만곡수로 내의 호안 안정성 연구

김수영,윤광석,김형준,Kim, Sooyoung,Yoon, Kwang Seok,Kim, Hyung-Jun 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.12

제방은 홍수가 발생했을 때 하천의 범람을 막아 제내지의 인명, 가옥, 재산 등을 보호하는 중요한 기능을 하는 하천구조물이다. 제방의 붕괴원인은 크게 월류에 의한 붕괴, 침투에 의한 붕괴, 침식에 의한 붕괴로 분류되며, 침식에 의한 붕괴를 방지하기 위하여 호안을 설치한다. 따라서, 이러한 호안의 안정성은 제방 전체의 안정성과 직결되는 중요한 요소이다. 특히, 흐름의 강도가 증가하는 만곡부와 같은 수충부에서는 호안의 안정성이 급격히 저하되므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 경질성 호안의 수리실험을 통해 만곡수로에 설치된 호안의 취약지점을 파악하였으며 주요 지점의 유속과 수위를 측정하였다. 또한, 동일한 조건으로 3차원 수치해석을 수행하여 실험에서 계측장비의 한계로 확인하기 어려운 흐름특성을 분석하였다. 그 결과 제방사면의 전단응력이 크게 산정된 부분과 사석호안이 붕괴된 위치가 거의 일치하는 것으로 나타났으며 전단응력은 작으나 붕괴가 발생한 지점에서는 만곡의 영향으로 발생한 2차류에 의해 순환흐름이 발생되어 호안의 붕괴를 유발하는 것으로 나타났다. 기존의 사석산정공식을 이용하여 사석호안의 규모를 결정하였으며 하도의 평균유속보다 국부적인 최대유속으로 산정하였을 때, 1.5~4.7배 크게 산정되었다. 본 연구를 통해 만곡수로에서는 직선수로에서와는 사석의 규모를 산정하는 방법을 달리해야하는 것을 알 수 있었으며, 추후 곡률반경 및 구조물에 대한 영향을 고려하고 대표형상에 대한 가중치를 부여 할 수 있으면 보다 합리적이고 정확한 호안사석의 규모를 결정할 수 있을 것으로 예상된다. The levee protect lifes, houses, and properties by blocking overflow of river. The revetment is forced to be covered on the slope of levee in order to prevent erosion. The stability of revetment is very important enough to directly connected to the stability of levee. In this study, the weak points of revetment on meandering channel were found by movable revetment experiment and the velocity and the water surface elevation (WSE) were measured at main points. The 3-D numerical simulations were performed under same conditions with experiment. And unclear flow characteristics by the limit of measuring instruments were analyzed through numerical simulation. Consequently, the section of large wall shear stress and the failure section are almost the same. Despite of small wall shear stress, the revetments located at right bank were carried away because of circulation zone due to secondary flow by meandering. With existing riprap design formula, the sizes of riprap determined using maximum local velocity were 1.5~4.7 times greater than them using mean velocity. As a result of this study, it is necessary to calculate the size of riprap in other ways for meandering and straight channel. At a later study, if the weighted value considered the radius of curvature and shape of hydraulic structure is applied to riprap design formula, it is expected that the size of revetment was evaluated rationally and accurately.

2개의 하천이 합류하는 하구역에서의 연결수로 통수능에 따른 홍수위저감효과 분석

김수영,김형준,윤광석,Kim, Sooyoung,Kim, Hyung-Jun,Yoon, Kwang Seok 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.12

