• Title/Summary/Keyword: 모의계산

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Numerical Simulations of Open-Channel Flow using Non-Linear k-$\varepsilon$ Turbulence Model (비선형 k-$\varepsilon$ 난류모형을 이용한 개수로 흐름 해석)

  • Choi, Seong-Wook;Kang, Hyeong-Sik;Choi, Sung-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.566-570
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    • 2012
  • 본 연구에서는 비선형 k-$\varepsilon$ 모형을 이용하여 직사각형 개수로에서 평균흐름과 난류구조를 모의하였다. 표준 k-$\varepsilon$ 난류모형은 난류의 등방성을 가정하여 국부적 평형상태에서 계산하기 때문에 유선에 따른 레이놀즈 응력의 변형이 큰 경우나 이방성이 강한 경우 이를 계산하지 못한다. 이를 보완하기 위하여 제시된 것이 비선형 k-$\varepsilon$ 난류모형이다. 본 연구에서는 표준 k-$\varepsilon$ 모형과 비선형 k-$\varepsilon$ 모형에 의한 모의결과를 비교하였다. 난류모형을 검증하기 위하여 직사각형 개수로에 흐름을 완전 발달된 등류로 가정하여 해석하였다. 지배방정식을 해석하기 위해 Patankar와 Spalding (1972)이 제시한 SIMPLER 알고리즘을 사용하였고 유한체적법을 이용하여 이산화하고 엇갈린 격자체계를 사용하여 계산에서 발생하는 과도한 진동을 줄였다. 또한 차분기법은 Patankar (1980)가 제시한 Power-law 기법을 채택하였으며 경계조건으로 2층 벽법칙 모형과 Hossain과 Rodi (1993)의 모형을 이용하였다. 두 모형의 적용성을 검증하기 위하여 실측자료를 이용하여 비교하였고 그 결과 비선형 k-$\varepsilon$ 모형이 표준 k-$\varepsilon$ 모형에 비해 좀 더 실측지에 가깝게 모의하는 것을 볼 수 있었다.

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Improvement of surface runoff lag algorithm in SWAT (SWAT 모형의 지표유출지체 알고리즘 개선)

  • Kim, Nam Won;Lee, Jeongwoo;Lee, Jung Eun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.299-299
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    • 2016
  • 미농무성에서 개발된 유역수문모형 SWAT을 국내유역에 적용할 경우 일반적으로 일단위 유출 수문곡선의 첨두부가 관측치에 비해 과소하게 모의되는 경향이 있다. 본 연구에서는 이러한 원인에 대해서 고찰하고, 첨두부가 작게 모의되는 문제를 해결하기 위해서 지표유출의 지체와 관련된 서브루틴을 개선하였다. SWAT 모형에서는 지표유출의 지체는 운동파 집중시간(kinematic wave time of concentration)을 변수로 하는 지수형 감쇠함수를 사용하고 있다. 그러나 집중시간 계산식에서 지표유출에 기여하는 초과우량을 6.35mm/hr로 작은 고정값으로 가정하고 있어 큰 호우가 발생한 경우에도 집중시간이 길게 계산되는 구조를 가지고 있다. 이로 인해 지표유출의 지체 효과가 커서 첨두유량이 과소하게 산정되는 문제가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 집중시간 계산시 고정값 6.35mm/hr 대신에 일 단위로 모의된 지표유출 발생량이 입력되도록 알고리즘을 수정하였다. 이 방법은 지표유출량의 크기에 따라 집중시간을 가변적으로 산정되게 함으로써 수문곡선의 첨두부를 보다 유연하게 구현할 수 있는 장점이 있다. 모형의 개선 효과를 평가하기 위해서 충주댐 상류유역을 대상으로 개선 전, 후의 일 단위 유출수문곡선의 첨두부를 비교하였으며, 그 결과 큰 홍수가 발생한 기간의 첨두유량이 10 % 이상 증가하는 것으로 분석되었다.

