만곡수로에서 교각으로 인한 수위변화 해석

차영기(Young Kee Cha),김이현(Yi Hyeon Kim),이만석(Man Seock Lee) 단국대학교 신소재기술연구소 2000 신소재 연구논집 Vol.9 No.-

만곡하천에서 수공구조물에 의한 하천범람 예방

차영기(Cha Young Kee),김이현(Kim Yi Hyeon) 대한토목학회 2002 대한토목학회논문집 B Vol.22 No.3B

조석(潮汐)의 영향을 받는 수역(水域)에서 연직상향부력(鉛直上向浮力)? -정지수역(靜止水域)-

윤태훈,차영기,김창완,Yoon, Tae Hoon,Cha, Young Kee,Kim, Chang Wan 대한토목학회 1986 대한토목학회논문집 Vol.6 No.2

정지수역(靜止水域)에서 연직상향(鉛直上向)으로 방류(放流)되는 평면부력(平面浮力)?의 거동을 연속방정식(連續方程式), 운동량수송식(運動量輸送式) 및 추적물(追跡物) 수송식(輸送式)에 의하여 수치적(數値的)으로 해석한다. 이 해석은 유함수(流?數)와 과수송식(過輸送式)을 도입하고 Prandtl 난류모형(亂流模型)을 이용하였다. 방류밀도(放流密度) Froude 수(數)가 4~32인인 부력(浮力)?의 발달된 흐름영역(領域)에서 구한 ?중심선의 속도(速度)와 온도변화(溫度變化), ?주변수역(周邊水域)의 온도분포(溫度分布)와 흐름양상은 기존자료와 잘 맞음을 확인할 수 있다. 적분형해석(積分型解析)에 필요한 퍼짐율과 확산비(擴散比)가 방류밀도(放流密度) Froude 수(數)와 방류구(放流口)로부터의 거리의 함수로 유도된다. The behavior of a plane buoyant jet discharged vertically upward into a stagnant uniform environment is analyzed by continuity, momentum transport equation by numerical scheme. The governing equations are solved by finite difference method employing stream function and vorticity transport and Prandtl's turbulent model. Results for centerline velocities and temperatures, temperature distribution and flow pattern in receiving environment due to buoyant jet in the range of discharge densimetric Froude number of 4 to 32 show good agreement with published data. Spreading rate and dispersion ratio, which are required in integral type analysis of whole range of buoyant jet and have not been obtained yet, are derived in terms of discharge densimetric Froude number and vertical distance from source.

흐름 수역(水域)에서 연직상향부력(鉛直上向浮力)?

윤태훈,차영기,김창완,Yoon, Tae Hoon,Cha, Young Kee,Kim, Chang Wan 대한토목학회 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.1

흐름수역(水域)에서 연직상향으로 방류되는 평면부력(平面浮力)?의 거동이 연속방정식(連續方程式), 운동량방정식(運動量方程式) 및 추적물수송식(追跡物輸送式)의 기본방정식을 수치적(數値的)으로 풀음으로서 해석(解析)된다. 난류확산(亂流擴散)에는 Prandtl의 혼합거리이론(混合距離理論)을 도입한 난류수송모형(亂流輸送模型)이 이용된다. 수치해과정(數値解過程)은 기본방정식을 유함수(流?數)(stream function)식(式)과 골도수송(滑度輸送)(vorticity transport)식을(式) 이용하여 변환(變換)한 후, ?방류속도(放流速度), ?방류구폭(放流口幅) 등(等)으로 표현되는 변수(變數)와 흐름을 지배(支配)하는 무차원매개변수(無次元媒介變數)를 도입하여 무차원화(無次元化)하고 successive under-relaxation을 이용하여 Gauss-Seidal 반복법(反復法)으로 해를(解) 구(求)하는 것이다. 수치실험(數値實驗)은 방류(放流)Froude수(數)가 4~32, 방류속도(放流速度)와 가로흐름속도와의 비로(比) 정의되는 속도비가 8~15 의 범위의 흐름영역(領域)에서 수행되었다. 부력(浮力)?으로 인한 주변(周邊)흐름수역(水域)의 속도변화(速度變化), 온도상승(溫度上昇)범위, 흐름상태 및 골도(滑度)가 조사되었으며, ?의 경로에 대한 속도비와 방류밀도Froude 수의 영향이 또한 조사되었다. ?중심선의 속도, 온도변화, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數)의 변화가 계산되며 퍼짐율(spreading rate)과 확산비(擴散比)(dispersion ratio)가 방류밀도(放流密度)Froude 수, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數) 및 속도비(速度比)의 항(項)으로 해석되었다. 또한 속도와 온도분포를 상사(相似)(similarity)로 나타낼 수 있음이 밝혀졌으며, Gaussian 분포(分布)를 이용한 적분형해석(積分型解析)(integral type analysis)이 가능한 것으로 사료된다. A plane buoyant jet discharged vertically upward into a crossflow is analyzed by numerical solution of the governing equations of continuity, momentum and constituent transport. The turbulent transport is modelled by the Prandtl's mixing length theory. In the numerical solution procedure, the governing equations are transformed by stream function and vorticity transport, non-dimensionalyzed by discharge velocity, slot width, and parameters representing flow characteristics, and solved by Gauss-Seidel iteration method with successive underrelaxation. The numerical experiments were performed for the region of established flow of buoyant jet in the range of discharge densimetric Froude number of 4 to 32 and in the range of velocity ratio of 8 to 15, which is the ratio of discharge velocity to crossflow velocity. Variations of velocities and temperatures, flow patterns and vorticity patterns of receiving water due to buoyant jet were investigated. Also investigated are the effects of velocity ratio and discharge densimetric Froude number on the trajectories of buoyant jet. Computed are velocities, temperatures and local densimetric Froude numbers along the trajectory of the buoyant jet. Spreading rate and dispersion ratio were analyzed in terms of discharge densimetric Froude number, local densimetric Froude number and distance from the source along the jet trajectory. It was noted that the similarity law holds in both the profiles of velocity and temperatures across the jet trajectory and the integral type analysis of Gaussian distribution is applicable.

