동력경사 상용관의 양해법 설계

유동훈,강찬수 한국수자원학회 1997 한국수자원학회논문집 Vol.30 No.5

펌프동력이 기지 값으로 주어져 있을 때, 유량이나 관경을 산정하는 경우 기존의 방법으로는 상당한 반복과정을 거쳐야 된다. 이에 유동훈과 강찬수(1996)는 균일조도 동력경사관인 경우 유량인 관경을 양해법으로 산정하는 식을 개발한 바 있다. 마찰계수 산정을 위한 지수함수식의 이용은 본 양해법 산정식의 개발을 가능하게 하였다. 유동훈(1995a)은 상용관이나 복합면을 가진 관의 마찰계수 산정을 위한 마찰계수 평균법을 제시한 바 있다. 그와 같은 접근방법으로 Pumping power being given, traditional method requires an iteration process for the solution of discharge and pipe diameter. Yoo and Kang (1996) have developed explicit equations for the estimation of discharge and pipe diameter for the cases of uniformly

상용관 마찰계수에 따른 관망해석

유동훈,원유승,윤계섭,Yoo, Dong-Hoon,Wun, Yoo-Seung,Yoon, Kye-Sup 한국수자원학회 1996 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.29 No.5

Studied are the existing equations of Hazen-Williams and Colebrook-White, and the equations of Yoo's (1995) mean zero velocity point and mean friction factor developed for the estimation of commercial pipe friction factor. Simple arrangements of pipe network are devised by changing the diameter, flow discharge and length, and the characteristics of four equations are investigated by comparing the computed results of pressures at each node. Three groups of pipe diameter, small, medium, large, are considered in the comparison, and various problems of existing equations are discussed based on the computed results of pressures and velocities. 상용관 마찰계수 산정을 위해 개발된 기존의 Hazen-Williams 식, Colebrook-White 식과 유동훈(1995)이 제안한야 영점높이 평균법과 마찰계수 평균법의 산정식들을 비교 검토하였다. 간단한 관망에 대하여 관종류, 관경, 유속, 관길이를 변화시켜 수리조건을 구성하였으며, 네가지 상용관 마찰계수 산정식을 적용하여 구한 압력차이를 비교하여 각각의 산정식들이 가지는 특징을 논하였고, 입력자료의 변화에 따라 마찰손실이 어떠한 거동을 하는지 알아보았다. 관경을 소형관 및대형관으로 변화시켰을 때의 분석결과와 중형관일 때의 분석결과를 세 종류의 강관에 대하여 비교하였고, 유속 변화와 압력 변화와의 비교를 통하여 기존 상용관 마찰 계수 산정식의 문제점에 대하여 논하였다.

균일조도 동력경사관의 양해법 설계

유동훈,강찬수 한국수자원학회 1996 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.29 No.3

균일조도관이 경사지어 설치되어 있을 때, 적정량의 유체를 유송하기 위하여 요구되는 펌프의 동력은 양해법으로 바로 산정할 수 있다. 그러나 펌프의 동력이 기지값으로 주어져 있고 관내 유출률이나 관경을 구하고자 할 때 기존 방법은 상당한 반복과정을 거쳐야 된다. 이러한 경우 유동훈(1995b)은 펌프가 작동치 않는 자연경사관이나 수평관에 펌프만 작동할 때의 균일조도관에 대하여 양해법 산정식을 개발한 바 있다. 본 연구는 그의 연구결과에 기초하여 균일조도 경사관에 펌프가 동시에 작동할 때 반복 시산과정을 거치지 않고 관내 유출률이나 관경을 양해법으로 바로 산정하는 수식을 개발하여 제시하였다. 양해법 산정식의 선택에 있어 관로흐름의 수리특성을 다섯가지로 구분하여 각 수리 특성구간의 경계조건식도 양해법으로 도출하였다. 또한 개발된 양해법 근사식을 간단한 설계예에 적용하여 계산의 효율성과 정확성을 확인하였다. When a pipe is deployed on a sloping bed, pumping power required for a discharge can be estimated immediately without any iteration process with an explicit form of a friction factor equation. Pumping power being given, however, traditional method requires an iteration process for the solution of discharge and pipe diameter even for the uniformly-rough pipe. You (1955b) has suggested explicit equations for the estimation of discharge and pipe diameter particularly for the cases of pipe on a slopintg bed without pumping and pipe on a horizontal bed with a pumping power. Based on his approach and previous results, the present researchers have developed explicit equations of discharge and pipe diameter for the general case of pipe on a sloping bed with a pumping power. The equations of boundary criteria are also presented in explicit way which render proper choice of various equations suitable for the flow condition between five characteristics. Verification studies are also carried out by applying the explicit equations to a practical example.

