본 연구에서는 도로가 비대칭으로 연결되었을때 합류부 및 합류부 주위에서의 홍수흐름특성을 수리실험 및 3차원 유동모의 프로그램을 이용하여 실험적 분석 및 수치적 분석을 수행하였으며, 적용된 수치모형은 1990년대 초반 영국원자력공사(UKAEA)와 캐나다의 ASC(Advance Science Computing)의 TASCflow로부터 개발되어 CFX-4와 CFX-TASCflow를 기반으로 발전된 CFD 해석모형인 ANSYS CFX모형이다. 모의 및 분석결과 본 연구에서 적용된 모형은 유입유량 및 유입각 조건에 따라 도로 합류부에서 변화되는 복잡한 수면양상을 비교적 잘 모의하는 것으로 나타났다. 또한 도로 합류부 내에서의 시간 및 공간적 수심변화와 두 개의 하류경계에서의 유출유량에 대한 모의결과는 측정결과와 비교적 잘 일치하였다.

최근의 기후변화로 인해 도시지역에서 홍수의 빈도 및 홍수량의 증가로 인한 피해가 증가되고 있는 실정이며, 이에 따라 도시지역에서 홍수피해 저감을 위한 방재계획이 필요하다. 본 연구에서는 도시지역 내 도로 합류부에서의 3차원 수치모형을 이용하여 홍수흐름 특성에 대해 모의하였다. 적용된 수치모형은 ANSYS CFX(v.13) 모형으로 Workbench에서 구동되는 범용 유동해석 모듈이며 빠르고 정확한 해석결과를 제공하는 전산유체역학 도구로서 국내외에서 이용되고 있다. 본 연구에서는 Mignot 등(2008)이 수행한 실험모형 자료를 이용하여 모의를 수행하였으며, 지점별 실측자료와 2차원 유한체적모형에 의한 결과와 비교 분석하였다.

최근의 기후변화로 인해 도시지역에서 홍수의 빈도 및 홍수량의 증가로 인한 피해가 증가되고 있는 실정이며, 이에 따라 도시지역에서 홍수피해 저감을 위한 방재계획이 필요하다. 본 연구에서는 도시지역 내 도로 합류부에서의 유입량 및 접근각도에 따른 홍수흐름 특성에 대해 실험하였다. 도로경사 0% 및 내각 °45일 때, 유입량에 따른 홍수흐름 특성에 대해 Type 1.(99.8ℓ/min, 1002.2ℓ/min), Type 2.(102.0ℓ/min, 301.0ℓ/min), Type 3.(51.2ℓ/min, 301.5ℓ/min) 세 가지 경우에 대해 수리실험을 하였다. 수치실험을 통해 도로 합류부에서 변화하는 홍수흐름 특성과 경향을 분석하였다.

도시화에 따른 도시형 홍수피해가 급증하고 있으며, 도시지역내로 유입되는 홍수의 흐름은 다양한 크기와 형태를 가진 건물과 도로의 배치에 의해 영향을 받는다. 도시지역내 조밀한 건물군으로 구성되어 있을 경우 대부분의 흐름은 도로와 교차점을 통해 흐르므로 이를 최소화하기 위해서는 사전에 교차로에서 흐름특성에 대해 분석하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 도시지역 내 도로 교차로에서의 도로경사 변화에 따른 홍수흐름 특성에 대해 모의하였다. 도로경사 5%일 때, 유입량에 따른 홍수흐름 특성에 대해 CaseⅠ-1(Qex : 1.82ℓ/sec, Qey : 3.48ℓ/sec), CaseⅠ-2(Qex : 3.48ℓ/sec, Qey : 3.48ℓ/sec)과 CaseⅠ-3(Qex : 5.17ℓ/sec, Qey : 3.48ℓ/sec) 세 가지 경우에 대해 수리실험과 수치모의 결과를 비교하였다. 수치모형의 검증결과를 바탕으로 CaseⅡ에서는 유입경사 0%, 3%, 5%의 변화에 따라 도로 교차점에서 변화하는 홍수흐름 특성과 경향을 분석하였다.