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한국수자원학회 / v.44, no.7, 2011년, pp.511-522 
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적응적 메쉬세분화기법과 분할격자기법을 이용한 극한 도시홍수 실험 모의
( Numerical Simulation of Urban Flash Flood Experiments Using Adaptive Mesh Refinement and Cut Cell Method ) |
| 안현욱;유순영; 국가수리과학연구소 계산수리과학연구부 수치프로그램연구팀;국가수리과학연구소 계산수리과학연구부 수치프로그램연구팀;
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| 초 록 |
| 적응적 메쉬세분화기법과 분할격자기법을 적용한 2차원 천수방정식모형을 활용하여 구조물을 고려한 극한 홍수 실험을 모의하였다. 본 연구에 사용된모형은 두 격자생성 기법을함께 사용함으로서 복잡한 경계를보다 적은 격자로 효율적으로 표현하는 것이 가능하며, 동적 적응 메쉬세분화기법을 사용하여 흐름이 빠르게 변하는 영역에서 정확도를 유지하면서도 효율적으로 계산하는 것이 가능하다. HLLC 리만근사해법과 MUSCL 기법을 적용하여 시공간상에서 2차정도를 유지하며, 댐붕괴파와 같은 불연속적인 흐름을 정확하게 모의할 수 있다. 모형의 검증을 위해 IMPACT 프로젝트에서 수행한 도시지역 극한홍수실험을 모의하였다. 실험결과와 모의결과가 양호하게 일치하는 것을 확인하였으며, 천이류 현상과 함께 구조물에 의한 홍수파 전달 양상이 의미있는 수준으로 모의된 것을 확인하였다. 또한 분할격자기법의 사용으로 모델의 격자 민감도가 향상되었다. 본 모델은 댐붕괴와 같이 내수침수현상이 지배적이지 않은 도시범람을 모의하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다. |
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| Two-dimensional shallow water model based on the cut cell and the adaptive mesh refinement techniques is presented in this paper. These two mesh generation methods are combined to facilitate modeling of complex geometries. By using dynamically adaptive mesh, the model can achieve high resolution efficiently at the interface where flow changes rapidly. The HLLC Reimann solver and the MUSCL method are employed to calculate advection fluxes with numerical stability and precision. The model was applied to simulate the extreme urban flooding experiments performed by the IMPACT (Investigation of Extreme Flood Processes and Uncertainty) project. Simulation results were in good agreement with observed data, and transient flows as well as the impact of building structures on flood waves were calculated with accuracy. The cut cell method eased the model sensitivity to refinement. It can be concluded that the model is applicable to the urban flood simulation in case the effects of sewer and stormwater drainage system on flooding are relatively small like the dam brake. |
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| 키워드 |
| 천수방정식;적응적 메쉬세분화;분할격자법;극한 도시 홍수;Shallow water equation;Adaptive mesh refinement;Cut cell method;Urban flash flood; |
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한국수자원학회논문집 / v.44, no.7, 2011년, pp.511-522
한국수자원학회
ISSN : 1226-6280
UCI : G100:I100-KOI(KISTI1.1003/JNL.JAKO201123163434084)
언어 : 한국어 |
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| 논문 제공 : KISTI 한국과학기술정보연구원 |
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