• 제목/요약/키워드: 라그랑지안 입자확산모델

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경계층 유동에서 입자확산의 예측을 위한 라그랑지안 확률모델 (A New Lagrangian Stochastic Model for Prediction of Particle Dispersion in Turbulent Boundary Layer Flow)

  • 김병구;이창훈
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1851-1856
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    • 2003
  • A new Lagrangian stochastic dispersion model is developed by combining the GLM(generalized Langevin model) and the elliptic relaxation method. Under the physically plausible assumptions a simple analytical solution of elliptic relaxation is obtained. To compare the performance of our model with other model, the statistics of particle velocity as well as concentration are investigated. Numerical simulation results show good agreement with available experimental data.

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월성원전 부지의 가을철 방사성 물질의 대기확산인자 분포 특성

  • 이갑복;이명찬;송영일
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.665-670
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    • 1998
  • 삼차원 해륙풍 모델과 라그랑지안 입자확산모델을 이용하여 해안지역에 위치한 원전으로부터 정상운전시 장기적으로 연속 방출되는 방사성 물질의 대기확산 평가방법론을 개발하였다. 개발된 방법론을 적용하여 월성원전 부지를 대상으로 풍향, 풍속 및 운량에 따라 범주화된 각 종관기상 상태에 대해 가을철 방사성 물질 대기확산 특성을 분석하였다. 분석 결과, 방사성 물질의 계절 또는 연중 핑균적인 대기확산인자의 분포는 종관바람 둥과 같은 주풍의 발생빈도에 영향을 받을 뿐만 아니라, 해륙풍 등과 같은 국지 대기순환의 특성에 따라서도 그 분포특성이 결정됨을 알 수 있었다.

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원전부지 주변 국지순환에 따른 방사성 물질의 대기확산 특성 연구 (A Study on Mesoscale Atmospheric Dispersion of Radioactive Particles Released from Nuclear Power Plants)

  • 이갑복;이명찬;송영일
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제22권4호
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    • pp.273-288
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    • 1997
  • 우리나라 원전이 위치하고 있는 해안지역에서 빈번히 발생하는 해륙풍 등과 같은 국지순환에 따른 방사성 물질의 대기확산 특성을 알아보기 위해 월성원전 주변지역을 대상으로 삼차원 해륙풍 모델과 라그랑지안 입자확산모델을 이용하여 봄철 약한 북풍이 부는 맑은 날과 강한 북풍이 부는 맑은 날에 대해 방사성 물질 확산에 관한 삼차원 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 해륙풍과 같은 국지순환의 발달여부에 따라 방사성 입자의 대기확산이 서로 다르게 나타남을 알 수 있었다. 또한 해륙풍의 해풍과 육풍의 풍향교체에 따른 입자의 재순환 현상이 대기중 농도분포에 중요한 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다.

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화생방 보고관리 및 모델링 S/W 시스템(NBC_RAMS)의 라그랑지안 퍼프 및 입자 모델에 따른 화학작용제 이송·확산 분석 (A Study on Transport and Dispersion of Chemical Agent According to Lagrangian Puff and Particle Models in NBC_RAMS)

  • 구혜윤;서지윤;남현우
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.102-112
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    • 2023
  • This research mainly focuses on the transport and dispersion of chemical agent plume according to the Lagrangian Puff Model and Lagrangian Particle Model of NBC_RAMS(Nuclear, Biological, Chemical Reporting And Modeling S/W System). NBC_RAMS was developed with the purposes of estimating the fate of Chemical, Biological, and Radioactive(CBR) agent plumes and evaluating damages in the Republic of Korea. First, it calculates the local weather pattern, i.e. wind speed, wind direction, and temperature, by considering the effects of land uses and topography. The plume behaviors are calculated by adopting the Lagrangian Puff Model(LPFM) or Lagrangian Particle Model(LPTM). In this research, we assumed a virtual chemical agent exposure event in a stable atmospheric condition during the summer season. The plume behaviors were estimated by both LPFM and LPTM on the used area(urbanized and dry area) and the agricultural land. The higher heat flux in the used area led to stronger winds and further downward movement moving of the chemical agent than the farmland. The lateral dispersion of the chemical plume was emphasized in the Lagrangian Puff Model because it adopted Gaussian distribution.

