NFLOW

CIVIL

REFERENCE

NFLOW CIVIL REFERENCE

새만금-전주 고속도로 건설 구간 입자기반 3D 유체시뮬레이션

  • 발주처 : 한국도로공사

  • ​해석구간 : 총 5㎢

  • 도입배경 : 새만금 - 전주 고속도로 구간은 실시설계에서 적용된 수문자료(강우강도, 유출계수, 도달시간 등)를 바탕으로 설계의 타당성을 검증하기 위해서 3D 유체 시뮬레이션을 수행

  • NFLOW를 통한 검증사항5개 구간 도로 노면배수 시뮬레이션 실시, 2개 구간 사면배수 시뮬레이션 실시, 2개 구간에 대해 터널 입출구 배수 시뮬레이션 실시, 1개 구간 횡단배수 시뮬레이션 실시

  • 사면배수 호우 시 노면수의 도로침범, 횡배수관의 수위과다, 집수정 및 배수구조물의 용량초과 등 배수불량구간이 지속적으로 발생

기계~안동4 도로건설 구간 입자방식 3D 유체시뮬레이션을 통한 배수흐름 분석

  • 발주처 : 부산지방국토관리청

  • ​해석구간 : 총 5㎢

  • 도입배경 : 기계~안동4 도로건설 구간인 안동시 임하면 오대리 지역에 침수에 대한 민원 발생 / 민원인들의 주장은 도로가 신설되어 침수가 발생한다고 주장 / 도로가 신설되는 구간에 유역면적이 넓고, 근처에 있는 길안천의 홍수위 반영 필요

  • NFLOW를 통한 검증사항도로 신설 전 기존 도로에 대한 시뮬레이션 실시 / 신설 도로 설계 안을 반영한 시뮬레이션 실시 / 설계1안(과수원 배수로 통과), 설계2안(잔여지 배수로 통과)으로 구분하고 각각의 설계안에 대해 시뮬레이션 / 다양한 옵션 변경을 통한 시뮬레이션을 실시하여 해결방안 도출

  • NFLOW를 통한 해결방안 도출 : NFLOW를 통해 시뮬레이션 한 결과 총 12곳에 침수가 발생 / 길안천으로 유입되는 도로횡단 수로암거 폭을 6m에서 7m로 확장 / 길안천으로 배수하는 개거수로의 하류제방 높이를 50cm 보강 / 설계1안(과수원 배수로 통과), 설계2안(잔여지 배수로 통과)으로 구분하고 각각의 설계안에 따른 시뮬레이션 실시하여 설계2안 반영 시 배수에 문제가 없음을 확인하여 토지 매입비용 및 공사비용 절감

  • NFLOW를 통한 시뮬레이션 검증으로 기존 침수구역 12곳의 문제 해결과 토지매입비용 및 공사비(설계비) 절감 효과

  • 낙동강 삼랑진 검세지구~양산물금 구간의 유속이 현저히 줄어들어 침식현상이 해소

  • 집중호우 시 수시로 발생한 자전거도로 범람 문제를 해소를 NFLOW CIVIL을 통한 시뮬레이션으로 검증

낙동강자전거길 수해복구공사 구간 중 입자방식 3D 유체시뮬레이션을 통한 강 흐름 검증

  • 발주처 : 부산지방국토관리청

  • 수행기간 : 2012. 12. ~ 2013. 03

  • ​해석구간 : 총 16㎢ (삼랑진 검세지구 ~ 양산물금)

  • 도입배경 : 국가하천인 낙동강 삼랑진 검세지구 ~ 양산물금 구간의 자전거도로에 홍수피해 발생 / 낙동강의 흐름이 삼랑진 검세지구 ~ 양산물금 구간에 집중으로 인한 수충부로 작용하여 측방침식 등으로 비탈면 유실 등의 피해가 발생

  • NFLOW를 통한 검증사항삼랑진 검세지구 ~ 양산물금 구간을 CFD 시뮬레이션을 통해 피해 발생 확인 / 다양한 공법을 통해 구조물을 설치하여 유속을 줄일 수 있는 방안 도출 /구조물의 크기, 사이즈 등 다양한 옵션을 적용

