Journal of Korea Water Resources Association (한국수자원학회논문집)

Korea Water Resources Association (한국수자원학회)
권호 표지

Analysis of Velocity Structure of Round Wall Jet

원형바닥젵의 유속구조 해석

  • 김대근 (서울대학교 대학원 토목공학과) ;
  • 서일원 (서울대학교 공과대학 토목공학과)
  • Published : 1997.10.01
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Abstract

In this study, breakwater model which has several outlet pipes to discharge heated water is settled in the experimental open channel and velocity distribution of wall jet is measured. Numerical simulation of velocity structure of wall jet using 3-dimensional computer model. Fluent model, is also carried out. The calculated results are verified with the experimental results and the flow characteristics of wall jet are investigated. The length of zone of flow establishment of wall jet is shorter than that of free jet, and the diminution rate of jet centerline longitudinal velocity is larger than that of free jet. Characteristics of buoyant jet and non-buoyant simple jet simulated by Fluent model are compared. Near the outlet pipe, in the region where x/lQ is over 15, this is reversed. Comparison of vertical distribution of longitudinal velocity shows that positive velocity of non-buoyant jet is bigger than that of buoyant jet in the bottom layer and in the upper layer, negative velocity of non-buoyant jet is bigger too. Flow separation in free surface of the buoyant jet occurs in smaller distances from the outlet than the non-buoyant jet. Buoyant jet expands faster than the non-buoyant jet in vertical direction.

본 연구에서는 실험개수로에 온수방류용 방류규가 있는 방파제의 모형을 설피하여 바닥\ulcorner의 유속분포를 측정하였다. 또한 3차원의 모형인 Fluent 모형을 이용하여 방파제의 방류구로부터 배출된 바닥젵의 유속구조를 수치모의하여 실험결과와 비교.검증하였으며 흐름특성을 규명하였다. 바닥젵은 자유젵에 비하여 흐름의 확립구간이 짧았으며, 종방향거리에 대한 젵 중앙유속의 감쇠율이 자유젵보다 크게 나타나고 있음이 밝혀졌다. 단순젵과 부력젵의 젵 중앙선에서의 종방향유속을 비교한 결과, 방류구 근처에서는 부력\ulcorner의 유속이 크게 발생하나 x/lQ가 15보다 큰 구간에는 도리어 작게 된다. 종방향유속의 연직분포를 비교한 결고, 방류구로부터 멀어질수록 저층에서는 단순젵의 유속이 크게 나타나며 상충에서는 단순젵의 부의 유속이 크게 나타나고 있음이 밝혀졌다. 또한 부력젵의 경우 자유수면에서의 유속의 분리가 단순젵보다 방류구로부터 가까운 거리에서 발생한다. 부력젵의 연직방향으로의 폭은 단순젵의 폭보다 빨리 확장된다.

Keywords

References

  1. 연구보고서 월성원자력 3, 4호기 배수방파제에 대한 수리모형실험 서일원
  2. 대한토목학회논문집 v.5 no.1 변동수심의 수역에서 수중부력？㈏？거동-발달과정흐름영역 윤태훈
  3. 연구보고서 온수방류의 귀환에 방류구길이의 영향에 관한 연구 윤태훈
  4. 대한토목학회논문집 v.7 no.4 수평정수지수역으로 유입되는 음부력흐름 윤태훈;전시영
  5. 대한토목학회논문집 v.6 no.2 조석의 영향을 받는 수역에서 연직상향부력？？정지수역 윤태훈;차영기;김창완
  6. 대한토목학회논문집 v.7 no.1 흐름수역에서 연직상향부력？？ 윤태훈;차영기;김창완
  7. 대한토목학회논문집 v.8 no.3 가로흐름에 방류되는 평면부력？？ 윤태훈;한운우
  8. 한국해안 · 해양공학회지 v.6 no.1 가로흐름 수역으로 방출되는 2차원 표면온배수 수치모형 비교연구 이남주;이길성;최흥식
  9. 공학박사논문, 서울대학교 연안해수유동 및 온배수 확산에 관한 3차원 수치모형 정태성
  10. 원자력발전소의 온배수 영향 저감방안 연구 -월성원전-, 연구보고서, 한국전력공사 원자력건설처 한국전력공사 원자력건설처
  11. 원자력발전소의 온배수 영향 저감방안 연구, 연구보고서, 한국전력공사 원자력건설처 한국전력공사 원자력건설처
  12. J. of Fluid Mechanics v.101 Jet diffusion from a circular nozzle above a solid plane Davis,M.R.;Winarto,H.
  13. Mixing in inland and coastal waters Fischer,H.B.;List,E.J.;Koh,R.C.Y.;Imberger,J.;Brooks,N.H.
  14. Fluent user's guide Fluent. Inc.
  15. J. of Fluid Mechanics v.242 The forced turbulent wall jet Katz,Y.;Horev,E.;Wygnanski,I.
  16. Annual Reviews of Fluid Mechanics v.15 The turbulent wall jet-measurements and modeling Launder,B.E.;Rodi,W.
  17. Aero Quart. v.23 Three dimensional wall jet originating from a circular orifice Newmann,B.G.;Patel,R.P.;Savage,S.B.;Tjio,H.K.
  18. Tubulence models and their application in hydraulics Rodi,W.
  19. J. of Fluid Mechanics v.234 On the application of various scaling laws to the turbulent wall jet Wygnanski,I.;Katz,Y.;Horev,E.