파랑 효과에 따른 세종과학기지 방류수에 포함된 미세플라스틱 이송에 관한 연구 (A Study on the Transport of Microplastics Contained in the Wastewater of the King Sejong Station according to the Wave Effect)

  • 김보경;황진환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.245-245
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    • 2021
  • 해양으로 유출된 5 mm 이하의 크기로 분해된 미세플라스틱이 해양 환경 오염의 주요 원인으로 자리잡았다. 최근에는 청정해역으로 알려진 남극해에서도 발견되고 있어 남극해에 잔류하는 미세플라스틱 오염 수준을 이해하기 위해 노력하고 있다. 하지만, 파랑의 효과를 고려한 남극해의 해수 순환 구조와 미세플라스틱의 고유 특성을 반영한 미세플라스틱의 거동 및 공간적 분포에 대한 복합적 이해는 상대적으로 부족하다. 남극해에서 발견된 미세플라스틱은 과학기지들의 방류수나, 조사선 등과 같은 인위적인 활동으로 인해 집적될 수 있으며, 특히 영구적으로 거주하는 과학기지에서 흘려보내는 방류수에 포함된 미세플라스틱은 과학기지 주변 해수 오염에 직접적인 영향을 줄 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 파랑 효과에 따른 남극 킹조지 섬(King George Island)에 위치한 세종과학기지의 방류수에 포함된 미세플라스틱의 이송에 대해 모의하였다. 세종과학기지가 위치한 킹조지 섬과 넬슨 섬(Nelson Island) 사이의 멕스웰 만(Maxwell Bay)의 해수 흐름을 재현하기 위하여 해수 유동 모델(Delft3D-FLOW)이 사용되었다. 또한, 해수 유동 모델에 파랑 모델(Delft3D-WAVE)을 결합하여 파랑의 효과가 미세플라스틱의 이송에 미치는 영향을 확인하였다. 세종과학기지의 방류수가 흘러나가는 마리안 소만(Marian Cove)의 유속장을 바탕으로 이송, 확산, 입자의 침강 속도를 고려하여서, 세종과학기지에서 밀물 시 방출한 입자를 라그랑지안 입자 추적(Lagrangian Particle Tracking) 방법을 이용해 추적하였다. 해수의 밀도보다 가벼운 플라스틱의 경우 해수 표층의 흐름을 따라 소만 내부로 이송되어 해안선에 도달하고, 해수의 밀도보다 무거운 플라스틱의 경우 소만 내부로 이송되나 입자의 침강 속도로 인해 방출 위치 근처에서 집적된다. 파랑의 효과를 고려하게 되면, 고려하기 전보다 두 종류의 미세플라스틱 모두 소만 내부로 더 멀리 이송되는데, 이는 파랑으로 인한 힘(wave-induced force)이 해수 유동 모델의 운동방정식에 추가되며 파랑 에너지 분산으로 인해 해수 흐름에 변화를 준 것으로 보인다.

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독성 기체상 물질의 확산 및 대응 분석을 위한 라그랑지안 입자모델의 개발 (Development of a Lagrangian Stochastic Dispersion Model for Toxic Gas Release)

  • 이강웅;장유운;이미혜;조성억;조승현
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.149-151
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    • 1999
  • 우리 나라의 경우에 산업화가 가속화되면서 유해 독성 기체상 물질의 누출사고 위험성이 점점 높아져 가고 있는 실정이다. 우리 나라는 특히 산업인력의 조달과 지방경제 발달을 목적으로 중소도시 근방에 대규모 공단이 건설되어 있는 경우가 많다. 이러한 공단에는 위험물을 취급하는 공장과 위험물이 수송 및 이동되는 사례가 매우 많을 것으로 추정되며 이러한 경로를 통하여 유독가스 누출사고가 발생 할 경우 바로 인근 주민 및 작업 인원들의 생명을 위협할 수 있다.(중략)