  • NFLOW를 통한 해결방안 도출 : 우안 만곡 시작부의 지점 둔치 저수로부에 사석공법을 L=196m 시공하여 둔치를 보호 / 하류부의 폭 넓게 발단된 둔치 비탈면은 자연 비탈면으로 조성하고, 둔치가 시작되는 지점 L=689m 구간을 사석공법으로 보강 / 시점부 주거지와 농경지에 연결된 둔치 시작부 L=156m 구간을 사석공법으로 보강

  • 강우 시 A구간 통로암거와 수로암거의 비정상적인 유량 유입을 해소하여 통로암거에 유량이 유입되지 않으며, 수로암거를 통해 정상적으로 배수(민원문제 해결)

  • 강우 시 B구간 종배수관과 횡배수관을 통해 정상적으로 배수되며, 도로노면 침수현상 해소 (집중호우로 인한 교통사고 감소)

인화~강화 도로건설공사 구간 입자방식 3D 유체시뮬레이션을 통한 배수흐름 검증

  • 발주처 : 부산지방국토관리청

  • ​해석구간 : 총 1㎢

  • 도입배경 : 해석구간 중 통로암거 (지하통로)로 강우 시 유량이 대량 유입되는 문제점 발생 / 통로암거 부근의 수로암거로 강우 시 유량이 정상적으로 유입되지 않는 현상 / 해석구간 중 계곡부의 도수로에 유량이 유입된 후 횡배수관에 정상적으로 유입되지 않음 / 계곡부를 통해 흘러내린 유량이 도로에 범람하여 교통사고가 빈번하게 발생

  • NFLOW를 통한 검증사항A지점 수로암거와 통로암거의 부적절한 설치 위치 검증과 측구 및 수로암거 통수단면 부족 검증 / B지점 도수로 및 집수정, 횡배수관, 종배수관 등 규격 검증과 급경사로 인한 도로 노면에 유수 유입 확인 / 지점 배수 유역면적 산정 오류 파악

  • NFLOW를 통한 해결방안 도출 : A구간 수로암거 유입부에 날개벽 조정 (7.5x3.0) / A구간 통로암거 유입부에 옹벽설치 (30.0x4.0) / A구간 수로암거 유출부에 집수정 추가 설치 (5.4x6.0x2.5) / A구간 수로암거 유출부에 U형개거 확장 (3.5x1.5) / B구간 계곡부 도수로 유입부 확장 (4.5x1.5) / B구간 도수로 규격 확장 (1.5x0.5) / B구간 암거 집수정 추가 설치 (2.0x1.0x4.8) / B구간 종배수관 규격을 확장 (D1000)

수원시 관내 국도대체우회도로 건설공사 3D 유체시뮬레이션

  • 발주처 : 부산지방국토관리청

  • ​해석구간 : 580㎡

  • 도입배경 : 노면배수 불량구간 발생으로 강우 시 일부 노면에 물고임 또는 침수현상 발생 / 본 지하차도 강우-유출의 실측자료가 전무하여 물고임, 침수현상에 대한 원인 파악 불가

  • NFLOW를 통한 검증사항강우 강도에 따른 지하차도 내 유량 및 유속변화 파악 / 강우 강도에 따른 측구 수로 등의 배수시설물 수위 변화 파악 / 집수정1(진안지하차도 2구간), 집수정2(U-Type 옹벽 2구간)에서의 분 단위 유량 및 유속변화를 설계빈도별 시뮬레이션 (설계빈도는 각 10, 25, 50년 설정)

  • NFLOW를 통한 해결방안 도출 : 측구 수로 구간의 수위 및 수심 모두 측구 수로를 월류현상 발생 파악 / 지하차도 오목 지점부에서 강우가 완전히 배제되지 못하고 물이 고이게 되어, 상당한 높이의 수심을 형성하게 됨을 파악 / 지하차도 오목 지점부를 계획하는 경우 짧은 시간 내에 상당한 높이를 형성하며 지점부에 강우 집중현상이 발생하여 교통사고의 발생 위험이 증가할 것으로 예상 / 펌프 설비나 기타 노면 강우를 강제 배수 시킬 수 있는 설비를 추가적으로 계획 필요

