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논문실적
| 불연속 흐름 모의를 위한 1차원 하천수리모형 개발 |
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학술지명 한국스마트워터그리드학회
저자 노준우,김성훈,김연수,정안철,안현욱
발표일 2017-11-02
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하천 및 수자원의 효율적인 관리와 더불어 다양한 수공구조물의 운영 및 관리를 위해서는 구조물 주변에서 발생하는 불연속 흐름 및 급변류 등의 현상과 구조물 운영을 반영한 수치해석 기법을 이용한 모델 개발이 필요하다. 본 연구에서는 하천의 불연속 흐름을 모의하기 위한 1차원 흐름해석 모형(K-River)을 개발하였다. K-river는 천이류와 급변류를 수치적으로 안정하게 처리하기 위하여 지배방정식을 보존형 Saint-Venant 방정식으로 선정하여, FVM과 Forward Euler 방법을 이용하여 이산화를 수행하였다. 수치흐름률을 계산하기 위해서 불규칙 단면과 하상의 급경사 등에 신뢰도가 높은 기법으로 판단되는 근사 Riemann해법 중 하나인 HLL flux를 이용하였다. 개발된 K-river 모형의 검증을 위해서 해석해가 존재하는 타원형의 하상융기가 있는 하도에 적용하고, 국내에서 하천 설계 및 관리를 위해서 광범위하게 이용되고 있는 1차원 흐름해석 모형인 HEC-RAS 모의결과와 비교?검토를 수행하였다. 그 결과, HEC-RAS에서는 모의되지 않는 일부 급변류의 경우에도 금회 개발 모형은 모의가 가능하였으며, 전체적으로 K-River가 HEC-RAS 보다 해석해에 근사하게 모의하였다. 향후 수공구조물 등의 고려가 가능하도록 K-river의 모듈을 추가 개발하고, 보다 다양한 수문 사상에 확대 적용할 예정이다. |
