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컴퓨터를 이용한 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법으로서,상기 컴퓨터가,(a) 최초 하천 지형, 유량, 퇴적 입자 크기, 퇴적물 유입량, 지류 등을 포함하는 주어진 하상 데이터에 관하여 1차원 준정류 모형에 기초하여 전체 관심 구간의 수직 단면의 종방향 수심 평균 유속과 종방향 단면 수심을 산출하는 단계;(b) 산출된 수심 평균 유속과 단면 수심을 이용하여 종방향 단면의 단위폭당 총 유사량을 산출하는 단계;(c) 산출한 종방향 단위폭당 총 유사량을 이용하여 1차원 준정류 모형에 따라 종방향 하상고를 산출하는 단계;(d) 산출된 종방향 수직 단면의 평균 유속, 수심 및 하상고를 이용하여 횡분배법에 따라 횡방향 유속 분포를 산출하는 단계;(e) 횡방향 유속 분포에 기초하여 횡방향 유사량 분포를 산출하는 단계; 및(f) 횡방향 유사량 분포에 기초하여 횡방향 하상 변동을 산출하는 단계를 포함하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법
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청구항 1에 있어서, (b) 상기 종방향 단면의 단위폭당 총 유사량을 산출하는 단계는, 다음 수학식의 해를 산출하는 단계를 포함하고,여기서, qs는 산출되어야 하는 단위폭당 총 유사량, R은 수중 비중(submerged specific gravity), d50은 유사 입자들(sediment particles)의 중간 크기(median size), 는 무차원 전단 응력(Shields stress), Cf는 하상 저항 계수, g는 중력 가속도인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법
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청구항 1에 있어서, (b) 상기 종방향 단면의 단위폭당 총 유사량을 산출하는 단계는, 다음 수학식의 해를 산출하는 단계를 포함하고,여기서, Cs는 유속 기반 중량 농도(flux-based mass concentration)이고, a1 및 a2는 경험적 파라미터들(empirical parameters)이며, 은 유사 내의 퇴적물의 비중량(specific weight of sediment in sediment-laden flow), 는 퇴적물의 비중량(specific weight of sediment), 는 퇴적물의 하강 속도인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법
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청구항 1에 있어서, (c) 상기 종방향 하상고를 산출하는 단계는,다음 수학식의 해를 산출하는 단계를 포함하고,여기서, 는 종방향 하상고(bed elevation), t는 시간, 는 하상 물질의 공극률(porosity of bed material), 는 단위폭당 총 유사량(sediment load per unit width), x는 상류로부터 해당 지점까지 종방향 거리인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법
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청구항 1에 있어서, (d) 상기 횡분배법에 따라 횡방향 유속 분포를 산출하는 단계는다음 수학식의 해를 산출하는 단계를 포함하고,여기서, x는 종방향 거리, y는 횡방향 거리이며, 는 물의 밀도, g는 중력 가속도, H는 수심, Sx는 x 방향의 하상 경사(bed slope), 는 하상 전단 응력(bed shear stress), Bg는 로 정의되는 기하학적 인자(geometric factor), Sy는 y 방향의 하상 경사, 는 수심 평균 횡방향 전단 응력(depth-averaged lateral shear stress)이며, 는 이차류 영향을 나타내는 항(term due to secondary currents)인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법
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청구항 5에 있어서, 상기 수심 평균 횡방향 전단 응력 은 다음 수학식에 의해 산출되고,여기서 는 와류 점성(eddy viscosity)으로서, 유속의 차이로 인해 발생하는 수주(water column) 사이의 전단 응력을 결정하고, 는 물의 밀도이며 Ud는 x 방향의 수심 평균 유속인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법
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청구항 5에 있어서, 상기 이차류 항 은 다음 수학식에 의해 산출되고,여기서, 및 는 각각 유속의 시간 평균된 x 방향 및 y 방향 성분들이고, z는 수직 방향 거리이며 H는 수심이며, 는 물의 밀도인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법
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청구항 1에 있어서, 장기간 시뮬레이션을 위해, 매 시간 단위마다 단계 (a) 내지 단계 (f)를 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법
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청구항 1에 있어서, 상기 (f) 단계 이후에, (g) 활동 알고리즘을 이용하여 하상 경사의 변형을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법
