Submerged thin walls are extreme case of submerged rectangular blocks, and could be used for many purposes in rivers or coastal zones, e.g. to tsunami. To understand flow characteristics including flow and pressure fields around a specific submerged thin wall a numerical model was applied which includes computation of hydrodynamic pressure on sigma-coordinate. sigma-coordinate has strong merits for simulation of subcritical flow over mild-sloped beds. On the other hand sigma-coordinate is quite poor to treat sharp structures on the bed. There have been a few trials to incorporate dynamic pressure in sigma-coordinate by some researchers. One of the previous approaches includes process of sloving the Poisson equation. However, the above method includes many high-order terms, and requires long cpu for simulation. Another method SOLA was developed by Hirt et al. for computation of dynamic pressure, but it was valid for straight grid system only. Previous SOLA was modified for sigma-coordinate system.
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물에 잠긴 얇은 벽은 잠제 사각형 블록의 극단적 인 경우라고 할 수 있으며, 하천이나 해안지역에서 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 시그마 좌표에 유체 압력의 계산을 포함하는 적용 특정 잠제된 얇은 벽 주위 흐름과 압력 필드를 포함하는 수치모델을 구하기 위하여 유동 특성을 사용헐수 있다. 시그마 좌표계는 완경사 하상에 임계 유동 시뮬레이션을 위한 강력한 장점을 가지고 있다. 반면에 시그마 좌표계는 하상에 날카로운 구조를 처리하는 것은 매우 좋지 않다. 동압력 계산은 직교격자 시스템에서만 유효하다. CST3D시스템 내에 SOLA 기법을 시그마좌표계에 맞게 수정하여 채택하였다. 모델은 2차원 수조에서 실험을 하여 확인 하였다. 시간평균 흐름 벡터는 1차원 전자자기식유속계를 이용하여 측정하였다. 전체적으로 계산된 수평유속과 측정된 수평유속이 유사한 것으로 나타났다. 특히 최대유속값은 측정값을 수리모형이 5% 이내로 정확하게 모의하였다. 수치모형이 와도의 분포를 잘 재현하였다. 계산된 유동장의 와도는 구조물의 상류와 하류보다 훨씬 강하게 보여진다. 계산된 와도는 하류와도가 상류보다 훨씬 더 강한 것을 알 수 있다. 수정 SOLA 방식이 시그마좌표계에 유용한 것으로 판단된다.
목차
요약 Abstract 1. 서론 2. 기본 방정식 2.1 연속방정식 2.2 운동방정식 2.3 수치기법 2.4 동수압 계산 수치기법 3. 수치모형실험 적용 3.1 검증 : 수치모형의 적용 및 타 수치모형과의 비교 3.2 수중 벽체가 설치된 2차원 수리모형 구조물과의 비교 4. 결론 감사의 글 References