design flow rate. On an overall assessment RCV1 is found to give better performance in comparison to RCV2 for different U-bend inlet flow angles. The performance of RCV2 was verified using numerical studies with the help of a CFD Code. Three dimensional sector models were used for simulating the flow through the crossover system. The turbulence was predicted with standard k-$\varepsilon$, 2-equation model. The iso-Mach contour plots on different planes and development of secondary flows were visualized through this study.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권12호
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• pp.1165-1176
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• 2014

홍수 시 하천 만곡부에서 유수의 원심력에 의한 횡단 수면경사가 발생한다. 하천 경사와 유량이 증가하면 그 수면경사는 더욱 커진다. 경사가 급한 산지하천 만곡부는 제방의 여유고보다 수면상승이 큰 경우가 빈번하게 발생하기 때문에 홍수피해가 크다. 따라서 편수위에 따른 수면 상승효과는 산지하천 만곡부의 설계를 위해 고려되어야 한다. 본 연구에서는 산지하천 만곡부의 편수위를 산정할 수 있는 기법을 제안하고, 편수인자들의 곱으로 편수위계수를 정의하였다. 양양남대천 만곡부에서 측정한 편수위와 $90^{\circ}$ 만곡 자갈하상에 대한 수리실험에서 측정한 편수위 자료를 이용하여 편수인자별 영향인자 값을 제시하였다. 내린천 만곡부에서 측정한 편수위를 이용하여 편수위 산정기법의 적용성을 검증하였다.

• 물과 미래
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• 제21권4호
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• pp.399-406
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• 1988

만곡수로에서의 흐름, ice jam의 형성 및 분포특성을 규명하기 위하여 기본이론을 분석하고, 실험수로로는 연속 만곡수로와 단일 만곡수로를 사용하였다. 연속 만곡수로는 13개의 중심각 $90^{\circ}$만곡부가 연결된 수로이며 하폭에 대한 수심의 비가 2이며 단일 만곡수로는 중심각 $180^{\circ}$이며 하폭에 대한 수심의 비가 4로 비교적 수심이 얕은 수로이다. 실험에 사용된 얼음재료는 폴리에칠렌과 폴리프로필렌 구슬(bead)와 조각(block)이다. 연속 만곡수로에서는 저면유속이 표면유속보다 크며 ice jam의 형성으로 이러한 현상은 더욱 크게 나타났다. Jam의 두께는 일반적으로 내측이 외측보다 두꺼웠으며 최대 유속선은 ice jam의 발생으로 인하여 더욱 내측으로 편이되었다. 횡방향 jam의 두께는 하폭에 대한 얼음 조각의 길이 비가 증가함에 따라 규칙적으로 분포 되었다. 단일 만곡수로에서의 jam hed는 얼음의 운송량이 일정한 경우 외측이 내측 보다 빨리 진행되었으며 그 속도는 비교적 일정하였다. Froude 수가 증가되므로 jam 두께는 횡단면에 걸쳐 불균일하게 되며, 내측과 jam 끝부분이 두껍게 된다. Two-Layer model은 수심이 얕은 만곡부에서 적용가능하며, 2차 흐름의 분포는 상하 2개의 cell이 존재함을 알 수 있었다.

• Korean Journal of Hydrosciences
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• 제1권
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• pp.61-71
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• 1990

The characteristics of radial thickness of ice jam at the center part of channel bends were analyzed briefly in this paper. Jam thickness in channel bends increases both toward the inner bank, and dowmstream. For this study, slope at the jam's underside was assumed to be liner with similarity of radial slope of bed in alluvial bends. Radial slope at the jam's underside in floating ice elements was estimated using the force equilibrium theory in the radial direction. The eqution which can be estimated the radial slope of ice jam was suggested using Falcon and Kennedy's bed layer theory. Experimental data, which were measured at the center part of cross-section in a single 180-degree bend, were compared to the calculated values using the suggested equtions. The result shows that the calcultated values were smaller than the measured ones. Ot is considered that the estimated value of shear stress in the radial direction may be smaller than the actual and two-layer model may be not suibable for alluvial bend flow.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1395-1404
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• 1994

유로만곡부의 횡방향 하상경사는 하천형태학적 특성연구와 하도재해방지, 그리고 수공구조물 보호 등에 기초자료를 제공하는 중요한 연구과제이다. 본 연구에서는 연구대상유역 유로만곡부의 횡방향 하상경사를 Odgaard의 모형외 8개의 모형을 선택하여 비교분석한 후 예측하였으며 적합한 모형을 제시하였다. 본 연구에서 비교된 모든 모형들은 곡률반경과 수심에 비례하였고 모형들사이의 차이는 비례계수 K에 있으며 또한 측정된 횡방향 하상경사는 만곡부에서의 최대수심과 평균유속, 그리고 입자 Froude수와 관계가 있었다. 본 연구에서 Sacramento강 만곡부에서 이루어진 Odgaard의 실험자료를 이용하여 횡방향 하상경사모형들을 비교분석한 결과 Odgaard89모형이 실측횡방향 하상경사와 비교적 잘 일치하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.173-180
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• 1992

