• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.128-137
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• 2012

이 논문은 천해역에서 파와 흐름에 노출된 관로주변의 세굴을 다루고 있다. 해저관로주변의 세굴특성을 알아보기 위해, 관경, 주기, 파고 및 흐름속도를 달리해 가면서 실험을 수행하였다. 파와 흐름 발생장치가 사용되었고, 흐름은 파와 동일한 방향과 그 역방향으로 발생시켰다. 실험결과를 이용하여, 세굴심과 KC수, Froude 수, Ursell 수 및 속도비등과 같은 무차원 매개변수들과의 상관관계를 분석하였다. 상대세굴심은 속도비 함수가 0에 접근하면 파의 성분에 지배되고, 1에 접근하면 흐름성분에 지배되는 것을 명료히 보였다. 속도비 함수는 파와 흐름이 공존하는 영역에서 관로주변의 세굴변화를 표현할 수 있는 적절한 매개변수임이 입증되었다. 또한 Froude 수와 KC수에 각각 파의 수립자속도와 흐름속도를 고려한 매개변수들은 세굴심을 나타내는데 더 좋은 상관관계를 보여 주었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.246-246
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• 2021

본 연구는 강우 발생시 유량을 추정하는 것에 목적이 있다. 이를 위해 본 연구는 선행연구의 모형 개발방법론에서 벗어나 딥러닝 알고리즘 중 하나인 합성곱 신경망 (convolution neural network)과 수문학적 이미지 (hydrological image)를 이용하여 강우 발생시 유량을 추정하였다. 합성곱 신경망은 일반적으로 분류 문제 (classification)을 해결하기 위한 목적으로 개발되었기 때문에 불특정 연속변수인 유량을 모의하기에는 적합하지 않다. 이를 위해 본 연구에서는 합성곱 신경망의 완전 연결층 (Fully connected layer)를 개선하여 연속변수를 모의할 수 있도록 개선하였다. 대부분 합성곱 신경망은 RGB (red, green, blue) 사진 (photograph)을 이용하여 해당 사진이 나타내는 것을 예측하는 목적으로 사용하지만, 본 연구의 경우 일반 RGB 사진을 이용하여 유출량을 예측하는 것은 경험적 모형의 전제(독립변수와 종속변수의 관계)를 무너뜨리는 결과를 초래할 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 임의의 유역에 대해 2차원 공간에서 무차원의 수문학적 속성을 갖는 grid의 집합으로 정의되는 수문학적 이미지는 입력자료로 활용했다. 합성곱 신경망의 구조는 Convolution Layer와 Pulling Layer가 5회 반복하는 구조로 설정하고, 이후 Flatten Layer, 2개의 Dense Layer, 1개의 Batch Normalization Layer를 배열하고, 다시 1개의 Dense Layer가 이어지는 구조로 설계하였다. 마지막 Dense Layer의 활성화 함수는 분류모형에 이용되는 softmax 또는 sigmoid 함수를 대신하여 회귀모형에서 자주 사용되는 Linear 함수로 설정하였다. 이와 함께 각 층의 활성화 함수는 정규화 선형함수 (ReLu)를 이용하였으며, 모형의 학습 평가 및 검정을 판단하기 위해 MSE 및 MAE를 사용했다. 또한, 모형평가는 NSE와 RMSE를 이용하였다. 그 결과, 모형의 학습 평가에 대한 MSE는 11.629.8 m3/s에서 118.6 m3/s로, MAE는 25.4 m3/s에서 4.7 m3/s로 감소하였으며, 모형의 검정에 대한 MSE는 1,997.9 m3/s에서 527.9 m3/s로, MAE는 21.5 m3/s에서 9.4 m3/s로 감소한 것으로 나타났다. 또한, 모형평가를 위한 NSE는 0.7, RMSE는 27.0 m3/s로 나타나, 본 연구의 모형은 양호(moderate)한 것으로 판단하였다. 이에, 본 연구를 통해 제시된 방법론에 기반을 두어 CNN 모형 구조의 확장과 수문학적 이미지의 개선 또는 새로운 이미지 개발 등을 추진할 경우 모형의 예측 성능이 향상될 수 있는 여지가 있으며, 원격탐사 분야나, 위성 영상을 이용한 전 지구적 또는 광역 단위의 실시간 유량 모의 분야 등으로의 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권10호
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• pp.1-11
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• 2004

