HEC-RAS를 이용한 부등류 해석Session II HEC-RAS를 이용한 부등류 해석목표개요기본 적용부가 기능1. HEC-RAS의 개요1.1 HEC-RAS의 구성Graphical User Interface (GUI)수리계산 모듈(SNET)자료관리 모듈결과처리 모듈1.2 수리계산 모듈의 개요정상부등류의 에너지방정식/운동량방정식의 수치처리다양한 수공구조물에 대한 처리부정류유사현상1.3 관련보고서사용설명서(Users Manual) : 사용에 필요한 전반적 내용수리설명서(Hydraulic Reference Manual) : 배경 이론, 가정 및 한계응용지침서(Applications Guide) : 응용 예1.4 HEC-RAS의 활용 범위부등류(혼합류 및 loop형 하천 모델링 가능)교량 및 교각세굴암거홍수터 잠식하천정비GIS자료의 사용1.5 설치 및 실행? System(Hardware와 Software) RequirementsIBM 호환 PC와 80386혹은 최신의 CPU10Mbytes 이상의 Hard disk 공간CD-ROM Drive16Mbytes 이상의 RAMWindows 95 이상? 설치절차Program : CD-ROM의 HEC-RASsetup.exe 실행HEC-RASraspatch.exe 실행Documents : PDF file (ACROBAT reader를 이용하여 화면검색 및 출력)ACROBAT reader는 CD-ROM에 수록되었음.프로그램과 관련 보고서는 http://www.wrc-hec.usace.army.mil/에서 down가능함.? HEC-RAS의 구동시작 -> 프로그램 -> HEC -> HEC-RAS 2.2HEC-RAS의 기본 창main window의 메뉴: 그림 (화면 capture)Main window의 단추: 그림 (화면 capture)2. 전산수리모델의 개발 절차새로운 “Project"의 시작자료 입력수리계산출력 검토* Main window의 단추 순서대로 실행Geometric Data...Steady Flow Data...Ul...Summary Err, Warn, Notes...DSS DataSimulateFigure 2.1 HEC-RAS Main Window Menu Bar StructureFileNew Project...Open Project...Save projectSave Project As...Rename Projcet...Delete Project...Project Summary...Import HEC-2 Data...Import HEC-RAS Data...Generate Report...Export GIS Data...Export to HEC-DSSOpen Backup ProjectExitd:hecrasdatabuffalo.prjd:hecrasdataexample.prjSave Project :편집중인 프로젝트 저장Steady Flow Data :정상류 자료 기입?편집Hydraulic Design Function : 수리학적 설계 계산Profiles :종단면 수면 곡선 보기View DSS Data :DSS 데이터 보기XYZ 투시도 :3차원 복합 단면 보기View DSS Data :DSS 데이터 보기Figure 2.2 HEC-RAS Main Window Button BarOpen Project :기존에 존재하는 프로젝트 열기Geometric Data :기하학적 자료 기입?편집Steady Flow Analysis :정상류 모의실험 실행Cross Sections :단면도 보기Rating Curves :계산된 유량곡선 보기Cross Tables :단면, 교량, 암거, inline웨어에서의 세부 출력물 보기Profile Table:종단면도에 의한 여러 위치의 출력물 보기Sum Err, Warn, Notes :에러, 경고, 주의 요약2.1 새로운 Project의 시작1) HEC-RAS의 파일 관리하나의 ‘project'에 하나 이상의 ’plan'으로 구성된다.‘Plan'은 기하자료와 흐름자료로 구성된다.그림: project와 plan의 개요2)단위계의 선택Opti조도계수, 주수로 좌표, 확대/손실계수, 사수역, 제방, 등?수공구조물교량암거웨어여수로수문 등2) 흐름자료계산 수면형의 개수유량(유량은 구간 내에서 변경가능)조도계수축소/확대 손실계수(현 단면과 하류 다음 단면 사이의 구간에 적용)3) 전산해석자료?흐름 영역상류, 사류 혹은 혼합흐름?경계조건상류: 하류에 지정사류: 상류에 지정혼합류: 상하류에 모두 지정?경계조건의 종류수위(관측 수위, 등류 수심, 한계 수심)수위-유량 곡선에너지 경사2.3 수리계산 수행1) 계획(plan)구성.