ASM-IV를 이용한 부유사농도 연직분포의 측정

이종석,맹봉재,차영기,Lee, Jong-Seok,Myeng, Bong-Jae,Cha, Young-Kee 한국방재학회 2006 한국방재학회논문집 Vol.6 No.1

본 연구는 강우시 소하천 수로구간에서 유사농도의 연직분포를 유사량 측정기 (ASM-IV)로 실측하여 그 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 충남 연기군 서면에 위치한 월하천 시점부분의 수로구간을 연구대상으로 선정하였다. 실측된 부유사농도의 분석자료는 상하류구간에서 각각 1시간 11분 30초 및 40분 32초 동안에 2초 간격으로 측정된 2,145개 및 1,216개중 16개씩의 시간구간 자료가 사용되었다. 분석한 결과, 상류구간의 실측치 Rouse 수는 $0.00129{\sim}0.02394$로 분포하고, 평균값은 0.01129로 나타났으며, 하류구간에서는 $0.00118{\sim}0.00822$, 평균값은 0.00436으로 하류의 값이 상류의 값보다는 훨씬 작게 분포하는 것으로 나타났다. 계산치 Rouse 수는 상류구간의 경우 $0.065115{\sim}0.065295$, 평균값은 0.06521로 나타났고, 하류구간의 경우에는 $0.057315{\sim}0.059109$, 평균값은 0.05795로 하류구간이 상류구간보다 약간 작은 값을 갖으나, 실측치 비교에서의 차이보다는 적게 나타났다. 그러나 실측치와 계산치의 비교에서는 상류구간보다 하류구간에서 더 큰 차이를 갖는 것으로 나타났는데, 이 오차는 하류구간의 침강속도 산정시 높은 수온에 대한 동점성계수 값을 본 연구에서 유도한 경험식으로 계산한 것도 원인중의 하나에 포함될 것이다. This study aims to analysis of suspended-load concentration in related to those data by measuring vertical sediments distribution with rainfall using the ASM (Argus Surface Meter)- IV at the channel reach of a upstream and a downstream in small river. The watershed, small river basin where had taken for experimental study was selected, which is a drainage area lied at Walha in Yunkee-Gun, Chungnam Province. Measured data of suspended-load concentration consists of two groups with 2,145 data during 1hr 11min 30sec and 1,216 data during 40min 32sec for measuring time of 2 second in the study reaches at river, respectively. In order to analyze of the vertical concentration distribution, using the data sets are selected the measuring time 16 sets one of these data by random in the study reaches. As a results, the Rouse number of a measured and a calculated value show that a rang of $0.00129{\sim}0.02394$, averaged value of 0.01129 md, a rang of $0.00118{\sim}0.00822$, averaged value of 0.00436 in upstream reaches, and also a rang of $0.065115{\sim}0.065295$, averaged value of 0.06521, and a rang of $0.057315{\sim}0.059109$, averaged value of 0.05795 in downstream reaches, respectively. These difference show that measured Rouse number compared with downstream reach errors of less than in upstream reach, but between measured and calculated of the Rouse number compared with downstream reach errors of more than in upstream reach, respectively. It seems to will be included one of the occurrence errors of variable estimations when Rouse number of calculated value to be made computed by the fall velocity with a high temperature of water using equation of empirical kinematic viscosity was derived in this study.

