Analysis of Characteristics for a Dividing Flow in Open Channels

Park, Seong-Soo; Lee, Jin-Woo; Cho, Yong-Sik

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2009;9(2):53-58.
Published online April 30, 2009.

개수로 분류흐름에서의 특성분석

박성수, 이진우, 조용식

Analysis of Characteristics for a Dividing Flow in Open Channels

Seong-Soo Park, Jin-Woo Lee, Yong-Sik Cho

Abstract

The dividing flow in an open channel has a number of distinctive characteristics. One of these is that the separation zone interacts with a secondary motion along the inner wall of a branch channel, generating sediment accumulation. To investigate this phenomenon, a two-dimensional numerical model based on the shallow-water equations, RMA2, which calculates water surface elevations and horizontal-velocity components, was used to analyze the dividing flow. The obtained numerical results fully coincide with the laboratory measurements reported by Hsu et al.(2002). For the analysis of the numerical results, a separation zone-discharge rate relationship was proposed. To reduce the size of a separation zone, the topographies of diagonal and curved edges were proposed, smoothly connecting the upstream corner to branch channel.

Key Words: Dividing flow; Separation zone; RMA2; Shape factor

요지

개수로에서 발생하게 되는 분류흐름에는 많은 특성들이 나타나게 된다. 특히, 지류부의 내측 벽면을 따라서 이차류 흐름이 나타나 토사나 오염물 등의 퇴적물 침전을 일으키는 분리구역이 발생하게 된다. 분류흐름에서 발생하는 분리구역의 특성을 연구하기 위해 상류흐름에서의 자유수면 및 유속을 계산할 수 있는 이차원 천수방정식 수치모델인 RMA2를 이용하였다. 수치모의 결과는 Hsu 등(2002)의 실험결과와 비교하여 잘 일치함을 알 수 있었다. 수치모의를 통해 유량비에 대한 분리구역의 크기 관계를 제시할 수 있었다. 그리고 분리구역의 크기를 줄이기 위해 본류와 지류가 만나는 모서리 지점을 곡선과 대각선으로 연결하여 유수흐름을 완만하게 만든 지형들을 제안하였다.

핵심용어: 분류흐름; 분리구역; 형상지수