KR20130022800A - Numerical analysis method using 2-dimensional finite volume model applicable to mixed meshes - Google Patents

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KR20130022800A
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Abstract

PURPOSE: A fluid flow analysis method of a 2D finite volume method, capable of applying a mixed mesh is provided to find an adjacent mesh of a computational mesh and to compute a flow ratio at a mesh boundary side. CONSTITUTION: Fluid flow is analyzed by using a conservation variable of computational meshes. The conservation variable is obtained by a flow ratio and a generating function in boundary sides of a computational mesh and an adjacent mesh. The computational mesh and the adjacent mesh are distinguished through a property which shares two breakpoints(S150). The computational mesh is formed with a triangular mesh at a point which change of a flow velocity property and a flow property is large. The rest is formed with a rectangular mesh. [Reference numerals] (S110) Step of finding an angle between a central coordinate of a computational mesh and nodal points; (S120) Step of determining a sequence of the nodal point; (S130) Step of reading a nodal point number; (S140) Step of repeating the same steps for residual meshes; (S150) Determining a mesh with two same nodal points as an adjacent mesh

Description

혼합격자의 적용이 가능한 2차원 유한체적법에 의한 유체 흐름 해석 방법 {Numerical Analysis Method using 2-dimensional Finite Volume Model applicable to Mixed Meshes}Numerical Analysis Method using 2-dimensional Finite Volume Model applicable to Mixed Meshes

본 발명은 혼합격자의 적용이 가능한 2차원 유한체적법에 의한 유체 흐름 해석 방법에 관한 것으로, 구체적으로 계산격자의 인접격자를 찾아 격자 경계면에서의 흐름률 계산을 할 수 있는, 혼합격자의 적용이 가능한 2차원 유한체적법에 의한 유체 흐름 해석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid flow analysis method using a two-dimensional finite volume method that can be applied to the mixed lattice, and more specifically, the application of the mixed lattice, which can calculate the flow rate at the lattice boundary by finding adjacent lattice of the calculated lattice A fluid flow analysis method by two-dimensional finite volume method is possible.

자연에서 발생하는 대부분의 개수로 흐름은 그 현상이 매우 복잡하여 모든 흐름 특성을 고려하여 해석하는 것이 어렵다. 따라서, 복잡한 흐름 현상에 대한 단순화 과정이 필요하며, 이를 위해 수체의 수평방향 크기가 수직방향의 크기보다 매우 크다는 개수로 흐름 특성을 이용할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 유도된 비선형 천수방정식은 조수, 스나미, 홍수파 그리고 댐 붕괴파와 같은 자유 수면을 갖는 개수로 흐름을 해석하기 위해 수치모형의 지배방정식으로 널리 사용되고 있다.Most flows in nature are very complex and difficult to interpret in consideration of all flow characteristics. Therefore, a simplification process for complex flow phenomena is required. For this purpose, the flow characteristics can be used in a number in which the horizontal size of the water body is much larger than the vertical size. Nonlinear shallow water equations derived from these characteristics are widely used as numerical model governing equations in order to analyze the flows of free water channels such as tides, tsunamis, flood waves, and dam collapse waves.

최근 들어오면서 천수방정식을 해석하기 위해 유한체적기법에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 국내에서는 지금까지 개수로 흐름 해석을 위해 2차원 유한체적기법을 이용한 대부분의 연구는 실험하도에 대해 정형사각형 격자로 계산영역을 구성하고 1차정확도 기법 또는 2차정확도 기법을 적용한 해석이 주로 수행되거나, 고차정확도를 적용할 경우 생성항과 흐름률과의 균형 문제를 해결하기 위한 연구가 수행되었다. 또한, 삼각형 격자를 적용한 2차 정확도 유한체적모형에 관한 연구는 이루어진 바 있으나, 혼합격자에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 국외에서는 강 유역에 대해 삼각형 및 사각형 격자를 구성하고 1차 정확도인 Roe 기법을 적용하여 해석한 바 있으며, HLLC-WAF 기법을 사용하여 삼각형 격자와 사각형 격자 각각의 적용이 가능한 유한체적 모형을 개발하였으나, 혼합격자의 적용은 보여주지 못하였다. 그리고, 수치 흐름률을 계산하기 위해 UFF(upstream flux-splitting finite-volume) 기법을 제안하고 흐름률과 생성항의 균형을 위해 HRM(hydraulic reconstruction method)을 적용하여 혼합격자의 적용이 가능한 유한체적 모형을 개발하고 강의 흐름 해석에 적용하였으나, 범람해석에는 적용성을 보여주지 못하였다.Recently, many studies on finite volume techniques have been conducted to interpret shallow water equations. In Korea, most of the studies using two-dimensional finite volume technique for channel flow analysis have been mainly composed of the calculation region of the rectangular grid for the experimental road and the analysis using the first-order accuracy method or the second-order accuracy method. In order to solve the problem of the balance between the generation term and the flow rate, a high order accuracy was applied. In addition, although the research on the second-order accuracy finite volume model using the triangular lattice has been made, the study on the mixed lattice has not been carried out. Overseas, we constructed triangular and rectangular grids for river basins and applied the first-order accuracy of the Roe technique. We developed a finite volume model that can be applied to triangular and square grids using HLLC-WAF technique. However, the application of the mixed lattice was not shown. In addition, we propose a UFF (upstream flux-splitting finite-volume) technique to calculate the numerical flow rate, and apply a HRM (hydraulic reconstruction method) to balance the flow rate and generation term. It was developed and applied to river flow analysis, but it did not show applicability in flood analysis.

이와 같이 혼합격자의 적용이 가능한 2차원 유한체적 모형에 관한 연구는 지금까지 국내외에서 많은 연구가 이루어지지 않았다.As such, the research on the two-dimensional finite volume model to which the mixed lattice can be applied has not been studied so far at home and abroad.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 일 목적은, 삼각형 및 사각형 격자, 그리고 두 격자가 조합된 혼합격자의 적용이 가능한 2차원 유한체적 모형을 이용한 유체 흐름 해석 방법을 제공하는데 있다.One object of an embodiment of the present invention for solving the above problems is to provide a fluid flow analysis method using a two-dimensional finite volume model that can be applied to a triangular and square grating, and a mixed grid of two gratings combined have.