하구둑과 같은 구조물이 설치된 하구역에서는 상류로부터 내려온 하천수와 외해의 조석, 수문의 운영에 따라 복잡한 유출특성을 가지게 되며, 하나의 하구역에 2개 이상의 유역출구가 존재하는 경우 더욱 복잡한 형태의 홍수유출특성을 나타낸다. 이러한 사례로 현재 개발계획이 수립중인 새만금 지역을 들 수 있다. 새만금 지역의 경우 만경강과 동진강 유역에서 하천수가 유입되고 방조제에서는 배수갑문을 통해 하천수를 방류하고 해수유입을 차단한다. 두 하천이 만나는 새만금호 내에는 분리하는 용지가 들어서게 되며, 두 수계의 유출량을 연결수로를 통해 교환할 수 있도록 계획되고 있다. 이러한 연결수로는 평소에는 주운의 역할을 하지만 홍수시에는 두 수계간의 홍수를 소통시켜 홍수를 분담하는 기능을 하게 된다. 따라서 하구역 내의 치수적 안전성 확보를 위해서는 연결수로에 대한 홍수분담능력을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연결수로의 통수능에 따른 홍수위 저감효과를 수치해석을 통해 분석하였다. 해석에는 Delft3D를 활용하였으며 해석기간은 배수갑문의 방류가 어려워 최대홍수위가 발생되는 소조기로 설정하였다. 새만금종합개발계획상의 토지이용계획에서는 3개의 연결수로가 계획되어 있으나 연결수로에 의한 홍수위저감효과를 검토하기 위해 해석을 단순화하여 가장 폭이 넓은 수로 1개만 운영되도록 설정하였다. 연결수로의 폭은 동일하게 하고 하상고를 EL.-15m~EL.-3m까지 2m 단위로 변화시켜 다양한 통수능 조건에서의 홍수저감효과를 검토하였다. 수치해석 결과 연결수로의 통수능이 감소하면 두 수계간의 수위차가 증가하면서 배수갑문지점에서의 최대수위도 증가하며, 동일한 수위차라 하더라도 통수단면적에 따라 유속의 영향으로 홍수위 저감효과도 변화한다는 것을 확인하였다. 또한, 통수단면적이 증가하더라도 홍수위 저감효과가 발생하지 않게 되는 통수단면적도 분석하여 제시하였다. 본 연구결과는 향후 연결수로 설계시 기초자료로 활용될 수 있으며, 준설로 인한 공사비를 최소화하면서 홍수위 저감효과는 극대화할 수 있는 최적 연결수로를 설계할 수 있을 것으로 기대된다. In the estuary where the structure such as river-mouth weir has been installed, the flow is developed very complicatedly due to river water from upstream, tide of the sea and floodgate operation. Especially, if basin outlets more than one exists in one estuary, the boundary conditions will be significantly more complex form. Saemangeum(SMG) project area in Korea is the most typical example. There are Mankyung river and Dongjin river in upstream. The water of them inflows into SMG project area. In the downstream, river flow was drained from inland to sea over the SMG sea dike through the sluice. The connecting channel was located between Mankyung and Dongjin basins. It functions not only as transportation by ship in ordinary period but also as flood sharing by sending flood flow to each other in flood period. Therefore, in order to secure the safety against flood, it is very important to understand the flood sharing capacity for connecting channel. In this study, the flood control effect was analyzed using numerical simulation. Delft3D was used to numerical simulation and simulated period was set up with neap tide, in which the maximum flood stage occurred due to poor drainage. Actually, three connecting channels were designed in land use plan of the SMG Master Plan, but they were simplified to a single channel for conciseness of analysis in this study. According to the results of numerical analysis, the water level difference between two basins was increased and the maximum flood stage at dike sluice was also upraised depending on decrease of conveyance. And the velocity induced by same water level difference was decreased when the conveyance became smaller. In certain conveyance above, there was almost no flood control effect. Therefore, if the results of this study are considered for design of connecting channel, it will be expected to draw the optimal conveyance for minimizing dredging construction cost while maximizing the flood control effect.

제방붕괴시 하도 Froude수 변화에 따른 붕괴유량 산정 수리모형실험

김수영,정녕진,정석일,이승오,Kim. Sooyoung,Jeong. Nyeong Jin,Jung. Seok Il,Lee. Seung Oh 한국방재학회 2012 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.1

최근 이상기후 및 극한 홍수 발생빈도의 증가로 인해 수공구조물 붕괴위험이 증가하고 있다. 한국에서 발생한 수공구조물의 피해규모를 분석한 결과 제방의 파괴가 전체 수공구조물 중 70 %이며, 그 중 월류에 의한 피해가 40 %로 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 그러나 제방 붕괴에 대한 연구는 종방향 월류에 대한 연구가 대부분인 반면 횡방향 월류에 대한 연구는 상대적으로 부족하다. 따라서 본 연구에서는 제방을 월류하여 제내지로 유입되는 유량을 시간에 따라 분석하여 제방붕괴의 메커니즘을 규명하였다. 대상 제방의 규격은 높이 3 m, 정부폭 3 m, 사면경사가 1:2인 제방으로 설정하였으며 이를 1/10 축척으로하여 하도폭 1.5 m인 실험 모형을 제작하였다. 상류 유입부로부터 6 m거리에 4m 길이의 이동상 제방을 제작하였다. 이동상 제방의 제체는 주문진 표준사로 축조하였으며 제방 마루부의 월류유도부를 통해 초기 붕괴를 유도하였다. 하도의 Froude 수 조건은 0.13, 0.27, 0.40 으로 설정하였고, Froude 수 변화에 따른 붕괴 후 제내지 유입량 및 하도 내 수위 변화를 관측하였다. 실험 결과 하도의 Froude 수가 커질수록 제내지 유입량이 증가하는 경향을 나타냈으나 제내지 유입량과 하도 내 유량의 비는 Froude 수가 커질수록 감소하였다. 제방붕괴에 따른 하도 내 수위 변화는 붕괴부 하류보다 상류가 감소율이 컸고 Froude 수가 클수록 상하류 수위차가 크게 나타났다. 이 결과는 추후 축척효과(Scale effect)를 고려하여 현장에서 실제 제방의 붕괴 메카니즘을 규명하는데 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

