대한토목학회논문집 (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research)

  • 제26권2B호
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  • Pages.171-178
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  • 2006
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  • 1015-6348(pISSN)
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  • 2799-9629(eISSN)
대한토목학회 (Korean Society of Civil Engeneers)
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유속장을 고려한 분산텐서를 포함한 2차원 이송-분산모형의 개발

Development of 2-D Advection-Dispersion Model with Dispersion Tensor Considering Velocity Field

  • 서일원 (서울대학교 공과대학 지구환경시스템공학부) ;
  • 이명은 (서울대학교 대학원 지구환경시스템공학부)
  • 투고 : 2005.08.05
  • 심사 : 2006.01.04
  • 발행 : 2006.03.30
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초록

사행하는 하천에서 오염물질의 2차원 이송-분산 거동을 보다 정확하게 해석하기 위하여 유속장 특성을 반영하여 계산된 분산텐서를 포함하여 지배방정식을 구성하고 이에 대한 유한요소모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 수치모형을 검증하기 위하여 직교 좌표계에서 45o 기울어진 직선 수로에서 연속 점오염원 문제를 모의한 결과, 분산텐서를 포함한 수치모형은 정확한 해를 제공함이 밝혀졌다. 사행수로에서 실제 오염물의 거동 모의에 있어서 본 모형의 적용성을 검증하기 위하여 수치모의 결과를 실험실 사행수로에서 수행된 추적자 실험결과와 비교하였다. 모의 결과 유속장이 반영된 분산텐서를 포함한 모형이 사행 수로에서와 같이 주 흐름방향이 주기적으로 변화하는 흐름장에서 오염운의 거동을 보다 정확하게 묘사함을 보였다.

The finite element model based on the 2-D advection-dispersion equation incorporating the dispersion tensor that is calculated using velocity field data was developed in order to analyze more accurately 2-D mixing of pollutants for meandering streams. The proposed model was tested using the straight channel that inclined at 45o in the Cartesian coordinate system. The simulation results showed that dispersion tensor model using velocity field data gives an accurate solution. The suitability of the proposed model in analyzing actual pollutant mixing in meandering channels was demonstrated by comparing the simulation results with experimental data obtained from the tracer tests in the laboratory flume. Comparison results showed that the proposed model with dispersion tensor can represents more accurately the mixing phenomena of the pollutants in the meandering channels in which the direction of the primary flow is varying periodically along the channel.

키워드

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