함양~울산 간 고속도로 건설공사 3D 유체시뮬레이션 적용

  • 발주처 : 한국도로공사 

  • ​해석구간 : 함양~울산간 고속도로 1~29 구간 중 물고임 구간 10개소

  • 도입배경 : 고속도로 구간 중 배수 설계기준에 적합함에도 불구하고 배수피해구간이 지속적으로 발생 / 이상기후로 발생하는 집중호우에 의한 배수불량구간에서 교통사고가 빈번히 발생

  • NFLOW를 통한 검증사항설계기준으로 예측할 수 없는 사례를 노면배수, 사면배수, 횡단배수 등 유형별로 도출 / 실제 강우 시와 같은 유체의 흐름특성 분석을 통해 피해규모 및 범위 파악

  • NFLOW를 통한 해결방안 도출 : 고속도로 구간 내 노면, 사면, 구조물(횡배수관, 집수정 등)에 유하하는 강우에 대해 시뮬레이션 하여, 문제가 발생하는 사면구간의 도수로 덮개 적용, 집수정 유입형태 및 횡배수관 배수형태 변경, 횡단배수 구간 수로암거 및 사방댐 적용을 통해 문제구간 개선방안 제시

  • NFLOW CIVIL을 통한 시뮬레이션 검증을 통해 문제구간과 개선방안 제시

문발제 보강공사 실시설계 용역 중 입자방식 3D 유체시뮬레이션 적용

  • 발주처 : 국토교통부 서울지방국토관리청 

  • ​해석구간 : L=5.0㎢

  • 도입배경 : 2011년 7월 26일부터~7월 29일까지 내린 600mm 호우로 문발제 일부구간에서 제방유실 등의 피해가 발생 / 피해발생구간은 하상 퇴적 등의 영향으로 유심부에 거대한 사주가 형성과 수충부 직하류부에 위치하여 세굴에 취약하며, 감조구간으로 조차에 의한 수위변동이 크고 급격한 수위의 상승과 하강을 반복하는 구간으로 홍수피해 저감을 도모하기 위해 피해원인에 대한 분석과 적합한 대책마련이 필요

  • NFLOW를 통한 검증사항문발제 상, 하류 주요 구간 흐름특성 분석을 통해 문발제 피해원인 분석 / 조위 상승 및 하강에 따른 영향 분석 / 문발 IC 일대 한강 본류 사주형성에 의한 흐름변화 분석

  • NFLOW를 통한 해결방안 도출 : 계획홍수량, 지배유량, 평수량, 역류시, 기존상태와 사주준설

새만금 동서2축 도로건설공사(1공구)

3D 유체시뮬레이션 적용

  • 강우 시 종단구배 및 VIP간격에 대해 시뮬레이션 결과를 통해 침수우려사항을 해결 및 도로노면 침수현상 해소

  • 발주처 : 새만금개발청 

  • ​해석구간 : L=6.50㎢, b=20.0㎡

  • 도입배경 : 강우패턴의 변화 및 국지성 집중호우로 인해 기존 설계기준에서 정한 설계빈도 이상의 강우가 빈번히 발생 / 실제 새만금 구간은 밀물과 썰물의 시간대에 따른 강우 피해도 편차로 인해 위험성이 높음 / 당시 시공단계인 새만금 동서2축 도로건설공사 구간 중 취약구간에 대해 입자방식 3D 유체시뮬레이션으로 도로의 배수상황을 시뮬레이션 함으로써 결함 파악 필요

