• 한국추진공학회지
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• 제8권3호
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• pp.37-43
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• 2004

증기발생기 슬러지 세정을 위한 고압분사 실험의 분류궤적에 대한 가시화 및 속도분포를 측정함으로써 최적의 노즐형상을 찾기 위하여 플랜져방식의 고압펌프(사용압력 : 200 kg/$\textrm{cm}^2$, 15HP, 11kW. 토출유량 Q : 301/min)를 이용하였다. 가시화를 통하여 정성적인 분포를 비교분석할 수 있었고, 분류의 속도분포등을 통하여 노즐 형상비에 따른 유동의 차이를 2차원 PDPA 광학 계측장비를 사용하여 분석하였다. 고압 분사시 형상비에 관계없이 모든 경우에 있어서 중심축을 따라 모든 궤적들은 거의 유사함을 보였으나, 분류 중심에서 벗어난 외곽영역에서는 많은 차이가 있음을 알 수 있었다 이는 형상 비에 따른 주변 공기와의 마찰 및 분류 유입현상 때문이라 여겨진다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.53-57
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• 2009

개수로에서 발생하게 되는 분류흐름에는 많은 특성들이 나타나게 된다. 특히, 지류부의 내측 벽면을 따라서 이차류 흐름이 나타나 토사나 오염물 등의 퇴적물 침전을 일으키는 분리구역이 발생하게 된다. 분류흐름에서 발생하는 분리구역의 특성을 연구하기 위해 상류흐름에서의 자유수면 및 유속을 계산할 수 있는 이차원 천수방정식 수치모델인 RMA2를 이용하였다. 수치모의 결과는 Hsu 등(2002)의 실험결과와 비교하여 잘 일치함을 알 수 있었다. 수치모의를 통해 유량비에 대한 분리구역의 크기 관계를 제시할 수 있었다. 그리고 분리구역의 크기를 줄이기 위해 본류와 지류가 만나는 모서리 지점을 곡선과 대각선으로 연결하여 유수흐름을 완만하게 만든 지형들을 제안하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.83-94
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• 2016

하도지형, 하상재료 및 수리의 특성은 치수 및 환경적 측면에서 하천의 계획, 설계 및 유지관리를 위한 기초정보이며, 이러한 정보를 안정하도 설계에 활용하는 것은 아주 중요하다. 본 연구에서는 남강댐 상류 구간에 대하여 지배유량을 산정하고, 지배유량 유하시의 하도지형 및 수리 특성을 분석하였다. 또한, 화상처리기법으로 하상재료분포 특성을 분석하였고, 하상재료와 흐름저항의 상호관계를 평가하였다. 대상구간의 지배유량은 1.5년 빈도의 유량으로 산정되었고, 하천유형은 세그먼트 1과 세그먼트 2 구간으로 분류되었다. 또한 여울-소의 출현 빈도는 4.4로 나타났는데, 이는 연구 대상구간에는 하천횡단구조물이 없는 자연하천의 특성을 가지고 있기 때문이다. 지배유량 유하시 하상재료에 의한 흐름저항을 산정하기 위하여 수심-대표입경 비($h/d_{50}$)와 평균유속-마찰력 비($V/u_*$)의 관계를 분석한 결과, 자갈-호박돌-전석이 지배적인 하상재료인 구간에서는 Julien 공식이 적합한 것으로 평가되었으며, 자갈, 호박돌 및 전석이 지배적인 하천구간에서 면격자를 이용한 화상처리기법은 향후 하상재료 분석 시 쉽게 활용할 수 있는 방법임을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권2호
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• pp.129-138
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• 2017

대심도 저류 및 배수터널은 기 개발된 도시의 부족한 배수관망 능력을 보강하기 위하여 지하에 설치하는 대규모 도시홍수 배제 시설물로 원활한 홍수 유입을 위해 적정한 규모의 수직유입구가 요구되어진다. 접선형 수직유입구 설계 시 유입구의 능력을 평가하는 중요인자로 Yu and Lee(2009)가 지배유량개념을 소개하였는데, 본 연구에서는 서울시에 설치하고자 하는 신월빗물저류배수시설의 수직유입구 3개소를 대상으로 수리모형실험을 실시하고 제안된 지배유량 개념의 적정성을 평가하였다. 지배유량 이론식($Q_{cp}$)을 이용하여 실제 측정된 지배유량($Q_{cm}$)과 비교 분석하였는데, 그 결과 이론식 대비 66~69%로 이론식이 지배유량을 과대 산정하는 것으로 평가되었다. 지배유량 이론식의 과대산정 원인을 분석하기 위하여 Yu and Lee (2009)가 사용한 자료들과 본 연구에서 측정된 자료들을 활용하여 지배유량비($Q_{cm}/Q_{cp}$)를 3가지 영역으로 분류하고 각 인자에 대한 민감도 분석을 실시하였다. Yu and Lee (2009)가 제안한 지배유량식은 접선형 수직유입구 설계인자인 B, z, ${\beta}$, e/B에 대한 영향만 고려하였으나 ${\theta}$, L과 연계된 변수들로 복합적으로 고려하는 식의 개선이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.130-130
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• 2020

