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한국수자원학회 / v.44, no.3, 2011년, pp.249-262 
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2차원 유한체적모형을 이용한 댐 붕괴파 모의에 관한 연구
( A Study on Simulation of Dam-break Wave Using Two-dimensional Finite Volume Model ) |
| 정우창;박영진; 경남대학교 공과대학 토목공학과;서일대학 토목공학과;
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| 초 록 |
| 본 연구에서는 댐 붕괴파와 같이 연속 및 불연속 흐름해석에 적용되고 있는 HLLC 기법을 불규칙한 하상지형에서의 흐름해석에 적용할 때 생성항과 흐름률항의 사이의 수치적 불균형으로 인한 수치진동을 감소시키기 위해 well-balanced HLLC 기법과 천수방정식에 근거한 비구조적 유한체적모형을 개발하였으며, 이를 댐 붕괴파 문제에 적용하였다. 적용된 well-balanced HLLC 기법은 단순히 흐름률항을 계산할 때 하상지형경사를 직접 포함시키는 것으로 정상상태의 천이류에 적용하였을 때 생성항과 흐름률항 사이에 수치적 균형이 이루어짐을 확인하였다. 수치모형의 검증을 위해 댐 붕괴파 문제와 관련된 세 가지 서로 다른 수리모형실험과 프랑스 Mapasset 댐 붕괴에 대한 현장사례에 적용하였으며, 적용결과 본 연구에서 개발된 모형은 수리모형실험 그리고 현장에서 관측된 결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났으며, 기존의 모형으로부터 계산된 모의결과에 비해 비교적 정확한 결과를 나타내었다. |
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| In this study, in order to reduce the numerical oscillation due to the unbalance between source and flux terms as the HLLC scheme is applied to the flow analysis on the irregular bed topography, a unstructured finite volume model based on the well-balanced HLLC scheme and the shallow water equations is developed and applied to problems of dam-break waves. The well-balanced HLLC scheme considers directly the gradient of bed topography as the flux terms is calculated. This scheme provides the good numerical balance between the source and flux terms in the case of the application to the steady-state transcritical flow. To verify the numerical model developed in this study, it is applied to three cases of hydraulic model experiments and a field case study of Mapasset dam failure (France). As a result of the verification, the predicted numerical results agree relatively well with available laboratory and field measurements. The model provides slightly more accurate results compared with the existing models. |
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| 키워드 |
| 천수방정식;비구조적 유한체적모형;well-balanced HLLC 기법;댐 붕괴파;shallow water equation;unstructured finite volume model;well-balanced HLLC scheme;dam-break wave; |
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한국수자원학회논문집 / v.44, no.3, 2011년, pp.249-262
한국수자원학회
ISSN : 1226-6280
UCI : G100:I100-KOI(KISTI1.1003/JNL.JAKO201115952331166)
언어 : 한국어 |
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| 논문 제공 : KISTI 한국과학기술정보연구원 |
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