• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.66-66
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• 2021

2011년에 일본 도호쿠 지방 태평양 해역에서 규모 9.0의 지진이 발생하여 거대한 쓰나미가 일본 본토 해안을 침수시켰다. 이로 인해, 정확한 피해규모가 파악되기 어려울 정도로 막대한 인명과 재산피해를 입게 되었다. 센다이지역의 경우 쓰나미로 인해 해안에 위치한 약 3.8 평방킬로미터의 방풍림이 모두 전복되었고 일부는 유목이 되어 쓰나미와 함께 내륙으로 흘러들어가 곳곳에 퇴적되어 농지를 훼손하고 가옥에 피해를 주었다. 따라서, 본 연구는 유목의 발생과 흐름에 따른 거동을 수치적으로 분석하여, 폭우나 쓰나미와 같은 거대흐름과 산지와 방풍림 등에서 발생하는 유목의 발생과 거동과정을 예측하고, 흐름과 유목 거동에 따른 피해지역을 선별할 수 있는 방법을 구축하기 위한 초기단계로서, 이를 위해 유목의 발생과정의 역학적 모델링을 수치모듈에 적용하였고 이를 활용하여 수치모의를 수행하였다. 흐름분석을 위해 쓰인 모형은 홍수범람 모형인 Nays2D Flood 이며 천수방정식을 기본으로 한다. 쓰나미의 흐름은 해안가의 방풍림지역을 상류단 경계조건으로 하여 발생 당시 관측된 수심변화를 본 모형의 상류단 경계조건으로 입력하였다. 상류단 경계조건에서 쓰나미의 유속은 수심에 따른 파속으로 계산하였다. 본 연구에서는 또한 유목의 발생과 흐름거동을 기존에 개발된 입자법 기반의 유목동역학모형을 활용하여 수치적으로 모델링 하였다. 유목은 유연성이 없는 원주형 강체로 가정하였고 초기설정으로는, 방풍림지역에 30만개의 유목이 하상의 수직방향으로 배치되어있는 것으로 가정하였다. 여기서, 본 연구에서는 쓰나미가 발생하면 흐름에 따른 항력으로 인해 수직방향으로 배치된 유목이 부러지며, 흐름과 함께 흘러가는 현상을 모델링하였다. 본 연구는 폭우나 쓰나미와 같은 거대흐름으로 인해 발생할 수 있는 유송잡물과 유목의 거동을 예측분석하는 기초연구자료로 활용될 수 있으며, 더 나아가 유목의 발생과정까지 수치적으로 재현하는 모델링을 수행하였기 추후에, 산지와 하천에서 발생할 수 있는 유송잡물의 발생과 연행 과정을 보다 세부적으로 예측할 수 있는 기초방법론으로 쓰일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권4호
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• pp.337-349
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• 2012

본 연구에서는 1000 hPa면 고도 자료 및 K-평균 군집분석법을 활용하여 한반도 주변 기압배치를 분류하고, 각 유형의 특성을 조사하였다. 군집의 기준으로 기압배치 공간 형태의 유사성을 나타내는 패턴 상관계수를 사용하고, 유사성의 경계치로 0.8을 적용하여 대표적 기압배치 유형 11개를 얻었다. 이들은 시베리아 기단이 한반도 주변으로 장출하는 경로에 따라 3개, 북태평양 고기압의 중심 위치에 따라 3개, 시베리아 및 북태평양 기단의 영향권에서 기압골이 나타나는 유형 2개, 그리고 봄가을에 주로 나타나는 이동성 고기압형으로 고기압의 장축방향에 따라 3개 등이다. 각 기압 배치 유형의 출현빈도로부터 추정한 한반도에 영향을 주는 기단의 출현비율은 시베리아 기단 55.4%, 북태평양 기단 29.3%, 양쯔강 기단 12.8%, 오호츠크해 기단 2.5% 순이며, 한반도는 대륙에서 기원한 기단의 영향이 68.2%로 지배적이다. 한반도 주변 기압계는 겨울 기압배치 유형과 여름 기압배치 유형이 각기 대륙과 해양에 발달하는 정체성 기단으로부터 확장되는 고기압을 중심으로 하여 대조적으로 출현하고, 봄가을의 이동성 고기압형은 이들의 변환 과정에서 나타난다. 근래 여름 북태평양 고기압의 한반도 출현빈도가 감소하고 있다. 그리고 겨울 기압배치 유형의 출현이 봄가을에 자주 나타나면서 기압골을 갖는 기압배치 유형의 출현빈도가 증가하고, 이동성 고기압형은 거의 모든 계절에 나타나는 경향이 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권6호
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• pp.483-488
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• 2007