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Caluation of line constants for distribution power calbes according to its shapes and geometrcal arrangements (배전용 케이블의 종류와 형상에 따른 선로정수 모의 계산)

  • Kwak, J.S.;Woo, J.W.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07a
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    • pp.658-660
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    • 2005
  • 본 논문에서는 한전 22.9kV 배전선로의 고장전류 및 선로손실 계산의 기초 자료로 활용하고 있는 배전선로 선종별 임피던스 값을 EMTP를 사용하여 계산하였다. EMTP와 그 보조 프로그램인 LINE CONSTANTS와 CABLE CONSTANTS의 간단한 계산 원리와 근거들을 각 항목들별로 자세히 기술하였다. 각 선종별로 기하학적 위치와 물리적은 제정수를 사용하여 계산을 하였으며, 가변 가능한 변수들은 모두 조정하여 상호 비교하였다.

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Determination of Dose Correction Factor for Energy and Directional Dependence of the MOSFET Dosimeter in an Anthropomorphic Phantom (인형 모의피폭체내 MOSFET 선량계의 에너지 및 방향 의존도를 고려하기 위한 선량보정인자 결정)

  • Cho, Sung-Koo;Choi, Sang-Hyoun;Na, Seong-Ho;Kim, Chan-Hyeong
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.31 no.2
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    • pp.97-104
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    • 2006
  • In recent years, the MOSFET dosimeter has been widely used in various medical applications such as dose verification in radiation therapeutic and diagnostic applications. The MOSFET dosimeter is, however, mainly made of silicon and shows some energy dependence for low energy Photons. Therefore, the MOSFET dosimeter tends to overestimate the dose for low energy scattered photons in a phantom. This study determines the correction factors to compensate these dependences of the MOSFET dosimeter in ATOM phantom. For this, we first constructed a computational model of the ATOM phantom based on the 3D CT image data of the phantom. The voxel phantom was then implemented in a Monte Carlo simulation code and used to calculate the energy spectrum of the photon field at each of the MOSFET dosimeter locations in the phantom. Finally, the correction factors were calculated based on the energy spectrum of the photon field at the dosimeter locations and the pre-determined energy and directional dependence of the MOSFET dosimeter. Our result for $^{60}Co$ and $^{137}Cs$ photon fields shows that the correction factors are distributed within the range of 0.89 and 0.97 considering all the MOSFET dosimeter locations in the phantom.

Generating and evaluating 10 min. flood operation data on Wangsin reservoir at typhoon Hinnamnor (태풍 힌남노에 따른 왕신저수지의 10분 단위 홍수운영자료 생산 및 평가)

  • Jaekyoung Noh;Jaenam Lee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.60-60
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    • 2023
  • 태풍 힌남노에 경주에 위치한 총저수량 184만m3, 유역면적 22km2인 왕신저수지는 303m의 제체가 2시간여 동안 전면 월류하는 초유의 사태를 겪었다. 그때 다행히 저수지 수위는 10분 단위로 기록됐다. 이 자료를 이용하여 제체 월류현상을 평가하기 위해 저수지 운영의 기본자료인 유입량, 저수량, 방류량 등을 10분 단위로 생산코자 했다. 방법은 인근에 위치하고 운영자료가 있는 총저수량 260만m3, 유역면적 3.7km2인 감포댐에 대해 유입량 모의방법을 검증하고, 왕신저수지에 그대로 적용하여 유입량을 모의하고, 물수지에 의해 방류량을 계산하는 것으로 했다. 모의결과는 저수량 오차로 신뢰도를 확인했다. 여기서 저수지 유입량은 ONE 모형을 이용하여 10분 단위로 생산했다. 2022년 9월 5일부터 6일까지 10분 단위로 모의한 결과는 다음과 같다. 첫째, 감포댐 유역은 강우량은 10분 최대 32.3mm, 총강우량 196.0mm였고, 유입량은 10분 최대 80.1m3/s, 총유입량 59만m3로 모의됐고, 신뢰도는 RMSE 2.120mm, NSE 0.947, R2는 0.949로 매우 높게 나타났다. 그리고 저수량 모의 신뢰도도 RMSE 0.153m, NSE 0.993, R2는 0.997로 높았다. 둘째, 왕신저수지 유역은 강우량은 유역내에 위치한 환경부 관리의 화산리 관측소에서 10분 최대 21.0mm, 총강우량은 10시간 동안 422.0mm였고, 유입량은 10분 최대 716.5m3/s, 총유입량 904만m3로 모의됐고, 유출률은 95.7%로 강우량 거의가 유입되는 것으로 나타났다. 셋째, 왕신 저수지의 방류량은 10분 최대 610.8m3/s, 총방류량 848만m3로 계산됐고, 총유입량의 93.8%에 상당한 것으로 나타났다. 그리고 저수지 물수지에 의해 10분 단위 모의 저수위의 신뢰도는 RMSE 0.117m, NSE 0.994, R2는 0.999로 매우 높게 나타났다. 넷째, 왕신저수지의 제체고 EL.59.20m를 월류한 시간은 9월6일 5시50분부터 8시까지 2시간10분 동안였으며, 관측 저수위는 EL59.24m~EL.60.28m, 모의 저수위는 EL.59.31m~EL.60.29m로 나타났다. 월류되는 동안 총유입량은 544만m3, 총방류량은 527만m3로 나타나, 유입량의 96.8%가 월류되는 것으로 계산돼 저수지의 저류효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 이때 유입량은 전기간의 60.2%, 방류량은 62.1%에 상당했다. 다섯째, 힌남노에 따른 왕신저수지의 홍수조절효과는 첨두유입량을 105.7m3/s 저감시켰고, 홍수량을 56만m3을 저류시킨 것으로 분석됐다.

