표제지
국문초록
목차
제1장 서론 12
제1절 연구 배경 12
제2절 연구 동향 13
제3절 연구 목적 14
제4절 연구 방법 15
제2장 이론적 배경 16
제1절 수격압 및 서징의 이해 16
1. 수격압 및 서징의 정의 16
2. 수격압과 서징의 구분 17
3. 피해사례 17
4. 경감 및 방지대책 18
제2절 기본방정식 19
1. Newton 제2법칙 19
2. 운동량 방정식 20
3. 연속방정식 22
4. 압력파의 진행속도(Wave propagation speed) 27
5. 수압상승량 28
제3절 수치해석 적용방정식 29
1. 베르누이 정리(Bernoulli's theorem) 29
2. 마찰 모형 30
제3장 연구대상 33
제1절 적용사업의 개요 33
1. 적용사업의 주요 제원 및 특징 33
제2절 적용사업 수력발전 시스템 35
제4장 수치해석 36
제1절 수치해석 모델 개요 36
제2절 프로그램 입력 Data의 구성 38
1. 대표적인 프로그램 입력 구성 기호 38
2. 시스템 구성 및 프로그램 모식도(Diagram) 38
제3절 수치해석 결과 41
1. Case-1 : 전부하 차단시(발전중지 : 발전유량 전량 차단하는 경우) 41
2. Case-2 : 반부하 급증시(발전재개 : 발전유량 중 절반 재개하는 경우) 44
3. Case-3 : 전부하 급증시(발전재개 : 전체 발전유량 재개하는 경우) 47
4. Case-4 : 전부하 급증시(전부하 차단후, Case-1의 결과에서 조압 수조내 최저하강수위 도달 시간을 확인한 후 그 시점에 다시 전체 발전유량 재개하는 경우) 50
5. Case-5 : 전부하 차단시(전부하 급증후, Case-3의 결과에서 조압 수조내 최대상승수위 도달 시간을 확인한 후 그 시점에 다시 전체 발전유량 차단하는 경우) 53
6. Case-6 : 노출수압철관의 파괴후 유량이 분출될 때, 운영관리 지침에 따라 유지관리 밸브가 작동되는 경우 58
제5장 결론 74
1. 최대 압력 발생조건 74
2. 부압 발생조건 74
3. 노출수압철관 파괴로 인한 관내 압력변화 75
참고문헌 76
Abstract 77
[표 2.3-1] 관의 거칠기 계수 32
[표 3.1-1] 주요 시설물 제원 34
[표 4.2-1] 대표적인 구성 기호 38
[표 4.2-2] Waterway 구성 순서별 주요 모델링 특징(지점별) 40
[표 4.3-1] Penstock 파괴시 해석조건 58
[그림 2.1-1] 관로내 압력파 전파형태 16
[그림 2.1-2] 일반적인 수격압 및 서징 그래프 17
[그림 2.1-3] 수격압 및 서징에 의한 피해사례 18
[그림 2.3-1] Bernoulli 방정식에서의 수두 29
[그림 2.3-2] Moody-Diagram8 31
[그림 3.2-1] 주요 시설물 위치도(종단계획도) 35
[그림 3.2-2] 사업 대상 지역 35
[그림 4.1-1] Simulation Process 37
[그림 4.1-2] WANDA Program 구동 예시 37
[그림 4.2-1] 연구대상 사업의 Waterway system 및 주요 측정지점 39
[그림 4.2-2] 해석프로그램 모식도(Diagram) 39
[그림 4.2-3] 수차 안내깃의 개폐 변화율 그래프 40
[그림 4.3-1] No.1 지점 관내 수두변화(Case-1) 42
[그림 4.3-2] No.2 지점 관내 수두변화(Case-1) 42
[그림 4.3-3] No.3 지점 관내 수두변화(Case-1) 42
[그림 4.3-4] No.4 지점 관내 수두변화(Case-1) 43
[그림 4.3-5] No.5 지점 관내 수두변화(Case-1) 43
[그림 4.3-6] No.6 지점 관내 수두변화(Case-1) 43
[그림 4.3-7] 수치해석 방법에 따른 No.3 지점 수두변화비교 검증 44
[그림 4.3-8] No.1 지점 관내 수두변화(Case-2) 45
[그림 4.3-9] No.2 지점 관내 수두변화(Case-2) 45
[그림 4.3-10] No.3 지점 관내 수두변화(Case-2) 45
[그림 4.3-11] No.3 지점 관내 압력변화(Case-2) 46
[그림 4.3-12] No.4 지점 관내 수두변화(Case-2) 46
[그림 4.3-13] No.5 지점 관내 수두변화(Case-2) 46
[그림 4.3-14] No.6 지점 관내 수두변화(Case-2) 47