임의형상 파샬플륨에 대한 무차원 유량공식 산정

김수영,이승오,Kim, Sooyoung,Lee, Seung Oh 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.5

유량측정방법 중에서 파샬플륨을 이용하는 방법은 유속이 매우 느리거나 토사유입이 많은 지점에서 상대적으로 유리하다. 국제표준화기구(ISO : International Organization for Standardization)에 파샬플륨의 규모별 규격화된 경험식이 제시되어 있지만, 규격을 따르지 않는 파샬플륨에 대한 수리실험이나 수치모의를 통한 연구는 다소 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 ISO 규격 파샬플륨에 대하여 경험식과 수치모의를 비교하여 파샬플륨에 대한 수치모의의 적정성을 검토하였고 현장 여건 등의 이유로 ISO 규격을 따르지 않는 파샬플륨은 유량산정공식을 얻기 위해서 수리실험을 수행해야만 했다. 이러한 임의형상의 파샬플륨에 대하여 동일 조건의 수리실험 및 수치모의 결과를 비교 검토하였다. 그 결과 수치모의가 파샬플륨의 수심과 유량을 적절하게 모의하고 있음을 확인하였다. 이 결과를 이용하여 임의형상에 대한 무차원 유량산정공식을 도출하였으며, 식을 통해 산정된 값과 실험값을 비교하였다. 그 결과 오차는 최대 2.3%로 나타났다. 파샬플륨의 규모결정시 실제 지형과 유입부 형상 등을 고려한 수치모의를 수행한다면 수치모의에 기초한 유량산정공식을 쉽게 도출 할 수 있을 것이다. 또한, 복잡한 수행과정으로 인해 오차가 발생하기 쉬운 수리모형실험을 경제적으로 보완할 수 있을 것으로 판단된다. Parshall flume is more practical one of hydraulic structures for measuring flowrate in open channels and also has more advantages when the magnitude of flow velocity is relatively lower or much more sediments are brought from upstream. International Organization for Standardization (ISO) has suggested the empirical formulas standardized by the sizes and dimensions of Parshall flume. However, the related studies using the numerical simulations and experiments are relatively rare. Therefore, in this study, it was examined whether the numerical simulation was adequacy for reproducing the hydraulic characteristics of Parshall flume as much as laboratory experiments by comparing the results from numerical simulations and empirical equation. And for arbitrary Parshall flume, that is unlisted in the ISO standards due to environmental conditions, constructional difficulties etc, thus, the hydraulic experiments should be conducted to obtain the empirical formulas for it, the results from numerical simulations were compared with those of laboratory experiments. Consequently, it was convinced that the numerical simulation about Parshall flume was simulated appropriately instead of experimental approach. And the dimensionless discharge equation of arbitrary ones was suggested using the results of numerical simulations, and the equation was validated by comparing with laboratory experimental results showing the maximum relative error of 2.3%. If the actual topography, the shape of inlet and submerged flow, which is excluded in this study, were carefully considered, it would be possible to supply a simple empirical discharge equation based on numerical results. Also, it can replete hard works for hydraulic experiment being error-prone with complex procedures to a minimum of economic effort.

Dual-loop EGR과 VGT가 장착된 디젤엔진 Air-path 시스템에서 저압 EGR 루프의 압력 상태량 추정 방법

김수영(Sooyoung Kim),진효민(Hyomin Jin),최세범(Seibum Choi) 한국자동차공학회 2014 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2014 No.5

This paper deals with an estimatin method for pressure states such as turbine outlet pressure and compressor inlet pressure in LP(low pressure) EGR (exhaust gas recirculation) loop of a turbocharged diesel engines have been commonly equipped with dual-loop EGR system and VGT. In accordance with the development of the engine configuration, precise control methods have been required. Even though information about pressure states consisting of LP EGR loop are essential for precise control of the air-path system with dual-loop EGR system, mass-produced engines does not include sensors for measuring those pressure states yet. Hence, this paper suggests a simple estimation method of turbine outlet pressure and compressor inlet pressure making best use of mass-produced sensors including MAF(mass air flow) sensor. The estimation method is verified through comparing with experimental data of a 6,000cc heavy-duty diesel engine.