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Evaluation of Optimal Grid Resolution for Hydrodynamic Proper Simulation (수리동역학적 모의를 위한 적정 격자해상도 산정방법)

  • Ahn, Jung-Min;Park, In-Hyeok;Lyu, Si-Wan;Hur, Young-Teck
    • Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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    • v.20 no.1
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    • pp.109-116
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    • 2012
  • The effect of the grid resolution on the hydrodynamic simulation has been investigated by using CCHE2D and EFDC. Since a high resolution of the grid results in the increase of computation time, an appropriate grid resolution should be selected by considering the efficiency of simulation according to the objectives of projects. In order to understand the effect of grid resolution and determine the optimal grid resolution, several cases with different lateral grid resolutions have been simulated for the reach of Nakdong river at the confluence of Kumho river for the floods in 2006. Orthogonal curvilinear grids for the domain have been constructed from the survey products at the sections with the longitudinal interval of 20 m. Area-elevation curve and the comparison of simulated results with measured stage at the specific station have been used to check the effect of grid resolution. From the results, the existence of optimal grid resolution has been observed, which ensure both efficiency of computation and certainty of results.

Storage Rate Estimation of Irrigation Reservoir by Long term Rainfall-Runoff Modeling (장기유출모의를 통한 농업용저수지 저수율 예측)

  • Park, Jong-Pyo;Jeong, Soon-Chan;Yu, Chang-Hwan;Won, Chang-Yeon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.321-326
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    • 2012
  • 장기유출모형을 이용하여 농업용저수지 유입량을 예측하고 농업용수 필요수량 및 홍수기 저수지 홍수조절을 통한 방류량 데이터를 이용하여 장기간에 대한 농업용저수지 저수율을 계산하였다. 계산결과와 실측 저수율 데이터의 비교 검증을 통하여 모형의 적용성을 평가하였다. 대상유역은 담양댐 지점이며 유역면적은 $47.2km^2$ 이며 주 하천 연장은 12.0km 이다. 담양댐은 저수용량에 비하여 유역면적이 작기 때문에 댐 계획 당시 순창군 구림면에 유역면적 $18.4km^2$ 인 2개의 보를 축조하여 유역변경방식으로 간접유역 유출량을 비관개기 및 홍수시에 도수하며 최대 도수량은 $10m^3/s$이다. 장기유출모의는 한국수자원공사(2001)에서 수행한 전역최적화기법인 콤플렉스 혼합진화기법을 통하여 추정된 나주지점의 모형보정 성과를 활용하였으며 모의기간은 1981-2010년(30년)이다. 장기유출모의 결과 담양댐 유역의 평균 유출율은 67% 인 것으로 분석되었다. 농업용수 필요수량은 한국농촌공사에서 산정한 연도별 필요수량 산정결과를 이용하여 실측 농업용수 월별 방류량 자료를 기준으로 관개개간인 4월 21일-9월 20일(163일)동안 월별로 분배하여 적용하였다. 홍수조절은 기존 댐 상시만수위, 홍수기제한수위 데이터를 근거로 운영하였다. 일별저수지 운영모형은 미공병단의 HEC-5 모형을 이용하였으며 한국농어촌공사 농촌용수종합 정보시스템(RAMIS)의 댐 일별 저수율 현황과 기존저수지 일별 저수지 모의운영결과를 비교 검증하였다. 모형수행결과 실측저수율과 모형수행결과의 상관계수는 0.93 인 것으로 분석되었다. 연구결과, 장기유출모의 결과와 연계하여 농업용수, 하천유지용수, 홍수조절을 고려한 저수지 운영을 통하여 비교적 정확하게 농업용저수지 저수율을 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구성과를 바탕으로 농업용저수지의 장기적인 용수수급현황을 예측하여 효율적인 용수공급계획을 수립할 수 있을 것으로 기대된다.