계획은 기하자료와 흐름 자료의 조합으로 구성된다.2) 선택사양 :홍수터 잠식 분석흐름 분포계산(교량 세굴계산에 필요)출력조절통수능계산방법(HEC-2 혹은 HEC-RAS 방법 선택)평균에너지 경사 계산방법허용오차한계수심계산방법입력자료 검토Simulate - Steady Flow Analysis - Options - check data before execution2.4 출력 검토 및 인쇄1) 그림형식횡단면 도시종단면 도시수위-유량곡선3차원 도시2) 표형식횡단면 수리표종단면 수리표오류, 경고 및 참고 메시지표오류(error): 프로그램의 정상적 실행이 불가능할 때 발생한다.경고(warning): 프로그램의 정상적 실행에는 지장이 없으나 계산결과가 타당한지에 대한 검토가 필요하다.참고(Note): 프로그램의 실행 상태를 보여준다.3) Log 파일Simulate - Steady Flow Analysis - Options - Set log file output level: 0-10계산 중간 결과를 출력한다. 4 이상의 값은 log 파일을 매우 크게 만든다.4) 출력의 분석? 경계조건이 불확실한 경우경계조건이 불확실하면 상류(사류의 경우), 하류(상류의 경우) 혹은 상하류(혼합류의 경우)에 여러 개의 단면을 추가하고 경계조건에 대한 민감도를 조사한다.3. 기타 기능3.1 혼합흐름(mixed flow)동일 유량에 대한 상류와 사류의 수면형을 계산비력으로 실제 존재하는 흐름 종류 판단.비력이 동일한 위때 부등류 해석을 수행하시오.1. 하천 제원1.1 일 반- 하천의 경사는 1:0.00025이며, 총 길이는 2800m이다.- 상류에서 800m 떨어진 지점에서 1600m까지는 하천 폭이 63m에서 84m로 1.33배선형 확장된다.평면도 흐름 방향 63m84m1200m 800m 800m상류하류1.2 하천 단면- 단면의 형태는 사다리꼴이다.Station(m)1011.52526.556.55871.573Elevation(m)161110.58810.51116- 최상류 단면의 Station과 Elevation- 하천의 횡단면도는 다음과 같다.2. 흐름 관련 자료2-1. 주수로와 좌, 우 홍수터의 n 값Reach좌 홍수터주수로우 홍수터ONCHEN.02.015.02ReachContr.Expan.ONCHEN.1.32-2. 확장 축소 계수3. 전산 해석 관련 자료총 구간의 수 7개 ( ⇒△X = 400m ⇒총 단면의 수 = 8 )3-1. 경계 조건 (Boundary Conditions)RiverReachProfileUpstreamDownstreamSUYOUNGONCHENPF#1Normal S = .00025SUYOUNGONCHENPF#2Normal S = .00025SUYOUNGONCHENPF#3Normal S = .000253-2. 계산 흐름 영역 (Computational Flow Regime) : Subcritical Flow4.HEC-RAS 프로그램 사용 순서4.1 Geometry Data 입력? River Reach를 선택하여 하천 정보 입력? Cross Section을 선택하여 단면 정보 입력Option의 Add a new cross section을 선택하여 단면정보 입력Cross Section X-Y Coordinates를 입력단면 보간을 이용하여 단면 입력 완결(Geometric Data editor로 부터 Open menu bar 아래에서 찾을 수 있다).-측점, 표고, 구간 거리, 조도계수, 주수로 측점, 단면 축소?확대 손실 계수 입력4.2 Steady Fl: - 혼합 흐름에 대한 경계 조건- 도수- 단면 보간- 출력 검토▶상황 : 다음의 수로에서 유량이일 때부등류 해석을 수행하시오.1. 하천 제원1.1 일 반- 예제 2-1의 하천 상류에 길이 1200m의 급경사(경사 1:0.0025) 수로를추가한다.- 추가된 구간의 하천폭은 63m이다.2. 흐름 관련 자료- n값, 축소, 확장 계수등은 예제 2-1번과 동일하다.3. 전산 해석 관련 자료총 구간의 수 10개 ( ⇒△X = 400m ⇒총 단면의 수 = 11 )3-1. 경계 조건 (Boundary Conditions)RiverReachProfileUpstreamDownstreamSUYOUNGONCHENPF#1Normal S = .0025Normal S = .000253-2. 계산 흐름 영역 (Computational Flow Regime) : Mixed Flow■ profile table예제 3 : 교량▶목표 : - 교량 단면 입력 방법- 흐름상태에 대한 분석- 출력 검토▶상황 : 다음의 교량이 설치된 수로에서 유량이,,일 때 부등류 해석을 수행하시오.1. 