본 연구에서는 수로가 비대칭으로 연결되어 있는 합류부 및 합류부 주위에서의 홍수흐름특성에 대해 수리모형실험 및 수치모의를 통해 분석을 수행하였다. 본 연구에서 적용된 수치모형은 상업용 3차원 CFD 모형인 ANSYS CFX(ver. 14)이다. 수로 내로 유입되는 유량 변화에 따른 수리모형실험과 수치모의에 의한 합류부 및 합류부 주위에서의 수심분포에 대한 측정된 결과와 모의된 결과를 비교한 결과 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 합류부와 연결된 네 개의 수로 중 물이 유입되는 두 개 수로 방향에 따라 합류부 및 합류부 주위에서의 수심분포의 양상은 달라지며, 수로 내로 유입되는 유량의 증가에 따라서도 많은 차이가 발생된다는 것을 확인하였다.

In this study, compared with the result of water surface elevation and water velocity on the establishment of river maintenance basic plan and result of HEC-GeoRAS based GIS, and after use the result of water surface elevation and velocity were observed in the Han stream on Jeju island, analysis 2 dimensional stream flow. the lateral hydraulic characteristics and curved channel of the stream were analyzed by applying SMS-RMA2 a 2 dimensional model. The results of the analysis using HEC-RAS model and HEC-GeoRAS model indicated that the distribution ranges of water surface elevation and water velocity were similar, but the water surface elevation by section showed a difference of 0.7～2.18 EL.m and 0.63～1.16 EL.m respectively, and water velocity also showed differences of maximum 1.58m/sec and 2.67m/sec. SMS-RMA2 analysis was done with the sphere of Muifa the typhoon as a boundary condition, and as a result, water velocity distribution was found to be 1.19 through 3.91 m/sec, and the difference of lateral water velocity in No. 97 through 99 the curved channel of the stream was analyzed to be 1.59 through 2.36 m/sec. In conclusion it is anticipated that the flow analysis of 2 dimension model of stream can reflect the hydraulic characteristics of the stream curved channel or width and shape, and can be applied effectively in the establishment of river maintenance basic plan or management and designing of stream.

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.