• Title/Summary/Keyword: 물 모델

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Information-Based Hybrid Modeling Framework on the Systematic use of Artificial Neural-Networks (구조모델 개선을 위한 정보기반 하이브리드 모델링 기법)

  • Kim, JunHee;Jamshid, Ghaboussi
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.25 no.4
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    • pp.363-372
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    • 2012
  • In this study, a new information-based hybrid modeling framework is proposed. In the hybrid framework, a conventional mathematical model is complemented by the informational methods. The basic premise of the proposed hybrid methodology is that not all features of system response are amenable to mathematical modeling, hence considering informational alternatives. This may be because (i) the underlying theory is not available or not sufficiently developed, or (ii) the existing theory is too complex and therefore not suitable for modeling within building frame analysis. The role of informational methods is to model aspects that the mathematical model leaves out. Autoprogressive algorithm and self-learning simulation extract the missing aspects from a system response. In a hybrid framework, experimental data is an integral part of modeling, rather than being used strictly for validation processes. The potential of the hybrid methodology is illustrated through modeling complex hysteretic behavior of beam-to-column connections.

A Study on Prediction Model of Chloride ion Permeation of Cement Mortar by Steel Powder (염해환경에서의 염화물이온 침투 예측에 관한 연구)

  • Kim, Jeong-Jin;Park, Soon-Jeon;Ko, Joo-Hwan;Han, Cheon-Goo
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.513-516
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    • 2008
  • In this study the prediction model of Chloride Ion progress rate of concrete using steel powder as an addition is developed, in which the reduction of not only the diffusion rate of $Cl^-$ but also the corrosion rate by replenishment of pore by corrosion products. The model is based on the diffusions of $Cl^-$ and its reaction with $Fe^{2+}$, in chloride attack progression region. The model can also explain the characteristics of chloride ion permeation resistance of concrete that the matrix is densified due to corrosion products. The prediction by the model agreed well the experimental data in which the concrete using steel powder, and it showed the lower rate in long-term age to Chloride Ion progress rate than the concrete without steel powder. Consequently the model can predict Chloride Ion progress rate of concrete exposed in the atmosphere regardless of the water-to-cement raito, the amount of the content of steel powder, etc.

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Evaluation of Seismic Performance for Building Structures by Hysteresis Model of Elements (부재의 이력모델에 따른 건축구조물의 내진성능 평가)

  • Han, Duck-Jeon;Ko, Hyun
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.9 no.4
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    • pp.73-80
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    • 2009
  • It is very important that predict the inelastic seismic behavior exactly for seismic performance evaluation of a building in the performance based seismic design. But, it is difficulty that predict the building behavior of actual and exact in simplified load-deformation relation of structural material and members. In this study, system ductility and story ductility capacity of building structure used to the Backbone hinge Model are estimated and compared considering the characteristics of load-deformation relation of structural material and members. Analyses results, bilinear hinge model has lower system ductility and story ductility demands than those of backbone hinge model.

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Development of Water Balance Model for Agricultural Watershed Considering on Water Supply and Use (농업용수의 공급 및 이용을 고려한 유역 물수지 모형 개발)

  • Yoon, Dong-Hyun;Nam, Won-Ho;Shin, Ji-Hyeon;Lee, Kwang-Ya
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.513-513
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    • 2022
  • 국가물관리기본법에 의거하여 통합물관리 정책에 부합하는 농어촌용수 계획 및 관리 요구에 따른 유역 및 용수구역 단위의 물관리 필요하며, 국가수자원계획의 물수급 정책 수립시 농업용수의 공급, 이용 및 관리 특성 고려되어야 한다. 현재 농업용수는 개수로 방식 용수공급체계 및 수문 직접조작에 의한 용수배분체계로 공급량 대비 사용량(벼의 생육에 사용된 수량)의 비율이 48%에 불과하고, 농경지 상류와 하류의 공급량 차이가 크게 발생하며, 경지면적 감소가 공급 필요량 감소로 연결되지 않는다. 현재 국가유역수자원모델 (K-WEAP, K-MODSIM)은 모델이 가진 분석 능력의 한계로 인하여 농업용수 물수급 해석에 왜곡이 발생하기 때문에, 농업용수 특성이 반영된 농업용수 수요·공급 표준화 모형이 필요하다. 본 연구에서는 기존 유역물수지모델 현황 및 농업용수 적용의 한계점을 파악하고, 농업용수의 공급 및 이용을 고려한 유역 물수지 모형 개발을 목표로 한다. 기존 농업용수 물수지 분석은 순물소모량 개념 적용에 따른 회귀수량 획일화와 이에 따른 공급량 왜곡, 유역내 복잡하고 다양한 농업용수 공급체계를 하나의 가상저수지로 단순화 함으로서 유역내 들녘별 농업용수 과부족 분석 불가능, 하천과 저수지 공급 우선순위 현장과 불일치, 노후된 기초자료 등의 한계가 존재하며, 이를 위한 개선방안을 도출하고자 한다. 또한, 농업용수 회귀수량의 경우 실측기반의 회귀수량 산정 방법을 제시하고자 하며, 단일 수원공 및 복합 수원공의농업용수 물수지 분석 방법을 개발하고자 한다. 본 연구의 목적은 농업용수 물수급 특성이 국가수자원계획에 반영할 수 있도록 기본 수자원모델(K-MODSIM)과 연계가능한 농업용수 표준 모형개발로써, 향후 국가수자원계획(국가물관리기본계획, 전국하천유역수자원관리계획, 농어촌용수이용 합리화계획 등) 수립에 반영될 수 있을 것으로 판단된다.