수자원장기종합계획에 따르면 전국 지하수위는 지하수 이용의 지속적인 증가와 도시화에 따른 지하수 함양감소 등으로 최근 매년 조금씩 감소하고 있다. 특히, 환경부의 지하수조사연보(2018)에 따르면 남한강하류 중권역은 한강수계 전체 지하수 사용량의 약 34.5 %를 차지하고 있는 것으로 분석되었으며, 2009년에 비하여 2017년의 지하수위는 1.4 m의 감소 되었다. 본 연구는 한강유역에서 지하수 개발밀도가 높은 이천시에 위치해 있는 복하천 유역(303.8㎢)을 대상으로 지하수위 감소에 따른 기저유량 변동특성을 파악하기 위하여 SWAT-MODFLOW(Soil And Water Assessment Tool-MODFLOW)을 적용하고자 한다. SWAT-MODFLOW는 준분포형 장기유출모형 SWAT과 3차원 분포형 지하수 모의가 가능한 MODFLOW를 연계한 모형이며, MODFLOW만으로는 해결할 수 없는 일별 지하수 함양량의 분포와 SWAT만으로는 계산 불가능했던 지하수위의 시공간 분포를 보완하여 재생함으로써 두 모형의 한계를 극복한 모델이다. SWAT의 검보정 결과로서는 RMSE는 10.6 mm/day, NSE는 0.72, R²는 0.69 효율이 나타났으나, 지하수 유출이 보정되지 않아 MODFLOW의 입력자료인 토양두께(m), 수리전도도(m/day), 비저류량(1/m), 비산출율을 토양통에 따라 분류한 해외논문(Steven et.al 2005) 자료를 산정하여 SWAT-MODFLOW 두모형을 연계한 프로그램에 입력하여 지하수 유출을 보완하였고 SWAT과 SWAT-MDFLOW 지하수 유출량 비교뿐만이 아닌 SWAT-MODFLOW의 출력자료인 지하수위 및 지하수 충진량을 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.184-188
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• 2008

추계학적 시계열 분석은 크게 수문자료의 장기간 합성과 실시간 예측으로 구분해 볼 수 있다. 장기간 합성은 주로 수문자료의 추계적 특성을 반영한 수자원 시스템의 운영율 개발에 이용되어 왔다. 반면에 실시간 예측은 수자원 시스템의 순응적(adaptive) 관리에 적용되고 있다. 두 개념의 차이로 전자는 시계열 자료를 합성하여 발생 가능한 모든 수문조합을 얻고자 하는 것이라면 후자는 전 시간의 수문량을 조건으로 하는 다음 시간의 값을 순응적으로 예측하는 것이라 할 수 있다. 수문자료의 합성과 예측에는 크게 결정론적, 확률론적 방법의 두 가지 대별될 수 있다. 결정론적 모델링 방법에는 인공신경망이나 Fuzzy 기법 등을 이용할 수 있으며, 확률론적 방법에는 ARMAX 등의 모수적 기법과 k-NN(k-nearest neighbor bootstrap resampling), KDE(kernel density estimates), 추계학적 인공신경망 등의 비모수적 기법으로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 대표적 비모수적 기법인 k-NN를 이용하여 충주댐을 대상으로 월 및 일 유입량 자료의 예측 정도를 살펴보았다. 전 시간 관측치를 조건으로 하는 다음 시간의 조건부 확률분포를 구하여 평균값을 계산한 후 관측치와 비교함으로써 모형의 정도를 살펴보았다. 그리고 실시간 저수지 운영에 이 기법의 활용성과 장단점도 살펴보았다. 모형개발 절차로 모형의 보정을 거쳐 검증을 실시하였다. 결론적으로 월 및 일 유입량 예측에 k-NN 기법이 실무적으로 적용될 수 있었으며, 장점으로는 k-NN 기법이 다른 기법보다 모델링 절차가 비교적 쉬워 저수지 운영 최적화 등 타 시스템과의 연계에 수월함이 인식되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.287-287
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• 2011

