《기초과학을 끊임없이 심화발전시키지 않고서는 첨단과학기술을 연구도입할수도 없고 새로운 높은 수준의 과학기술을 연구개발할수도 없습니다.》 (
수력충격현상은 관로망에서 운영조작사고나 설비고장, 수요의 급격한 변동 등의 원인으로 흐름속도가 급격히 변하면서 발생하는 현상으로서 심한 경우에는 계통설비들을 파괴하고 정상적인 관로망운영에 지장을 준다. 이로부터 관로망설계단계에서 수력충격현상을 정확히 예측하는것이 매우 중요한 문제로 제기되며 이를 위한 수값모의연구가 세계적으로 광범히 진행되고있다.
력학부에서는 수력충격흐름의 수값모의방법에 대한 연구를 진행하는 과정에 선행모형들보다 계산정확도와 계산효률을 더 높일수 있는 새로운 모형을 개발하는 성과를 이룩하였다.
일반적으로 1차
가로단면에서 축방향속도프로필을 고려한 2차원모형들이 제기되였지만 음적계산도식들을 리용한것으로 하여 계산량이 많아지고 계산효률이 높지 못한 결함을 가지고있다.
우리는 이러한 결함을 극복하고 선행한 수력충격흐름모형들보다 계산효률을 더 높일수 있는 한가지 2차원모형을 새로 제기하였다. 새롭게 제기한 모형은 축방향속도를 위하여 한개의 음적방정식, 압력수두와 류량을 위하여 두개의 양적방정식을 리용하는것으로 하여 계산량을 대폭 줄이고 계산시간을 단축할수 있게 한다.
제기한 모형의 계산정확도와 계산효률을 계산실험을 통하여 검증하였다. 계산실험결과 새롭게 제기한 모형이 선행모형들과 동일한 정확도를 보장하면서도 그 계산효률이 2배 높다는것이 확증되였다.
다음으로 새롭게 제기한 2차원모형과 리산기체공동모형을 결합하여 공동을 고려한 경우의 새로운 2상2차
계산실험결과들은 제기한 2차원모형이 수력충격흐름에 대한 수값모의에서 선행모형들의 제한성을 극복하고 계산효률을 보다 높일수 있게 하는 새로운 모형이라는것을 보여준다.
이상의 연구결과는 국제학술잡지 《Journal of Hydraulic Engineering》(2016)에 《Efficient Quasi-Two-Dimensional Water Hammer Model on a Characteristic Grid》(https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001219) 의 제목으로 출판되였다.