균일조도 동력경사관의 양해법 설계

유동훈,강찬수 한국수자원학회 1996 한국수자원학회논문집 Vol.29 No.3

균일조도관이 경사지어 설치되어 있을 때, 적정량의 유체를 유송하기 위하여 요구되는 펌프의 동력은 양해법으로 바로 산정할 수 있다. 그러나 펌프의 동력이 기지값으로 주어져 있고 관내 유출률이나 관경을 구하고자 할 때 기존 방법은 상당한 반복과정을 거쳐야 된다. 이러한 경우 유동훈(1995b)은 펌프가 작동치 않는 자연경사관이나 수평관에 펌프만 작동할 때의 균일조도관에 대하여 양해법 산정식을 개발한 바 있다. 본 연구는 그의 연구결과에 기초하여 균일조도 경 When a pipe is deployed on a sloping bed, pumping power required for a discharge can be estimated immediately without any iteration process with an explicit form of a friction factor equation. Pumping power being given, however, traditional method require

상용관 마찰계수에 따른 관망해석

유동훈,원유승,윤계섭 한국수자원학회 1996 한국수자원학회논문집 Vol.29 No.5

상용관 마찰계수 산정을 위해 개발된 기존의 Hazen-Williams 식, Colebrook-White 식과 유동훈(1995)이 제안한야 영점높이 평균법과 마찰계수 평균법의 산정식들을 비교 검토하였다. 간단한 관망에 대하여 관종류, 관경, 유속, 관길이를 변화시켜 수리조건을 구성하였으며, 네가지 상용관 마찰계수 산정식을 적용하여 구한 압력차이를 비교하여 각각의 산정식들이 가지는 특징을 논하였고, 입력자료의 변화에 따라 마찰손실이 어떠한 거동을 하는지 알 Studied are the existing equations of Hazen-Williams and Colebrook-White, and the equations of Yoo's (1995) mean zero velocity point and mean friction factor developed for the estimation of commercial pipe friction factor. Simple arrangements of pipe netw

단일 상용관로의 간편설계

유동훈,강찬수 한국수자원학회 1998 한국수자원학회논문집 Vol.31 No.5

Colebrook(1938)이 수집한 상용관에 대한 관측자료에 의하면 상용관의 마찰계수 분포는 관의 종류와 크기에 따라 그 변이가 상이함을 알 수 있다. 본고는 그의 자료를 재분석하여 관로설게에 적용이 용이한 지수함수 형태의마찰계수 산정식을 도출하였다. 일반적으로 단일관로 설계에서 요구되는 사항들은 어떤 관로 조건이 주어져 있을 때 펌프동력 또는 관내 통과유량이나 적정관경의 산정이다. 균일조도관인 경우는 이미 유동훈(1995b)에 의해서 설계 기준식이 The friction factor distribution of commercial pipes vary according to the pipe type and size. The present paper developed the friction factor equations of power law by analyzing the data reported by Colebrook(1938). Generally, pipe design requires pump p

천해파와 해류에 의한 해저면 마찰력

유동훈,김지웅 한국해안해양공학회 2000 한국해안해양공학회 논문집 Vol.12 No.3

일방향흐름에 의한 해류의 마찰력 계산을 위하여 Prandtl의 혼합길이 이론을 수심 전구간에 적용하고 난류의 세기와 수리조건에 따라 완난류와 전난류로 분류하여 마찰계수를 산정하는 개수로 마찰계수 산정방법을 제시하였다. 파랑과 해류의 합성류에 의한 해저마찰력을 계산하기 위하여 두 유속의 연직분포를 고려한 BYO 모형을 이러한 흐름특성을 반영하여 개선하였다. BYO 모형은 모든 유속의 연직분포가 해저면으로부터의 직선과 접선으로 만나는 점(Bijker point)을 도출하여 파운동 유속과 해류유속의 합성을 이 점에서 시행하여 일주기의 평균갑을 구하는 모형이다. 일방향흐름의 해류나 천해파에 의한 파운동이나 해저면 가까이 경계층흐름은 완난류, 천이난류, 전난류 등 세가지 종류로 대별된다. 그 중 완난류로 대별하여 두 경우에 대한 합성류 마찰력 산정방법을 제시하였다. The friction factor equation of open channel flow is developed by using Prandtl's mixing length theory and considering the flow characteristics of smooth or rough turbulent flow. BYO model considers vertical velocity profile for the (:omputation of bottom friction of surface waves and current flow. The model computes the mean bottom friction of combined wave-current flow by the vectorial summation of wave velocity and current velocity at Bijker point. The near bottom flow is discriminated by three flow regimes; smooth, transitional and rough turbulent flow. The model, BYO, has been further refined considering the combination of smooth turbulent flow and rough turbulent flow.