본 발명의 일 실시예에 따른 다른 목적은, 지형이 불규칙한 자연하천 및 홍수터, 하천의 본류와 지류의 합류부, 수공구조물의 인근 그리고 건물 및 도로를 포함하는 도시지역에 대해 효율적으로 2차원 격자를 구성할 수 있는 유체 흐름 해석 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to efficiently produce a two-dimensional grid for natural rivers and floodplains with irregular topography, confluences of main streams and tributaries of rivers, neighborhoods of hand structures, and urban areas including buildings and roads. To provide a fluid flow analysis method that can be configured.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 태양에 따르면, 유체 흐름 해석 방법은, 각각의 계산격자에서의 보존변수를 이용하여 유체 흐름을 해석하며, 상기 보존변수는 계산격자와 인접격자의 경계면에서의 흐름률과 생성항에 의해 구해지고, 상기 경계면에서의 흐름률 계산은 상기 계산격자와 인접격자의 판별을 바탕으로 이루어지며, 두 개의 절점을 공유하는 특성을 통해 상기 계산격자와 인접격자를 판별한다.According to a preferred aspect of the present invention for achieving the above objects, the fluid flow analysis method, the fluid flow analysis using the storage parameters in each calculation grid, the storage variable is the interface between the calculation grid and the adjacent grid The flow rate at the interface is calculated based on the discrimination between the computational lattice and the adjacent lattice, and the computational lattice and the adjacent lattice are characterized by the characteristics of sharing two nodes. Determine.

바람직하게, 상기 인접격자의 판별은, 계산격자의 중심좌표와 절점들의 좌표가 이루는 각도를 구하는 단계, 상기 각도의 크기가 작은 순으로 절점의 순서를 정하는 단계, 상기 계산격자에서 순서가 낮은 두 개의 절점부터 절점번호를 읽는 단계, 상기 계산격자를 제외한 나머지 격자들에 대해서도 상기 계산격자와 동일한 방식으로 절점의 번호를 읽으면서, 상기 계산격자의 두 개의 절점번호와 일치할 때까지 반복하는 단계 및 상기 계산격자와 두 개의 공유절점을 가지는 격자를 인접격자로 판별하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.Preferably, the determination of the adjacent lattice, the step of obtaining the angle between the coordinates of the center coordinates and the nodes of the calculation grid, the order of the nodes in the order of the smallest angle size, two low order in the calculation grid Reading the node number from the node, repeating the number of nodes in the same manner as the calculation lattice for the remaining grids except the calculation lattice, until it matches the two node numbers of the calculation lattice; and The method may include determining a grid having a computational grid and two shared nodes as an adjacent grid.

바람직하게, 상기 생성항은 하상경사항과 마찰경사항을 포함할 수 있다.Preferably, the generation term may include the bottom surface matter and the friction diameter matter.

바람직하게, 상기 하상경사항은 삼각형 격자일 때와 사각형 격자일 때를 구별하여 계산될 수 있다.Preferably, the riverbed matter may be calculated by distinguishing the triangular lattice and the rectangular lattice.

상기 계산격자는 삼각형 격자 또는 사각형 격자 중 어느 하나일 수 있으며, 특히 상기 계산격자는, 유속 및 흐름특성의 변화가 큰 지점에서는 삼각형 격자로 구성되고 나머지 부분은 사각형 격자로 구성될 수 있다. 또한, 사각격자로는 지형의 표현이 어려운 곳(하천의 본류와 지류의 합류부, 수공구조물의 인근부분, 도시지역의 건물 주변)에서도 격자생성에 큰 제약과 노력 없이 2차원 흐름 및 범람해석 가능하며, 삼각격자만을 사용할 경우보다 계산시간 단축 가능하다. 그리고 홍수범람해석에서 하천은 사각형 격자, 홍수터는 삼각형 격자로 구성하거나 도시침수해석에서 도로 및 건물은 사각형격자로 그리고 나머지 범람지역은 삼각형격자로 구성이 가능하여 효과적인 범람 및 침수해석이 가능하다. The computational lattice may be any one of a triangular lattice or a rectangular lattice, and in particular, the computational lattice may be composed of a triangular lattice and the remaining portion may be formed of a rectangular lattice at a point where a change in flow velocity and flow characteristics is large. In addition, the rectangular grid can be used for two-dimensional flow and flood analysis in places where terrain is difficult to express (confluence of main streams and tributaries, neighboring parts of hand structures, and surrounding buildings in urban areas) It is possible to shorten the calculation time than using triangular lattice. In flood and flood analysis, rivers can be composed of square grids, floodplains are composed of triangular grids, and in urban flooding analysis, roads and buildings can be composed of square grids and the remaining flood zones can be composed of triangular grids.

본 발명의 바람직한 일 태양에 따르면, 2차원 유한체적법에 의한 유체 흐름 해석에서 혼합격자의 인접격자를 판별하는 방법은, 계산격자의 중심좌표와 상기 계산격자를 구성하는 절점들의 좌표가 이루는 각도를 구하고, 상기 각도의 크기가 작은 순으로 상기 절점의 번호를 정하고, 상기 계산격자에서 순서가 낮은 두 개의 절점부터 절점번호를 읽은 후, 상기 계산격자를 제외한 나머지 격자들에 대해서도 절점의 번호를 읽으면서 상기 계산격자의 두 개의 절점번호와 일치할 때까지 반복하며, 상기 계산격자와 두 개의 공유 절점을 가지는 격자를 인접격자로 판별할 수 있다.According to a preferred aspect of the present invention, the method for determining the adjacent lattice of the mixed lattice in the fluid flow analysis by the two-dimensional finite volume method, the angle formed by the coordinates of the center coordinates of the calculation lattice and the nodes constituting the calculation lattice Determine the number of nodes in the order of the smallest angle, read the node number from two nodes of low order in the grid, and read the number of nodes for the remaining grids except for the grid Repeating until the two node numbers of the computational grid coincide with each other, the grid having the computational grid and the two shared nodes can be determined as the neighboring grid.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합격자의 적용이 가능한 2차원 유한체적법을 이용한 유체 흐름 해석 방법에 의하면, 삼각형 및 사각형 격자, 그리고 두 격자가 조합된 혼합격자의 적용이 가능한 효과가 있다.According to the fluid flow analysis method using the two-dimensional finite volume method that can be applied to the mixed lattice according to an embodiment of the present invention, there is an effect that can be applied to the triangular and square lattice, and the mixed lattice combined with the two lattice.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합격자의 적용이 가능한 2차원 유한체적법을 이용한 유체 흐름 해석 방법에 의하면, 지형이 불규칙한 자연하천 및 홍수터, 하천의 본류와 지류의 합류부, 수공구조물의 인근 그리고 건물 및 도로를 포함하는 도시지역에 대해 효율적으로 2차원 격자를 구성할 수 있는 혼합격자의 적용이 가능하여 사각 및 삼각격자의 사용에 따른 각각의 장점을 모두 가질 수 있고, 또한 각 격자의 사용에 따른 단점을 보완할 수 있어, 삼각과 사각격자의 사용에서 나타나는 어려움이 극복 가능한 효과가 있다.In addition, according to the fluid flow analysis method using the two-dimensional finite volume method that can be applied to the mixed lattice according to an embodiment of the present invention, the confluence of the natural stream and floodplain, the main stream and the tributaries of the irregular terrain, the hand structure It is possible to apply mixed grids that can construct two-dimensional grids efficiently for neighborhoods and urban areas including buildings and roads, so that they can have all the advantages of using square and triangular grids. It can compensate for the shortcomings of the use, the difficulties appearing in the use of triangular and square lattice has an effect that can be overcome.

