• 한국환경과학회지
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• 제28권6호
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• pp.535-544
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• 2019

We computed parameters that affect velocity distribution by applying Chiu's two-dimensional velocity distribution equation based on the theory of entropy probability and acoustic doppler current profiler (ADCP) of Jungmun-stream, Akgeun-stream, and Yeonoe-stream among the nine streams in Jeju Province between July 2011 and June 2015. In addition, velocity and flow were calculated using a surface image velocimeter to evaluate the parameters estimated in the velocity observation section of the streams. The mean error rate of flow based on ADCP velocity data was 16.01% with flow calculated using the conventional depth-averaged velocity conversion factor (0.85), 6.02% with flow calculated using the surface velocity and mean velocity regression factor, and 4.58% with flow calculated using Chiu's two-dimensional velocity distribution equation. If surface velocity by a non-contact velocimeter is calculated as mean velocity, the error rate increases for large streams in the inland areas of Korea. Therefore, flow can be calculated precisely by utilizing the velocity distribution equation that accounts for stream flow characteristics and velocity distribution, instead of the conventional depth-averaged conversion factor (0.85).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1560-1565
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• 2007

본 연구에서는 Brooks(1954) 연구에서 유사가 포함된 경우와 순수한 물인 경우를 다 포함하여 심층적으로 시행한 실험실 실측자료를 사용하였다. 이 논문에서 Manning과 Chiu의 연결고리로 제시한 F(M)과 Manning의 n, R(동수반경), I(수로경사)와 같은 기초적인 입력자료 만을 사용하여, 수로수직단면의 전체유속분포를 잘 표현할 수 있고 동시에 그동안 취득하기 어려운 최대유속($u_{max}$)도 실측하지 않고 손쉽게 산정할 수 있음을 증명하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.154-159
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• 2008

본 연구에서는 수자원 기초자료 중 매우 중요하고 효과적인 유량측정방법을 위해 가장 먼저 결정하여야할 평균유속을 어떻게 결정할지를 제안코자 하며, 이를 위하여 현재까지 가장 널리 응용되고 있는 평균유속공식인 Manning공식과 최근에 그 효용성이 입증된 Chiu의 유속공식과의 상호관계에 대하여 분석 검토하여, 수로경사가 변화하는 경우나 유사유무에 관계없이 주어진 단면에서의 엔트로피 값, 즉 평형상태를 유지하려는 경향이 있음을 증명하였다. 따라서 인공수로에 관련된 간단한 수리입력 자료만 있다면 그동안 취득하기 어려운 $u_{max}$와 전체유속분포 산정에 매우 유용하게 사용될 수 있다고 사료된다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2000년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.346-351
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• 2000

The study was carried out to investigate the characteristics of vertical velocity distribution measured by current meter at Kangkyung station in Keum river during the period of 1995 to 1997. It suggests the quadratic parabola equation to estimate the vertical velocity profile only from the measurement data of surface velocity. The equation was found to be statistically very stable and showed high significance to express the surface velocity and bottom velocity. The vertical velocity profile was determined by the relationships to the surface velocity, and a coefficient of the quadratic parabola equation. The vertical velocity profile can be applied to calculating the mean velocity and discharge, and to and to analyse the dispersion of pollutant materials in the streamflow.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4B호
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• pp.357-363
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• 2009

일반적으로 사용되는 관수로의 평균유속을 구하려면 Darcy-Weisbach의 마찰손실수두공식을 사용하면 되나, 그러나 이 식의 마찰손실계수 f는 Reynolds수와 상대조도(${\varepsilon}$/d)의 함수이므로 사용하기에 매우 불편하며 따라서 보다 편리한 식이 요구된다. 이에 본 연구에서 Chiu 유속공식의 신뢰성과 정확성을 증명하기 위하여 관수로에서 비삽입식 유속측정 장치인 레이저 유속계(Laser Doppler Velocimeter: LDV) 및 초음파 유량계(Ultrasonic Flowmeter: U/F), 삽입식 유속측정장치인 피토관 (Pitot Tube)을 이용하여 실측한 유속측정 자료와 Chiu의 공식을 이용한 유속분포가 매우 잘 일치함을 증명하였다. 유량의 증감에 관계없이 실험실 수로에서의 최대유속과 평균유속간의 이론적인 선형관계를 증명함으로써 관수로내 유속의 평형상태, 즉 엔트로피 파라미터 M값에 대응하는 평형상태에 도달하려 하고 이 평형상태를 지속적으로 유지하려고 하는 경향이 있음을 증명하였다. 또한, 한 단면을 대표하는 엔트로피 파라미터 M값이 결정되면 최대유속이 발생하는 지점에서의 유속 측정만으로 단면 전체의 평균유속을 쉽게 구할 수 있고 이로부터 간단히 유량을 산정할 수 있음을 증명하였으며, 이는 추후 관수로 설계 및 운영관리 시 가장 중요한 평균유량을 측정할 수 있는 이론적인 도구로 사용될 수 있음을 의미하는 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6558-6564
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• 2013

