• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.176-179
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• 2008

In a numerical simulation of open channel turbulent flows, the determination of wall roughness height for wall function was studied. The roughness constant, based on the law-of-the -wall for flow on rough walls, obtained by experimental works for pipe flows is employed in general wall functions. However, this constant of wall function is the function of Froude number in open channel flows. Thus, the wall roughness should be determined by taking into account the effect of Froude number. In addition, the wall roughness should be corresponding to Manning's roughness coefficient widely used for open channels. In this study, the relation between wall roughness height as an input condition and Manning's roughness coefficient was investigated, and an equation for effective wall roughness height considering the characteristics of numerical models was proposed as a function of Manning's roughness coefficient.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.627-634
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• 2008

개수로의 난류흐름을 VOF(Volume of Fluid)기법을 채용한 RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 방정식 모형을 사용하여 수치모의할 때 벽면함수의 거칠기를 산정하기 위해 고려해야 하는 점들을 연구하였다. 거친 벽면상의 흐름을 위한 벽면함수의 거칠기 상수(roughness constant)는 관수로 흐름의 실험을 통하여 얻어진 값을 사용한다. 그러나 개수로 흐름에서는 이 거칠기 상수가 Froude 수에 따라 변화하므로 이를 고려할 수 있어야 하며, 개수로에서 광범위하게 사용되는 Manning 조도계수에 상응하는 벽면 거칠기 높이(roughness height)를 산정하여 사용할 수 있어야 있다. 본 연구에서는 모형에 입력되는 벽면함수의 거칠기 높이와 Manning 조도계수 사이의 관계를 분석하였다. 이를 바탕으로 수치모형의 특성이 고려되고 Manning 조도계수의 함수로 표현되는 유효 거칠기 높이 산정식을 제안하였다.

• Korean Journal of Hydrosciences
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• 제1권
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• pp.49-60
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• 1990

Manning's roughness factor to flow in sand-bed channels may be divided into the grain roughness factor nd the form roughness factor. The grain roughness factor may be dedermined by using Keulegan's formula. By using available experimental data, it was found there is a unique relationship between the form roughness and the hydraulic radius to sediment particle size ratio for a given value of the Froude number. The form roughness and the bed form may be determined by using this unique relationship. The technique for engineering applications of the results appears to be quite simple.

• 상하수도학회지
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• 제21권3호
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• pp.287-294
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• 2007

When we use the circular pipes for wastewater and storm water, we should be known the characteristics of the flow for accurate design. To elevate the design accuracy, we want to know the profile of flow. The roughness coefficient in the Manning equation is constant, but in actuality changed with the relative depth in circular pipe. This study was conducted to calculate the relative normal depth in changing the roughness coefficient (named relative roughness coefficient) with the relative depth in the analysis of gradually varied flow in the circular pipe by Newton-Raphson method. We performed the analysis of gradually varied flow using the relative normal depth and the relative roughness coefficient. We presented the 12 flow profiles with the relative depth and the relative roughness coefficient in circular pipe. The flow classification considering relative depth in circular pipe is available to analyse gradually varied flow profiles.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1209-1220
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• 2013

본 연구에서는 내성천 하류 구간을 대상으로 검보정된 1차원 수치모형을 이용하여 흐름모의를 수행함으로써 추정된 구간 조도계수에 대해 분석하였다. 또한 실측 및 모의된 수리조건을 이용하여 향석 지점에서의 하상형태 예측을 수행하였으며 사립조도에 의한 흐름저항 계수 값을 고려하여 총 흐름저항 조도계수를 산정하였다. 수치모의에 의해 추정된 구간 조도계수와 사립조도 및 하상형태에 의한 흐름저항 계수를 추정한 결과 값을 상호 비교 분석하였으며 그 결과, 저수류 영역 흐름에서는 사립조도 및 하상형태에 의한 흐름저항 외에 식생, 만곡도, 사주 등의 기타 요인들에 의한 영향이 크게 반영되어 수치모의 상의 조도계수 값이 사립조도 및 하상형태에 의해 추정 가능한 조도계수 범위보다 크게 산정되는 것으로 나타났다. 그러나 $500m^3/s$ 이상의 천이구간 및 고수류 영역에서는 사립조도 및 하상형태 예측에 의한 조도계수 범위에 수치모의에 의해 검증된 Manning 조도계수가 포함되는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.113-121
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• 2012

The study was carried out to investigate the dimension of irrigation canal, and measure the water flow of those diverted from Kimje main canal in Dongjin irrigation area. The rating curves indicating the relationships between water level and discharge of the lateral canals were induced using the measured data with high regression coefficients of 0.957~0.999 at inlet points and 0.932~0.998 at end points, respectively. And Manning's roughness coefficients were estimated as the ranged from 0.015 to 0.074 at inlet points and 0.056 to 0.089 at end points with rectangular type of concrete open irrigation canals, the Manning's roughness coefficients of the end points were less than those values of the end points, which may be considered as the deposition of the bottom sediments.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.115-120
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• 1998