도 1은 HLLC 근사 Riemann 해의 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 인접격자를 판별하는 흐름도이다.
도 3은 삼각형 격자 및 사각형 격자의 인접격자 찾기 위한 각 격자의 중심점과 절점 사이의 각도를 계산하는 방법을 도시한다.
도 4는 L자형 개수로에 장방형 저수지를 연결한 댐 붕괴 실험 하도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 혼합격자를 이용한 유한체적 모형이다.
도 6은 댐 붕괴 후 1초와 8초에서 댐 붕괴파가 젖은 하도로 전파하는 유속의 양상을 나타낸다.
도 7은 댐 붕괴 후 1초와 8초에서 댐 붕괴파가 마른 하도로 전파하는 유속의 양상을 나타낸다.
도 8은 젖은 하도에 대해 사각 격자로 계산된 수위 및 혼합격자로 계산된 수위, 그리고 실측수위 및 Petaccia의 연구결과를 비교하여 나타낸다
도 9는 마른 하도에 대해 사각 격자로 계산된 수위 및 혼합격자로 계산된 수위, 그리고 실측수위 및 Petaccia의 연구결과를 비교하여 나타낸다
도 10은 Malpasset 댐 붕괴의 조사 지점들을 나타낸다.
도 11은 Malpasset 댐 하류지역의 지형표고 및 댐 붕괴 모의를 위해 삼각형 및 사각형의 혼합격자를 보여준다.
도 12는 모형의 계산결과와 현장에서 조사된 최고 흔적수위, 그리고 실험실에서 측정한 실측 홍수위와의 비교를 보여준다.
도 13 및 14는 각각 댐 붕괴 후 1, 5, 20, 35분에서의 2차원 및 3차원의 범람수심 및 양상을 보여준다.
1 shows the structure of the HLLC approximation Riemann solution.
2 is a flowchart for determining an adjacent grid according to the present invention.
3 shows a method of calculating the angle between the center point and the node of each grating for finding adjacent lattice of triangular grating and rectangular grating.
4 shows a dam collapse test road connecting a rectangular reservoir to an L-shaped channel.
5 is a finite volume model using a mixed grid according to the present invention.
FIG. 6 shows the flow velocity of dam collapse waves propagating to wet sewage at 1 and 8 seconds after dam collapse.
FIG. 7 shows an aspect of flow rate of dam collapse waves propagating to dry sewage at 1 and 8 seconds after dam collapse.
FIG. 8 shows the comparison between the water level calculated by the square grid and the water level calculated by the mixed lattice, and the measured water level and the results of Petaccia.
FIG. 9 shows the comparison between the water level calculated by the square grid and the water level calculated by the mixed lattice, the measured water level, and the results of Petaccia.
10 shows the irradiation points of Malpasset dam collapse.
FIG. 11 shows triangular and rectangular mixed grids for topographic elevation and dam collapse simulation in the downstream area of the Malpasset Dam.
FIG. 12 shows a comparison between the calculated results of the model, the highest trace level investigated in the field, and the measured flood level measured in the laboratory.
13 and 14 show two- and three-dimensional flood depths and patterns at 1, 5, 20, and 35 minutes after dam collapse, respectively.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 격자를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. For reference, in the present description, the same numbers refer to substantially the same grid, and may be described by quoting the contents described in other drawings under the above rules, and the contents repeated or deemed apparent to those skilled in the art may be omitted.

2차원 천수방정식의 보존형은 다음 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.The conserved form of the two-dimensional shallow water equation can be expressed as Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, U는 보존변수, F(U)및 G(U)는 각각 x 및 y방향의 흐름률, 그리고 S(U)는 생성항으로 x 및 y방향에 대한 하상경사 S0x, Soy 및 마찰경사 Sfx, Sfy로 구성된다. 그리고, h는 수심, u와 v는 각각 x와 y방향의 유속을 나타낸다.Where U is the conservation variable, F (U) and G (U) are the flow rates in the x and y directions, respectively, and S (U) is the bottom term for the x and y directions as the product term, S 0x , S oy and friction Slope fx , S fy . H represents the depth and u and v represent the flow velocity in the x and y directions, respectively.

임의의 계산격자에 대해 [수학식 1]을 적분함으로써 [수학식 2]와 같은 유한체적기법의 기본방정식을 얻을 수 있다.By integrating [Equation 1] for any computational lattice, the basic equation of the finite volume technique as in [Equation 2] can be obtained.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, Ω는 격자의 경계, dΩ는 경계면의 길이, E=[F,G]T로 흐름률 벡터, n은 경계 Ω에 대해 수직인 외향단위벡터이다. Where Ω is the boundary of the lattice, dΩ is the length of the boundary, and E = [F, G] T is the flow rate vector, and n is the outward unit vector perpendicular to the boundary Ω.

보존변수 U가 계산격자에서 일정한 값을 가지는 것으로 가정하면, [수학식 2]의 유한체적기법의 기본방정식은 [수학식 3]과 같이 이산화할 수 있다.Assuming that the conserved variable U has a constant value in the computational lattice, the basic equation of the finite volume technique of [Equation 2] can be discretized as shown in [Equation 3].

