침수된 구조물의 Manning 계수 산정 수치실험

Abstract

지구의 온난화로 인한 기상이변으로 폭풍이나 해일등과 같은 자연재해로 발생하는 재난피해가 전 세계적으로 증가하고 있는 추세이다. 우리나 라의 경우도 태풍이나 이동성 저기압으로 인하여 해안지역내에 범람피해를 꾸준히 받고 있는 상황 이다. 주거지 밀집지역내 해수의 범람시 범람고 및 주거지 구조물의 배치에 따라 해수의 흐름저 항은 변화한다. 특히 지역내 구조물들이 완전히 침수되는 경우와 침수되지 않는 경우는 에너지 손실의 메커니즘이 각각 다르기 때문에 흐름저항 의 변화양상도 서로 다르게 나타난다.(Wu et al., 1999) 권 등(2008)은 정방형 다열기둥을 이용하여 부분적으로 침수되는 조건의 수리실험을 수행하 였으며 범람고 및 구조물의 배치에 따른 Manning 계수를 측정한 후 이를 산정할 수 있는 실험식을 제안하였다. 본 연구는 구조물이 침수된 경우의 흐름저항의 변화를 연구하기 위해 3차원 전산유 체해석 프로그램인 FLUENT를 이용하여 수치실험 을 수행하였다. 기존의 수리실험에 사용된 정방 형 다열기둥과 같은 규격의 저항체를 적용하였으 며 저항체 높이의 30배까지 수심을 높여 실험을 수행하였다. 그리고 구조물이 완전히 침수된 경 우와 그렇지 않은 경우의 흐름저항을 Manning계 수로 나타내어 비교하였으며 추가적으로 구조물 이 흐름방향과 흐름횡방향으로 균등하게 배열된 경우와 서로 엇갈리게 배열된 경우의 수치실험도 수행하여 각각의 값을 비교하였다.