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Application of a Numerical Model for the Prediction of Vertical Profiles of Electron Acceptors Based on Degradation of Organic Matter in Benthic Sediments (퇴적 유기물 분해과정에 따른 물질 거동 변화 예측을 위한 수치모델 적용)

  • Choi, Jung-Hyun;Park, Seok-Soon
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.27 no.2
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    • pp.151-157
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    • 2005
  • A one-dimensional numerical model was developed to simulate vertical profiles of electron acceptors and their reduced species in benthic sediments. The model accounted for microbial degradation of organic matter and subsequent chemical reactions of interest using stoichiometric relationships. Depending on the dominant electron acceptors utilized by microorganisms, the benthic sediments were assumed to be vertically subdivided into six zones: (1) aerobic respiration, (2) denitrification, (3) manganese reduction, (4) iron reduction, (5) sulfate reduction, and (6) methanogenesis. The utilizations of electron acceptors in the biologically mediated oxidation of organic matter were represented by Monod-type expression. The mass balance equations formulated for the reactive transport of organic matter, electron acceptors, and their corresponding reduced species in the sediments were solved utilizing an iterative multistep numerical method. The ability of model to simulate a freshwater sediments system was tested by comparing simulation results against published data obtained from lake sediments. The simulation results reasonably agreed with field measurements for most species, except for ammonia. This result showed that the C/N ratio (106/16) in the sediments is lower than what the Redfield formula prescribes. Since accurate estimates of vertical profiles of electron acceptors and their reduced species are important to determine the mobility and bioavailability of trace metals in the sediments, the model has potential application to assess the stability of selected trace metals in the sediments.

Development of Model Linking Pilot System (WaterRing) for IWRM (통합수자원 모델 연계 파일럿 시스템 (WaterRing) 개발)

  • Lee, Sung-Hack;Kim, Sung;Kang, Jae-Won;Lee, Mi-Yeon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.2024-2028
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    • 2007
  • 우리나라의 물관련 이슈는 수자원뿐만 아니라 사회, 경제 환경 등의 범위까지 확대되어 복합적이며, 기존 방법론과 기술만으로는 해결에 어려움이 있다. 따라서 새로운 기술적/방법론적 도구 개발의 필요성에 따라 통합수자원관리가 하나의 방법으로 받아들여지고 있다. 통합수자원관리는 지속가능한 수자원관리를 목표로하며, 물과 이와 관련 다양한 요소를 고려하는 통합적인 방법론이다. 그러므로 의사결정에 있어 전체론적인 접근이 필요하며, 세부적인 요소와 요소간의 연관관계를 파악하는 것이 중요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 통합수자원관리의 기반 도구 중의 하나인 통합수자원관리 모델링 환경인 WaterRing 시범시스템을 개발하였다. WaterRing은 모델연계에 있어 필수적인 표준성, 사용편의성 및 모델공유를 제공하며, 모델코드 자체보다 모델의 개발에 많은 노력을 기울일 수 있도록 설계되었다. 따라서 수자원분야 및 다양한 분야의 모델을 연계할 수 있다. 모델의 연계를 위하여 기본모델단위를 설정하고 각각의 기본모델단위의 결합을 통하여 보다 큰 시스템으로 구성할 수 있도록 하였다. 기본모델단위는 입력/상태/출력의 세 가지 기본요소와 내부수행 루틴으로 구성되어 있다. 기본모델단위 사이의 결합을 정의하기 위하여 BPM(Business Process Management)(Arkin, 2002)와 STELLA의 모델 결합방식을 활용하였다. 기본모델단위는 독립적인 수행단위로 표준적인 입력과 출력을 수행한다. 따라서 입력과 출력의 속성이 같은 기본모델단위는 결합할 수 있다. 본 연구에서 시범적으로 개발된 수자원통합모델링환경 WaterRing은 통합수자원관리의 실현에 있어 평가, 계획에 이용될 수 있다. 그러므로 향후 시스템의 개발이 완료되면 우리나라의 통합수자원관리의 실현을 위한 기반도구로서 많은 역할이 기대된다. 홍수기에 측정된 성과를 바탕으로 고수위대의 수위-유량관계 곡선식을 개발하여야 할 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 일부 확인된 바와 같이, 일반적인 자연하천이 아닌 감조하천의 경우는, 각각의 수위대별 유량 값의 변화가 발생하는 바 기간별 혹은 간조와 만조부를 포함하여 유량측정을 하여야 할 것으로 판단된다. 청폐화담탕(淸肺化痰湯)은 LPS로 유도된 macrophage에서 NO와 염증Cytokine 생성량을 억제하였고 murine macrophage에서 NF-${\kappa}$B 활성을 억제함으로써 iNOS와 염증Cytokine 유전자 발현을 하향조절 하였다. 이러한 청폐화담탕(淸肺化痰湯)의 항염작용으로 천식, 기관지염, 폐렴, 결핵, 산후감모 등의 호흡기 질환에 응용할 수 있으리라 사료된다.im}$5개월), 9.44${\pm}$1.05 6${\sim}$ll개월)으로 개월에 관계없이 전반적으로 유사한 비율을 나타내었다. 분획물(첨가농도 15.6 ${\mu}$g/ml)은 60%의 저해효과를 나타내면서 농도 의존적으로 그 저해효과가 컸으며 250 ${\mu}$g/ml 농도에서는 80%의 저해효과를 관찰 할 수가 있었다. 에틸아세테이트분회물의 경우 디글로로메탄 분회물에 비해 다소 낮은 저해효과를 나타내었지만 250 ${\mu}$g/ml 농도에서 약 60%의 세포독성 효과를 나타내었다. 디클로로메탄 분획물과 에틸아세테이트 분획물에 의한 면역 활성 증진 효과를 검토한 결과, 디글로로메탄 분획물은 첨가농도 1 ${\mu}$g/ml에서 94%로 Yac-1표적세포를 사멸시켰으며 에틸아세테이트 분획물도 동일 농도에서 96%의 억제효과를 나타내었다. CTLL세포를 이용

