• Title/Summary/Keyword: 모의계산

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Variation of sediment yields with changes in the number of subwatersheds and HRUs in SWAT model (SWAT 모형에서의 소유역 및 HRU 수에 따른 유사량의 변화)

  • Kim, Chul-Gyum;Kim, Nam-Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.835-839
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    • 2005
  • 일반적으로 분포형 모형에서는 유역을 공간적으로 작은 계산단위로 분할하고, 각 단위에 대해 모형의 이론식을 전개하여 풀이하게 된다. 이 계산단위는 일반적으로 입력자료의 공간적인 해상도보다 크기 때문에 어느 정도 수준까지의 취합을 내포하게 된다. SWAT에서도 수문응답단위 (HRU; Hydrological Response Unit)라는 계산 단위를 통하여 모형 입력 매개변수를 생성하고, 모의를 수행한다. 따라서, 본 연구에서는 SWAT 모형의 거동 특성과 유역별 적정한 수준의 소유역 분할에 대한 기준을 제시할 목적으로 경안천 유역과 보청천 유역을 선정하여, 각 유역변 소유역 수 및 HRU 수에 따른 연평균 유출과 유사의 변화를 검토하였다. 검토 결과, 경안천 유역에 대해서는 SWAT 모형의 적용시에 하천망 생성을 위한 임계면적을 300 ha 이하로 두어 55개 이상의 소유역으로 분할하고, HRU 생성을 위한 토지이용과 토양 면적비는 $8\%$ 이하로 설정하여야 안정적인 유출과 유사 모의가 가능하며, 보청천에 대해서는 임계면적을 5,000 ha 이하로 하여 최소 5개 이상의 소유역으로 분할하고, 토지이용과 토양 면적비는 $1\%$ 이하로 설정하여 HRU를 생성함으로써 안정적인 유출 및 유사 모의가 가능한 것으로 나타났다. 이상의 결과와 같이 적절한 수준의 소유역 분할과 HRU 생성에 대한 기준을 제시함으로써, 모형의 모의 결과의 신뢰도를 크게 감소시키지 않으면서 모형의 입력자료 구축시간과 모형 구동시간을 단축함으로써 모형의 적용 효율을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

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2-Dimensional Numerical Model for Sediment Transport considering the Impact of Helical Flow (Helical Flow의 영향을 고려한 2차원 하상변동모의)

  • Kim, Mujong;Lee, Seonmin;Choi, Sung-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.64-64
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    • 2016
  • 하천은 인간에게 용수의 이용 및 하천호안의 휴식처로써의 이용을 통해 직접적인 영향을 주고, 하천구조물의 심미적 영향, 랜드마크로써의 역할을 통해 간접적인 영향을 준다. 또한, 하천은 하천생태계에 서식하는 동 식물에게 영향을 준다. 그러나 하천유사로 인해 통수능이 감소하고, 하천구조물 주변에 침식을 야기할 뿐만 아니라, 댐과 저수지에 유사의 퇴적으로 저수용량의 감소시킨다. 그러므로 이를 예측하는 것은 경제적, 환경적으로 중요하다. 하상변동의 모의를 위해 기존의 2차원 모형은 만곡흐름에서 유동의 helical flow를 고려하지 않아 예측이 부정확하였다. 본 연구에서는 천수방정식을 이용한 하상변동 수치모의에 helical flow의 영향을 고려하였다. 하천과 같은 천수영역에서의 흐름 및 하상변동을 해석하기 위하여 수심평균 된 Navier-Stokes equations인 천수방정식을 이용하였다. 지배방정식은 곡선 좌표계에서 유한체적법으로 차분하였고, 비엇갈림격자를 사용하였다. 지배방정식의 닫힘 문제를 해결하기위해 0-방정식 난류모형을 사용하였고, "time marching" 기법의 적용을 위해 계산단계분할 방법을 이용하였다. 비엇갈림격자의 사용으로 인해 검사체적의 면에서의 유속이 필요하여 pressure-velocity coupling을 사용하여 유속의 진동을 줄였다. 또한, 만곡부의 helical flow를 모의하기위해 helical flow intensity model을 도입하였다. 앞에서 계산한 흐름을 바탕으로 유사량 산정공식과 Exner 방정식을 이용하여 하상변동을 모의하였다. 흐름의 검증, helical flow의 영향에 대한 확인, 하상변동의 적용을 위해 선행연구의 실험이 사용되었다.