평판의 근접 후류에서 상류 경계층의 영향을 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. 트리핑 와이어(tripping wire)의 여러 부착 위치가 경계층의 유동조건을 유발시키기 위하여 선택되었다. 평판 앞전에서부터 0.98C 위치에서의 층류, 천이, 난류경계층이 대칭, 비대칭 후류의 발달과정을 조사하기 위하여 부과되었다. X형태의 열선 프로브(55P61)를 이용한 측정은 근접 후류의 8위치에서 수행되었고, 측정된 평균속도분포는 기존의 후류 상사변수로 무차원화 되어 제시되었다. 대칭 후류는 후류의 중앙부분에서 기존의 상사곡선과 일치하지만, 비대칭 후류는 측정된 범위에서 기존의 상사 곡선과 일치하지 않았다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.427-435
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• 1999

Clark 모형은 홍수수문학에서 널리 이용되는 합성단위유량도 추정을 위한 모형이다. 본 연구에서는 미계측유역에 Clark 모형을 적용하기 위한 매개변수 추정기법을 고안하여 적용하였다. 모형의 시간-면적유하곡선은 해석적인 방법으로 유도하였으며 모형을 무차원화 하였다. 도달시간의 계산을 위하여 지형학적 자기상사성을 이용한 공식을 적용하였으며 저류상수는 유역의 시간특성의 상사성 공식을 이용하여 추정하였다. 제안된 모형의 타당성을 검토하기 위하여 동곡의 실측자료와 모형의 결과를 비교한 결과 비교적 잘 일치되는 경향을 보여주었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.521-532
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• 2007

원형축이 축방향으로 충격하중을 받으면 외경에서 반사된 파가 축의 중앙으로 집중되어 순간적으로 큰 응력이 발생하게 된다. 본 연구에서는 여러 가지 충격 축하중을 받는 횡등방성 반-무한 원형축을 대상으로 중실축 내의 종방향 응력전파를 축대칭 유한요소법과 Houtolt 시간적분법을 이용하여 프로그램을 작성하고 수치적으로 해석하여 그 결과를 횡등방성 재료의 재료구성비에 따라 자세히 설명한다. 제시된 해법의 타당성은 본 논문 수치 결과와 기 해석된 다른 해법에 의한 수치결과의 비교를 통해 검증된다. 여러 종류의 충격하중들에 따른 파동의 결과를 2차원, 3차원적으로 제시하여 축응력 전파를 이해하는데 기본 자료가 되도록 하였다. 또한 유한요소법을 이용하여 수치해석을 함에 있어 정확한 수치결과를 얻기 위한 무차원 동특성 시간변수에 대해 기술하였다.

• KSBB Journal
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• 제7권4호
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• pp.308-316
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• 1992

유전자 재조합 균주의 성질이 불안정할 경우,2 단 연속 배양조를 사용하면 여러가지 이점이 있다. 본 논문은 2단 연속 배양조의 최적화를 목적으로 유전자 재조합 대장균의 과도상태 거동을 1단 및 2단 연속 배양조에서 연구한 결과를 다룬다. 희석율이 갑자기 변할 때 대장균은 새로운 희석율에 적응하기 위해 성장속도를 바꾸는데 적응 속도가 성장 잠재력에 비례한다는 가정아래 수학적 이론식을 도출하였으며, 이때 중요한 동력학적 변수는 무차원의 순간속도 증가(a) 빛 적응속도 상수(k)이었다. 이 상수들을 여러 온도와 희석 속도에서 실험적으로 측정하였고, 이 측정값을 모렐식에 적용한 결과 실제 2단 배양조의 미생물 성장속도의 과도기적인 성질을 잘 묘사하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.309-314
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• 2012

풀화재에서 화염진동은 주위공기와의 밀도차에 의한 부력효과에 기인하여 주로 발생한다. 본 연구에서는 부력이 지배적인 풀화재의 불안전성에 대하여 산화제유속의 효과를 검토하기 위해 컵버너 실험을 수행하였다. 실험결과는 진동주파수가 산화제의 유속이 증가함에 따라 감소함을 보인다. 무차원 변수로 표현되는 주파수와 부력의 관계로 도시하였을 때 다양한 속도스케일을 사용할 수 있었지만, 연료와 산화제의 유속차로 정의되는 특성속도인 경우에 정지되어 있는 공기중에서의 풀화재 진동과 일치하는 관계식을 얻을 수 있었다. 이러한 사실은 부력이 지배적인 화염에서 불안전성의 원인은 전단면에서의 Kelvin-Helmholtz 불안전성이 주된 기구라는 것을 증명해준다. 산화제의 농도를 변화시켰을 경우에는 산화제의 불활성기체의 농도가 증가할수록 청염의 길이가 길어지고 컵버너 끝단으로부터 부상되는 것이 관찰된다. 또한 진동주파수는 희석율과는 특정한 관계를 보이지 않는데 이는 국부적 화염구조와 연관성을 가지기 때문으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권7호
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• pp.625-638
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• 2014

