개수로내의 검변 및 급변 부정류 해석을 위해서 dynamic wave식을 기본방정식으로 하고 이를 불연속 보간함수와 upstream weighting 을 도입한 Petrov-Galerkin 기법에 의해 해석하는 유한요소모형을 개발하였다. 매트릭스 안정성 해석 결과 Petrov-Galerkin기법은 단파장에서의 선택적 감쇠능력과 위상오차에 있어 우수한 것으로 나타났다. 반면에 Preissmann기법은 단파장에서의 선택적 감쇠능력과 위상오차에 있어 열등한 것으로 나타났고, Bubnov-Galerkin 기법은 비감쇠특성을 나타내고 있어 단파장 영역에서 발산해를 일으키는 주요원인임을 확인할 수 있었다. Petrov-Galerkin 방법은 Courant수의 넓은 범위에서 높은 주파수를 가진 진행파에 대한 선택적인 감쇠와 작은 Courant 수의 범위에서 양호한 위상정도를 가지는 이상적인 조합을 나타내고 있어 점변 및 급변 부정류 해석에 있어 이상적인 기법으로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.
A finite element model for simulating gradually and rapidly varied unsteady flow in open channel is developed based on dynamic wave equation using Petrov-Galerkin method. A matrix stability analysis shows the selective damping of short wave lengths and excellent phase accuracies achived by Petrov-Galerkin method. Whereas the Preissmann scheme displays less selective damping and poor phase accuracies, and Bubnov-Galerkin method shows nondissipative characteristics whicn causes a divergence problem in short wave length. The analysis also shows that the Petrov-Galerkin method displays the desirable combination of selective damping of high frequency progressive waves over a wide range of Courant number and good phase accuracy at low Courant number. Therefore, the Petrov-Galerkin can be effectively applied to gradually and rapidly varied unsteady flow.