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대기경계층에서 미세 섬유 확산 모델링 (Dispersion Modeling of Fine Carbon Fibers in Atmospheric Boundary Layer)

  • 김석철;황준식;이상길
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.169-175
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    • 2008
  • A fine carbon fibers dispersion model is implemented to calculate the scattering range and ground level concentration of carbon fibers emitted at certain altitudes of atmospheric boundary layer. This carbon fibers dispersion model was composed by coupling a commonly used atmospheric dispersion model and an atmospheric boundary layer model. The atmospheric boundary layer model, applying the Monin-Obukov Similarity Rule obtained from measurement input data at ground level, was used to create the atmospheric boundary layer structure. In the atmospheric dispersion model, the Lagrangian Particle Model and the Markov Process were applied to calculate the trajectory of scattered carbon fibers relative to gravity and aerodynamic force, as well as carbon fibers specification.

난류 경계층 유동에서 입자의 확산과 스핀의 영향 (Particle Dispersion and Effect of Spin in the Turbulent Boundary Layer Flow)

  • 김병구;이창훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권1호
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    • pp.89-98
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    • 2004
  • In this paper, we develope a dispersion model based on the Generalized Langevin Model. Thomson's well-mixed condition is the well known criterion to determine particle dispersion. But, it has 'non-uniqueness problem'. To resolve this, we adopt a turbulent model which is a new approach in this field of study. Our model was greatly simplified under the self-similarity condition, leaving model only two model constants $C_{0}$ and ${\gamma}$$_{5}$ that control the dispersion and spin which measures rotational property of the Lagrangian particle trajectory. We investigated the sign of spin as well as magnitude by using the Direct Numerical Simulation. Model calculations were performed on the neutrally stable boundary layer flow. We found that spin has weak effect on the particle dispersion but it shows the significant effect on the horizontal flux compared to the zero-spin model.

도시지역에서의 선오염원 예측모델 적합성에 관한 연구 (A Study on Prediction Model Conformity of Line Source in Urban Area)

  • 김진홍;박선환;장윤영
    • 한국도시환경학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.511-521
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    • 2018
  • 우리나라 도로건설사업 대기질 예측에 적용되는 CALINE3는 모델의 한계상 도심지역에서 적용이 어려움에도 불구하고 모든 도로 사업에 적용하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 CALINE3 및 미국 EPA에서 장래 권장 모델로 사용하고자 하는 AERMOD와 유럽에서 개발된 라그랑지안 입자추적 모델인 GRAL을 실제 도심지역 도로에 적용하여 실측치와 비교하였다. 연구 결과 CALINE3의 경우 실측치와의 상관도가 낮게 나타나 도심지역에 적용시 낮은 신뢰도를 보일수 있는 것으로 분석되었으며, AERMOD의 경우 실측치에 비해 과다하게 예측되는 것으로 나타나 장래 저풍속(1m/s 이하)에 대한 고려방안 마련과 함께 NOx에 대한 변환 방법을 모델 옵션에서 적용할 필요가 있을 것으로 분석되었다. 라그랑지안 입자추적 모델인 GRAL의 경우 주변 지형, 건물 등을 복합적으로 고려하기 때문에 실측치와 모델치의 상관도가 높게 나타나 도심지역 도로변 대기질 예측에 활용할 수 있을 것으로 보인다. 끝으로 본 연구는 정릉로 측정소에 한해 대기 예측 모델의 검증을 실시한 결과로 향후 후속 연구를 통한 검증 지역의 확대와 이에 따른 모델의 타당성 검토가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.