수조 수치실험에 의한 말뚝구조물의 항력계수 산정
Drag Coefficient Estimation of Pile Type Structures by Numerical Water Basin Experiments
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초록
RNG k- 난류모형이 포함된 3차원 동수역학 수치모형(FLOW-3D®)을 사용하여 수조 수치실험을 통한 항력계수 산정 가능성을 검토하였다. 물리적 실험으로 항력계수가 알려져 있는 말뚝구조물에 대하여, 사각형 말뚝구조물의 수치해에 의한 항력계수값이 1.34~1.52로 물리적 실험값인 1.3~1.5의 범위와 매우 유사한 결과를 보였다. 원형 말뚝구조물은 0.5＜h/D＜3.5의 범위에서 수조 수치실험치가 0.75~0.78 정도로서 물리적 실험치와 비교적 잘 일치하였다. 그리고 항력계수값이 알려지지 않은 열을 이룬 말뚝구조물의 경우 항력계수값은 구조물 간의 간섭으로 단일 구조물에 비해 항력계수가 크게 나타났으며, 각 구조물간의 거리비가 작아짐에 따라 구조물이 받는 항력계수값은 증가하는 양상을 보였다.
Abstract
A possibility of the drag coefficient estimation in numerical water basins was discussed where the numerical solution were calculated by the 3-dimensional hydro-dynamical model (FLOW-3D®) with the RNG k- turbulence model. On the known cases of the drag coefficients for a rectangle, the numerical drag coefficients got 1.34~1.52 and the wind tunnel values were 1.3~1.5. For a cylinder, the numerical values were calculated as 0.75~0.78 in the range of 0.5<h/D<3.5. Therefore the numerical results showed a good agreement with the physical experiment in a cylinder body runs. On the unknown cases of a row of rectangle, the drag coefficients were more increase than the cases of single body because of the interaction of other structures. And also the drag coefficients had large values as the distance interval ratio of the structures more and more decrease.
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