Due to climate change brought on by global warming, severe rainstorms and landslides produced by debris flows have become more common in Korea and elsewhere recently. The closed-type and open-type barriers are the two major types of debris-resisting barriers. When compared to closed-type barriers, open-type barriers have the advantages of being more environmentally friendly and not harming the surrounding landscape. In this study, the performance analysis of the open-type baffles with four different shapes (arched, cube, circular, triangular) was performed under two flow conditions (large and small Froude numbers) and two viscosity conditions (high and low viscosities). The simulations were performed with DualSPHysics based on the Smoothed particle hydrodynamics (SPH) method. The velocity reduction ratio was evaluated by comparing the velocity before and after the collision with the baffle, and the performance evaluation was conducted based on it. Due to its concave design, the newly suggested arch shape has the advantage of trapping debris flows. As a result, the arch-type baffle performed the best, while the triangle baffle performed the worst under dilute debris flow conditions. On the other hand, there was little variation in performance amongst baffle shapes under viscous conditions.
최근 지구온난화에 따른 기후변화로 인해 집중 호우가 빈번하게 발생하고 있고 이에 따라 국내 및 국외에서는 토석류로 인한 산사태가 빈번하게 발생하고 있다. 토석류 방재구조물의 종류로는 크게 폐쇄형과 열린형 사방댐이 있다. 열린형 사방댐은 폐쇄형 사방댐에 비해 친환경적이고 자연경관을 해치지 않는다는 장점으로 토석류 방재 시설물로 많이 사용되고 있다. 이 연구에서는 아치형, 큐브형, 원형, 삼각형 총 네 가지 형상의 배플 사방댐의 성능평가를 두가지 흐름조건과 두가지 점성 조건에서 수행하였다. 시뮬레이션은 Smoothed particle hydrodynamics (SPH) 기법 기반의 DualSPHysics를 이용하였다. 이 연구에서 새롭게 제안하는 아치형 모양은 오목한 모양으로 인해 토석류를 포착할 수 있는 장점이 있다. 토석류와 배플의 충돌 전후의 속도 비교를 통해 속도 감소율을 평가하였고 이를 기반으로 성능평가가 이뤄졌다. 성능평가 결과, 저점성 조건에서 아치형 모양의 배플의 성능이 가장 높게 나타났고 삼각형 모양의 배플의 성능이 가장 떨어졌다. 반면 고점성 조건에서는 배플 모양 간의 성능 차이가 거의 없었다.
