• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권6B호
• /
• pp.379-385
• /
• 2012

최근의 컴퓨터 연산 성능의 향상과 전산유체역학 분야의 이론적 발전은 완전한 Navier-Stokes 방정식을 이용한 파랑의 수치모의를 가능하게 하였다. 본 연구에서는 질량원천함수를 이용한 내부조파 기법을 레블셋 유한요소법과 결합하였다. 수치모형은 먼저 2차원 파랑 조파와 전파에 적용되었다. 다음에 같은 문제의 3차원 파랑 모의에 적용되었다. 컴퓨터 자원의 효율적 활용과 연산속도 향상을 위하여 3차원 문제에는 병렬 계산 알고리즘이 고안되어 적용되었다. 수치모의에 의한 계산 결과를 이론적인 값과 비교하였으며, 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
• /
• pp.722-726
• /
• 2012

각 해역의 부유 플록은 그 해역의 조건에 따라 각기 다르게 형성된 플록이므로, 부유 플록 자체의 특성(결합강도, 밀도 및 크기 등)은 현장특성에 따라 현저하게 다른 "site-specific"한 특성을 가질 뿐만 아니라, 동일 해역이라 하더라도, 조류 등에 의한 유속변화에 따른 흐름전단응력의 증감에 따라 플록의 특성 또한 시간적으로 크게 변화할 수 있다. 이에 현장의 플록 특성이 반영된 부유플록의 침강속도를 산정하기 위해 입도 측정원리중 하나인 BW방법을 응용한 전북대 Owentube를 자체 제작하여 연구가 수행되었으며, 본 연구를 통하여 도출된 현장에서의 점착성 부유 플록의 침강속도 산정 결과는 향후 퇴적물 이송 및 수질 예측을 위한 수치모형 적용시에 필수적으로 요구되는 침강 및 퇴적특성 입력자료로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제29권6호
• /
• pp.410-418
• /
• 2017

저마루구조물의 안정성 및 배후 호안의 월파량은 배후수역의 수위에 영향을 받음에도 단면 수리모형실험 수행 시 수위상승량이 알려지지 않아 계측 결과가 왜곡될 수 있다. 본 연구에서는 저마루 구조물 제체 배후면의 평균수위 상승량을 예측하기 위해 단면수리모형실험과 해수유동수치모형실험을 수위-유량 관계식으로 결합하는 결합기법을 시도하였다. 이 기법을 사용함으로써 평균수위 상승량과 유속장을 단면수리모형실험과 동시간대에 얻을 수 있어 이러한 문제점들을 상당한 수준으로 해소할 수 있게 되었다. 또한 구조물의 개구부를 통한 유출유속의 강도에 관해서도 개략적인 정보를 얻을 수 있어 저마루구조물의 적정 평면배치안 선정에도 도움이 될 수 있다.

• 대한안전경영과학회지
• /
• 제9권5호
• /
• pp.57-66
• /
• 2007

본 논문에서는 통신망의 트래픽 제어를 위한 무한버퍼, 단일 서버와 배치도착과정을 갖는 대기행렬 모형을 고려하였다. 또한 고객 도착 형태와 서비스의 분포는 지수분포를 배치 흐름은 포아송 정상과정 및 배치크기는 기하분포를 따른다고 가정하였다. 서비스를 받기 위해 시스템으로 들어오는 배치의 크기는 시스템의 상태에 따라서 트래픽 제어가 가능하다. 이와 같은 조건에서 시스템에 있는 고객의 수와 배치크기에 대한 결합 확률분포를 분석하였고, 행렬기법을 적용하여 시스템 체재시간에 대한 분석이 수행되었다. 마지막으로 시스템의 주요 성능평가 척도에 대한 효율적인 제어기법에 대한 언급과 수치예제를 통해서 증명하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.94-94
• /
• 2023

