• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.17-17
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• 2021

계획하폭의 수리설계는 수문분석에 의하여 결정되는 설계홍수량을 주변지역 주택이나 농지 침수를 방지하지 않도록 하도내에서 수위를 과다하게 상승시키지 않은 상태에서 안전하게 하류로 소통시킬 수 있는 가장 경제적인 하도의 폭을 결정하는 것이라 할 수 있다. 현재 소하천 하폭의 수리설계는 지형 또는 현장 여건에 따라 계획홍수량을 결정하고, 경험식에 의한 방법 또는 도식에 의한 방법(방정식과 수리학 공식에 의한 방법)등을 이용하여 하류수위를 산정함으로써 이루어진다. 그러나 하도내 흐름이 자유수면을 가지는 개수로 흐름인 경우 도표 또는 간략화된 경험식을 이용해서는 정확한 하폭을 산정할 수 없다. 기존에 개발된 계획하폭 경험식은 홍수량에 기반한 단일 회귀식과 다양한 하천특성과 흐름특성을 이용한 다중 회귀식으로 구분된다. 그러나 현재 계획하폭 결정에 가장 많이 사용되는 경험식은 홍수량을 이용한 단일 회귀식인데, 이들은 자료수집의 어려움 때문에 지역과 하천특성을 고려하지 않고 모든 하천에 적용 가능하도록 개발되어 적용 시 세심한 주의가 요구된다. 본 연구에서는 기존의 경험식을 보완함으로써 적용성을 제고하기 위하여 전국 소하천을 지역에 따라 세분화하고 흐름특성과 하천특성 자료를 수집하였다. 이렇게 수집된 자료를 위치에 따라 세분화하고 기존에 개발된 경험식과 동일한 형태로 계획하폭 경험식을 개발하였다. 개발된 경험식을 검증하는 방법은 자료를 두 개의 그룹으로 분리하고 개발에 사용되지 않은 자료 그룹을 사용함으로써 검증의 신뢰성을 확보하였다. 더불어 기존의 경험식과 비교하는 방법으로 개발된 회귀식의 적용성을 검증하였다. 본 연구에서 개발한 계획하폭 경험식은 지역특성과 흐름특성을 고려한 계획하폭 산정에 활용이 가능함으로써 홍수에 안전한 소하천 수리설계에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.172-172
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• 2022

분산계수는 하천에서 오염물질의 혼합능을 파악할 수 있는 대표적인 인자이다. 특히 하수처리장 방류수 혼합예측과 같이 횡 방향 혼합에 대한 예측이 중요한 경우, 하천의 지형적, 수리학적 특성을 고려한 2차원 횡 분산계수의 결정이 필요하다. 2차원 횡 분산계수의 결정을 위해 기존 연구에서는 추적자실험결과로부터 경험식을 만들어 횡 분산계수 산정에 사용해왔다. 회귀분석을 통한 경험식 산정을 위해서는 충분한 데이터가 필요하지만, 2차원 추적자 실험 건수가 충분치 않아 신뢰성 높은 경험식 산정이 어려운 상황이다. 따라서 본 연구에서는 SMOTE기법을 이용하여 횡분산계수 실험데이터를 증폭시켜 이로부터 횡 분산계수 경험식을 산정하고자 한다. 또한 다중선형회귀분석을 통해 도출된 경험식의 한계를 보완하기 위해 다양한 머신러닝 기법을 적용하고, 횡 분산계수 산정에 적합한 머신러닝 기법을 제안하고자 한다. 기존 추적자실험 데이터로부터 하폭 대 수심비, 유속 대 마찰유속비, 횡 분산계수 데이터 셋을 수집하였으며, SMOTE 알고리즘의 적용을 통해 회귀분석과 머신러닝 기법 적용에 필요한 데이터그룹을 생성했다. 새롭게 생성된 데이터 셋을 포함하여 다중선형회귀분석을 통해 횡 분산계수 경험식을 결정하였으며, 새로 제안한 경험식과 기존 경험식에 대한 정확도를 비교했다. 또한 다중선형회귀분석을 통해 결정된 경험식은 횡 분산계수 예측범위에 한계를 보였기 때문에 머신러닝기법을 적용하여 다중선형회귀분석에 대한 예측성능을 평가했다. 이를 위해 머신러닝 기법으로서 서포트 벡터 머신 회귀(SVR), K근접이웃 회귀(KNN-R), 랜덤 포레스트 회귀(RFR)를 활용했다. 세 가지 머신러닝 기법을 통해 도출된 횡 분산계수와 경험식으로부터 결정된 횡 분산계수를 비교하여 예측 성능을 비교했다. 이를 통해 제한된 실험데이터 셋으로부터 2차원 횡 분산계수 산정을 위한 데이터 전처리 기법 및 횡 분산계수 산정에 적합한 머신러닝 절차와 최적 학습기법을 도출했다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.155-169
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• 2013