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, A는 계산격자의 면적, m은 격자 경계면을 나타내는 지수, Lm은 경계면 m의 길이, Em은 경계면 m을 공유하는 계산격자와 인접격자 사이에서 계산되는 흐름률 벡터이다.Where A is the area of the computational lattice, m is the exponent representing the lattice boundary, L m is the length of the boundary m, and E m is the flow rate vector calculated between the computational lattice and the adjacent lattice sharing the boundary m.

도 1은 HLLC 근사 Riemann 해의 구조를 도시한다. HLLC Riemann 해에서는 HLLC Riemann 해에서의 추정 파속인 SL 및 SR에 추가적으로 중간파속 S*를 필요로 한다. 지배방정식을 HLLC Riemann 해를 이용하여 해석하면 보존변수 U는 도 1과 같이 파속 SL 및 SR 그리고 S*에 따라 네 개의 구간으로 나누어지며, 각 구간에서의 보존변수가 결정되면 HLLC 흐름률은 [수학식 4]를 이용하여 계산할 수 있다.1 shows the structure of the HLLC approximation Riemann solution. The HLLC Riemann solution requires an intermediate wave speed S * in addition to the estimated wave speeds S L and S R in the HLLC Riemann solution. When the governing equation is interpreted using the HLLC Riemann solution, the conserved variable U is divided into four sections according to the wave speeds S L and S R and S * as shown in FIG. 1. It can be calculated using Equation 4.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, m은 격자 사이의 경계면을 나타내고 FL 및 FR은 초기조건으로 계산이 가능하며, F*L 및 F*R의 계산을 위해 필요한 U*L 및 U*R은 [수학식 5]로 계산할 수 있다.Here, m is a denotes the interface between the grid F L and F R is and can be calculated as the initial condition, F * L, and F * R U * L and U * R required for the computation of the equation 5] Can be calculated

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서 k=L,R을 나타낸다. HLLC 기법을 사용하여 정확한 흐름률을 계산하기 위해서는 파속 SL 및 S* 그리고 SR을 정확하게 적용하여야 한다. 본 발명에서는 SL 및 SR을 계산하기 위해서 [수학식 6] 내지 [수학식 8]을 사용하였으며, 중간영역의 파속 S*를 계산하기 위해서 [수학식 9]를 적용하였다.Where k = L, R. In order to calculate the correct flow rate using the HLLC technique, the wave velocity S L and S * and S R must be applied correctly. In the present invention, Equations 6 to 8 are used to calculate S L and S R , and Equation 9 is applied to calculate the wave velocity S * in the intermediate region.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00008
Figure pat00008

h* > hk인 충격파가 발생하는 경우When a shock wave with h * > h k occurs

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00009
Figure pat00009

h* ≤ hk인 충격파가 발생하는 경우When a shock wave with h * ≤ h k occurs

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00010
Figure pat00010

hk=0인 마른영역이 나타나는 경우When dry areas appear with h k = 0

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서, qk(k=L,R)는 [수학식 10]으로 구할 수 있다. 그리고 중간영역의 수심 및 유속 h* 및 u*는 [수학식 11]을 적용하여 계산하였다.Here, q k (k = L, R) can be obtained by Equation 10. And the depth and flow rate h * and u * of the intermediate region was calculated by applying [Equation 11].

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure pat00012
Figure pat00012

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure pat00013
Figure pat00013

Figure pat00014
Figure pat00014

여기서, uL, uR, hL 그리고 hR은 Riemann 문제에 대한 좌, 우 초기값이다. Where u L , u R , h L and h R are the left and right initial values for the Riemann problem.

HLLC Riemann 근사해법을 이용하여 각 격자에서의 보존변수 U=[h, hu, hv]T를 계산하기 위해서는 먼저 격자 경계면에서의 흐름률 계산이 필요하다. 그리고 경계면에서의 흐름률을 계산하기 위해서는 계산격자 및 계산격자와 경계면을 공유하고 있는 인접격자들에 대한 정보를 알아야 한다. 따라서, 본 발명에서는 계산격자 및 인접격자는 격자의 형상에 관계없이 항상 두 개의 절점을 공유하는 특성을 이용하여 계산격자의 인접격자를 찾는다.In order to calculate the conserved variables U = [h, hu, hv] T in each lattice using the HLLC Riemann approximation, first we need to calculate the flow rate at the lattice boundary. And in order to calculate the flow rate at the interface, it is necessary to know the information about the computational lattice and the adjacent lattices that share the boundary with the computational lattice. Accordingly, in the present invention, the computational lattice and the neighboring lattice find the neighboring lattice of the computational lattice by using a property that always shares two nodes regardless of the shape of the grid.

도 2는 인접격자를 찾는 흐름도를 도시하고, 도 3은 삼각형 격자 및 사각형 격자의 인접격자를 찾기 위한 과정을 도시한다.FIG. 2 shows a flowchart for finding adjacent grids, and FIG. 3 shows a process for finding adjacent grids of a triangular grid and a rectangular grid.

모든 격자에 대해서 도 3에 도시된 바와 같이 계산격자의 중심 좌표와 계산격자를 구성하고 있는 절점들의 좌표가 이루는 각도를 [수학식 12]로 계산하고, 계산된 각도의 크기가 작은 순으로 절점의 순서를 정한다. (S110, S120)For all the grids, as shown in FIG. 3, the angle formed by the coordinates of the center of the calculation lattice and the nodes constituting the calculation lattice is calculated using Equation 12, and the calculated angles of the nodes are in descending order. Set the order. (S110, S120)

[수학식 12][Equation 12]

Figure pat00015
Figure pat00015

계산격자에서 순서가 낮은 두 개의 절점부터 반시계 방향으로 절점번호를 읽은 후, 계산격자를 제외한 나머지 격자들에 대해서도 계산격자와 동일한 방법으로 절점의 번호를 읽으면서 앞서 읽은 계산격자 두 개의 절점번호와 일치할 때까지 반복한다. (S130, S140)After reading the node number counterclockwise from the two nodes of lower order in the calculation grid, read the node number in the same way as the calculation grid for the remaining grids except the calculation grid. Repeat until it matches. (S130, S140)

두 개의 공유절점을 가지는 격자가 계산격자 및 계산격자의 인접격자가 되며, 계산격자가 사각형 격자인 경우는 4개, 삼각형 격자인 경우는 3개의 인접격자가 존재한다. (S150)The lattice with two shared nodes becomes the neighboring lattice of the computational lattice and the computational lattice, and there are four neighboring lattice when the lattice is rectangular lattice and three adjacent lattice. (S150)

계산격자 및 인접격자 경계면에서의 흐름률을 계산하고 계산된 흐름률을 [수학식 3]에 대입하여 다음 시간 단계에서의 보존변수 U를 계산한다.Calculate the retention rate U at the next time step by calculating the flow rate at the boundary of the computational and adjoining lattice and substituting the calculated flow rate into [Equation 3].

