• 제목/요약/키워드: velocity and water depth measurement

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식생된 개수로에서 난류 구조와 부유사 이동 현상의 수치해석 (Numerical Investigation of Turbulence Structure and Suspended Sediment Transport in Vegetated Open-Channel Flows)

  • 강형식;최성욱
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권5호
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    • pp.581-592
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    • 2000
  • 본 연구에서는 식생된 개수로에서의 난류 구조와 부유사 이동을 수치모의하였다. 난류폐합식으로는 $\textsc{k}-\;\varepsilon$ 난류모형을 사용하였다. 수치모의를 통해 평균유속, 난류강도, 레이놀즈 응력, 난류에너지 생성 및 소멸의 분포를 계산하였으며, 기존의 실험결과와 비교하였다. 식생에 의한 항력으로 인하여 평균유속이 전반적으로 감소되었으며, 이에 따라 난류강도와 레이놀즈 응력의 분포 역시 약화되었다. 침수식생의 경우, 식생높이보다 높은 구간에서는 전단에 의한 난류에너지 생성이 지배적이며, 식생높이 보다 낮은 구간에서는 후류에 의한 난류에너지 생성이 지배적임을 확인하였다. 또한 정수식생의 경우, 전채 수심에 걸쳐 후류에 의한 난류에너지 생성이 지배적으로 발생하였다. 대체적으로 수치모의에 의한 결과가 실험값과 유사한 양상을 보이는 것이 확인되었다. 수치모형으로부터 계산된 난류동점성계수 분포를 이용하여 부유사 보존방정식을 수치해석하였다. 식생된 개수로에서의 부유사 농도는 일반 개수로에 비해 전 수심에 걸쳐 균일하게 분포하였다. 또한 식생밀도가 증가할수록 부유사량은 감소하며, 동일한 식생밀도에 대해서는 입자의 크기가 작을수록 부유사량이 증가함을 확인하였다.

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표층붕괴 예측을 위한 체적함수비 적용성 연구 (A study on applicability of volumetric water content to predict shallow failure)

  • 석재욱;송효성;강효섭;김호종
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.737-746
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    • 2019
  • 국내에서 발생하는 산사태는 대부분 강우에 의해 유발된 표층붕괴 형태이며 많은 연구자들에 의해 체적함수비를 통한 붕괴 예측 가능성이 밝혀졌다. 본 연구에서는 체적함수비 증가 기울기 특성을 통해 붕괴를 판단하는 방법에 대해 고찰하였다. 이를 위해 화강암 풍화토를 이용하여 실내 토조실험을 수행하였다. 강우강도 30, 50 mm/hr 조건하에 표층의 포화 상태를 확인하기 위해 비탈면 상부, 중부, 하부 10, 20 cm 심도에 체적함수비계를 설치하였다. 실험결과 체적함수비를 사용한 붕괴 판단은 비탈면 경사에 따라 제한적으로 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 강우 침투속도에 의한 유효누적강우량이 붕괴시간을 결정하는 요인으로 판단된다. 체적함수비 증가 기울기를 활용한 붕괴 판단 시 체적함수비의 설치 위치 및 심도에 의해 결과가 달라지는데 실험데이터에 의하면 비탈면 하부 20 cm에서의 계측 값이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 확인된 체적함수비 분석 방법 및 설치위치 선정 방법은 향후 체적함수비를 활용한 계측기준을 제시하기 위한 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

수중 자율작업용 로봇 플랫폼 개발 (Development of Robot Platform for Autonomous Underwater Intervention)

  • 여태경;최현택;이윤건;채준보;이영준;김성순;박상현;이태희
    • 한국해양공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.168-177
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    • 2019
  • KRISO (Korea Research Institute of Ship & Ocean Engineering) started a project to develop the core algorithms for autonomous intervention using an underwater robot in 2017. This paper introduces the development of the robot platform for the core algorithms, which is an ROV (Remotely Operated Vehicle) type with one 7-function manipulator. Before the detailed design of the robot platform, the 7E-MINI arm of the ECA Group was selected as the manipulator. It is an electrical type, with a weight of 51 kg in air (30 kg in water) and a full reach of 1.4 m. To design a platform with a small size and light weight to fit in a water tank, the medium-size manipulator was placed on the center of platform, and the structural analysis of the body frame was conducted by ABAQUS. The robot had an IMU (Inertial Measurement Unit), a DVL (Doppler Velocity Log), and a depth sensor for measuring the underwater position and attitude. To control the robot motion, eight thrusters were installed, four for vertical and the rest for horizontal motion. The operation system was composed of an on-board control station and operation S/W. The former included devices such as a 300 VDC power supplier, Fiber-Optic (F/O) to Ethernet communication converter, and main control PC. The latter was developed using an ROS (Robot Operation System) based on Linux. The basic performance of the manufactured robot platform was verified through a water tank test, where the robot was manually operated using a joystick, and the robot motion and attitude variation that resulted from the manipulator movement were closely observed.