  • NFLOW를 통한 검증사항STA.2+100 ~ 3+500 구간의 횡단 편경사 차로구간 배수불량 검증 / STA.2+100 ~ 3+500 구간의 선배수시설 부족 검증 / STA.4+400 ~ 5+800 구간의 종배수관 배수처리 오목구간으로 인한 배수불량 검증 / STA.4+400 ~ 5+800 구간의 종배수관, 횡배수관 집수정 규격 검증 / STA.5+000 ~ 6+300 구간의 오목구간, 볼록구간의 VIP간격 배수효율 검증 / 다양한 옵션 변경을 통한 시뮬레이션을 실시하여 해결방안 도출

  • NFLOW를 통한 해결방안 도출 : STA.2+100 ~ 3+500 구간의 횡단 편경사 차로구간 중분대에 선배수시설 설치 / STA.4+400 ~ 5+800 구간의 하부배수구조물에 횡배수관 추가 설치 / STA.4+400 ~ 5+800 구간의 배수불량구간 집수정 추가 설치 / STA.5+000 ~ 6+300 구간의 종단구배 및 VIP간격 배수효율 보강(종단구배 0.5%, VIP200m)

마송~누산 도로확장공사 구간 입자방식 3D 유체시뮬레이션

  • 발주처 : 서울지방국토관리청

  • ​해석구간 : 640㎡

  • 도입배경 : 해석구간 중 STA.+282.0 봉성포천 구간 중 강우 시 주변 종배수관 배수불량 발생 / 측구와 개거로 나가는 종배수관(3.4m ~ 4.2m)의 설치높이가 홍수위보다 낮아 도로측면 유도된 우수의 배수 불량 발생 / 기존 용수의 원활한 배수가 되지 않아 인근 농경지 등의 침수피해 발생

  • NFLOW를 통한 검증사항STA.4+250.0 구간의 펌프시설의 부적절한 설치 위치 검증 / STA.4+250.0 ~ STA.5+3440.0 구간의 펌프시설 용량검토를 통해 펌프의 규격 검증 / 시간대별 지점에 대한 유출량 검토를 토대로 펌프시설 부족 검증

  • NFLOW를 통한 해결방안 도출 : STA.4+250.0 ~ STA.5+3440.0 구간의 지점별 종배수관을 통해 유출되는 양을 고려한 펌프시설 보강 / STA.4+250.0 ~ STA.5+3440.0 집중호우를 대비한 유입수량의 50%이하로 3곳 설치

  • 강우 시 STA.4+250.0 ~ STA.5+344.0 구간의 펌프시설의 효율적인 배치를 통해 종배수관과 횡배수관에서 정상적으로 배수되어 농경지 침수피해 해결

광주순환고속도로 건설공사

입자방식 3D 유체시뮬레이션 적용

  • 발주처 : 한국도로공사 

  • ​해석구간 : 300㎡

  • 도입배경 : 강우패턴의 변화 및 국지성 집중호우로 인해 기존 설계기준에서 정한 설계빈도 이상의 강우가 빈번히 발생하여 시공 전 다양한 옵션 변경을 통한 시뮬레이션을 실시하여 설계법에서는 예측할 수 없는 배수형태의 파악으로 해결방안 사전 모색 필요로 함

  • NFLOW를 통한 검증사항편경사와 종단경사를 변경하여 분 단위 별 유량, 유속, 유하시간, 유수의 흐름 검증 / STA.5+030 ~ STA5+070 구간의 강우 시 설계빈도 10년 이상 초과하게 될 경우 통수능력 부족 검증 / STA.0+992.5 구간의 기존 도수로 설계규격 시 도로 노면으로 유량유입 검증 / STA.0+992.5 구간의 집수정간격 규격 검증 / STA.5+261.29 구간 강우 시 유입부수심이 암거 상단 높이보다 커져 통수능력 저하 검증 / STA.5+261.29 구간 기존 도수로의 암거규격 검증

  • NFLOW를 통한 해결방안 도출 : STA.5+030 ~ STA.5+0.70 구간의 배수시설 변경(집수정설치(30m)→선배수시설) / STA.5+216.29 구간의 수로 암거규격 변경(2.0x2.0→3.0x3.0) / STA.5+261.29 구간에 사방댐 설치 / 편경사와 종단경사 변경으로 유하시간 및 유속 증감율 개선

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