[그림 4.3-15] No.1 지점 관내 수두변화(Case-3) 47
[그림 4.3-16] No.2 지점 관내 수두변화(Case-3) 48
[그림 4.3-17] No.3 지점 관내 수두변화(Case-3) 48
[그림 4.3-18] No.3 지점 관내 압력변화(Case-3) 48
[그림 4.3-19] No.4 지점 관내 수두변화(Case-3) 49
[그림 4.3-20] No.5 지점 관내 수두변화(Case-3) 49
[그림 4.3-21] No.6 지점 관내 수두변화(Case-3) 49
[그림 4.3-22] No.1 지점 관내 수두변화(Case-4) 50
[그림 4.3-23] No.3 지점 관내 수두변화(Case-4) 51
[그림 4.3-24] No.3 지점 관내 수두변화(Case-4) 51
[그림 4.3-25] No.3 지점 관내 압력변화(Case-4) 51
[그림 4.3-26] No.4 지점 관내 수두변화(Case-4) 52
[그림 4.3-27] No.5 지점 관내 수두변화(Case-4) 52
[그림 4.3-28] No.6 지점 관내 수두변화(Case-4) 52
[그림 4.3-29] No.1 지점 관내 수두변화(Case-5) 53
[그림 4.3-30] No.2 지점 관내 수두변화(Case-5) 54
[그림 4.3-31] No.3 지점 관내 수두변화(Case-5) 54
[그림 4.3-32] No.4 지점 관내 수두변화(Case-5) 54
[그림 4.3-33] No.5 지점 관내 수두변화(Case-5) 55
[그림 4.3-34] No.6 지점 관내 수두변화(Case-5) 55
[그림 4.3-35] 최고상승수위 발생 Case(Case-1) 56
[그림 4.3-36] 최저하강수위 발생 Case(Case-3) 56
[그림 4.3-37] 조압수조내 부하변화 양상 57
[그림 4.3-38] 입구밸브 앞 부하변화 양상 57
[그림 4.3-39] 수압철관 파괴조건시 해석 프로그램 모식도(Diagram) 59
[그림 4.3-40] PIV 및 Intake gate 폐쇄 변화율 그래프 59
[그림 4.3-41] Case-6, EL.87.0m(PIV내 유량 변동) 61
[그림 4.3-42] Case-6, EL.87.0m(PIV내 유속 변동) 61
[그림 4.3-43] Case-6, EL.87.0m(No.1 지점 수두변화) 62
[그림 4.3-44] Case-6, EL.87.0m(No.2 지점 수두변화) 62
[그림 4.3-45] Case-6, EL.87.0m(No.3 지점 수두변화) 63
[그림 4.3-46] Case-6, EL.87.0m(No.3 지점 압력변화, 지연시간 없음) 63
[그림 4.3-47] Case-6, EL.87.0m(No.3 지점 수두변화, 지연시간 20초) 64
[그림 4.3-48] Case-6, EL.92.0m(PIV내 유량 변동) 65
[그림 4.3-49] Case-6, EL.92.0m(PIV내 유속 변동) 65
[그림 4.3-50] Case-6, EL.92.0m(No.1 지점 수두변화) 66
[그림 4.3-51] Case-6, EL.92.0m(No.2 지점 수두변화) 66
[그림 4.3-52] Case-6, EL.92.0m(No.3 지점 수두변화) 67
[그림 4.3-53] Case-6, EL.92.0m(No.3 지점 압력변화, 지연시간 없음) 67
[그림 4.3-54] Case-6, EL.92.0m(No.3 지점 수두변화, 지연시간 20초) 68
[그림 4.3-55] Case-6, EL.97.0m(PIV내 유량 변동) 69
[그림 4.3-56] Case-6, EL.97.0m(PIV내 유속 변동) 69
[그림 4.3-57] Case-6, EL.97.0m(No.1 지점 수두변화) 70
[그림 4.3-58] Case-6, EL.97.0m(No.2 지점 수두변화) 70
[그림 4.3-59] Case-6, EL.97.0m(No.3 지점 수두변화) 71
[그림 4.3-60] Case-6, EL.97.0m(No.3 지점 압력변화, 지연시간 없음) 71
[그림 4.3-61] Case-6, EL.97.0m(No.3 지점 수두변화, 지연시간 20초) 72
[그림 4.3-62] Case-6, 각 파괴점의 수두변화 양상 72
[그림 4.3-63] Case-6, 밸브 및 취수구 문비 폐쇄율에 따른 유량, 유속 및 수두변화 73