서해암 방조제 공사 기간중 유실토량 측정시험 (A Study of sea Dike meterials loss due to Scouring and Consolidation Settlement During the Periond of Construction on Construction on the West Cost of Korea)

  • 안재숙
    • 한국농공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.2503-2519
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    • 1972
  • The studies were carried out to find the cause and the quantitative evaluation of sea dike materials loss which is occured during the period of construction works for the tideland reclamation projects on the west coast of Korea. Major subjects to studies were to establish the typical relationships between the tidal flow and the movement of dike materials, the tidal-flow and the erosion, the dike materials and the ratio of material movement(losses), construction methods and the ratio of materials movement (losses). Based on the above subjects, the studies were made for the purpose of obtain the following informations; (1) Collecting and evaluaing the data of dike material losses due to foundation settlement, from designed existing dikes on the west coast. (2) By the field investigation at A-San Sea Dike, Pyong Taek Project, the Comparison would be made by the relationships between the tide velocity and the movement of dike foundation under the natural conditions and the period of construction so that find out the relationship between the dike materials of foundation situation and settlements. With regard to the dike construction works, it is so difficult to calculate the exact quantity of material losses due to the foundation settlements. The major factors that affect the settlement losses of the dike materials are: (1) Topographical variation (2) Swepting the sectional area of dike by the tide velocity. (3) Dumping riprap to the outerside of dike during the period of construction works. (4) Sectional area losses by the cause of occurence of the new tide channels. (5) material losses by the heavy storms. (6) Consolidation settlement by the foundation weakness. (7) Material losses by the earth materials by tide flow. Most hi호 material losses were occured by the Consolidation settlement due to the foundation weakness, the maximum tide velocities due to decrease the cross sectional area of the gaps and erosion of foundation due to the range of tide, Inner and outerside of dike, or dike material loses due to the tide flow. Final conclusion would be obtained by the continuous measurement of consolidation settlement at the stage of final clusure of the dike. (It is scheduled to close on the end of 1972) However, intermediate conclusion can be introduced as follows: (1) The estimation of material(losses) during the period of construction works for the existing sea-dikes up to date were only empirical. The material losses at the general closure for design was estimated at 10% of the riprap, 20% of the earth materials, and 20% of the riprap, 40% of the earth materials at the final closure of the dike. The final closure estimated double quantity to the general closure, but it is still doubt. (2) The ratio of consolidation settlements was found smaller than the calculated quantity. It can be foreseen that settlement speeds is higher thom the calculated speeds. (3) The movement of dike foundation under the natural conditions were not so depends on the geological conditions of the foundation. (4) When the tide velocities was estimated 100 at the normal tide, it was estimated 125 at the high tide and 55 at the low tide. The tide velocities at the low tide shows apparently lower than the high tide and the higher velocities at the deep water depth.

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정치망 어구어법의 개발에 관한 연구-I - 현용어구의 흐름에 대한 형상 변화 - (A Study on Improvement for Fishing Gear and Method of Pound Net - I - Net Shapes of the Commerical Net in the Flow -)

  • 윤일부;이주희;권병국;조영복;유제범;김성훈;김부영
    • 수산해양기술연구
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    • 제40권4호
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    • pp.268-281
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    • 2004
  • 본 연구는 실제 정치망 어장에서의 조류에 따른 어구 형상 변형을 추정하고, 그 변형을 최소화시키며 어구의 기본 기능을 유지시키는데 필요한 수중 현상과 어구 내부용적을 적절하게 유지할 수 있는 설계의 기본 자료를 얻기 위한 목적으로 회류 수조에서 모형실험을 실시하였으며, 흐름에 따른 대뜸의 멍줄에 작용하는 장력, 정치망 내의 유속변화와 그물형상의 변화를 측정하였다. 1. 유속이 0.0m/s에서 0.6m/s로 증가 할 때에 유속 (v)에 따른 장력(R)의 실험식은 운동장 조상의 경우 R=$19.58v^{1.98}$($r^2$=0.98) 원통 조상인 경우, R=$26.90v^{1.72}$($r^2$=0.95)이었다. 2. 유속변화는 흐름이 망내부를 통과함에 따라 감소하여 운동장이 조상인 경우, 제1원통내부에서 0.1m/s일 때 약 70%, 0.2m/s일 때 60%, 0.3m/s일 때 약 50%, 0.4~0.6m/s에서는 약 40%정도로 초기유속에 비해 감소하였다. 원통이 조상측일 경우, 제2원통을 통과한 흐름은 초기 유속의 약 30~60%로 급격히 감소하였고, 제1원통에서는 약 20~30% 비탈그물에서는 약 10~20%정도 감소하였고, 운동장내에서 다시 유속이 증가하였다. 3. 운동장이 흐름의 조상측인 경우, 운동장그물의 기울기 변화량은 0~70$^{\circ}$까지, 비탈그물은 0~63$^{\circ}$까지 변화하였고, 조하측인 제2원통은 0~47$^{\circ}$까지 변화하였다. 유속이 증가함에 따른 까래그물의 깊이 변화는 초기 깊이에 보다 제1원통과 제2원통이 약 0~45%정도, 비탈그물이 약 0~37% 정도로 감소하였다. 4. 원통이 흐름의 조상측인 경우, 제2원통의 기울기 변화량은 약 0~70$^{\circ}$까지, 비탈그물은 약 0~55$^{\circ}$까지, 조하측인 운동장은 0~50$^{\circ}$까지 였다. 까래그물의 깊이 변화는 초기 깊이와 비교해서 제1원통은 약 0~35%, 제2원통은 약 0~20%, 비탈그물은 약 0~35%까지 감소하였으며, 유속이 0.5m/s이상에서 비탈그물이 원통 입구까지 부상하여, 원통 입구를 90%이상 막았다. 5. 어구의 변형을 최소화하고 전개용적을 증가시키기 위해서는 입구 및 운동장 부분에서는 힘출의 저조시 수심 위치에 중량추를 부착하고, 운동장 바깥쪽과 제1원통의 섶장과 까래그물 제2원통의 바깥쪽, 비탈그물의 까래에 부가 중량추를 부착하는 것이 필요할 것으로 판단된다.