본 발명에서 인접격자는 찾는 방법은 지형이 단순한 실험하도 및 자연하천 및 홍수터와 같은 복합 지형에 대해서도 격자의 구성에 제약 없이 쉽게 적용이 가능하다.In the present invention, the method of finding the adjacent lattice can be easily applied to the complex terrain such as the experimental road under simple terrain and the natural river and the floodplain without any limitation on the configuration of the grid.

유한체적 모형에서 생성항의 적절한 수치 처리는 정확한 결과를 계산하기 위해서 매우 중요하다. 본 발명에서는 천수방정식의 생성항으로 하상경사와 마찰경사를 고려하였다. 특히, 하상경사는 혼합격자의 적용을 위해 삼각형 및 사각형 격자를 구분하여 하상경사를 계산하였다.Proper numerical processing of the generated terms in the finite volume model is very important for calculating accurate results. In the present invention, the bottom slope and the friction slope are considered as the terms of the shallow water equation. In particular, the riverbed slope was calculated by dividing the triangular and rectangular grids for the application of the mixed grid.

삼각형 격자의 하상경사는 격자를 이루고 있는 세 개의 절점이 하나의 평면상에 존재하므로 평면의 벡터 방정식으로 구할 수 있다. 즉, 삼각형 격자를 이루고 있는 세 개의 절점을 지나는 평면의 방정식을 세우고 x 및 y 방향에 대해 계산을 한다. 본 발명에서는 세 개의 절점이 이루고 있는 평면의 방정식을 세우기 위해 평면의 벡터 방정식을 정리한 [수학식 13]을 이용하였다.The bottom slope of the triangular grid is found by the vector equation of the plane because the three nodes constituting the grid exist on one plane. In other words, the equation of the plane passing through the three nodes of the triangular grid is formulated and calculated in the x and y directions. In the present invention, Equation 13, in which the vector equations of planes are arranged, is used to establish a plane equation consisting of three nodes.

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure pat00016
Figure pat00016

[수학식 13]을 정리하여 간단히 나타내면 [수학식 14]와 같은 평면의 방정식이 된다.If Equation 13 is summarized briefly, it becomes an equation of plane like Equation 14.

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure pat00017
Figure pat00017

x 및 y 방향에 대해 각각 계산을 하면 [수학식 15]와 같이 나타낼 수 있다.Computation of the x and y directions, respectively, can be expressed as in [Equation 15].

[수학식 15]&Quot; (15) "

Figure pat00018
Figure pat00018

사각형 격자에 대한 하상경사는 [수학식 16]과 같이 계산한다.The bottom slope for the rectangular grid is calculated as shown in [Equation 16].

[수학식 16]&Quot; (16) "

Figure pat00019
Figure pat00019

일반적으로 개수로에서 Manning 조도계수가 10-2 정도이므로 마찰경사가 흐름률에 미치는 영향이 매우 작다. 하지만, 수심이 얕은 곳에서 마찰경사항은 매우 지배적인 힘이 된다. 본 발명에서는 마찰경사항을 고려하기 위해 [수학식 17]을 사용한다.In general, the Manning roughness coefficient is about 10 -2 in the channel, so the friction slope has very little effect on the flow rate. However, at shallower depths, friction is a very dominant force. In the present invention, Equation 17 is used to consider the friction point.

[수학식 17]&Quot; (17) "

Figure pat00020
Figure pat00020

본 발명에서 적용한 HLLC Riemann 해법이 안정한 해를 제공하기 위해서는 특성선이 HLLC 흐름률 계산에 사용된 영역 내에 존재하여야 한다. 따라서 본 발명에서는 특성속도와 격자의 거리간격을 이용하여 계산시간 간격을 산정하고, 계산의 안정성을 확보하기 위해 가장 작은 값으로 결정하였다.In order for the HLLC Riemann solution applied in the present invention to provide a stable solution, the characteristic line must be in the region used for the HLLC flow rate calculation. Therefore, in the present invention, the calculation time interval is calculated using the characteristic velocity and the distance between the grids, and the smallest value is determined to secure the stability of the calculation.

[수학식 18]&Quot; (18) "

Figure pat00021
Figure pat00021

여기서, Ccfl은 Courant 수이며 0<Ccfl≤1의 범위를 만족해야 한다.Here, C cfl is a Courant number and must satisfy the range of 0 <C cfl ≤1.

도 4는 L자형 개수로에 장방형 저수지를 연결하여 댐 붕괴 실험의 실험 하도에 대한 평면형상, 제원 및 실측점을 위치를 나타낸다.Figure 4 shows the location of the planar shape, specifications and measurement points for the experimental underflow of the dam collapse experiment by connecting the rectangular reservoir to the L-shaped channel.

도 4에 도시된 바와 같이, 실험하도는 직사각형 저수지와 90도 만곡부를 가진 하도로 구성되어 있으며, L자형 하도의 바닥표고는 저수지의 바닥표고보다 0.33m 더 높다. 그리고, 저수지와 하도는 수문으로 분리되어 있어 수문이 급작스럽게 개방되면서 댐 붕괴파를 형성하게 되며, 하도의 끝부분은 붕괴파가 흘러나가도록 열려있는 조건이다.As shown in Figure 4, the experimental underpass is composed of a rectangular reservoir and a 90-degree bend, the bottom elevation of the L-shaped underpass is 0.33m higher than the bottom elevation of the reservoir. In addition, the reservoir and the sewer are separated by a hydrologic gate, which causes the dam to open suddenly, forming a dam collapse wave, and the end of the sewer is open to allow the collapsed wave to flow out.

도 5는 도 4에 도시된 실험하도에 대해 혼합격자로 구성한 계산영역을 도시하며, 유속이나 흐름특성의 변화가 심하다고 판단되는 부분은 사각형 격자를 이등분하여 삼각형 격자로 구성한다.FIG. 5 shows a calculation region composed of a mixed lattice with respect to the experimental diagram shown in FIG. 4, and a portion determined to be severely changed in flow velocity or flow characteristics is constituted by triangular lattice by dividing the rectangular lattice.

