우수관로 슬러리 이송에 따른 난류 전단경계층 검토 (Review of Turbulent Shear Boundary Layer by Soil Slurry Transfer in Pipe)

서지정보

· 발행기관 : 한국방재학회
· 수록지 정보 : 한국방재학회논문집 / 18권 / 2호 / 379 ~ 386페이지
· 저자명 : 송양호, 윤린, 이정호

초록

슬러리의 이송과정은 대게 유체와 함께 흘러가는 부유사나 하상 저면에 가라앉은 퇴적물로 분류되지만 두 현상의 경계를 명확히 구분한 사례는 드물다. 경계층은 퇴적물의 이송능력을 판단할 수 있는 중요 요소이다. 우수관거 내부로 유입되는 유출량의 경우 대부분 강우 발생에 따른 토사 슬러리와의 혼합물의 형태로 유입되며 난류흐름 조건을 갖는 특징을 갖는다.
본 연구에서는 수치해석 모형을 바탕으로 실제 우수관로 내 토사 슬리러의 흐름을 예측할 수 있는 분석모델을 수립하고 퇴적물 흐름의 경계층 추정방법을 제안하였다. 분석모델을 검증하기 위해 유사 실험연구 사례를 토대로 관 내부에서의 체적농도를 비교하였다. 퇴적물의 이송과정을 검토하고자 대상유량 조건별 슬러리를 포함한 관 내부의 유속장과 체적농도를 살펴보았다.
결과를 토대로 관 내부 전단유속과 입자의 침강속도를 활용하여 전단경계층 형성에 대한 기준을 수식적으로 표현하였다.

영어초록

In the classification of the slurry transportation processes, sediment has been mostly classified as suspended sediment flowing with fluid or sediment sank to the bottom of riverbed, though there have been few cases of clarifying the boundary of the two phenomena.
A boundary layer is a major factor in determining the capability of transferring sediment. In case of discharges flowed into sewer pipes, most of them flow into as a mixture fluid and soil slurry based on the occurrence of rainfall, and show characteristics of turbulent flows. In this study, an analysis model capable of predicting soil slurry flows within actual sewer pipes based on a numerical analysis model, and proposed a method of estimating boundary layers in the sediment flow. To verify the analysis model, the volume fractions in the pipes were compared based on cases of similar studies. To review the process of transferring sediment, the velocity field and volume fraction by flow conditions including slurry inside of pipes was studied. Based on the result, criteria on the formation of a shear boundary layer were expressed as for figural style by using shear velocity rates and settling velocity rate of particles in pipes.

참고자료

· 없음