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EMTP Simulation study for flashover phenomenon due to lighting in EHV transmission line (EMTP를 이용한 초고압 송전선로의 뇌격에 의한 섬락현상 모의계산)

  • Kwak, J.S.;Woo, J.W.;Jo, S.J.;Kim, W.G.;Kim, I.S.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07a
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    • pp.661-663
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    • 2005
  • 본 논문에서는 2회선 초고압 송전선로의 4.5 km 이격한 서로 다른 송전철탑에서 발생한 섬락사고의 원인을 규명하기 위한 연구결과를 소개하고자 한다. 섬락사고는 낙뢰가 원인을 제공한 것으로 추정되었으며 2회선중 각각 1개 상의 섬락고장을 동시에 유발하였다. 뇌고장은 낙뢰의 송전선 침입 위치에 따라 역섬락과 차폐실폐 고장으로 분류하고 각기 다른 대책을 적용한다. 연구에서는 고장유발 낙뢰의 크기를 모의계산을 통하여 추정하고 낙뢰에 의한 섬락 형태를 밝히고자 하였다.

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Large-eddy simulation of a turbulent buoyant jet (난류 부력젵의 큰 와 모의)

  • Paik, Joong-Cheol
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.134-134
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    • 2011
  • 3차원 난류 부력젵의 혼합을 큰 와 모의(large-eddy simulation) 기법을 이용하여 수치모의 한다. 개발된 수치모형은 3차원 열동수역학 모형을 이용하여 부력젵의 퍼짐, 자기 보존 그리고 주변류의 연행 등을 포함하는 난류젵의 동적 특성을 분석할 수 있다. 수치해석에서 하부격자규모 (subgrid scale, SGS) 난류 응력은 부력항을 수정한 Smagorinsky 모형을 이용한다. 여과된 엔탈피 수송방정식에서 하부격자규모의 스칼라 플럭스는 상수의 SGS Prandtl 수를 가지는 단순 경사수송 가설에 근거하여 모의한다. 계산된 결과를 실험결과와 비교하며, 결과는 양호하게 일치함을 보여준다. 계산결과에 따르면 부력항의 수정이나 SGS 난류 Prandtl 수는 결과에 큰 영향을 미치지 않지만 SGS 모형 상수인 Cs 값은 부력젵 확산 예측에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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A Study on A Spiral Charge for 3 Dimensional Charge Simulation Method (3차원 전하 중첩법용 나선 전하의 특성에 관한 연구)

  • 민석원;박은서;송기현
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.15 no.4
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    • pp.31-36
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    • 2001
  • This paper investigates characteristics of spiral charge for 3 dimensional charge simulation method to calculate electric fields of special conductor bundles with spiral rods in 765kV transmission line. We finds the simulating spiral charge as constant charge density give less potential calculation error than sinusoidal charge falsity. When a spiral rod is simulated as spiral charge, we also knows two spiral charge can simulate spiral rod best.

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A Feasibility Study on a Subsurface-Penetrating Radar for Nondestructive Testing of Wooden Architectures : FDTD Simulation and Laboratory Measurement (목조 건축물의 비파괴 검사를 위한 표면하부 탐사 레이더의 적용 가능성 검토 : FDTD 모의계산과 실험 측정)

  • 현승엽;김세윤
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.13 no.8
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    • pp.790-796
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    • 2002
  • In our country, historically beautiful and significant wooden architectures are preserved as the cultural properties. For a long time, however, the architectures are often exposed to rough environmental conditions, such as weathering, insect attack, etc. This may lead to deterioration of structural integrity of the architectures. Therefore, it is necessary to diagnose wooden architectures in advance. In this paper, the possibility of a subsurface-penetrating radar(SPR) fur non-destructive testing(NDT) of wooden architectures is investigated by using the three-dimensional finite-difference time-domain(FDTD) simulation and actual laboratory measurement.

Wave Hindcasting on the Storm Waves at the Korean Straits of April, 2016 (2016년 4월 대한해협 폭풍파랑 후측모의 실험)

  • Chun, Hwusub;Ahn, Kyungmo
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.29 no.1
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    • pp.36-45
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    • 2017
  • In the present study, the storm waves at the Korean Straits of April, 2016 have been reproduced by the wave hindcasting, and then their characteristics were investigated. Before the wave hindcasting, the wave measurements at the Korean Straits were analyzed. The analysis showed that the waves at the Korean Straits were dominated by the Northeastern waves, same as those in the East Sea. Accordingly, the wave hindcasting was been carried out with the same condition in Ahn et al. (2016). In the numerical results, the maximum significant wave height at the Korean Straits was 5.06 m, and the corresponding significant wave period was 9.2 s. The computed significant wave heights and wave periods were overestimated by 4 cm and 0.8 s, respectively. After the wave hindcasting, the computed significant wave heights and peak periods were compared with the JONSWAP relationship. This comparison showed that the storm waves at the Korean Straits were close to wind waves, not swell.