본 연구에서는 천연가스 유량 측정에 사용되는 임계유동함수(CFF)를 AGA8-dc 상태방정식으로 계산할 때 CFF 계산값의 불확도를 평가하였다. CFF 계산에 사용되는 엔탈피, 엔트로피, 음속 식은 불확도 분석이 가능하도록 무차원 헬름홀츠 자유에너지(Helmholtz free energy, HFE)와 이의 편도함수로 표현하였고, HFE의 불확도를 추정하였다. 압축인자의 불확도에 의해 유발되는 종속 변수의 불확도를 반영하기 위해 AGA8-dc 압축인자 식을 해당 불확도만큼 편차가 생기는 형태로 변형하였고, 각 불확도 요인별로 불확도 기여도 평가 모델을 만들었으며, 이를 CFF 계산 프로그램에 적용하였다. 그 결과 CFF의 불확도는 압력 10, 50, 100 bar 에서 각각 0.025, 0.055, 0.112 % 정도로 평가 되었고 압력에 비례하여 증가하는 것을 확인하였다. 또한 본 결과를 기존 CFF 국제비교시험결과(1999년)에 적용한 결과 각 기관별 CFF 값의 차이를 적절히 설명하는 것도 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.145-156
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• 1990

본 연구에서는 시편을 유한원판으로 하고 방형파펄스가열을 채용한 경우 이론 적인 검토와 실험측정으로서 그 방법을 적용할 때 측정장치와 컴퓨터를 직접 접속시켜 시료의 열물성치인 열확산계수와 비열 그리고 열전도계수를 보다 높은 정확도로 측정 하였다. 또한 고온에 있어서 시료표면으로부터 그 주위에 방출하는 열물질을 고헌하 였고, 초기조건및 경계조건을 실험조건과 부합되도록 가정함으로써 무차원 온도상승을 구할 수 있는 열전달 지배방정식의 해를 변수분이법으로 해석하였다. 측정에 사용했 던 시료는 내연기관, 열교환기, 기계요소, 화학반응장치 등 기계구조용 및 기계부품용 재료로서 내식성이 우수하면서, 고온도하에서 강도가 크고, 열팽창계수가 비교적 적고, 열적변형이 적은 고성능세라믹인 알루미나(Al$_{2}$O$_{3}$),탄화규소(SiC), 질화규소 (Si$_{3}$N$_{4}$) 계열을 상온에서 약 1300K 온도범위까지 열물성치를 측정하고, 동 일계통의 시료라 할지라도 화학조성을 중량비율로 첨가했을 경우 열물성치가 다르기 때문에 그들 사이의 관계에 대해서도 검토하였다.

• 물과 미래
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• 제28권5호
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• pp.205-217
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• 1995

위천대표유역의 11년간의 단독강우사상 3,550개를 선별하여 Yen-Chow의 삼각형 및 사다리꼴, Huff, Pilgrim-Cordery 및 Mononobe의 방법에 의한 지속시간별 설계강우의 시간적분포 특성치를 제시하였다. Yen-Chow 방법의 삼각형분포의 특성치 $a^0$값은 0.44에서 0.50까지 분포하였고, 사다리꼴은 지속시간이 길어질수록 무차원 특성변수 $h^0$의 값이 점차 커지는 경향을 나타내었다. Huff 4분기법에 의한 분석결과는 2구간 강우가 지배적이고 3구간 강우가 낮은 분포를 나타내었다. 또한 Pilgrim-Cordery방법에서는 6시간까지는 전방위 강우형이고, 6시간이상은 점차 후방위로 변화하였다. Mononobe 방법은 시간별 강우량을 중앙집중형으로 나타내었다. 본 방법들의 적용성을 검토하기 위해 위천유역의 32개 관측 강우-유출자료를 이용하였고, 분석결과 Yen-Chow 방법의 삼각형분포가 비교적 재현성이 높게 나타났다. 이들 설계강의의 시간적분포모형들은 미계측유역의 유출해석에 중요한 수단을 제공할 것으로 판단된다.