경계요소법을 이용하여 동체에 탠덤 날개를 결합한 FAST가 비평면 지면을 비행할 때의 공력 특성을 파악하였다. 본 수치해석 기법을 이용하여 계산한 결과를 실험 및 타 전산해석 결과와 비교하여 검증을 수행하였다. 날개-동체를 결합한 운송체의 공력 특성을 분석하여 안정성 확보 및 충분한 공기부상력을 가지도록 운송체 상부의 탠덤 날개를 배치하는 공력설계를 수행하였다. FAST에서 탠덤 날개가 동체의 전두부와 후두부에 위치하고, 하단 익단판을 설치하였을 때 최대 양력 성능을 얻을 수 있었다. FAST의 안정성은 탠덤날개의 플래퍼론을 이용하여 확보 가능하다.

• 수산해양기술연구
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• 제38권2호
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• pp.110-118
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• 2002

본 논문에서는 무요소 이론을 정식화하였고 이를 이용한 1차원 및 2차원 EFG 프로그램을 Visual Basic과 C언어를 이용하여 작성해 보았다. 그리고 각각의 EFG 수치해석의 예를 작성된 프로그램을 이용하여 해를 구하였다. 해석결과는 다른 문헌의 결과와 일치하였으며 해석결과에서 나타나듯이 무요소 해의 정도는 영향영역의 비례축소인자 dmax와 가중함수의 종류, 절점 배치형태에 의해 좌우된다는 사실을 알 수 있었다. 특히 1, 2차원 EFG 해석결과에서 가장 최적의 해를 보이며 정해(exact solution)에 가장 근접한 조건은 dmax = 2 이고 가중함수가 3차 Spline형일 때로 나타났으며 유한요소법과 마찬가지로 절점의 수가 많을 수록 그리고 절점을 균일하게 배치할수록 높은 정도를 나타내는 것을 알 수 있었다. 특히 2차원의 경우 3차 Spline형 이외의 다른 가중함수를 사용할 경우에 상당히 큰 오차를 나타내는 점은 1차원 EFG 해석의 결과와는 다른 점이었지만 그 외 대부분 같은 결과를 나타내었다. 1차원에서 절점을 임의로 배치한 경우는 비교적 균일하게 배치한 경우가 해에 근접하는 형태를 나타내었으며 절점 간격이 상대적으로 적은 곳에서 큰 오차를 나타내었다. 그리고 절점을 임의로 선택할 때 변위가 모두 ‘0’의 값을 가지는 경우를 볼 수 있는데, 이는 화면상의 좌표계산에서 생긴 미소한 오차가 절점들에 의해 반복됨으로서 발생하는 것으로 보인다. 또한 탄성계수 값이 클 경우 dmax 에서 계산이 제대로 수행되지 못하는 경우가 있는데, 이는 수치가 double형의 크기를 초과하기 때문인 것으로 보인다. 결과에서 나타나듯이 무요소법에서 적당한 가중함수와 비례축소 인자를 사용하면 정해에 가까운 우수한 해를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 비록 프로그래밍 과정이나 이론의 정식화가 유한요소법에 비해 상당히 어려운 점은 있으나 무요소법은 요소의 정보를 필요치 않으므로 사용자 입장에서는 매우 편리할 것이다. 앞으로 경계조건을 효과적으로 만족시키는 문제를 해결하고 효과적인 알고리즘이 개발된다면 실용적으로 유한요소법을 대신할 수 있는 좋은 대안이 될 수 있을 것이라 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.537-544
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• 2005

LPG등 고압가스를 지하에 저장하는 저장공동의 효과적인 관리를 위해서는 지하수위, 가스저장압, 수막공 주입압 등에 따른 공동주변의 유동장 해석, 공동내로의 지하수 유입량 해석을 실시해야 한다. 기존에는 공동의 정확한 형상을 반영하기 위해서 유한요소법이 보편적으로 사용되어 왔으나 한번 설정한 유한요소망으로부터 공동의 설계요소를 변경하는 작업은 수월하지 않아 설계전단계에서 공동 및 수막시설의 다양한 배치에 따른 모의를 수행하는데는 다소 무리가 있다. 이러한 불편함은 경계부의 형상과 조건만으로 내부점에서의 미지변수 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 경계요소법을 도입함으로써 극복할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지하공동으로 배수되는 유입량 산정을 위해 경계요소법을 근간으로 한 2차원 지하수 흐름모형을 구성하였으며 지하공동으로 배수되는 정확한 유입량 산정을 위해 해석해 및 기존의 유한요소해석결과와 비교하여 수치해석의 타당성을 제시하였다. 이 모형은 공동의 설계단계에서 수막공의 간격과 배열형태, 공동의 최적형상을 결정하기 위한 모의실험에서 기존의 유한요소해석의 단점을 극복하는 대안으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1259-1265
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• 2013

