물-토사 혼합물의 관 내 슬러리 유동특성에 대한 수치적 연구

• 영문명: A Numerical Study on the Flow Characteristics of Water and Soil Slurry in Pipe
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 송양호(Song Yang Ho) 윤린(Yun Rin) 이정호(Lee Jung Ho)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 18권2호, 361~368쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2018.02.28

국문 초록

본 논문은 수치 해석적 관점에서 우수관거로 유입되는 토사 슬러리 이송ㆍ침전 현상에 대하여 기술하였다. 본 연구에 앞서 우수관거에 내부 흐름에 대하여 유동특성을 검토한 연구사례가 존재한다. 기존 연구들의 경우 관로 내 단일 유체의 흐름을 고려한 실험 및 해석을 진행하였다. 그러나 본 연구에서는 토사 슬러리를 고려한 2상유동 해석을 진행하였고 관 내부에서의 이송ㆍ침전 경향을 검토할 수 있는 유속과 체적분율의 변화와 퇴적 특성에 대한 연구결과를 도출하고자 하였다. 더불어 우수관거 내부 유동해석을 바탕으로 향후 관로 내 퇴적에 대한 설계기준을 뒷받침하는 이론 및 분석적 근거가 필요한 현실이다. 토사 슬러리를 고려한 2상유동의 관측 및 해석의 어려움으로 인해 연구결과가 드물어 해당 부분이 본 연구에서 검토하고자 함이 연구목표이다. 따라서 실제 맨홀로 유입되는 토사 슬러리의 경우 유출에 따른 유량과 혼합된 형태로 유입되는 것을 반영하여 관거 내부에서 발생하는 유동특성을 검토하였다. 관 내부에서 발생하는 퇴적에 따른 통수능의 영향정도를 살펴보고 기존에 제안된 우수관로 내 임계 퇴적고 예측모델을 개선하였다. 기존 제안된 모델과의 비교 결과 더 높은 상관율을 갖음을 확인하였다.

영문 초록

This study described the phenomena of transport and sedimentation of soil slurry flowed in storm sewers from the perspective of numerical analysis. There have been some research cases reviewing the characteristics of flows inside of storm sewers. Most existing researches have performed experiments and analyses based on a flow of single fluid in conduits. However, this study tried to interpret such a flows as a two-phase flow by taking into account soil slurry, and it also tried to deduce results on the change of flow velocity and volume fraction, as well as characteristics of sedimentation to study the tendency of transport and sedimentation inside of the conduits. In addition, it should be necessary to produce theories and analytical basis which can support design criteria for sedimentation inside of conduits based on the analysis of internal flows in storm sewers. Because of difficulties in observing and interpreting two-phase flows made of soil slurry, there have been few studies on this subject, the objective of this study was to examine this part. Accordingly, in case of soil slurry flowed into real manholes, this study reviewed the characteristics of flows generated inside of conduits by reflecting the rate of flow caused by outflow and that of inflow occurred in mixed forms. This study also checked the scope of impact of discharge capacity caused by sedimentation occurred inside of conduits, and improved the already proposed prediction model of critical sediment depth within storm sewers. When comparing with the proposed model, it was confirmed that this new model showed higher correlation ratio.

목차

Abstract

요지

1. 서론

2. 관거 내 유사 이송ㆍ침전 수치해석 모형 구축

3. 유동해석 결과 검토

4. 우수관로 내 퇴적고 예측모델의 개선

5. 결론 및 고찰

References

키워드

수치해석 토사 슬러리 이송 침전 2상유동 통수능 Numerical Analysis Soil Slurry Transport Sedimentation Two-phase Flow Discharge Capacity