여수로 방류에 따른 여수로 바닥슬래브의 손상 발생원인 수치모의 검토Numerical Examinations of Damage Process on the Chuteway Slabs of Spillway under Various Flow Conditions
- Other Titles
- Numerical Examinations of Damage Process on the Chuteway Slabs of Spillway under Various Flow Conditions
- Authors
- 유형주; 신동훈; 김동현; 이승오
- Issue Date
- 2021
- Publisher
- 한국방재안전학회
- Keywords
- 여수로; FLOW-3D; COMSOL Multiphysics; 공동침식; 수력잭킹; Spillway; FLOW-3D; COMSOL Multiphysics; Cavitation Erosion; Hydraulic Jacking
- Citation
- 한국방재안전학회논문집, v.14, no.4, pp.47 - 60
- Journal Title
- 한국방재안전학회논문집
- Volume
- 14
- Number
- 4
- Start Page
- 47
- End Page
- 60
- URI
- https://scholarworks.bwise.kr/hongik/handle/2020.sw.hongik/29513
- ISSN
- 2466-1147
- Abstract
- 최근 기후변동성으로 인하여 집중호우의 발생빈도 및 강우강도 증가로 노후화된 여수로 바닥슬래브 표면에서의 손상이 발생하여 잦은 보수·보강이 필요한 실정이다. 이를 위해 현장조사, 수리모형 실험 및 수치모형 실험을 통하여 여수로 방류에 따른 손상발생 원인검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 일반적으로 여수로의 흐름특성 및 압력분포에 대한 검토를 수행하였을 뿐 손상의 근본적인 발생원인 규명에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 여수로 바닥슬래브 손상발생 원인을 도출하기 위해 공동침식 및 수력잭킹(hydraulic jacking)으로 인한 콘크리트 탈락관점에서 3차원 수치모형인 FLOW-3D와 COMSOL Multiphysics를 사용하여 검토하였다. 또한 공동지수를 산정하고 압력분포로 인하여 구조물이 받는 응력과 콘크리트의 인장·굽힘강도를 비교하여 공동침식 및 수력잭킹으로 인한 콘크리트 탈락 발생 가능성을 확인하였다. 수문 완전개도 조건에서 여수로 방류에 따른 공동침식 및 수력잭킹에 대하여 수치모의를 수행한 결과, 여수로 하류부에서 공동지수가 0.3 미만으로 공동침식 발생 가능성을 확인하였고, 공동부 및 균열부에서 압력분포에 따라 콘크리트가 받는 응력은 4.6~5.0 MPa로 콘크리트 인장강도와 굽힘강도와 비교를통하여 지속적인 압력변동으로 인한 콘크리트의 피로파괴 또는 휨파괴 가능성을 확인하였다. 따라서 여수로 고유속 흐름에 의한 공동현상 및 수력잭킹이 여수로 바닥슬래브 손상발생의 다양한 원인 중 하나로 판단하였다. 그러나 본 연구는 다양한 형상 조건 및 방류 시나리오를 적용하고 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행하지 못하였다는 한계점이 있다. 이에 향후에는한계점을 보완하여 검토한다면 보다 효율적이고 효과적인 여수로 유지관리 방안 도출이 가능할 것으로 기대한다.
- Files in This Item
- There are no files associated with this item.
- Appears in
Collections - College of Engineering > Civil and Environmental Engineering > Journal Articles
![qrcode](https://api.qrserver.com/v1/create-qr-code/?size=55x55&data=https://scholarworks.bwise.kr/hongik/handle/2020.sw.hongik/29513)
Items in ScholarWorks are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.