유역에서의 홍수를 예측하기 위한 다양한 강우-유출 모형들이 개발되어 사용되고 있다. 개념적 강우-유출 모형들은 신뢰성과 적용성이 높아 실무에서 널리 활용되어왔으나, 강우-유출 과정을 단순화하여 고려하므로 유출예측의 정확도에 한계가 있다. 또한 모형의 매개변수에 여러 불확실성이 존재하므로 충분한 양의 관측자료를 사용한 보정 작업이 필요하다. 물리적 강우-유출 모형들은 유출예측 결과가 비교적 물리적으로 정확하다는 장점이 있지만, 높은 계산 비용 및 수치적 불안정성으로 인하여 실무에의 적용이 힘들다. 본 연구에서는 홍수 예측의 정확도와 효율성을 모두 확보할 수 있는 하이브리드 기법을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 기법은 물리적 모형인 동역학파 모형과 개념적 모형인 순간단위도 모형, 그리고 딥러닝 모형을 결합하여 사용하는 기법이다. 유역의 조도계수 및 지형을 활용한 동역학파 시뮬레이션을 수행하였으며, 동역학파 시뮬레이션 결과 및 멱함수로 나타내어지는 비선형적 강우-유출 관계를 이용하여 유역의 순간단위도를 유도였다. 또한, 딥러닝 모형인 LSTM 모형을 활용하여 강우손실 매개변수를 추정하였으며, 이를 이용하여 강우손실을 계산한 후 유효강우주상도를 산정하였다. 그리고 유역 출구에서의 홍수수문곡선은 유효강우주상도와 순간단위도를 활용한 회선적분을 통해 예측되었다. 본 연구에서 개발한 기법을 시험유역 및 자연유역에서의 홍수 예측에 적용해보았으며, 예측 결과는 NSE=0.55-0.90, R²=0.67-0.95의 높은 정확도를 보였다. 본 연구에서 유도하는 순간단위도는 한 유역에서 유일하지 않으며, 유효 강우강도의 함수이므로 홍수 예측에 비선형적 강우-유출 관계를 고려할 수 있으며, 수많은 유효 강우강도에 대한 순간단위도들은 멱함수를 이용하여 순간적으로 유도될 수 있다. 또한, 유역의 강우 특성이나 지표면의 토양수분, 식생과 같은 특성을 딥러닝 모형을 통해 고려함으로써 강우 손실 산정의 불확실성을 줄일 수 있다. 또한, 순간단위도 유도를 위한 기초작업인 동역학파 시뮬레이션은 유역의 지형과 조도계수만을 필요로 하므로 미계측 유역에의 적용이 유리하다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.23-27
• /
• 2008

대규모 육지수문모형(Land Surface Model, LSM)에서 종합적인 육지 물흐름 및 에너지흐름의 예측을 위해 새로운 지표면-지표하 연계 물흐름 모형이 지표하 물흐름 모의를 위한 3차원 체적평균 토양수분 이송방정식(Volume Averaged Soil-moisture Transpor, VAST)을 지표수 흐름모의를 위한 1차원 확산방정식과 연계하여 개발되었다. 각 흐름특성에 맞는 복합적인 수치해석법이 적용되어, 시간분할 방법에 의해 3차원 VAST 방정식의 종방향 흐름이 완전음해법에 의해 해석된 후, 횡방향 흐름이 양해법으로 구해지며, 그 후에 1차원 확산방정식은 MacCormack 유한차분법으로 계산한다. 이 새로운 흐름연계모형은 최신의 육지수문모형인 CLM(Common Land Model)내의 기존 1차원 수리수문계산부분을 대체하게 된다. CLM과 결합된 새로운 연계흐름모형은 오하이오 계곡부근의 시험유역에 적용되었으며, 모의결과는 지표면-지표하 물흐름 상호작용의 모의와 지표수 흐름추적방법을 사용한 새로운 모형의 유출예측이 실측치에 더 근접함을 보여준다. 이 개선된 육지수문모형은 지역적, 대륙적, 그리고 지구전체를 다루는 수문기상연구와 기후변화로 인한 재해예방을 위하여 기상모형인 CWRF(Climate extension of the next-generation Weather Research and Forecasting)와 연계될 예정이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제23권3호
• /
• pp.248-257
• /
• 2011