Quasi-Two-Dimensional Model for Floodplain Flow Simulation (준2차원 홍수범람 모형에 관한 연구)

  • Jeon, Gyeong-Su
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.31 no.5
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    • pp.515-528
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    • 1998
  • A quasi-two-dimensional model for simulating the flood plain flow is developed. The model consists, in general, of a multiply-connected network which combines the main channel and two-dimensional flood plain cells. The main channel flow is described by the Saint Venant equations for one-dimensional unsteady flow, and the flood plain flow by the cell continuity and river-or weir-type stage-discharge relations between flood plain cells. The implicit algorithm for unsteady flow in looped channel network is extended to incorporate the flood plain flow. To verify the performance of the model, it is applied to three test problems, and sensitivities to various model parameters are analyzed. It turns out that the present model gives more accurate result than that by Cunge (1975) as the shape of cross section becomes more complex and irregular. Not only the inundation of water from the main channel but the return flow from the flood plain is successfully simulated.

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A Framework for 2D Cohesive Sediment Transport Modeling (2차원 점착성 유사 이동 모형에 관한 Framework)

  • Byun, Jisun;Son, Minwoo;Park, Byeoung Eun;Moon, Hyejin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.292-292
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    • 2017
  • 하천에서 주로 부유사의 형태로 이송되는 유사는 크게 점착성 유사와 비점착성 유사로 구분된다. 입자의 크기가 약 $63{\mu}m$이하인 유사는 입자 표면의 전자기적 점착력의 영향이 우세하여 유사입자들은 지속적인 응집현상을 겪는다. 응집 현상을 통해 유사의 가장 단위인 일차입자(Primary Particle)들은 하나의 커다란 덩어리인 플럭(Floc)을 형성한다. 응집현상이 중요한 이유는 형성된 플럭의 크기 및 밀도가 끊임없이 변화하는 데 있다. 크기와 밀도의 지속적인 변화로 인하여 유사의 부유에 직접적으로 관계하는 침강속도가 변화한다. 우리나라의 금강 및 낙동강의 하구는 점착성 유사가 지배적인 환경으로, 하구에서의 유사 이동을 살펴보기 위해서는 흐름 방향 및 연직방향으로의 흐름 특성(Hydrodynamics)변화와 응집 모형을 통한 응집 현상의 고려가 필수적이다. 이에따라, 본 연구에서는 흐름 방향 및 연직방향으로의 2차원 점착성 유사 이동모형에 관한 개념적 틀(Framework)을 제시한다. 2차원 점착성 유사 이동 모형의 개념적 틀은 기존의 1차원 연직 점착성 유사 이동 모형을 근간으로 한다. 모형에서 흐름을 구성하는 지배 방정식은 오일러-오일러 이상방정식(Eulerian-Eulerian Two-Phase Equation)을 통해 얻는다. 유사상(Sediment Phase, Dispersed Phase)와 유체상(Fluid Phase, Continuous Phase)는 혼합물 이론(Mxiture Theory)를 통해 하나의 혼합물 상(Mixture Phase)의 지배방정식으로 대표된다. 난류의 계산은 와점성 모형 중 -${\varepsilon}$모형을 통해 수행되며, 부유사의 농도는 유사의 이송-확산 방정식을 통해 모의된다. 입력된 흐름 조건을 따라 초기 흐름이 모의되면, 유체 내에서 시간에 따른 플럭의 크기가 계산된다. 플럭의 크기가 계산되는 과정에서 밀도와 침강 속도가 계산되며, 그 이후에 유체 내 유사의 농도가 계산된다. 난류 모의가 수행되고 난 이후에, 유속이 재계산 된다. 이러한 과정을 통해 흐름 방향 및 연직 방향으로의 유사 이동 모의가 가능한 2차원 점착성 유사 이동 모형이 개발될 수 있을 것이라고 생각된다.

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Application of Uncertainty Method fer Analyzing Flood Inundation in a River (하천 홍수범람모의를 위한 불확실도 해석기법의 적용)

  • Kim, Jong-Hae;Han, Kun-Yeun;Seo, Kyu-Woo
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.36 no.4
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    • pp.661-671
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    • 2003
  • The reliability model is developed for analyzing parameter uncertainty and estimating of flood inundation characteristics in a protected lowland. The approach is based on the concept of levee safety factor and the statistical analysis of model parameters affecting the variability of flood levels. Monte Carlo simulation is incorporated into the varied flow and unsteady flow analysis to quantify the impact of parameter uncertainty on the variability of flood levels. The model is applied to a main stem of the Nakdong River from Hyunpoong to Juckpogyo station. Simulation results show that the characteristics of channel overflow and return now are well simulated and the mass conservation was satisfied. The inundation depth and area are estimated by taking into consideration of the uncertainty of width and duration time of levee failure.