상대전단응력에 의한 충적하천의 수로양상 해석

김이현(Kim Yi Hyeon),차영기(Cha Young Kee) 대한토목학회 2000 대한토목학회논문집 B Vol.20 No.1B

충적하천(沖積河川)의 수로양상(水路樣相)에 따른 유사(流砂) 및 흐름특성(特性)

이종석,이대철,배동만,차영기,Lee, Jong Seok,Lee, Dae Cheol,Pai, Dong Man,Cha, Young Kee 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.5

This paper aims to develop the numerical model for prediction of the channel migration by analyzing of sediment and flow characteristics with patterns of channel in alluvial rivers. Flow in rivers constitutes to be the meandering or the braided form and rarely straight channel through morphologically stable patterns with mutual actions between the flowing water and bed materials. In order to develop the model for simulation of the channel migration, the channels are divided into two types with positive or negative sign by the direction of curvature radius of the centerline channel ($r_c$). That is, the single bend-channel consists of only one curvature of positive or negative sign and the multi-bend channel consists of two more curvatures of positive or negative sign, respectively. The model analyzes the sediment and flow characteristics under the influence of superelevation, spiral motion, irregularity in bed topography and depth-averaged velocity of channels. For reliability of this model, the single bend-channel and the multi bend channel are compared with experiment data in other models and the measured field data in the Keum-River, respectively. As a result, the both com parisians turn out to be excellent. 본 논문은 충적하천에서 수로의 양상조건에 따른 유사 및 흐름특성을 해석함으로써 수로의 변이를 예측할 수 있는 수치모형을 개발하기 위한 연구이다. 하천의 흐름은 하상 및 제방재료 특성과의 상호작용에 의해 복잡한 관계를 이루면서 수로변이를 통하여 형태학적으로 안정적인 형상을 유지하고 흐르기 때문에 대부분의 경우 직선형수로는 드물고 사행 또는 망류상을 이루고 있다. 본 연구에서는 수로변이를 모의할 수 있는 모형을 개발하기 위해 수로중심선 곡률반경 $r_c$값의 양과 음의 부호수에 따라 수로를 구분 즉, $r_c$의 양 또는 음의 값이 하나 만으로 이루어진 단만곡수로(single-bend channel)와 양과 음이 둘 이상의 값을 갖는 복만곡수로(multi-bend channel)로 구분하여 이들 수로에서의 편수위상승, 나선운동, 하상 및 수심평균유속의 불규칙 현상의 영향에 의한 유사이동과 흐름특성을 해석한다. 단만곡수로는 타 _모형의 실험자료와 복만곡수로는 금강의 매포수위관측소를 시점으로하는 연구구간에서 실측치 현장자료와 비교분석함으로써 본 모형의 적용성을 검증하였으며, 그 결과는 대체로 잘 일치하는 것으로 나타났다.

산지소하천의 유역특성을 고려한 임계지속시간 추정

정재욱(Jung Jae Wook),홍석현(Hong Sug Hyeon),차영기(Cha Young Kee) 대한토목학회 2005 대한토목학회 학술대회 Vol.2005 No.10

密度가 一定한 受容水에서의 浮力 Jet의 數値解

車英基 단국대학교 1984 論文集 Vol.18 No.-

By using some basic and specific assumptions and formulas (conservation equations, geometric relations, and initial conditions); the deflections of jet trajectory, the variation of concentration, the dilution ratios, and the velocity at the trajectory axis were derived on the horizontally discharged bouyant jet into homogeneous denser ambient fluids.

망상하천에서의 유량과 한계수로경사의 상관성

차영기,김이현 단국대학교 1996 論文集 Vol.30 No.-

The purpose of this study is to compare the theoretical results of determined critical channel slope with the field data in a braided river. Three dimensionless variable quantities could be obtained by the dimension analysis with 6 variables related with the transportation of bedload. Critical channel slope could be determined using these. As a study reach we chose a small part of Miho-channel which is well developed braided river in Kum-river watershed, and devided it into 25 sections of 4,680 meters in total length. Theoretical critical channel slope appeared at the section No. 21 nearly, and in reality, meandering channel form began to appear instead of braided form at near section No. 23 downstream about 320 meters from section No. 21. The critical channel slope was 1/1,591 in theory but in field it is 1/1,613. Therefore, these results turned out to be good ones.