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영어

Hydrodynamic stormwater separator (HSS) is a storm runoff treatment device, which separates solids pollutants from water using swirling motion. The particle velocity distribution in a laboratory scale HSS has been simulated using computational fluid dynamics models and the removal efficiencies were compared with measurement results. This work simulated the particle velocity tracking pattern to efficiency prediction in a HSS. The results show that the highest velocity occurred at the tangential inlet and the velocity decreases rapidly as the flow spirals within the HSS and a near stagnant zone occurred at the bottom. The baffle at inside skirt was found that entrainment of resuspened particles into the overflow could be minimized. In case of HSS with baffle, the removal efficiency was higher than HSS without baffle about 10%. The flow field in a laboratory scale hydrodynamic separator has been simulated using a RNG κ-ε turbulent
models and the simulated flow flied is found to be consistent with the data obtained PIV measurement. The CFD simulation results were verified by the PIV measurements. The CFD simulated flow field will be useful tool to analysis the behavior of particles in the hydrodynamic stormwater separator.

한국어

수리동력학적 강우유출수 처리장치(HSS)는 입자에 회전류를 가하여 강우유출수내입자물질들을 처리하는 장치이다. 실험실 규모의 HSS장치의 운전결과와 전산유체역학모의에 의해 예측한 입자유속분포를 비교분석하였다. 입자추적기법을 이용하여 HSS장치에서의 입자제거효율을 예측하였다. 유속장을 분석한 결과 HSS장치에 직각으로 유입되는 지점에서 유속이 가장 빠르며 하부로 이송되며 유속은 감소하는 경향을 나타내었다. HSS 장치에서 유입수를 본체의 내통으로 유입시켜 원심력을 증대시키고, 유입부 유도판을 부착하여 원심가속도를 증가시켜 입자분리효율을 10% 이상 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. RNG κ-ε모델에 의해 HSS장치내 유속장 분포는 입자영상유속계(PIV)로 측정한 유속장 분포와 유사한 결과가 나타났다. 전산유체역학모의 결과는 PIV측정으로 검증할 수 있으며, 전산유체역학 모의에 의한 유속장 해석 및 입자추적기법은 HSS장치의 사전설계에 중요한 도구로 활용될 수 있다.