제방뒷비탈 월류보호공의 안정성 분석을 위한 수리실험 연구

김수영(Sooyoung Kim),윤광석(Kwang Seok Yoon) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.12

본 최근 전 세계적으로 홍수의 강도와 빈도가 증가하고 있어 홍수재해가 큰 문제로 대두되고 있다. 이 중 가장 큰 비중을 차지하는 홍수재해는 태풍 및 집중호우와 동반되는 홍수라고 할 수 있다. 이로 인해 하천의 수위가 제방의 둑마루까지 상승하여 월류하는 피해가 발생하고 있으며 이러한 피해는 시설물 자체의 피해뿐만 아니라 제내지의 인명 및 재산피해도 함께 유발시킨다는 점에서 대책 마련이 시급하다. 제방이 월류하였을 때 제방이 붕괴되는 것과 붕괴하지 않고 단순 월류하는 경우의 피해정도는 매우 다르며 제방 자체의 피해는 발생하더라도 붕괴되지 않으면 제내지로 유입되는 유량을 현저히 감소시켜 홍수피해를 감소시킬 수 있다. 따라서 제방의 붕괴가 발달하기 시작하는 뒷비탈의 보호는 중요한 홍수방어방법의 하나다. 본 연구에서는 제방뒷비탈 월류보호공의 형상과 유공율에 따라 수리학적으로 유리한 보호공을 제안하고 각 보호공의 안정성 검토를 위하여 수리실험을 수행하였다. 수리실험을 통해 제방뒷비탈 보호공의 안정성은 보호공의 단위면적당 중량과 높은 상관성이 있음을 규명하고, 보호공이 이탈되는 순간의 유속인 한계유속과 단위면적당 중량과의 관계식을 도출하였다. 본 연구결과를 통하여 국내에서는 아직 도입되지 않은 자연친화적 월류보호공이 현장에 적용됨으로써 홍수시 월류에 의해 발생하는 인명 및 재산피해를 경감시키고, 더 나아가서는 자연친화적인 하천공간이 조성될 수 있을 것으로 기대된다. Recently, the intensity and frequency of floods has increasing worldwide, and flood disasters have become a big problem. Flood disasters, which account for the largest portion of disasters, are floods accompanied by typhoons and localized heavy rainfall. As a result, they cause damage of levee overtopping, in which the water level of a river rises to the levee crown. Therefore, countermeasures are essential and necessary because of the damage to the facility itself as well as to life and other property. The damage magnitude depends on the collapse of the levee. A levee that is difficult to collapse will reduce the discharge inland significantly. Accordingly, the protection of the inland slope, where the collapse of the levee is initiated, is one of the most important countermeasures In this study, revetments with various porosity and forms were suggested and hydraulic experiments were carried out for each type. The hydraulic experiments showed that the stability of a revetment in an inland slope is strongly correlated with the weight per unit area of the revetment. The relationship between the critical velocity, which is the velocity at the moment of leaving the revetment, and the weight per unit area was derived. Through this study, by applying the nature friendly revetment, which has not yet been applied to Korea, it is expected that life and property damage caused by levee overtopping during flooding can be reduced, and a nature friendly river space can be constructed.