본 연구에서는 유역 집중시간과 저류상수의 이론적 배경을 바탕으로 적절한 경험식의 형태를 제시하고 기존의 경험식의 형태와 비교 평가하였다. 추가로, 제시된 경험식의 형태를 이용하여 충주댐 유역의 집중시간 및 저류상수의 경험식을 유도하고, 유도된 경험식과 기존의 경험식들을 비교하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 유역의 집중시간에 대한 경험공식의 형태는 유로연장의 제곱에 비례하고 유로경사에 반비례하는 형태로 나타난다. (2) 저류상수는 집중시간에 비례하는 형태로 나타난다. (3) 기존 매개변수에 관한 경험식을 검토한 결과, 집중시간의 경우에는 Kirpich 공식, Kraven (I) 공식, Kraven (II) 공식, California DoT 공식, Kerby 공식, SCS 공식 및 Morgali and Linsley 공식 등이 이러한 이론적 배경을 잘 따르고 있는 것으로 나타난다. 저류상수의 경우, Clark 공식, Russell 공식, Sabol 공식 및 정성원 공식 등이 본 저류상수와 집중시간의 비례관계를 매우 잘 만족하는 것으로 나타난다. (4) 기존의 경험식을 충주댐 유역에 적용한 결과, 집중시간의 경험식 중 정성원 공식, 윤태훈 등 공식, Kraven (I) 공식 및 Kraven (II) 공식은 추정한 집중시간과 비교적 유사한 결과를 보였으나, Rziha 공식은 비정상적인 결과를 나타내는 것으로 나타났다. 저류상수의 경우에는 윤석영과 홍일표 공식, 정성원 공식, 이정식 등 공식 및 윤태훈 등 공식이 어느 정도 합리적인 결과를 보인 반면, Sabol 공식의 경우에는 비정상적인 결과가 유도되었다. 결론적으로 국내의 집중시간 및 저류상수에 대한 경험공식이 국내 유역의 특성을 잘 반영하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.225-230
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• 2004

강변여과수 취수에 있어 수직정의 문제점을 해결하기 위해 방사형 집수정에 의한 취수 방식을 해결 방안으로 모색되어 지고 있다. 본 인구는 방사형 집수정에 의한 강변여과수 개발시 개략적 산출량 예측을 위한 방법으로 사용하는 경험식 (Petrovic 경험식, Milojevic 경험식) 적용성 및 군우물을 이용한 방사형 집수정 모델링 가능성에 대해 모의 하였다. 강변여과수 산출시 Milojevic 경험식이 하천의 자연조건, 설치 위치 등을 고려하여 강변여과수 적용성이 Petrovic 경험식에 비해 적용성이 크며, 군우물을 이용한 방사형 집수정 지하수위 특성에 대한 모델링에서 수위하강률 등이 유사하게 나타났다. 또한 방사형 집수정의 설치각도등을 조정함으로 수위 하강율을 감소 시킬수 있으면 체류시간 확보에 일정부분 기여 할 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권4
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• pp.233-240
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• 2004

도파고를 산정하는 경험식을 도출하기 위하여 도파지점에서의 수리조건을 대표하는 수치를 적용한 새로운 무차원수인 파활동경사 $S_x$를 도입하였다. Saville(1958)의 실험자료에 기초하여 사면경사, 파형경사 등과 도파고비와의 관계를 도출하여 수심 구간별로 도파고를 산정할 수 있는 경험식을 제시하였다. 한편 Ahrens(1988) 관측자료와 Mase(1989) 실험자료를 이용하여 조도 영향을 고려하며 광범위한 경사조건에 적용할 수 있는 보다 일반성이 확보된 경험식을 도출하였다. Mase(1989)가 시도한 바와 같이 Iribarren 수를 도입한 경우에는 비선형관계가 유도되어 지수형 산정식이 도출된다. 이에 반하여 지점 파활동경사를 도입하였을 경우에는 단순히 선형 비례하는 간단한 일차식의 형태로 광범위한 수심과 경사 구간에 적용할 수 있는 경험식을 도출할 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제35권1호
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• pp.1-17
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• 2017