하천 제원1.1 일 반- 예제 2-1의 하천 제원을 사용한다.2. 흐름 관련 자료- n값, 축소, 확장 계수입력3. 전산 해석 관련 자료3-1. 경계 조건 (Boundary Conditions)RiverReachProfileUpstreamDownstreamSUYOUNGONCHENPF#1Known W.S = 8.66SUYOUNGONCHENPF#2Known W.S = 11.5SUYOUNGONCHENPF#3Known W.S = 123-2. 계산 흐름 영역 (Computational Flow Regime) : Subcritical Flow4. 교량 제원4-1. 일 반- 교량(교량중심)은 상류에서 2132m 떨어진 지점에 위치한다.하류에서 668m 떨어진 지점에 위치한다.⇒ bridge river station = 3.068- 상판의 폭은 10m이다.- 교각의 직경은 1.5m(원형)이다.- 교량의 횡단면도는 다음과 같다.입력
오존 소독오존의 활용에 관해서….과목명 : 위생공학 학과 : 토목환경공학전공 학번 : 52013149 이름 : 윤기민 교수님: 독고석 교수님오존의 특성OZONE은 GREECE어의 OZEIN(냄새)에서 유래된 말로 특유한 자극적인 냄새가 나는 기체의 명칭이며 오존(O3)이 발견되기는 1840년 독일의 크리스천 스킨베인에 의해서이다.2.14g/ℓ기체상태의농도1.658공개에대한상대밀도-111.9℃기화점-192.7℃융해점48.0분자량무색기체존재상태화학식3O오존 활용의 목적정수처리 폐수처리 분뇨 및 오수처리 중수처리 냉각탑 수영장 산업상의 이용 기타오존처리오존은 천연 물질로는 불소 다음으로 강한 산화력을 가지므로 그 산화력을 이용해 오수, 상수, 폐수의 탈색, 탈취, BOD, COD제거, PHENOL, CN분해등에 많이 이용되어 왔다. 오존의 산화 원리는 오존(O3)이 분해할 때 생기는 발생기 산소 및 OH(FREE RADICAL)에 의해 유기물이 산화, 분해되는 원리를 이용한 것이다.오존발생장치오존의 생성과 분해현재 오존을 발생시키는 가능한 방법들은 무성방전법, 전해법, 광화학반응, 고주파전해법, 방사선 조사법 등이 있으나 무성방전법은 에너지 효율면, 성능의 안정성, 조작 및 제어의 간편성 등에서 가장 우수하기 때문에 주로 사용된다.오존 발생 장치 적용사례1(수영장)pH가 중성이며 물의 산성 또는 알칼리성의 조화에 영향을 주지 않는다. 물에 화학 물질을 남기지 않는다. 탁도를 일으키는 모든 유기체를 파괴 시킨다. 오존은 탁도를 낮추어 수질을 맑고 깨끗하게 한다. 가장 강력한 산화제와 살균제의 하나이다. 수영장에서 사용되는 화학약품을 50-60% 절감할 수 있다.오존발생장치적용사례2 ( 탈취장치 )관리에 용이하다. 동력비외에는 유지비가 거의 없다. 2차 생성물이 생기지 않음(검댕, 먼지 등이 생기지 않음). 공기중에서 단시간에 산화 분해되므로 처리속도가 빠르다. Duct, Stack의 재시공이 필요없다. 부가적으로 Masking 효과와 살균효과를 얻을 수 있다. 다른 탈취방법과 병행해서 처리가능하다. 신설시공시 FAN용량 및 Duct 설비비를 절감시킨다.오존소독 활용결과① 완벽한 살균 오존은 산화력이 매우 강해서 박테리아나 바이러스등을 완벽하게 살균처리 한다. ② 탈색, 탈취, 탈미 식수는 색, 맛, 냄새 등이 없어야 한다. 오존은 이와같은 원인을 제거 처리한다. ③ 철, 망간의 산화 지하수에 대부분 존재하는 Fe, Mn은 오존에 의해 쉽게 산화되어 FILTER를 통해 제거된다. ④ 유기물의 산화 수중에 존재하는 유기물을 산화 시키며 과일, 채소류의 농약에 대한 오염문제를 해결하는데 이용할 수 있다. ⑤ 배관의 보호 오존은 배관 표면의 금속성분과 급속히 반응하여 불용성 침전막으로 산화보호 피막을 형성함으로써 더 이상의 부식을 방지한다.참고사항 [오존에의한건강영향]오존에 반복적으로 노출되면 폐에 비가역적 손상이 초래될 수 있다. 오존이 비록 낮은 농도일지라도 흡입하게 되면 가슴통증, 기침, 메스꺼움, 인후자극, 충혈과 같은 다양한 건강문제를 야기한다. 또한 기관지염, 심장병, 폐 기종, 천식을 악화시킬 수 있고, 폐 용량을 감소시킬 수 있다. 건강한 사람도 또한 오존에 노출되면 호흡의 곤란을 경험한다. 오존 오염은 보통 더운 기후에 형성되기 때문에 여름에 바깥에서 시간을 보내는 사람들은 누구나 영향을 받을 수 있고, 특히 어린이, 노인, 바깥에서 일을 하거나 운동하는 사람은 영향을 받을 수 있다참고문헌www.sjclean.co.kr www.empas.com www.sea-envitech.co.kr 상하수도 공학 출판사:사이텍미디어 저자: 김동하 외 공저{nameOfApplication=Show}