5ㆍ4시기의 사상과 근대역사이론

김수영(Sooyoung Kim) 중국근현대사학회 1999 중국근현대사연구 Vol.7 No.-

『작은 아씨들(Little Women)』: ‘행복한 가정’을 만들기 위한 마르미의 다양한 역할 연구

김수영 ( Kim Sooyoung ) 건국대학교 동화와번역연구소 2021 동화와 번역 Vol.42 No.-

『작은 아씨들』은 1800년 중ㆍ후반의 미국 사회, 청교도 사상, 그리고 이상적인 ‘가족’ 공동체가 묘사되어 있다. 루이자 메이 올코트는 소설을 통해 기독교의 희생, 나눔, 사랑의 실천이 얼마나 아름답고 고귀한 가치가 있는지를 그린다. 마치부인인 마르미는 가족과 이웃을 변화시키는 원동력의 구심점으로 딸들에게 그 동력을 제공한다. 마르미는 가족의 사랑, 개성, 재능, 희생, 갈등, 신뢰, 그리고 겸손을 조화시켜서 ‘행복한 가정’을 만든다. 그녀는 가족 안에서 중요한 것은 서로에 대한 이해와 사랑을 위해 노력하고 희생하며 경험하는 것임을 훈육한다. 어머니는 네 딸에게 말씀 양육과 사랑의 행함을 통해 겸손과 실천을 경험하게 한다. 전쟁터에 나간 아버지의 빈자리를 원망, 불평, 분노의 말 대신에 은혜로 채우는 방법을 딸들에게 가르쳐 주고, 가난 속에서도 더 가난한 이웃을 돌보며 선행과 나눔은 물질이 아닌 믿음과 사랑에서 비롯됨을 경험을 통해 조언한다. 본 연구에서 마르미의 ‘엄마 자리’를 사랑의 실천가, 진보적 교육가, 그리고 현명한 조언가라는 다양한 역할로 고찰해 본다. Little Women depicts American society in the mid-to-late 1800s, Puritan ideas, and Utopian ‘family’ community. Louisa M. Alcott portrays how Christian sacrifices, sharing, and practices of love are both beautiful and noble through this novel. Mrs. March, Marmee, provides her four daughters with the driving force behind changing her family and neighbors. Marmee sets up a ‘Happy home’ through harmonizing family love, personality, talent, sacrifice, conflict, trust, and humility. She disciplines the importance of striving, sacrificing. and experiencing for each other's understanding and love in the family. Marmee allows her four daughters to experience both modesty and practice through raising words and doing love. She teaches her daughters how to fill their father's vacancy in the Civil War with grace instead of words of resentment, complaints, and anger, first. And then, she makes her daughters look back at poorer neighbors even in poverty and advises them through experiences that good deeds and sharing stem from faith and love, not matter. In this study, “Marmee's corner” of Mrs. March is considered as various roles of a practitioner of love, a progressive educator, and a wise counselor.

사무실 공간의 조명환경 변화에 따른 시각적 감지 변화

김수영(Sooyoung Kim),이지현(Ji-Hyun Lee),문진우(Jin Woo Moon) 한국생활환경학회 2014 한국생활환경학회지 Vol.21 No.1

This study examines the influence of color temperature and illuminance levels on occupants" visual perception in a small office space. Field measurements and surveys were conducted in a full-scale mock-up space where four lighting conditions were formed by direct/indirect lighting fixtures. Results imply that the perception of glare increased as color temperature of light increased. Under equal color temperature conditions, the increase of illuminance caused more glare. The glare perception for paper tasks was weaker than that of computer tasks. Subjects felt that space became more spacious as color temperature increased under equal illuminance levels. In order to enhance visual comfort under 3500K conditions, the space should be kept bright and lighting environment needs to be maintained in a way that occupants see letters clearly. Under 5000K conditions, the perception of visually warm and brightness is an influential factor on visual comfort.

장애아 통합프로그램에서 유아의 지능발달수준이 인지적ㆍ사회적 놀이행동에 미치는 영향

김수영(Kim sooyoung),정정희(Chung chunghee) 한국열린유아교육학회 2002 열린유아교육연구 Vol.7 No.3

본 연구의 목적은 유아들의 지능발달수준에 따라 인지적ㆍ사회적 놀이행동 특성에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보려는 것이다. 연구대상은 D시의 통합프로그램을 적용하고있는 2 곳의 어린이집 유아로 정상아 41명, 장애아가 22명으로 전체 63명이다. 연구도구는 박혜원의 K-WPPSI(1995), Kontos 등 (1997)의 인지적ㆍ사회적 놀이행동 척도이다. 연구결과, 유아의 지능발달수준에 따라 인지적ㆍ사회적 놀이 행동에 차이를 보였다. 유아의 지능발달수준이 ‘상’집단과 ‘중’집단 간에는 인지적ㆍ사회적 놀이행동에 차이를 보이지 않았지만, ‘상’집단과 ‘하’집단 ‘중’집단과 ‘하’집단 간에는 차이를 보였다. The purpose of this study is to investigate the effects of the children's cognitive and social play on the children's developmental age through integrated programs for children with and without disabilities. The subjects of this study were 63 childrens from two child care centers of integrated programs in Taegu city. The measures instruments are the K-WPPSI(1995), Kontos et al(1997). The data were analyzied according to MANOVA. The results are as follows. There are siginificant difference between the children's developmental age and the children's cognitive and social play. There are siginificant difference between the high and the low group, and between the middle and the low group of children's developmental age.