본 연구에서는 규칙파동장에 있어서 인장계류된 원형부유체의 파랑응답해석에 2차원 Navier-Stokes solver에 기초한 새로운 수치파동수조모델을 제안하였다. 본 수치파동수조모델에서는 이동구조물과 유체와의 상호작용을 해석하기 위하여 직각좌표계에서 임의형상의 불투과경계를 갖는 구조물과 유체와의 연성해석이 가능한 IBM(Immersed Boundary Method)과 자유수면 추적을 위한 VOF(Volume of Fluid)법을 결합하였다. 부유체운동에 대한 수치결과를 기존의 FAVOR(Fractional Area Volume Obstacle Representation)법에 의한 계산결과 및 수리실험과 비교하였다. 게다가, 수치모델의 보다 자세한 검증을 위하여 원형부유체의 동요 및 자유수면변동에 관한 수리모형을 추가로 실시하였고, 제안된 수치모델의 범용성과 타당성을 검증하기 위하여 직사각형부유체에 대한 수치 및 수리실험도 병행하였다. 이로부터 추정된 수치계산결과는 실험결과를 잘 재현하고 있는 것으로 판단되었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.505-511
• /
• 2013

경사진 지형을 갖는 축대칭 지형에 적용이 가능한 경계처리기법을 개발하였다. 섬 지형의 경우 복잡한 지형으로 인하여 유한요소모형을 사용하여 파의 변형을 해석하는 것이 좋지만 해수와 접하는 섬의 단면이 연직이 아닌 경우에는 수심이 0이 되어 경계면을 적절하게 처리하기 어렵다는 단점이 있다. 본 연구에서는 장파에 대한 해석해를 활용하여 임의의 경사진 경계면에 적용가능한 경계처리기법을 개발하였다. 이를 위해 지배방정식으로 완경사 방정식을 사용하였으며 계산 영역을 해석해 영역과 수치해 영역으로 구분하여 해석해 영역에 기존의 해석해를 적용한 후 수치해와 결합하여 모델을 완성하였다. 유도된 해는 기존의 해석해와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.862-866
• /
• 2005

도시유역의 유출분석을 위하여 국내에서 많이 사용하고 있는 모형들로는 ILLUDAS, SWMM이 대표적이라고 할 수 있다. 그러나 국내의 대부분의 도시하천의 경우 합류식의 배수계통을 가지고 있어, 홍수시에 하수관거용량을 초과하는 우수량은 하천을 통해 배수가 되고 있다. 이러한 배수계통을 갖는 하천에 대하여 대상유역의 배수관망 자료 부족과 Modeling의 어려움으로 인해 도시유출모형이 아닌 HEC-HMS모형과 같은 유역추적법을 통해 유출분석이 이루어지고 있다. 또한 기존 논문에서 제시한 도시유출모형에 하도추적을 결합한 강우-유출 모의는 정확성 결여 및 번거로운 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 보다 안정적인 해석 모형인 MIKE SWMM 모형을 사용하여 과거 침수자료와 DEM 자료 및 수치 배수관망 자료를 통한 유역 및 배수관망 자료를 구축하고 유역에 대해서는 Runoff Block을 사용하고, 하수관거와 본류에 대해서는 Dynamic 방정식을 이용한 Extran Block을 적용하여 유출분석을 실시하고 그 결과를 기존의 방법들과 비교하여 각각의 장단점 및 적용성을 밝히고 개선방향등을 제시하고자 하였다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
• /
• 제10권E호
• /
• pp.357-370
• /
• 1994

지역 규모 대기 모형과 결합된 오일러 장거리수송 모형이 제시되었다. 이 모형을 Cross-Appalachian Tracer Experiment (CAPITX)의 2개 사례에 나타난 추적물 농도 분포 모사에 적용하였다. 기상장은 CSU RAMS에 4차원 자료 동화 기법을 도입하여 도출하였고, 추적물 수송은 오일러 확산 모형으로 계산된다. 4차원 자료 동화 기법을 포함한 대기 모형은 관측과 잘 일치하는 기상장을 도출하였으며, 장거리 수송 예측에 이용될 다양한 기상 자료의 도출을 위한 매우 적절한 도구가 될 수 있음을 보였다. 이 연구에서 개발된 수송 모형은 관측 농도 분포가 복잡한 구조를 보인 사례에 대해서는 부분적인 성공을 거두었으나, 대체로 관측된 추적물 수송을 유사하게 모사하였다. Bott's 2nd-order scheme을 사용한 결과는 Bott's 4th-order scheme을 사용하고 명시적인 수평 확산을 증가시킨 경우와 유사한 수행 능력을 보였다. 이 대기 모형과 수송 모형은 상세한 구름 및 화학 과정들을 고려한 산성 침적 모형의 훌륭한 기본 틀이 될 수 있을 것으로 생각된다.