불규칙파에 의한 연안류

유동훈,김창식 한국해안해양공학회 1995 한국해안해양공학회 논문집 Vol.7 No.1

불규칙파에 의한 연안류를 수치모형으로 해석하였으며, 수치모형에 사용되는 제 경험식들을 개선하였다. 불규칙파의 쇄파조건으로 Kitaigorodskii의 평형조건식을 수정하여 사용하였으며, 실제 해저면에서의 마찰력을 계산하기 위하여 연흔의 생성과 형상에 따른 조고의 증가와 토사가 이동할 때 발생하는 에너지 손실을 고려한 조고의 증가를 동시에 고려하였다. 연흔 형상 산정식으로 Nielsen 식과 Madsen-Rogengaus 식을 사용하였는데, 연흔형상에 대한 두 식의 산정결과는 비슷하나 등가조고 산정에 도입되는 비례상수의 수치가 달라 추정된 등가조고에는 상당한 차이를 보이고 있다. 난류에너지식과 확산길이식에 사용되는 경험상수를 최적화 기법으로 결정하였으며, 이를 이용하여 불규칙파에 의한 연안류를 예측하였다. Currents driven by irregular waves are modelled using numerical model with various empirical relations improved. Kitaigorodskii's equilibrium equation is refined to account for shoaling effect and used for checking the breaking condition. In order to compute the bottom friction realistically. equivalent roughness blights are estimated considering the ripple shape and bed load transport which may be significant the surf zone. Two sets of equations are employed to evaluate the ripple shape: one is suggested by Nielsen and the other by Madsen and Rogengaus. Both equations give similar shape of ripples. but Madsen et al. give lower value of ripple factor than Swart suggesting that the equivalent roughness becomes relatively small. Optimization technique is used to determine the proper values for the empirical parameters of κ-ι equations, and the longshore current velocity is computed using the values of empirical parameters determined by the optimization technique.

이동장 해저면에서의 마찰력

유동훈,이동수 한국해안해양공학회 1992 한국해안해양공학회 논문집 Vol.4 No.2

연흔(ripple)이 발랄할 수 있는 이동상 해저면에서 파낭과 해류가 함께 작용할 때의 마찰력을 구하는 해법을 개발하였다. 본 해법에서 연흔의 형상에 대한 판별은 경험식을 이용하였다. 해법의 주요 골격은 프란틀의 혼합거리리논이며 해류의 감속률을 구하기 위한 확산계수비를 계산할 때 임의각의 합성영향을 고려하였으며, 모든 수치적분식의 解는 약산식으로 표현하여 계산효율을 증진시켰다. 또한 연흔을 고려하여 구한 마찰력을 기존 토사이동양 산정식에 적용하였으며 이를 발표된 실험자료와 비교하여 보았다. A solution method is developed for computing the bed shear stress driven by combined wave and current flow on a natural mobile coastal beach. An empirical equation is introduced to determine the shape of ripples formed on the natural sandy beach. The model being based on the Prandtl's mixing length theory, the effect of arbitrarily-angled interaction is included in the estimation of current velocity reduction and all numerical integrations are expressed by explicit approximate equations to improve the computation speed. In addition the computed sediment transport rates were compared with the measured values reported in literature. using the refined bottom friction model considering the ripple formation.

전난류에서 파랑과 해류의 마찰력

유동훈 한국해안해양공학회 1994 한국해안해양공학회 논문집 Vol.6 No.3

전난류에서 파와 해류가 합성하였을 때 발생하는 해저면 마찰력을 계산하는 방법을 고찰하였다. 전난류에서 일방향 흐름에 의한 마찰력의 산정방법으로 절점조정법을 제시하며, Bijker의 관측자료와 비교하여 절점조정치를 산정하였다. 파와 해류의 합성류에 의한 마찰력 계산방법으로 수정된 Bijker 모형(BYO Model)과 수정된 Fredsoe 모형(FY Model)을 Bijker의 관측자료에 적용하였으며, 두 모형 모두 한가지씩 새로운 개선책을 제시하였다. The present paper considers the method to estimate the bottom friction driven by waves and current on rough turbulent flow. Parameter adjusting technique is suggested for the computation of bed shear stress driven by uni-directional flow. and the value of parameter is determined by comparing the computational results against Bijker's laboratory data. For the computation of combined flow bottom shear stress, two methods are presented; one is the modified Bijker approach (BYO Model) and the other is the modified Fredsoe approach (FY Model). both of which are refined by the present writer. Both models are again refined in two aspects, and tested against the Bijker's laboratory data.