A Numerical Study on Characteristics of Flood Wave Passing through Urban Areas (1) : Development and Verification of a Numerical Model

Jeong, Woo-Chang; Lee, Jin-Woo; Cho, Yong-Sik

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2009;9(6):89-98.
Published online December 31, 2009.

도시지역을 관통하는 홍수파의 특성에 관한 수치적 연구 (1) : 수치모형의 개발 및 검증

정우창, 이진우, 조용식

A Numerical Study on Characteristics of Flood Wave Passing through Urban Areas (1) : Development and Verification of a Numerical Model

Woo-Chang Jeong, Jin-Woo Lee, Yong-Sik Cho

Abstract

In this study, a two-dimensional unstructured finite volume model based on the shallow-water equations and well-balanced HLLC scheme is developed. The model is verified by applying to various one- and two-dimensional problems related to the analyses of dam-break wave. The predicted numerical results agree very well with available analytical solutions and laboratory measurements. The model provides slightly more accurate results compared with the existing models.

Key Words: Shallow-water equations; Unstructured Finite Volume Model; Well-balanced HLLC scheme; Dam-break wave

요지

본 연구에서는 도시지역을 관통하는 댐 붕괴파의 전파특성을 모의하고 분석하기 위한 선행 작업으로 천수방정식과 well-balanced HLLC 기법에 근간을 둔 2차원 비구조적 유한체적모형을 개발하였다. 개발된 모형은 다양한 1차원과 2차원의 댐 붕괴파 해석과 관련된 문제에 대해 검증되었으며, 검증결과 해석해 및 수리모형실험을 통한 실측자료와 매우 일치하는 경향을 나타냈다. 본 연구에서 개발된 수치모형은 현장에서 그리고 수리모형실험을 통해 관측된 수위자료와 잘 일치하였으며, 기존의 모형으로부터 계산된 수위결과에 비해 비교적 보다 정확한 결과를 나타내었다.

핵심용어: 천수방정식; 비구조적 유한체적모형; Well-balanced HLLC 기법; 댐 붕괴파