A Two Dimensional in Bended Open Channel Flows

만곡수로에서 2차원 흐름해석

Under natural condition, many rivers had shallow and gently curved shape in plane. A two dimensional mathematical model of the flow was a very attractive one. The flow characteristics in bended open channels were analyzed. The mathematical model based on the mass and the momentum equation of the two-dimensional unsteady flow was developed by introducing finite difference method and the double sweep algorithm. For the purpose of the verification of this model, the modeling results were applied to the L.F.M flume and the I.I.H.R flume. The results had a good agreement with the experimental data of the flumes. The results could be more close to the experimental data by controlling Chezy Coefficients in order to reduce the effect of friction around side wall, and be studied the importance of the convective term. The water surface profile, the direction and scale of depth average mean velocity and the path of the thread of maximum velocity in bended open channels could be computed.

일반적으로 자연하천은 수심에 비해 하폭이 크고 완만한 곡률을 나타내므로 2차원 수치모형이 실용적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 만곡수로의 흐름특성을 분석하기 위하여 2차원 부정류의 운동방정식과 연속방정식을 차분화하고 Double Sweep 알고리즘에 의한 수치해석모형을 개발하였다. 본 모형의 적용성을 입증하기 위해 L.F.M 실험수로 및 I.I.H.R 실험수로의 실측치와 비교하여 비교적 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 벽면마찰의 영향을 감소시키기 위하여 Chezy 계수의 적절한 조정으로 실측치에 더욱 접근된 결과치를 얻을 수 있었으며, 이류항의 영향을 분석하였다. 만곡수로내의 수면형태, 최대유속선이 이동경로 및 깊이방향 평균유속의 크기와 방향을 계산할 수 있었다.