도 6은 댐 붕괴 후 1초와 8초에서 댐 붕괴파가 젖은 하도로 전파하는 유속의 양상을 나타내고, 도 7은 동일 시간에 대해 마른 하도로 전파하는 유속의 양상을 나타낸다.FIG. 6 shows an aspect of the flow rate of the dam collapse wave propagating to the wet channel at 1 and 8 seconds after the collapse of the dam, and FIG. 7 is an aspect of the velocity of wave propagating to the dry channel for the same time.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 저수지 바닥과 하도 바닥의 수직에 가까은 0.33m 표고차에도 저수지 유출부에서의 유속을 잘 표현하고 있으며, 댐 붕괴 후 시간이 지나면서 저수지 내의 유속 및 저수지와 하도의 경계 인근 부분에서의 유속이 점차 감소함을 알 수 있다. 그리고 삼각형 격자로 이루어진 만곡부에서의 만곡부를 통과하기 전에는 외측부분보다 내측부분의 유속이 더 크게 나타나지만, 만곡부를 통과한 이후에는 외측부분의 유속이 내측보다 더 크게 나타남을 알 수 있으며, 젖은 하도에 대한 횡방향 수위 및 유속분포를 도 5에 표시된 4개의 지점에 대해 표 1에 나타내었다.As shown in Fig. 6 and 7, even in the 0.33m elevation difference close to the vertical of the reservoir bottom and the bottom of the bottom well express the flow rate at the reservoir outflow, the flow rate in the reservoir and the reservoir and the sewer over time after the dam collapse It can be seen that the flow velocity gradually decreases in the vicinity of the boundary. In addition, the flow rate of the inner portion is greater than the outer portion before passing through the curved portion of the curved portion of the triangular lattice, but after passing through the curved portion, the flow velocity of the outer portion is larger than the inner portion. The transverse water level and flow rate distribution are shown in Table 1 for the four points indicated in FIG. 5.

[표 1][Table 1]

Figure pat00022
Figure pat00022

젖은 하도와 마른 하도 조건을 비교하면, 1초와 8초 시간대 모두에서 젖은하도일 경우가 마른하도의 경우보다 홍수파가 더 빠르게 전파되고 있음을 볼 수 있다. 댐 붕괴 후 1초가 지난 시간에서 젖은 하도에서의 홍수파는 4.3m 정도 전파가 되었으나, 마른 하도에서는 4m 정도 전파되었다. 그리고 8초에서 젖은 하도의 경우는 홍수파가 이미 하도 밖으로 빠져나가고 있지만, 마른 하도에서는 홍수파의 전파가 늦어 하도에서 홍수파가 유출되기 시작하고 있음을 볼 수 있으며, 하도의 외측에서의 전파속도가 내측에서의 전파속도보다 더 빠름을 볼 수 있다.Comparing the wet and dry conditions, it can be seen that in both 1 and 8 second time periods, wet waves are spreading faster than dry conditions. One second after the collapse of the dam, flood waves from wet sewers spread about 4.3 meters, while those from dry sewers spread about 4 meters. In the case of a wet channel at 8 seconds, the flood wave is already escaping out of the channel, but in the dry channel, the flood wave propagates late and the flood wave starts to flow out from the channel. It can be seen that is faster than the propagation speed inside.

도 8 및 도 9는 각각 젖은 하도와 마른 하도에 대해 사각 격자로 계산된 수위 및 혼합격자로 계산된 수위, 그리고 실측수위 및 Petaccia의 연구결과를 비교하여 나타낸다.8 and 9 show the comparison between the water level calculated by the square grid and the water level calculated by the mixed lattice, the measured water level, and the results of Petaccia, respectively, for wet and dry waterways.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 대부분의 지점에서 계산된 홍수파의 도달시간 및 수위는 실측치와 비교적 잘 일치하였다. G2, G3 그리고 G4에서는 두 하도조건에서 모두 두 번의 수위 증가 현상을 보이고 있다. 첫 번째는 댐 붕괴로 인한 수위의 증가현상이고, 두 번째는 하도의 만곡으로 인한 댐 붕괴 유량의 정체 및 반사로 수위가 증가하는 것으로 판단된다. 만곡부에서 가까운 지점일수록 두 번째의 수위 증가 시간이 짧고 멀어질수록 길어져, 만곡부로 인한 정체 및 반사현상을 잘 반영하고 있음을 알 수 있다(G1~G4).As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the arrival time and level of the flood wave calculated at most points were relatively well matched with the measured values. In G2, G3 and G4, there are two levels of water level increase under both conditions. The first is the increase of water level due to the collapse of the dam, and the second is the increase of the water level due to the stagnation and reflection of the dam collapse flow due to the curvature of the channel. The closer to the bend, the shorter the second water level increase time and the longer the farther it is, the better the reflection and congestion caused by the bend (G1 ~ G4).

도 8 및 도 9에서 젖은 하도와 마른 하도의 각 지점에 대한 비교에서도, 젖은 하도에서의 홍수파가 마른 하도에서의 서보다 더 빠르게 전파하고 있음을 확인할 수 있으며, 혼합격자의 적용 결과가 사각격자의 적용 결과와 유사한 정확도를 보여주고 있어 혼합격자 적용 방법의 정확성 역시 확인할 수 있다. 그리고 도 9는계산하기 어려운 수공학적 문제 중의 하나인 마른 하도에 대한 해석결과를 보여주며, 본 모형은 수심이 0.0m인 마른 하도의 적용에도 수치적인 발산 없이 합리적인 결과를 제시함을 볼 수 있다.In FIG. 8 and FIG. 9, the comparison of each point of the wet and dry channels shows that the flood wave propagates faster than that of the dry channel, and the result of applying the mixed lattice is square grid. The accuracy of the mixed lattice application method is also confirmed because the accuracy is similar to that of In addition, FIG. 9 shows an analysis result of a dry road, which is one of difficult mathematical problems, and this model shows a reasonable result without numerical divergence even when a dry road with a depth of 0.0m is applied.

