자연하천에서 마름/젖음 처리를 위한 격자재구성 기법의 개발 (I): 모형의 개발 및 검증

Abstract

본 연구의 목적은 자연 하천에서 마름/젖음 현상을 모의하기 위한 정확하고 정교한 2차원 유한요소 모형을 개발하는데 있다. 이에 본 연구에서는 마름/젖음의 처리를 위해서 흐름의 시간별 수위상승 및 하강 속도를 고려하여 계산구간에 대한 격자의 자동 생성 그리고 해석 후 마른 요소에 대한 요소 제거, 다시 적용된 경계 절점에 기준한 요소의 재구성 및 계산의 수행 등을 통해 마름/젖음을 처리할 수 있는 격자재구성 기법을 개발하였다. 개발된 모형의 적용성과 검증을 위하여 단순하도 및 실험수로에 대해 모의를 수행한 후 실측치와 비교-검토함으로써 모형의 정확성과 적용성을 입증하였다. The objective of this study is to develop an accurate and robust two-dimensional finite element method to simulate drying and wetting in complex natural rivers. The Dry/Wet algorithm developed in this study is Grid Reconstruction Method which requires the definition of new meshes and renumbering of the nodes. Any drop of water level in the two-dimensional domain results in eliminating nodes and elements. Several numerical simulations were carried out to examine the performance of the Grid Reconstruction Method for the purpose of validation and verification of the model. The accuracy and application of the developed model are verified by comparing simulated results with observed values.