자연 하천의 전형적인 특성인 하도사행으로 인한 만곡부의 수리 및 계량형태학적 특성을 확정론적 방법으로 구명하였다. 새로운 특성인자로 단변형상계수(As)을 제안했으며 하도구간에서의 As의 변화는 모든 유로에서의 수류력의 집중위치를 확인시켜주고 만곡의 영향이 단면형상의 변화에 미치는 영향을 정량적으로 보여주었다. 또한 기존의 사행특성인자와의 상관분석을 통하여 적용성을 입증하였다. 곡률비 R/W이 2-4에 집중되어있고 이는 제방의 침식이나 파제의 가능성이 있음을 보여주는 수치임을 알수있고 횡단면 하상의 변화를 예측할수있는 Bendegom의 식이 본 연구대상 하천에도 적용될수 있음을 밝혔다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.125-133
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• 2010

일반적으로 사행하천의 만곡부에서는 홍수시 월류의 위험성이 높을 뿐만 아니라, 국부적으로 집중되는 흐름분포는 제방의 안정성을 위협한다. 따라서 본 연구는 두 개의 다른 실험수로에 대한 CCHE2D모형의 적용성 검토와 급변만곡의 형태를 갖는 자연하천의 흐름특성분석을 수행하는데 그 목적이 있다. 모의결과 실험에 대한 수위의 백분율 오차는 4.9%이내였으며, 실측치와 근사한 유속분포를 보였다. 실험수로를 통하여 보정된 모형을 이용하여 용담댐 하류 대유리에 위치한 만곡부를 대상으로 흐름특성 분석을 수행하였다. 모의결과는 만곡부의 지형에 의한 영향을 고려하지 못하는 HEC-RAS모형에 비하여 상류부에서 수위가 1.5 m 정도 높게 나타났다. 그러나 모의결과를 기존의 경험식과 비교한 결과 CCHE2D모형이 편수위 모의에 적합함을 알 수 있었으며, 자연하천의 홍수위와 유속산정에도 적합함을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.297-306
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• 2019

개수로 만곡부에서 흐름은 원심력이 작용하기 때문에 횡방향 수면경사가 나타나고 유심선은 만곡 외측으로 치우친다. 수중 수제는 만곡부의 다양한 공학적인 문제를 해결하는 데 사용될 수 있다. 수중 수제가 흐름방향과 이루는 입사각과 수제 열 간격이 만곡부의 하상변동과 편수위에 미치는 영향을 파악하기 위해서 $90^{\circ}$만곡 직사각형 단면 수로에 잔자갈을 깔고 이동상 수리실험을 하였다. 만곡부에 수중 수제를 설치하면 최대 세굴심은 증가하나 균일한 둔각으로 수제를 설치하면 세굴을 줄일 수 있다. 수제를 설치한 만곡부에 수제설치 기준하상의 형성유량과 같은 유량이 흐를 경우 최대 세굴이 발생하는 위치가 하류로 이동하고 편수위는 증가한다. 그 유량보다 작으면 최대 세굴심의 위치가 상류로 이동하며 편수위는 감소한다. 만곡부에서 수중 수제는 입사각, 유량, 수제 열 간격의 상호작용에 따라 하상변동과 편수위에 대한 영향이 다르다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.387-395
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• 2004

본 논문에서는 하상변동 및 유사입자의 시간적 공간적 분포를 동시에 모의할 수 있는 2차원 수치모형을 제시하였다. 사행수로의 하상변동은 만곡부의 외측에서는 하상이 세굴되고 훨씬 더 거친 입경의 재료로 구성되며, 만곡부의 내측에서는 하상이 상승하고, 세립토로 구성되었다. 또한 사행하천에서 흐름의 방향에 대한 입자분포 과정은 상류의 변곡점에서 시작하여, 하류 변곡점에서 마치게 되는 것을 보여주었다. 하천의 경계가 불규칙하고 복잡한 하천에서는 혼합사호 형성된 하천에서보다 균일사로 이루어진 하천에서 하상이 깊게 세굴되는 현상을 보여준다. 혼합사로 이루어진 하천에서의 공간적 입도 분포는 사행하천에서와 마찬가지로 하상이 퇴적되는 사행의 내측에서는 세립토로 구성되고 하상이 세굴되는 외측에서는 굵은 입자로 구성되는 것을 보여주었으며, 하천 폭이 좁은 부분에서는 하상의 세출 및 하상재료가 굵게 변화되는 것을 보여주었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.291-301
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• 1998

본 연구에서는 치수 및 이수에 있어서 항상 어려움을 겪고 있는 개수로 만곡구간에서 하상재료의 변화에 따른 흐름 및 하상변동 특성을 분석하기 위하여 중심각 180'인 만곡수로를 제작하고, 모래(D50 = 0.26 MM, S = 1.54)와 안트라싸이트(D50 = 0.26 mm, S = 1.54)를 하상재료로 선택하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 최대세굴심은 만곡각 30'-60' 외측제방부근에서 평균수심의 약 2배까지 실측되었으며, 최대세굴심의 발생위치는 안트라싸이트인 경우에 모래에서보다 5'-15' 정도 상류부에서 관측되었다. 종단면 최대유속선은 하상재료와 관계없이 내측에서 외측으로 편의되고 있으며, 하상이 거칠수록 하류로 이동하였다. 하상이 매끄러울수록 흐름의 최대 편의각은 만곡수로 상류부에서 발생하고 있으며, 그 크기도 증가하였다. 안트라싸이트의 경우가 모래의 경우보다 2차흐름이 크게 발생하는 것으로 실측되었으며, 두개의 핵이 존재하는 현상이 관측되었다.