복잡한 지형처리에 효율적인 혼합격자의 적용이 가능하도록 본 발명에 따른 방법을 실제 자연하천 및 홍수터에 대해 검증하기 위해 실측 최고 흔적수위가 존재하는 Malpasset 댐 붕괴에 적용하였다.The method according to the present invention was applied to the collapse of the Malpasset Dam, where the actual maximum trace level exists to verify the actual natural rivers and floodplains so that efficient mixed lattice can be applied to complex terrain treatment.

댐 붕괴로 인해 하류로 전파된 홍수파의 최고수위는 경찰에 의해 Reyran 강좌우측 제방의 흔적수위로 조사되었으며, 조사된 지점들에 대해서는 도 10의 P1~P17로 나타내었다. 그리고 Malpasset 댐 붕괴에 대한 수리모형 실험이 1964년 프랑스의 국립수리실험실(EDF-LNH)에서 1: 400의 축소모형으로 수행되었으며, 재현된 Malpasset댐 붕괴 실험을 통해 하류부의 최고 홍수위를 실측하였다. 실험실에서 실측된 지점은 도 10의 S6~S14으로 나타내었다. 현장 조사된 최고 흔적수위 및 수리 모형 실험을 통해 측정한 실측수위는 개발모형의 검증을 위해 사용하였다.The highest level of flood wave propagated downstream due to the collapse of the dam was investigated by the police as the trace level of the right bank of the Reyran river. The surveyed points were represented by P1 to P17 of FIG. The hydraulic model test for the Malpasset dam collapse was carried out in 1964 with a reduced scale of 1: 400 at the National Institute of Hydraulics (EDF-LNH) in France, and the highest flood level was measured in the downstream through the reproduced Malpasset dam collapse test. The measured point in the laboratory is represented by S6 ~ S14 of FIG. The actual trace level measured in the field survey and the hydraulic model test were used to verify the development model.

도 11은 Malpasset 댐 하류지역의 지형표고 및 댐 붕괴 모의를 위해 13,850개로 구성된 삼각형 및 사각형의 혼합격자를 보여준다. 모의를 위한 경계조건으로 저수지 유입유량은 댐 붕괴유량에 비해 매우 적어서 경계조건으로 고려하지 않았다. 따라서 상류부 경계 조건은 유입유량이 없는 닫힌 경계조건으로 지정하였으며, 하류부 경계조건은 해안으로 홍수파가 유출되는 자유유출 경계조건으로 지정하였다. 초기조건으로는 저수지의 초기수위는 100m, 댐 하류부의 초기수심은 0.0m로 지정하였다. 즉, 저수지로 유입되는 유량 없이 초기수위가 100m인 저수지의 유량이 댐 붕괴로 수심이 없는 마른하도인 하류로 전파하는 과정을 모의하였다. 그리고 Manning조도계수는 모든 영역에 0.033로 설정하였다.FIG. 11 shows a mixed grid of 13,850 triangular and square grids to simulate topographic elevation and dam collapse in the downstream region of the Malpasset Dam. As the boundary condition for the simulation, the reservoir inflow is very small compared with the dam collapse flow, so it is not considered as the boundary condition. Therefore, the upstream boundary condition was designated as a closed boundary condition with no inflow, and the downstream boundary condition was designated as a free outflow boundary condition in which the flood wave flows out to the coast. As the initial condition, the initial water level of the reservoir was 100m and the initial depth of the downstream part of the dam was 0.0m. That is, the flow rate of the reservoir with the initial water level of 100m without the flow into the reservoir was simulated to propagate downstream to the dry bottom without depth due to the collapse of the dam. Manning roughness coefficient was set to 0.033 in all areas.

도 12는 모형의 계산결과와 현장에서 조사된 최고 흔적수위, 그리고 실험실에서 측정한 실측 홍수위와의 비교를 보여준다. 도 12(a) 및 (b)는 각각 좌측과 우측 제방의 조사지점에서의 최고 흔적수위와 본 모형의 계산수위의 비교를 보여주며, 도 12(c)는 EDF의 수리모형 실험을 통해 얻은 측정수위와 계산수위와의 비교를 보여준다. 도 12에서 볼 수 있듯이, 개발모형의 계산결과는 현장조사자료 및 실험자료와 비교적 잘 일치하였다.FIG. 12 shows a comparison between the calculated results of the model, the highest trace level investigated in the field, and the measured flood level measured in the laboratory. 12 (a) and (b) show a comparison between the highest trace level at the survey points of the left and right banks and the calculation level of the present model, and FIG. 12 (c) shows the measurement obtained through the hydraulic model experiment of the EDF. Show the comparison between the water level and the calculated water level. As can be seen in Figure 12, the calculation result of the development model was relatively in good agreement with field survey data and experimental data.

도 13 및 14는 각각 댐 붕괴 후 1, 5, 20, 35분에서의 2차원 및 3차원의 범람수심 및 양상을 보여준다. 홍수파는 주하천을 중심으로 전파되면서 범람하는 양상을 보여 주고 있으며, 주하천에서 멀어질수록 수심도 얕아짐을 볼 수 있다. 도 13(a) 및 (b) 그리고 도 14(a) 및 (b)에서 볼 수 있듯이, 댐 붕괴파는 댐 하류의 폭이 좁고 경사가 급한 계곡을 통해 빠르게 하류로 전파한다. 하지만, 도 13(c) 및 (d), 그리고 도 14(c) 및 (d)와 같이 홍수터가 넓어지는 하류로 내려올수록 홍수파의 전파시간은 느려지고, 수심은 얕아지며, 파의 선단은 넓은 지역에 걸쳐 퍼진다. 전반적으로 홍수파는 주하천을 중심으로 전파되면서 범람하는 양상을 보여주고 있으며, 주하천에서 멀어질수록 수심도 얕아짐을 볼 수 있다. 그리고 초기에 100m이었던 저수지의 수위가 댐 붕괴로 인해 하류로 전파되면서, 저수지 내의 수위는 댐 붕괴 후 35분 동안 급격히 낮아졌음을 볼 수 있다. 도 13 및 14는 혼합격자를 적용하여 계산된 개발모형의 결과가 Malpasset 댐 붕괴로 인한 홍수의 주요 특성을 잘 재현하고 있음을 보여준다. 그리고 본 발명에 따른 기법이 자연하천과 같은 불규칙한 지형에 대해서도 간단하고 효율적으로 적용될 수 있음을 보여준다.
13 and 14 show two- and three-dimensional flood depths and patterns at 1, 5, 20, and 35 minutes after dam collapse, respectively. Flood waves show flooding as they propagate around the main rivers, and as they move away from the main rivers, the depth of the water becomes shallower. As can be seen in FIGS. 13 (a) and (b) and 14 (a) and (b), the dam collapse waves propagate rapidly downstream through the narrow, steep valleys downstream of the dam. 13 (c) and (d) and 14 (c) and (d), however, the lower the floodplain, the slower the propagation time of the flood wave, the shallower the depth, and the wider the tip of the wave. Spreads throughout the area In general, flood waves show flooding as they propagate around the main rivers, and as the distance from the main rivers increases, the depth of the water becomes shallower. And as the water level in the reservoir, which was initially 100 meters, was propagated downstream due to the dam collapse, it can be seen that the water level in the reservoir dropped sharply for 35 minutes after the dam collapsed. 13 and 14 show that the results of the development model calculated by applying the mixed grid well reproduce the main characteristics of the flood due to the collapse of the Malpasset dam. And it shows that the technique according to the present invention can be applied simply and efficiently to irregular terrain such as natural rivers.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that