본 논문에서는 수심적분 2차원 모형을 하나 소개하고, 이 모형이 가질 수 있는 오차의 한계를 민감도분석을 통해 제시하였다. 민감도 분석 결과, Manning 조도계수, 혼합계수, 침강속도, 한계전단력 등이 부유사농도에 대해 모형에 미치는 영향은 매우 크게 나타났으며, 조위와 확산계수의 영향은 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권2호
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• pp.137-149
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• 2012

본 연구는 흐름 저항에 대한 분석을 위해 초본 281개, 관목 150개, 교목 308개의 현장실측 자료로 구성된 739개 식생하천을 대상으로 수행되었다. 실측자료의 Manning 조도계수 분포는 초본자료에서 0.015~0.250, 관목자료에서 0.016~0.250, 교목자료에서 0.018~0.310의 범위를 갖는다. 이들 조도계수의 중요한 분포경향은 Darcy-Weisbach (또는 Manning의 조도계수)와 유량, 마찰경사 및 상대 잠수비에 대한 관계식으로 제시하였다. 식생하천에서 Darcy-Weisbach와 Manning 조도계수에 관한 회귀 방정식은 $f_{veg}=0.436Q^{-0.363}$, $f_{veg}=3.305S_f^{0.508}$와 $n_{veg}=0.061Q^{-0.124}$, $n_{veg}=0.144S_f^{0.199}$ 및 $V=5.3(h/d_{50})^{1/8.3}{\sqrt{ghS_f}}$, $\sqrt{8/f}(=V/u_*)=5.75log(5h/d_{50})$로 유도되었다. 이들 반 경험적 관계식은 수공 실무에서 유용하게 사용될 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권7호
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• pp.553-563
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• 2011

분포형 유출모형에 대하여는 컴퓨터의 발달과 지리정보시스템의 구축 및 관련정보의 제공이 활성화되면서 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 분포형 유출모형은 대상유역을 보다 세분 요소화하여 계산하는 이론적이고 물리적인 기반의 모형이다. 본 연구에서는 토지피복 상태에 따라 결정되는 매개변수와 2차원 확산파 방정식에 기초하여 지표면에서의 유출량을 계산하는 모형을 개발하였다. 기존에 연구되었거나 개발 중인 유출모형은 대부분 Manning-Strickler의 평균 유속공식과 Manning 조도계수를 이용하여 유속과 유량을 산정하고 있다. Manning 조도계수는 사용상의 편의성 때문에 보편적으로 사용하고 있으나, 차원이 일치하지 않고 추정 시 모호한 문제점이 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 본 연구에서는 Manning-Strickler식뿐만 아니라 차원이 일치하는 Chezy의 평균유속공식을 적용하여 유출모형을 개발하였다. 또한, Chezy의 마찰계수를 적용하기 위하여 조고의 함수로 표현되는 지수형 마찰계수 산정식을 도입하였다. 따라서 모호한 조도계수의 개념을이용하지 않고 거친 정도를수치화하여 물리적인 의미를 가진마찰계수를 산정하고 적용 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 개발된 모형을 부채꼴 실험유역과 장방형 실험유역 및 실제유역인 안성천유역을 대상으로 6개의 사상을 적용하여 그 적용성을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권10호
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• pp.755-768
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• 2007

본 연구는 자갈하천에서 실측한 자료를 사용하여 유량 변화에 따른 조도계수의 변화를 분석하고, 기존 조도계수 경험식의 적용성을 검토하는 것이 목적이다. 실측자료를 이용한 조도계수의 산정을 위하여 미 지질조사국의 NCALC 모형을 이용하여 대상구간의 조도계수를 산정하였고, 산정된 결과를 4가지 경험적인 방법에 의해 산정된 조도계수와 비교하였다. 분석결과 기존의 경험적 방법들은 홍수기에 국한하여 근사적인 해를 제공할 수 있으나 판단의 주관성, 방법에 따른 결과의 차이 등으로 인하여 산정결과의 불확실도가 높을 것으로 판단되었다. 평저수기의 조도계수는 기존 경험적 방법으로 산정이 어려울 것으로 나타났으며, 특히 Manning 공식을 이용하여 조도계수를 산정하는 경우, 상한치와 하한치의 범위가 크므로 사용 시 주의가 필요함을 알 수 있었다. 그리고 평저수기에도 조도계수와 하상입도가 상관성이 있는 것으로 확인되었으나 홍수기의 상관성과 다르게 나타남을 확인하였다.