Abstract
Parshall flume is more practical one of hydraulic structures for measuring flowrate in open channels and also has more advantages when the magnitude of flow velocity is relatively lower or much more sediments are brought from upstream. International Organization for Standardization (ISO) has suggested the empirical formulas standardized by the sizes and dimensions of Parshall flume. However, the related studies using the numerical simulations and experiments are relatively rare. Therefore, in this study, it was examined whether the numerical simulation was adequacy for reproducing the hydraulic characteristics of Parshall flume as much as laboratory experiments by comparing the results from numerical simulations and empirical equation. And for arbitrary Parshall flume, that is unlisted in the ISO standards due to environmental conditions, constructional difficulties etc, thus, the hydraulic experiments should be conducted to obtain the empirical formulas for it, the results from numerical simulations were compared with those of laboratory experiments. Consequently, it was convinced that the numerical simulation about Parshall flume was simulated appropriately instead of experimental approach. And the dimensionless discharge equation of arbitrary ones was suggested using the results of numerical simulations, and the equation was validated by comparing with laboratory experimental results showing the maximum relative error of 2.3%. If the actual topography, the shape of inlet and submerged flow, which is excluded in this study, were carefully considered, it would be possible to supply a simple empirical discharge equation based on numerical results. Also, it can replete hard works for hydraulic experiment being error-prone with complex procedures to a minimum of economic effort.
유량측정방법 중에서 파샬플륨을 이용하는 방법은 유속이 매우 느리거나 토사유입이 많은 지점에서 상대적으로 유리하다. 국제표준화기구(ISO : International Organization for Standardization)에 파샬플륨의 규모별 규격화된 경험식이 제시되어 있지만, 규격을 따르지 않는 파샬플륨에 대한 수리실험이나 수치모의를 통한 연구는 다소 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 ISO 규격 파샬플륨에 대하여 경험식과 수치모의를 비교하여 파샬플륨에 대한 수치모의의 적정성을 검토하였고 현장 여건 등의 이유로 ISO 규격을 따르지 않는 파샬플륨은 유량산정공식을 얻기 위해서 수리실험을 수행해야만 했다. 이러한 임의형상의 파샬플륨에 대하여 동일 조건의 수리실험 및 수치모의 결과를 비교 검토하였다. 그 결과 수치모의가 파샬플륨의 수심과 유량을 적절하게 모의하고 있음을 확인하였다. 이 결과를 이용하여 임의형상에 대한 무차원 유량산정공식을 도출하였으며, 식을 통해 산정된 값과 실험값을 비교하였다. 그 결과 오차는 최대 2.3%로 나타났다. 파샬플륨의 규모결정시 실제 지형과 유입부 형상 등을 고려한 수치모의를 수행한다면 수치모의에 기초한 유량산정공식을 쉽게 도출 할 수 있을 것이다. 또한, 복잡한 수행과정으로 인해 오차가 발생하기 쉬운 수리모형실험을 경제적으로 보완할 수 있을 것으로 판단된다.