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Comparative Study on Soil-Structure Interaction Models for Modal Characteristics of Wind Turbine Structure (풍력 구조물의 진동 특성 분석을 위한 지반-구조물 상호작용 모델의 비교 연구)

  • Kim, Jeongsoo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.33 no.4
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    • pp.245-253
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    • 2020
  • In this study, natural frequencies are compared using several pile-soil interaction (PSI) models to evaluate the effects of each model on resonance safety checks for a monopile type of wind turbine structure. Base spring, distributed spring, and three-dimensional brick-shell models represented the PSIs in the finite element model. To analyze the effects of the PSI models on a natural frequency, after a stiffness matrix calculation and Winkler-based beam model for base spring and distributed spring models were presented, respectively; natural frequencies from these models were investigated for monopiles with different geometries and soil properties. These results were compared with those from the brick-shell model. The results show that differences in the first natural frequency of the monopiles from each model are small when the small diameter of monopile penetrates hard soil and rock, while the distributed spring model can over-estimate the natural frequency for large monopiles installed in weak soil. Thus, an appropriate PSI model for natural frequency analyses should be adopted by considering soil conditions and structure scale.

Simplified Carbonation Model Considering Ca(OH)2 Solubility and Porosity Reduction (수산화칼슘 용해도와 공극률 감소를 고려한 간략화 된 탄산화 모델)

  • Lee, Yun;Kwon, Seung-Jun;Park, Ki-Tae
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.19 no.1
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    • pp.128-138
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    • 2015
  • Carbonation is one of the most critical deterioration phenomena to concrete structures exposed to high $CO_2$ concentration, sheltered from rain. Lots of researches have been performed on evaluation of carbonation depth and changes in hydrate compositions, however carbonation modeling is limitedly carried out due to complicated carbonic reaction and diffusion coefficient. This study presents a simplified carbonation model considering diffusion coefficient, solubility of $Ca(OH)_2$, porosity reduction, and carbonic reaction rate for low concentration. For verification, accelerated carbonation test with varying temperature and MIP (Mercury Intrusion Porosimetry) test are carried out, and carbonation depths are compared with those from the previous and the proposed model. Field data with low $CO_2$ concentration is compared with those from the proposed model. The proposed model shows very reasonable results like carbonation depth and consuming $Ca(OH)_2$ through reduced diffusion coefficient and porosity compared with the previous model.

Modeling Bacteria Facilitated Contaminant Transport in Porous Media with Kinetic Adsorption Relationships (동역학적 흡착 관계식을 이용한 다공 매질에서의 유동세균에 의한 유기성 오염물의 가속이송 예측 모델)

  • 김승현
    • Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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    • v.2 no.1
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    • pp.22-29
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    • 1995
  • Mobile bacterial particles can act as carriers and enhance the transport of hydrophobic contaminants in ground water by reducing retardation effects. Because of their colloidal size and favorable surface conditions, bacteria can act as efficient contaminant carriers. When such carriers exist in a porous medium, the system can be thought of as three phases: an aqueous phase, a carrier phase, and a stationary solid matrix phase. Contaminant can be present in either or all of these phases. In this study, a mathematical model based on mass balances is developed to describe the transport and fate of biodegradable contaminant in a porous medium. Bacterial mass transfer mechanism between aqueous and solid matrix phases, and contaminant mass transfer between aqueous and bacterial phases are represented by kinetic models. Governing equations are non-dimensionalized and solved to analyze the bacteria facilitated contaminant transport. The numerical results of the facilitation effect match favorably with experimental data reported in the literature. Results show that the contaminant transport can be described by local equilibrium assumption when Damkohler numbers are larger than 10. Significant sensitivities to model parameters, particularly bacterial growth rate and influent bacterial concentration, were discovered.

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