Claims (7)

2차원 유한체적법에 의한 유체 흐름 해석 방법에 있어서,
각각의 계산격자에서의 보존변수를 이용하여 유체 흐름을 해석하며,
상기 보존변수는 계산격자와 인접격자의 경계면에서의 흐름률과 생성항에 의해 구해지고, 상기 경계면에서의 흐름률 계산은 상기 계산격자와 인접격자의 판별을 바탕으로 이루어지며, 두 개의 절점을 공유하는 특성을 통해 상기 계산격자와 인접격자를 판별하는, 유체 흐름 해석 방법.
In the fluid flow analysis method by the two-dimensional finite volume method,
The fluid flow is interpreted using the conserved variables in each computational grid,
The conservation variable is obtained by the flow rate and generation term at the boundary between the computational lattice and the adjacent lattice, and the calculation of the flow rate at the boundary is based on the discrimination of the computational lattice and the adjacent lattice, sharing two nodes The fluid flow analysis method for determining the calculation grid and the adjacent grid through the characteristic to.
제1항에 있어서,
상기 인접격자의 판별은,
계산격자의 중심좌표와 절점들의 좌표가 이루는 각도를 구하는 단계;
상기 각도의 크기가 작은 순으로 절점의 순서를 정하는 단계;
상기 계산격자에서 순서가 낮은 두 개의 절점부터 절점번호를 읽는 단계;
상기 계산격자를 제외한 나머지 격자들에 대해서도 상기 계산격자와 동일한 방식으로 절점의 번호를 읽으면서, 상기 계산격자의 두 개의 절점번호와 일치할 때까지 반복하는 단계; 및
상기 계산격자와 두 개의 공유절점을 가지는 격자를 인접격자로 판별하는 단계;
를 포함하여 이루어지는, 유체 흐름 해석 방법.
The method of claim 1,
The determination of the adjacent grid,
Obtaining an angle formed between the center coordinate of the computational grid and the coordinates of the nodes;
Ordering nodes in order of decreasing magnitude of the angle;
Reading node numbers from two nodes of low order in the calculation grid;
Repeating the number of nodes in the same manner as the calculation lattice for the remaining grids except for the calculation lattice, until the two grid numbers coincide with the two nodal numbers of the lattice lattice; And
Determining a lattice having the shared grid and two shared nodes as an adjacent grid;
Containing, fluid flow analysis method.
제1항에 있어서,
상기 생성항은 하상경사항과 마찰경사항을 포함하는, 유체 흐름 해석 방법.
The method of claim 1,
Wherein said generating term includes a bed diameter and a friction diameter.
제3항에 있어서,
상기 하상경사항은 삼각형 격자일 때와 사각형 격자일 때를 구별하여 계산되는 유체 흐름 해석 방법.
The method of claim 3,
Wherein the riverbed matter is calculated by distinguishing when the triangular grid and the rectangular grid.
제1항에 있어서,
상기 계산격자는 삼각형 격자 또는 사각형 격자 중 어느 하나인, 유체 흐름 해석 방법.
The method of claim 1,
The computational grid is any one of a triangular grid or a square grid, fluid flow analysis method.
제5항에 있어서,
상기 계산격자는, 유속 및 흐름특성의 변화가 큰 지점에서는 삼각형 격자로 구성 되고 나머지 부분은 사각형 격자로 구성될 수 있거나, 흐름 및 범람해석에서 하천은 사각형격자로 그리고 홍수터는 삼각형 격자로 구성될 수 있거나, 도시침수해석에서 건물 및 도로는 사각형 격자로 구성되고 나머지 침수영역은 삼각형 격자로 구성될 수 있는, 유체 흐름 해석 방법.
The method of claim 5,
The computational grid may consist of a triangular grid at the point where the variation of flow velocity and flow characteristics is large, and the rest of the grid may consist of a rectangular grid, or in the flow and flood analysis, the stream may be a square grid and the floodplain may be a triangular grid. Or, in urban flooding analysis, buildings and roads may consist of a rectangular grid and the remaining submerged area may consist of a triangular grid.
2차원 유한체적법에 의한 유체 흐름 해석에서 혼합격자의 인접격자를 판별하는 방법에 있어서,
계산격자의 중심좌표와 상기 계산격자를 구성하는 절점들의 좌표가 이루는 각도를 구하고, 상기 각도의 크기가 작은 순으로 상기 절점의 번호를 정하고, 상기 계산격자에서 순서가 낮은 두 개의 절점부터 절점번호를 읽은 후, 상기 계산격자를 제외한 나머지 격자들에 대해서도 절점의 번호를 읽으면서 상기 계산격자의 두 개의 절점번호와 일치할 때까지 반복하며, 상기 계산격자와 두 개의 공유 절점을 가지는 격자를 인접격자로 판별하는, 혼합격자의 인접격자 판별 방법.
In the method of determining the adjacent lattice of the mixed lattice in the fluid flow analysis by the two-dimensional finite volume method,
Obtain an angle formed by the center coordinates of the calculation grid and the coordinates of the nodes constituting the calculation grid, determine the number of the nodes in order of decreasing magnitude of the angle, and select the node number from the two nodes with the lowest order in the calculation grid. After reading, repeat the number of nodes for the remaining grids except the computational grid until the two nodes of the computational grid coincide with each other. Method of determining adjacent grid of mixed lattice.
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