모니터링 자료의 부족으로 인하여 다양한 토지이용에서 발생하는 비점오염물질의 관리에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 현재 환경부에서는 현행 토지계의 원단위를 세부적으로 분류하여 재산정하기 위하여 지목별로 장기 모니터링이 수행되고 있다. 특히, 산림 지역의 경우 도시 및 축산지역에 비하여 강우유출수의 농도는 낮더라도 유량적인 측면에 보았을 때 전체 수계에 대한 부하량 기여도는 매우 높다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구는 장기모니터링의 일환으로 산림지역에 대한 비점오염물질 유출 특성을 파악하기 위하여 모니터링 및 분석을 실시하였으며, 이러한 결과는 향후 비점오염원 평가기반을 마련하고자 한다. 본 연구는 활엽수지역을 대상으로 2010년 4월부터 10월까지 총 16회에 걸쳐 모니터링이 수행되었으며, 시료의 성분 변화를 막기 위해 냉장기능이 있는 자동채수기를 이용하여 시료를 채취하였다. 수질분석항목은 BOD, COD, DOC, SS, T-N, $NO_3$-N, $NH_3$-N, T-P, $PO_4$-P로 총 9가지 항목을 분석하였다. 강우사상에 대한 모니터링 결과, 총강우량은 7.0~76.5mm, 강우지속시간은 1~30hr, 평균 강우강도는 0.88~18.50mm/hr의 범위를 보이고 있으며, EMC(Event Mean Concentration, 유량가중평균농도)결과 BOD는 0.4~2.4mg/L, T-N은 1.156~14.777mg/L, T-P는 0.009~0.562mg/L인 것으로 나타났으며, SS는 1.8~71.9mg/L 로 비교적 높은 값을 나타내는 것으로 분석되었다. 농도 변화 및 유출경향의 패턴을 볼 때, 유량이 증가함에 따라 농도도 점점 증가하여 첨두유량이 발생된 후 감소하는 경향을 나타내는 것으로 분석되었다. 또한 우리나라의 경우, 시험유역을 대개 산지 소유역에 설치하는 경우가 많아서 일반적으로 지연시간이 짧은 경우가 많기 때문에 이 지역 역시 강우가 내린 후 계류유출량의 증가에 영향을 주는 강우의 유출속도는 비교적 빠른 것으로 나타났다. 그리고 단기 수문곡선상에서 강우량이 많을 시 유출이 빠르게 일어나 첨두 유량에 도달하는 시간이 짧고, 강우량이 적을 시에는 첨두 유량의 출현시간이 늦어지는 것을 볼 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.563-569
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• 2012

추력 30톤급 액체로켓엔진에 대한 에너지 밸런스 해석을 수행하였다. 추력-연소압 관계, 추력-추진 제유량 관계 및 연소압-연료펌프상승 관계를 문헌에 공개된 실존 로켓엔진에 대한 데이터베이스와 비교하였다. 참고문헌의 분류에 따른 구형 설계보다 연소압이 높으며 이는 고성능 지향적이라는 의미를 가진다. 추력-추진제유량 비율은 기존엔진과 유사한 수준이었으며 이는 통상 수준의 비추력 성능을 의미한다. 연소압을 감안한 연료펌프의 압력상승은 높은 수준이며 이는 본 연구의 고려 대상인 엔진이 지상시험용으로서 차압설정이 최적화되지 않았기 때문이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2012