공기를 통해 이동하는 폭발파에 의한 압력 및 압력에 의해 지표 및 지하구조물에 미치는 영향을 이해하는 것은 매우 중요하다. 폭발의 충격이 구조물에 미치는 영향을 컴퓨터 시뮬레이션하기 위해서는 시간과 거리에 따른 압력의 변화를 결정하여야 한다. 기존의 연구를 통해 압력의 변화와 관련되는 인자들을 추정하기 위한 여러 경험식들이 개발되었다. 본 연구에서는 최대압력, 양압지속기간, 임펄스, 최소음압, 음압지속기간, 폭발파 도착시간과 감쇠상수를 예측하는 경험식들을 조사 분석하였으며 가장 널리 사용되고 있는 Kingery 경험식과 다른 경험식에 의한 압력 변화를 비교하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.7-12
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• 2003

연소열은 인화성 물질의 화재$.$폭발 위험성을 결정하는 주요한 물성치이다. 할로겐화 유기화합물의 순연소열을 예측하기 위해서, 원자기여법에 기반을 둔 경험식들이 개발되어 왔다. 본 연구에 개발된 경험식을 Cardozo와 Hanley의 경험식들과 비교해 보았다. A.A.D.를 보면 알 수 있듯이 본 연구에서 제안된 경험식으로 계산된 값이 실험값에 가장 근접해 있음을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 제안된 경험식은 여타 할로겐화 유기화합물의 연소열을 예측하는데 도움을 줄 것으로 사료된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.35-46
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• 2022

본 연구에서는 토석류 피해 발생지역에 대해 토사유출량 산정에 많이 사용되고 있는 RUSLE와 NILIM 그리고 Marchi의 경험식을 통해 토사유출량을 산정하였으며, 토사유출량 산정 방법의 국내 적용성을 검토하기 위해 정밀측량 및 현장조사를 통해 측정된 토사유출량을 비교하였다. RUSLE 방법은 실측 토사유출량에 비해 평균 2.13배 과다 산정되었으며, Marchi의 경험식은 평균 2.83배, NILIM 경험식의 경우 평균 1.26배로 세 가지 경험식 중 가장 낮은 오차가 발생하였다.

• 물과 미래
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• 제28권2호
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• pp.155-168
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• 1995

본고는 개수로 마찰계수를 산정하거나 단면평균유속을 구하는 전통적인 방법의 경험식을 논의하였으며, 새로운 형태의 산정식을 제시하였다. 기존 경험식중 형태가 가능한 것은 차원의 일치를 기하기 위하여 수정하였으며, 등가조고를 도입하여 새로운 형태의 경험식을 제안하였다. 개수로에서의 마찰계수 분포도 원형판에서의 완난류 마찰계수 분포와 유사함을 고려하여 대부분의 관측자료는 완난류 구간에 드는 것으로 판단하였으며, 원형관 완난류 마찰계수 산정식을 수정하여 사각형 개수로 완난류 마찰계수 산정식을 개발하였다. 또한 차원의 일치를 이룬 새로운 형태의 경험식들을 포함하여 이들 산정식을 Bazin의 실험자료에 적용하여 비교 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.5-12
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• 2018

국내설계기준에서는 표준관입시험을 통해 산정된 N값으로 여러 지반 설계정수를 산출할 수 있는 경험식을 제시하고 있으며 이렇게 산출된 지반 설계정수는 시공현장과 기본설계에서 유용하게 활용될 수 있다. 하지만 기존 통용되고 있는 경험식은 대부분 국외에서 연구되어 제시된 것으로, 국내 지반조건과 현재 사용되고 있는 지반조사기술이 적용된 자료에 대한 적용성과 타당성을 검토하는 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 논문은 국토지반정보 통합DB센터에 제공하는 시추공 데이터를 이용하여 토질시험에서 얻어진 설계정수값과 N값을 이용해서 경험식에서 얻어진 설계 정수값을 비교 분석하여 기존 국내에 사용되고 있는 경험식을 검증하였고 국내의 지반조건을 고려한 경험식과 산정지표를 제안하였다.