무선 LAN과 같은 전파환경 내에서 무선 AP 등의 적절한 배치를 통하여 효율적인 서비스 반경을 확보할 수 있다. 실험을 위해서 FDTD법을 이용하여 정식화하고, 무선 AP 대신에 계산 공간의 임의 위치에서 가우시안 펄스를 입력하였다. 장애물의 위치에 따른 구조적 영향을 고려하고 이에 따른 수신 이득을 계산하였다. 장애물은 완전 도체 또는 콘크리트 벽면으로 모델링하고, 장애물을 사이에 둔 송신점과 수신점 사이에서의 회절효과 등의 영향을 평가하였다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.179-183
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• 2008

콘크리트에서의 손상 검증법은 비파괴 시험법을 주로 이용한다. 이러한 비파괴시험법은 다양한 센서를 이용하지만, 대부분의 손상을 검사하는 방법은 육안으로 확인한다. 비파괴 시험법에서 가속도계를 이용하여 철근 콘크리트 부재 내부의 불규칙한 균열 손상을 측정하기에는 철근의 방향성과 경계조건으로 어려움이 많다. 본 연구에서는 3축 가속도센서를 이용하고 탄성파를 가진하여, 콘크리트 부재 내부에 철근의 배치방향에 따른 영향 검토와 강도가 저하된 부재의 손상을 검토하기 위한 기초적 연구이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권2호통권39호
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• pp.117-129
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• 1999

본 연구의 목적은 복합재료의 이점을 증명하고, 비등방성 대칭 적층 원통형 쉘의 거동을 분석하는 것으로서, 비등방성 대칭 적층 원통형 쉘을 해석하기 위해서 전진차분법, 중앙차분법, 후진차분법으로 구성되어 있는 유한차분법을 적용하였다. 본 연구에서는 처짐과 모멘트를 자유도로 고려하였으며, 이는 모멘트 계산시 발생할 수 있는 오차를 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 4변이 모두 단순지지된 경계조건을 고려하였다. 수치해석 결과, 유한차분법에 의한 본 연구의 프로그램이 비등방성 대칭 적층 원통형 쉘의 해석에 적합함을 알 수 있으며, 효과적인 보강섬유의 배치 방법을 제시하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1752-1761
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• 2000

This paper describes the far-field estimation using the near-field measurement data. Measurement in far-field region gives us the acoustical characteristics of the source but in general measurement is made in near-field such as acoustic water tank or anechoic chamber, so far-field acoustical characteristics of the source should be predicted from near-field data. In this case, the number of measurement points in the near field which relates to the accuracy of the predicted field and the amount of data processing, should be optimized. Existing papers say that measurement points is proportional to kL and depends on geometry and directivity of the source. But they do not give us any definite criterion for the required number of measurement points. Boundary Collocation Method which is one of the far-field prediction methods, is analyzed based on Helmholtz integral equation and Green function and it has been found that the number of measurement points is optimized as 0.54kL which is about one half of the existing results.

• 터널과지하공간
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• 제14권3호
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• pp.229-240
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• 2004

연안대수층은 주요한 지하수 공급원으로서 이용될 수 있다. 그러나 연안대수층의 개발은 해수침투에 의한 대수층 오염을 야기할 수도 있다. 이에 따라 개발과정에서는 적절한 양수량과 양수정의 배치가 매우 중요하고, 이 들의 영향은 용질이동과 유동해석이 가능한 수치해석적 기법들을 적용하여 평가할 수 있다. 이 연구에서는 연안 자유면 대수층 모델에 대해 양수량 및 수리지질학적 변수들이 해수침투 특성에 미치는 영향을 SWICHA 코드를 이용하여 수치해석적으로 검토하였다. 수치해석과정에서는 유동 및 용질의 상호작용이 고려되었다. 경계 조건, 수리지질변수 등의 변화에 따른 해수담수 경계부에서의 염수 확산대 분포, 양수정 부근에서의 수두변화 등이 분석되었다.