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컴퓨터에서 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 청구항에 따른 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 방법의 각 단계들을 실행시키기 위해 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램
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하상 데이터에 관하여 1차원 준정류 모형에 기초하여 전체 관심 구간의 수직 단면의 수심 평균 유속과 단면 수심을 산출하고, 산출된 수심 평균 유속과 단면 수심을 이용하여 종방향 단면의 단위폭당 총 유사량을 산출하며, 산출한 종방향 단위폭당 총 유사량을 이용하여 1차원 준정류 모형에 따라 종방향 하상고를 산출하는 1차원 준정류 모형 계산부;산출된 종방향 수직 단면의 평균 유속, 수심 및 하상고를 이용하여 횡분배법(LDM)에 따라, 복수의 횡방향 단위폭 구역들의 각각에 대해 횡방향 유속 분포를 산출하는 횡방향 유속 분포 계산부;상기 횡방향 유속 분포에 기초하여, 모든 단위폭 구역들의 각각마다 횡방향 유사량의 분포를 산출하는 횡방향 유사량 분포 계산부; 및 횡방향 유사량 분포에 기초하여 횡방향 하상 변동을 산출하는 횡방향 하상 변동 계산부를 포함하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 장치
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청구항 11에 있어서, 상기 1차원 준정류 모형 계산부는 상기 종방향 단면의 단위폭당 총 유사량을 산출하기 위해 다음 수학식의 해를 산출하도록 동작하고,여기서, qs는 산출되어야 하는 단위폭당 총 유사량, R은 수중 비중(submerged specific gravity), d50은 유사 입자들(sediment particles)의 중간 크기(median size), 는 무차원 전단 응력(Shields stress), Cf는 하상 저항 계수, g는 중력 가속도인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 장치
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청구항 11에 있어서, 상기 1차원 준정류 모형 계산부는 상기 종방향 단면의 단위폭당 총 유사량을 산출하기 위해 다음 수학식의 해를 산출하도록 동작하고,여기서, Cs는 유속 기반 중량 농도(flux-based mass concentration)이고, a1 및 a2는 경험적 파라미터들(empirical parameters)이며, 은 유사 내의 퇴적물의 비중량(specific weight of sediment in sediment-laden flow), 는 퇴적물의 비중량(specific weight of sediment), 는 퇴적물의 하강 속도인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 장치
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청구항 11에 있어서, 상기 1차원 준정류 모형 계산부는 상기 종방향 하상고를 산출하기 위해 다음 수학식의 해를 산출하도록 동작하고,여기서, 는 종방향 하상고(bed elevation), t는 시간, 는 하상 물질의 공극률(porosity of bed material), 는 단위폭당 총 유사량(sediment load per unit width), x는 상류로부터 해당 지점까지 종방향 거리인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 장치
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청구항 11에 있어서, 상기 횡방향 유속 분포 계산부는 상기 횡분배법에 따라 횡방향 유속 분포를 산출하기 위해 다음 수학식의 해를 산출하도록 동작하고,여기서, x는 종방향 거리, y는 횡방향 거리이며, 는 물의 밀도, g는 중력 가속도, H는 수심, Sx는 x 방향의 하상 경사(bed slope), 는 하상 전단 응력(bed shear stress), Bg는 로 정의되는 기하학적 인자(geometric factor), Sy는 y 방향의 하상 경사, 는 수심 평균 횡방향 전단 응력(depth-averaged lateral shear stress)이며, 는 이차류 영향을 나타내는 항(term due to secondary currents)인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 장치
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청구항 15에 있어서, 상기 수심 평균 횡방향 전단 응력 은 다음 수학식에 의해 산출되고,여기서 는 와류 점성(eddy viscosity)으로서, 유속의 차이로 인해 발생하는 수주(water column) 사이의 전단 응력을 결정하고, 는 물의 밀도이며 Ud는 x 방향의 수심 평균 유속인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 장치
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청구항 15에 있어서, 상기 이차류 항 은 다음 수학식에 의해 산출되고,여기서, 및 는 각각 유속의 시간 평균된 x 방향 및 y 방향 성분들이고, z는 수직 방향 거리이며 H는 수심이며, 는 물의 밀도인 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 장치
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청구항 11에 있어서, 상기 횡방향 하상 변동 계산부는,활동 알고리즘을 이용하여 하상 경사의 변형을 산출하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 준2차원 준정류 모형을 적용한 하천 퇴사 및 배사 해석 장치
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