비점오염물질은 강우 시 유출되기 때문에 일간, 계절 간 유출량 변화가 대단히 크게 나타나며, 기후, 지형, 토지이용, 토양 등과 지역적인 특성과 유역 형상에 따라 변화되므로 비점오염원 유출량에 대한 정량화를 위해서는 강우지속시간동안 정확한 수질과 유량에 대한 측정 자료가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 비점오염물질에 대해 현장 모니터링 및 현장 실측 관련 기존 연구자료 수집을 통해 중분류 토지피복분류별 원단위를 산정하였다. 또한 특정 유역에 중분류 토지피복 분류별 산정된 원단위를 적용하여 유역기반의 비점오염부하량을 산정 하였다. 대상 유역에 해당하는 하천 말단에서의 실측 자료를 활용하여 유역모형을 구축하고, 강우를 입력 자료로 하여 비점오염 물질별 부하량을 모의 산정하였다. 유역모형으로 HSPF(Hydrologic Simulation Program - Fortran)을 실제 대상유역에 적용하였고, 이에 따른 모의 결과를 실측치와 비교하여 부하량을 산정하였다. 이렇게 모의 산정된 부하량은 실측자료를 기반으로 산정된 원단위의 적용에 따른 부하량과 비교 검토하여 유역에 대한 비점오염원 부하량 산정 시 모형의 적용 가능성을 평가하였다. 본 연구에 적용된 대상유역은 동천유역으로 병성천의 주요 지류로서 유역의 상단에 위치하고 있다. 중분류 토지피복 중 공업지역, 교통지역, 과수원재배지, 비닐하우스재배지, 기타재배지에 대해서는 2008년부터 2010년까지 모니터링을 실시하였고, 이외의 중분류 토지피복에 대한 결과는 수계별 현재까지 진행되고 있는 환경기초조사사업 중 '주요 비점오염원 유출 장기 모니터링'사업의 자료를 활용하였다. 동천유역의 비점오염원 발생부하량을 산정한 결과, BOD 부하량은 대지의 경우 391.4 kg/day로서 중분류 군으로 구분한 결과에 비해 높게 산정되었다. T-N, T-P 발생부하량도 토지피복군이 대분류에서 중분류로 변화됨에 따라 부하량의 차이가 발생 하였다. 또한 동천유역에 대해 구축된 HSPF 모형의 적합도를 시기별 4개의 Case로 구분하여 평가해 보았는데 그 결과, 모형 모의치의 실측치에 대한 적합도가 높게 평가 되었다. 현재 특정 지역에 편중되어 조사되고 있는 중분류 토지피복을 조사 기관간의 교차 조사를 통해 지역적 제한성을 낮추고, 중분류에 속하는 세부피복지점을 확대하여 모니터링 지점의 다양성을 확보하여야 할 것으로 판단된다. 이와 동시에 한시적인 조사가 아닌, 장기간에 걸쳐 연구가 진행 될 경우 원단위에 대한 현재의 불확실성 및 제한성을 줄일 수 있을 것으로 판단되므로, 이러한 기초 자료 확보에 대한 장기적인 투자와 노력이 수반될 시 우리나라에 대표적으로 적용할 수 있는 비점오염원 원단위가 산정될 것으로 생각되며, 이러한 기틀이 마련되어야 비점오염원에 대한 적절한 유역관리방안을 수립할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.204-204
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• 2022

하천 내에서 하상변동은 치수나 생태계에 직간접적인 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다. 하상변동의 예측을 위한 여러 가지 모델들이 존재하지만 하상변동의 양상을 직관적으로 파악하기에는 어려움이 있다. 최근 수행된 연구 결과에 따르면 하천의 수리 기하학적 형상이 부유사 농도와 유량과의 관계와 관련이 있는 것으로 밝혀졌다(Kim et al., 2018). 본 연구에서는 수리기하(Hydraulic Geometry) 이론을 이용하여 하천의 형상에 따른 유사거동과의 상관관계를 통해서 하상의 장기적 변동성을 직관적으로 유추할 수 있는 기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 수리기하 이론에서의 수심과 폭을 나타내는 인자들을 이용하여 하천의 형상을 넓고 얕은 하천, 좁고 깊은 하천, 중간 정도의 하천으로 분류하였으며 흐름조건을 정상류와 부정류조건으로 분류하였다. 또한 하상경사와 하상재료의 입경 분포를 고려하여 자연하천에서 존재할 수 있는 다양한 하천형상에 대해 수치모의를 진행하였다. 기존의 Manning 공식에 수심, 유속만 고려한 것이 아닌 조도계수까지 고려하여 수리기하 이론을 접목시킴으로서 유속과 수심의 수리기하적 인자로 계산된 하상전단력의 수리기하적 인자가 수치모의를 통해 구한 값과 거의 일치하는 것을 확인하였다. 하천의 형상이 넓고 얕을수록 수리기하 관계로 표현한 하상전단력 인자가 작은 값을 나타냈으며 수리기하 관계로 표현한 부유사농도인자와 하상전단력 인자가 비슷한 양상을 띄는 것이 확인되었다. 이를 통해 하천이 기하학적 형상으로부터 하상의 변동성을 유추할 수 있었다. 실제 하천에 대한 검증은 금강 수계에 있는 미호천과 갑천을 대상으로 수행하였다. 수리기하적으로 표현하였을때 갑천은 미호천에 비해 넓고 얕은 하천에 속하는데 현재까지 관측된 자료를 이용하여 두 하천의 하상변동량을 비교해본 결과 갑천이 미호천에 비해 변동량이 적었으며 이는 위의 내용과 일치한 결과를 나타냈다.