• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.195-195
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• 2019

최근 센싱 기술과 정보화의 영향으로 하천에서 발생하는 다양한 정보들이 디지털화되어 저장되고 있으며, 이를 효율적으로 저장하고 관리하고자 하는 연구가 수행되고 있다. 특히, 과거에는 점, 선, 면으로 구성된 자료 위주로 구성되어 있어 수집된 자료를 주제별로 관리하는 레이어 형식으로 저장하여 자료를 표출하기 위한 목적으로 설계되었지만, 최근에는 영상자료, 시계열자료 등 기존의 자료와 다른 비구조적 형태의 자료가 발생함에 따라 하천 네트워크를 기반으로 한 하천공간정보를 관계형 구조로 설계하고 있다. 하천의 경우, 각 하천공간정보가 가지는 고유의 값을 활용하여 인접한 하천 네트워크를 구성하는 하천의 중심선 혹은 최심선을 기준으로 하천공간정보들을 관계성을 부여한다. 하지만 이러한 관계성은 자료의 저장, 관리, 제공에는 유리한 측면이 있지만 기하학적인 고려가 없기 때문에 공간정보로서 활용하기에는 한계가 존재한다. 쉽게 설명하면, 1차원 점에 해당하는 공간좌표는 가장 가까운 하천 네트워크를 대상으로 관계성 부여가 가능하지만, 2차원 선과 3차원 면에 해당하는 도형을 대표하는 위치가 공간적으로 많기 때문이다. 본 연구에서는 하천 네트워크 기반 공간정보가 관계성을 부여하되 하천공간정보가 가지는 기하하적 구조를 반영하기 위해 하천 네트워크를 중심으로 한 곡선좌표계 부여 방법을 제시하고자 한다. 하천은 실제로 연속적으로 변화하며, 곡선으로 이루어져 있기 때문에 공간적으로 직교좌표계를 활용하기 보다는 곡선좌표계를 활용하는 것이 더 적합한 것으로 알려져 있다. 실제로 많은 수치해석 모형에서는 곡선좌표계를 고려하여 수치해석을 수행하고 있으며, 도로나 교통 분야의 공간정보에서도 공간적 고려를 위해 곡선좌표계를 활용하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 하천 중심선 혹은 최심선을 기준으로 흐름방향 거리를 S, 횡방향 거리를 N으로 설정하여 곡선좌표계를 정의하였으며, 직교좌표계와 곡선좌표계간의 좌표변환을 위해 이차원 변환방법인 투영변환을 활용하였다. 본 연구에서 제시된 방법을 활용할 경우, 하천 네트워크 기반 공간정보가 자료 간의 관계성을 유지하며, 기하하적 고려가 될 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1368-1372
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• 2007

바닥이 언덕과 저면으로 이루어진 연속적인 횡방향 바닥형상을 갖는 개수로 흐름의 부유사 농도분포를 수치모의 하였다. 비선형 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모형을 이용하여 흐름의 지배방정식인 곡선 직교좌표계에 대한 Navier-Stokes 방정식을 해석하였으며, 와점성계수 개념을 이용하여 부유사 수송 방정식을 해석하였다. 기존의 실험결과와 비교하여 모형이 격자형 이차흐름을 비교적 잘 예측하는 것을 확인하였으며, 동일한 흐름에 대하여 부유사 농도 분포를 계산하였다. 부유사량의 계산 결과 언덕 위의 부유사 농도분포가 저면 위의 농도분포보다 크게 나타났다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.6 no.2
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• pp.176-182
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• 1982

이 논문에서는 평판의 배선형 해석에 대한 Berger의 방정식을 쉘좌표가 직교곡선좌표계로 표시 되는 Shallow 쉘에 대하여 일반화하여 운동방정식을 유도하였다. 해석의 예로서, 이 방정식을 사용하여 고정된 경계를 가진 원판과 Shallow 구쉘에 대한 배선형 진동문제를 해석하였으며, 정력학의 문제로서 원판이 동심원내에 균일하중을 받을때와 중심에 집중하중을 받을 때의 large deflection에 대하여 고찰하였고 나중문제에 대한 수치해를 구하였다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.2 no.1
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• pp.21-28
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• 1997

This paper presents a two-dimensional horizontal implicit model to general circulation in estuaries and coastal seas. The model is developed in non-orthogonal curvilinear coordinates system, using the Interpolating Matrix Method (IMM), in combination with a technique of multi-domain. In the propose model, the Saint-Venant equations are solved by a splitting-up technique, in the successive steps; convection, diffusion and wave propagation. The ability of the proposed model to deal with full scale nature is illustrated by the interpretation of a dye-tracing experiment in the Gironde estuary.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.1 no.1
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• pp.71-80
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• 1996

An iterative time marching procedure for solving incompressible turbulent flow has been applied to the flows around a high speed train including cross-wind effects. This procedure solves three-dimensional unsteady incompressible Reynolds-averaged Navier-Stokes equations on a non-orthogonal curvilinear coordinate system using first-order accurate schemes for the time derivatives and third/second-order accurate schemes for the spatial derivatives. Turbulent flows have been modeled by Baldwin-Lomax turbulent model. To validate present procedure, the flow around a high speed train at zero yaw angle was simulated and compared with experimental data. Generally good agreement with experiments was achieved. The flow fields around the high speed train at 9.2°, 16.7°, and 45° of yaw angle were also simulated.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.4
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• pp.58-65
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• 1994