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원전 계통 분석코드 TASS의 CE형 원전 적용을 위한 검증 계산

  • 윤한영;이병일;유형근;엄길섭;김희철;심석구
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1996.05b
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    • pp.310-316
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    • 1996
  • 현재 사용중인 Non-LOCA 해석용 인허가 코드들은 특정한 형태의 가압경수로에 맞게 짜여진 것들이어서 모든 형태의 가압경수로에 적용할 수 있는 범용 코드의 개발이 필요한 실정이다. 이를 위하여 한국원자력연구소에서는 웨스팅하우스 및 CE형 발전소에 공히 적용할 수 있는 과도현상 해석 코드인 TASS코드를 개발하고 있다. 이 TASS코드는 실시간보다 빠르게 핵증기계통에 대한 모의계산을 수행하며 대화식의 입출력을 통하여 사용자가 원하는 과도현상을 정확히 모사할 수 있다. 이 TASS코드의 웨스팅하우스형 발전소에 대한 적용타당성은 이미 검증되었으며, 본 논문에서는 CE형 발전소에 대하여 TASS 코드를 적용하여 Non-LOCA 인허가 해석을 하기위한 검증을 위해 주급수관 파단사고 및 주증기관 파단사고에 대하여 RELAP5/MOD3 코드와의 비교계산을 수행하였다.

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Numerical simulation of shallow-water flow over perpendicular broad-crested weir (직립 광정 위어를 지나는 천수 흐름의 수치 모의)

  • Hwang, Seung-Yong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.248-248
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    • 2022
  • Hwang(2015)은 불연속 지형을 지나는 천수 흐름의 수치 해석에서 불연속 전면에 의한 추력(thrust)에 주목하여 그 영향을 흐름률(flux) 계산에 반영하는 새로운 기법을 제시하였다. 이 기법 덕분에 수심 적분 모형으로도 계단이나 보와 같이 직립한 하천 구조물의 불연속면을 경사로 완화하지 않고 직접 모의할 수 있다. 직립 측면 위어 실험에 Hwang(2015)의 기법이 적용됨으로써 연직면을 경사면으로 완화하여야 하는 기존의 수심 적분 모형에 비해 계산 격자 개수가 53%로 줄었다(Hwang, 2019). Hwang(2019)은 기존 모형과 비교를 통해, 정확도를 어느 정도 유지하면서도, 소요된 계산 시간이 20%에 불과하다고 주장하였다. 여기에서는 보다 다양한 직립 광정 위어 실험에 적용하여 수심 적분 모형에 의한 월류량을 검토하고자 한다.

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A Comparison Study of Antenna Feed Models Suitable for Computation of Responses for a Ground-Penetrating Radar (지하탐사 레이더의 응답 계산에 적합한 안테나 급전모델의 비교 연구)

  • Hyun, Seung-Yeup;Kim, Se-Yun
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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    • v.38 no.2
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    • pp.19-27
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    • 2001
  • All accurate and efficient antenna feed model is very important for computing GPR response using the FDTD method In literature, there are several feed models such as the equivalent network in angular-frequency domain, 1-D transmission-line cell, voltage boundary condition in time domain, etc. In this paper, theoretical relationship among the models is investigated. It is found that the above three models become equivalent when a short and lossless feed line can match with its connected transmitter receiver). In view of accuracy and efficiency of the simulation, the FDTD results according to the feed models arc compared with the measured data of the receiving responses for an actual GPR system.

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