강성수리(剛性數理) 모델에 의한 파이프라인계(系)의 서어징 해석(解析) = Analysis of in Pipeline Systems Using Rigid Water Colum Model

국문 초록 (Abstract)

開放式 管水路는 낮은 壓力으로 多量의 用水를 輸送할 수 있는 장점을 갖고 있으나 流量變動에 의한 서어징現像이 현저한 것이 단점이다. 管路內의 흐름을 安定시키기 위해서는 이 서어징의 特性이 究明되어 대규모의 서어징에 대한 對策이 講究되어야 할 것이다.
開放式 管水路系의 서어징을 剛性水柱理論으로 計算하기 위하여 運動方程式, 連續方程式과 스탠드 水槽의 中間壁에 設置된 堰의 越流公式等을 組合한 基礎方程式이 유도되었다. 本 硏究의 數値解析모델은 가장 一般的인 4차의 Runge-Kutter 方法을 使用하였으며, 이 모델의 正當性과 프로그램의 有用性을 檢證하기 위하여 水理模型實驗値와 數値解析値가 比較되었다. 그 結果 管路에 空氣의 混入이 없는 경우에는 實驗値와 解析値가 實用上의 支章이 없는 程度로 잘 일치되었지만, 空氣의 混入이 發生되는 경우에는 實驗値가 解析値에 비해 약간 크게 나타나서 이 경우에도 서러징의 解析이 可能한 새로운 모델의 開發이 필요한 것으로 생각된다.
또한 本 剛性水柱 모델을 利用하여 現在 서어징 問題로 困難을 받고 있는 日本 滋賀縣 琵琶湖 부근의 用水幹線을 對象으로 그 서어징의 特性과 改善方法을 檢計한 結果 旣設 開放式管水路系의 스탠드 중 每3個所 스탠드마다 1個所 스탠드의 下流側 水槽 水面積 擴張하는 것이 妥當性이 있는 것으로 解析되었다.