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매끄러운 하상위 난류의 내부 영역 유속 분포 공식
An Inner Region Velocity-Profile Formula of Turbulent Flows on Smooth Bed

류권규   (동의대학교 토목공학과UU0000509  ); 윤병만   (명지대학교 토목공학과UU0000539  );
  • 초록

    난류의 내부 영역의 유속은 단순한 공식으로 표현하기 매우 어려운 형태를 가지고 있다. 이 속도 분포를 기술하는 여러 가지 공식들이 제안된 바 있지만, 모든 공식들은 많은 항들을 가지거나 적분형 또는 음함수꼴을 가지고 있다. 이것은 이 식들이 적용하기 힘들거나, 매개 변수들을 추정하기 어렵다는 것을 의미한다. 이 연구에서는 매끄러운 바닥 위를 흐르는 난류 내부 영역의 유속 분포를 표현할 수 있는 간단한 형태의 새로운 공식을 제안하였다. 이 공식은 전통적인 대수 법칙에 감쇄 함수를 곱한 형태이다. 단 하나의 추가적인 매개 변수를 도입하여, 전체 내부 영역의 유속 분포를 적절하게 표현할 수 있었다. 이 공식은 벽법칙이 성립하는 바닥 근처의 유속과 대수 법칙이 성립되는 중복 영역의 유속 분포까지를 적절하게 나타낼 수 있다. 또한, 추가된 매개 변수인 감쇄 계수는 쉽게 추정할 수 있다. 이 변수는 Reynolds 수의 변화에 민감하지 않으며, 공식에 의하여 계산된 유속 분포도 또한 이 매개 변수의 변화에 대해서 민감하지 않다.


    The velocity of the inner region of turbulent flow on a smooth bed has complex profile which can not be described with a simple formula. Though there have been a couple of formulas describing the profile, most of them have very complex forms, i.e., with many terms, with integration form, or with implicit forms. It means that it is hard to use them or it is difficult to estimate their parameters. A new single formula that describes the velocity profile of the inner region of the turbulent flow on a smooth bed was proposed. This formula has a form of the traditional log-law multiplied by a damping function. Introducing only one additional parameter, it can describe the whole inner range nicely. It approximates the law-of-the-wall in the vicinity of the bed and approaches to the log-law in the overlap region. The added parameter, damping factor, can be estimated very easily. It is not sensitive to the Reynolds number change and the velocity profile calculated by the formula does not change much due to the change of the parameter.


  • 주제어

    난류 .   유속 분포 .   내부 영역 .   벽법칙 .   대수 법칙 .   감쇄 계수.  

  • 참고문헌 (18)

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    3. Deissler, R.G. (1955). Analysis of turbulent heat transfer, miss transfer and friction in smooth tubes at high Prandtl and Schmidt numbers, NACA Tec. Rep. 1210 
    4. Draper, N., and Smith, R. (1981). Applied regression analysis, 2nd ed., John Wiley & Sons 
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    18. Prandtl, L. (1925). 'Bericht uber die Entstehung der Turbulenz,' Z. Angew. Math. Mech. Vol. 5, pp. 136-139 

 저자의 다른 논문

  • 류권규 (16)

    1. 2006 "유사입자에 의한 개수로 난류 유속 분포의 변화에 대한 재검토" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 39 (9): 727~735    
    2. 2010 "침식에 대한 일본의 제방 안전성 평가 방법" 물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future 43 (4): 32~37    
    3. 2011 "하천유사와 오염을 고려한 하도의 친환경 이용기술개발" 물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future 44 (12): 22~27    
    4. 2011 "침식에 대한 일본의 제방 안전성 평가 방법" 물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future 44 (1): 79~84    
    5. 2011 "일본의 침투에 대한 제방의 안전성 평가 방법" 물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future 44 (3): 68~72    
    6. 2011 "병성천, 감천, 황강의 두부침식 현장점검" 물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future 44 (7): 64~71    
    7. 2012 "SWAT 및 HEC-RAS모형을 활용한 유역 내 토사수지분석기법" 한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 12 (6): 239~245    
    8. 2012 "물리 탐사에 의한 제방의 침투 안전도 검사" 물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future 45 (7): 42~48    
    9. 2013 "표면영상유속계(SIV)를 이용한 홍수유출량 측정" Journal of environmental science international = 한국환경과학회지 22 (5): 581~589    
    10. 2013 "일본의 배수공을 이용한 제방의 침투조절 기술" 물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future 46 (3): 48~54    
  • 윤병만 (32)

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