It is very important to understand characteristics of solution due to the variation of computational grid sizes, especially when turbulence model not incorporating wall-function is used. The present paper performs numerical investigation on the grid dependency of numerical solution for three dimensional turbulent flow field around a ship. In the present study a finite volume method with a modified sub-grid scale turbulence model and a numerically constructed non-orthogonal curvilinear coordinate system capable of conforming complex ship geometries are used. Numerical studies are then performed for a mathematical Wigley hull and the Series 60, $C_B=0.8$ hull forms. The results for various grid sizes are compared with each other and with measured data to show grid dependencies of numerical solutions.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1397-1401
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• 2007

낙동강에 위치한 하회마을의 점사주는 상류에 안동 및 임하 다목적댐이 건설되면서, 수량이 조절됨에 따라 토사수리학적 특성이 상당히 변화되었으며, 식생이 발생하는 등 옛 모습을 상실해 가고 있는 지역이다. 이 연구는 낙동강의 중상류에 위치한 하회지구에 평면 이차원 하상변동 및 수질예측 수치모형인 KU-RLMS 모형을 적용하여 하회마을 앞의 점사주에 영향을 미치는 수리학적 특성 변화를 규명할 목적으로 수행하였다. KU-RLMS 모형은 하천 및 저수지의 국부적인 수리, 수질, 유사이동 해석을 위해 개발된 평면 이차원 비정상 수치모형이다. 직사각형 격자를 사용하는 유한차분법의 단점을 보완하기 위해, 흐름 계산을 위한 지배 방정식은 3차원 Reynolds 방정식으로부터 수심적분된 2차원 연속방정식과 운동량방정식을 불규칙한 경계를 현실적으로 모사할 수 있는 직교곡선 좌표계로 변환한 방정식을 사용한다. 안동다목적댐과 임하다목적댐의 방류량, 수공구조물 설치 여부 등을 고려하여 수치모의조건을 결정하였으며, 각 조건에 대한 흐름 변화특성을 분석하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.1 no.1
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• pp.22-30
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• 1989

Wave propagation is changed by the effect of shoaling, current-depth refraction and shelter-ing etc. To solve these problems. numerous models have been developed. In the present study, a coordinate system is proposed based on the wave ray equation with the wave number equation including diffraction effects . The governing equation for the study was derived from the mild slope wave equation in non-steady state, including current effects (Kirby, 1986a) and trans-formed into an orthogonal curvilinear coordinate system on the basis of the wave ray equation. To obtain a numerical solution, an explicit finite difference scheme was used, and solved by the relaxation method. This model was tested for various cases: Firstly a submersed circular shoal and a constant unit depth. Secondly a submerged elliptic shoal on a slope, and finally a breakwater harbour with obliquely incident waves on a slope. The model was found to simulate the experimental results and other theoretical results in wave height and wave angle fairy well, and the applicability of the model around an arbitrary shaped coastal structure was also verified. To demonstrate the general usefullness of the present approach , the model is to be applied to a field situation with a complex bed topography.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1209-1213
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• 2007

하천 수치모델링을 통한 흐름, 오염물질 거동, 지형변화 해석 등은 효율적인 하천 수질 관리를 위해서 상당히 중요한 부분은 차지한다. 수질이나 지형변화를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 하천 흐름 예측의 정확도 향상이 중요한 역할을 하게 된다. 본 연구는 평면 이차원 하상변동 및 수질예측 수치모형인 KU-RLMS 모형을 이용하여 낙동강 상류의 반변천 합류부의 흐름 특성을 규명하고, 수질 모형을 수행하기 위한 흐름 계산 결과를 제공하기 위해 수행하였다. KU-RLMS 모형은 하천 및 저수지의 국부적인 수리, 수질, 유사이동 해석을 위해 개발된 평면 이차원 비정상 수치모형이다. 직사각형 격자를 사용하는 유한차분법의 단점을 보완하기 위해, 흐름 계산을 위한 지배방정식은 3차원 Reynolds 방정식으로부터 수심적분된 2차원 연속방정식과 운동량방정식을 불규칙한 경계를 현실적으로 모사할 수 있는 직교곡선 좌표계로 변환한 방정식을 사용한다. 수치모형 적용을 위한 현황분석으로 안동 및 임하 조정지댐의 방류량, 안동 수위관측소의 자료를 분석하였다. 흐름 모형을 보정하기 위해 안동대교 지점에서 횡유속 분포를 측정하였으며, 이 결과를 사용하여 흐름 모형의 매개변수인 Manning 계수와 공간가중계수를 추정 및 검증하였다. 안동다목적댐과 임하다목적댐의 방류량을 고려하여 수치모의조건을 결정하였으며, 각 조건에 대한 흐름 변화 특성을 분석하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.10 no.1 s.34
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• pp.47-61
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• 1998

The behavior of horizontally curved I-girder bridges is complex because the flexural and torsional behavior of curved girders are coupled due to their initial curvature. Also, the behavior is affected by cross beams. To investigate the behavior of horizontally curved I-girder bridges, it is necessary to consider curved girders with cross beams. In order to perform free vibration analyses of horizontally curved I-girder bridges, a finite element formulation is presented here and a finite element analysis program is developed. The formulation that is presented here consists of curved and straight beam elements, including the warping degree of freedom. Based on the theory of thin-walled curved beams, the shape functions of the curved beam elements are derived from homogeneous solutions of the static equilibrium equations. Third-order hermits polynomials are used to form the shape functions of the straight beam elements. In the finite element analysis program, global stiffness and mass matrix are composed, based on the Cartesian coordinate system. The Gupta method is used to efficiently solve the eigenvalue problem. Comparing the results of several examples here with those of previous studies, the formulation presented is verified. The validity of the program developed is shown by comparing results with those analyzed by the shell element.