본 평균유량은 하천의 임의 한 단면에 흐르는 물의 양을 평균적으로 나타내는 지표로서 하천유역의 물 순환구조 파악, 하천시설의 설치, 각종 수공구조물 설계, 친수 공간 이용 및 관리 등을 목적으로 매우 중요하다. 기본적으로 평수기에 측정된 유량 및 수위자료를 바탕으로 수위-유량 관계곡선을 만들어 필요한 유량을 생산하고 있다. 이 방법은 등류상태에서는 잘 일치하나 홍수기 부정류 상태에서는 그 한계성을 보이고 있다. 따라서, 본 논문에서는 Chiu의 2차원 유속공식으로부터 유도된 새로운 평균유속 공식을 사용 하여 루프형 특성을 보이는 부정류 상황에서의 평균유속 산정을 하였다. RMSE 및 폴라그래프 분석 결과 제안된 공식은 기존의 공식들과 비교하여 약 19배 정도의 정확성을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.451-460
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• 1983

Computational four-equation turbulence model is developed and is applied to predict twodimensional unsteady thermal surface discharge into a reservoir. Turbulent stresses and heat fluxes in the momentum and energy equations are determined from transport equations for the turbulent kinetic energy (R), isotropic rate of kinetic energy dissipation (.epsilon.), mean square temperature variance (theta. over bar $^{2}$), and rate of destruction of the temperature variance (.epsilon. $_{\theta}$). Computational results by four-equation model are favorably compared with those obtained by an extended two-equation model. Added advantage of the four-equation model is that it yields quantitative information about the ratio between the velocity time scale and the thermal time scale and more detailed information about turbulent structure. Predicted time scale ratio is within experimental observations by others. Although the mean velocity and temperature fields are similarly predicted by both models, it is found that the four-equation model is preferably candidate for prediction of highly buoyant turbulent flows.

• 한국농공학회지
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• 제37권3_4호
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• pp.82-89
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• 1995

The efforts of formulation have been reviewed and the results of existing laboratory experiments are investigated in order to describe the contracted flow which occurs at the final closure of sea dike construction. The regional characteristics of contracted flow is analyzed by checking the drawdown curve, and Chezy's mean velocity equation is employed to estimate the discharge rate at the closure. Weir-type discharge equations are reviewed, which are derived from Bernoulli equation, and the problems of the equations are discussed. Chezy's mean velocity equation is considered to be widely and generally applicable, and the empirical factor introduced in Chezy's equation is named 'form drag factor' since it is primarily dependent on the form drag caused by the contraction of discharge area. Laboratory experiments were conducted mainly in order to investigate the variation of form drag factor against various parameters, and an empirical equation is developed for the estimation of form drag factor.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.169-179
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• 2000

이 연구에서는 1995년부터 1997년까지 금강수계 강경지점에서 유속계로 측정한 유속자료를 분석하여 자연하천의 연직방향 유속분포특성을 규명하였다. 또한, 현장유속 측정조건이 불량하여 다점법으로 유속분포를 측정하기 곤란한 경우, 간단하게 표면유속만을 측정하여 상대깊이별 유속을 추정할 수 있는 연직 유속분포식을 유도하였다. 2차 포물선의 유속분포식은 통계적으로 매우 안정적이고, 표면유속과 바닥유속 등과 고도의 유의성을 보였다. 2차 포물선식의 상수 및 계수와 표면유속과의 상관관계를 구하였으며, 실측 검정자료에 적용한 결과, 유속분포특성을 잘 반영하는 것을 확인할 수 있었다. 연직 유속분포식으로 추정된 유속은 실제수심을 적용하여 평균유속과 유량을 결정할 수 있으며, 이는 또한 하천의 오염물질이동 등 수질해석에 적용할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권6호
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• pp.449-459
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• 2011

사석 입자의 운동을 시작하는 한계평균유속은 사석의 평균입경, 수심에 대한 사석의 평균입경 비, Froude수 및 한계평균유속에 대한 난류전단속도 비에 따라 증가함을 실험을 통해 확인하였고, 이 값을 사석의 수리적 안정성을 지배하는 변수로 채택하여 회귀분석을 통한 사석의 안정성 실험식을 개발하였다. 개발된 사석 안정성 식은 기존 실험의 유속범위인 0.36~0.73 m/s에서 0~5.0 m/s까지 확장시켜 실제 하천에 적용 가능성을 검토하였다. 큰 값의 Reynolds수의 확장에 따른 한계평균유속을 포함한 매개변수간의 유용한 상관성을 제시하였다. 실험값으로부터 확장된 큰 값의 Reynolds의 범위에서의 사석 안정성에 대한 평균입경의 산정은 0~3.0 m/s에서는 미국 토목학회 공식과 미개척국에서 제시한 안정성식과 적합함을 보였으며, 3.0~5.0 m/s에서는 미국 토목학회 공식과 잘 일치하였다. 개발된 사석평균입경 결정공식은 일반적으로 미국 토목학회 공식과 잘 일치하였고, 기존 안정성식과 비교한 결과 대부분 잘 일치하는 것으로 확인되었다. 따라서 개발된 사석평균입경 산정식은 높은 사용성을 가지고 있음을 확인하였다.