• 해양환경안전학회지
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• 제15권2호
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• pp.91-98
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• 2009

아산만 해역으로 방류수가 배출될 경우, 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만 해역의 장기 수질변화를 예측하였다. 생태-유체역학 모델은 해수유동 시뮬레이션을 위한 다층모델과 수질시뮬레이션을 위한 생태계모델로 구성되어 있다. 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만해역의 장기 수질을 예측한 결과, 5개 정점에서 화학적산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도분포는 현재 계산결과에서 6개월 동안 증가하였다. 수치실험 수행시간 1년에서 2년 사이에서는 화학적 산소요구랑, 용존무기질소, 용존무기인의 농도분포는 6개월 동안 증가한 농도분포가 차츰 감소하는 경향을 보였으며, 3년에서 10년 사이에서는 일정한 농도분포를 보였다. 화학적 산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도는 $11{\sim}67%$, $10{\sim}67%$ 및 0.57%의 범위로 증가하였다. 10년 동안의 수치 실험 결과 화학적산소요구량과 용존무기질소의 변화 폭이 크게 나타났으며 이는 하수처리장의 방류수 중 이 두 오염부하량이 많은 양을 차지하고 있기 때문이다. 아산만 연안해역에서 화학적산소요구량, 총질소, 총인의 농도는 해역수질환경기준 II등급으로 조사되었으나, 하수처리장의 방류수가 배출될 경우 사업지구 인근의 아산만 방조제 부근에서는 해역수질환경기준 III등급으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.4-4
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• 2022

낙동강 하구 환경/생태 복원을 위하여 "해수유입"으로 하구환경을 조성하는 사업이 추진되고 있으며, 해수 유입 규모와 빈도에 따른 생태환경변화를 예측하는 연구수요가 증가하고 있는 상황이다. 보다 구체적으로는 단기간의 해수유입에 의한 흐름 및 염분 확산범위 예측과 더불어 보다 장기간의 지형변화, 수질환경 변화, 생태환경 변화 등에 대한 예측이 필요한 상황이다. 그리고 그 예측의 대부분을 수치모델에 크게 의존하고 있는 상황이다. 그러나, 수치모형을 이용한 단기 예측은 가까운 미래에 대한 입력조건을 사용하여야 하기 때문에 입력조건에 대한 불확실성이 포함되고, 환경생태모형의 불확실성에 따른 예측 한계 등으로 인하여 오차가 누적되기 때문에 직접적인 활용에 크게 제한이 따를 수 있다. 또한 운영과정에서 어떤 분산, 편향 오차 등이 지속적으로 발생하는 경우, 모델 예측 결과에 대한 신뢰수준이 크게 감소하기 때문에 모델의 적절한 운영기법이 요구된다. 모델은 관심을 가지는 자연현상에 대한 근사(approximation)이고, 예상하지 못한 오차가 발생할 수 있기 때문에 관측 자료를 이용한 자료동화(data assimilation) 과정이 운영모델에서는 필수적인 부분이다. 이론적인 기반이 탄탄한 유체역학 기반 기상예측의 경우에도, 가용한 모든 지점의 관측 자료를 이용한 자료 동화과정을 통하여 모델 예측 결과를 개선하여 나가는 과정을 포함하여 운영하고 있다. 이 과정이 포함하는 중요한 개념은 수치모델이 가지고 있는 (예측 수준의) 한계를 인정하고, 수치모델에 전적으로 의존하는 것이 아니라 관측 자료를 이용하여 그 한계를 저감하여 나가는 과정이다. 모니터링은 모델의 한계를 알려주는 지표이다. 모델링과 모니터링의 불가피한 상호의존 관계를 의미하는 이 개념은 단기간의 흐름, 염분 확산 예측으로 한정되지 않고, 장기적인 변화가 예상되는 생태환경변화 모델에도 적용이 된다. 즉각적인 변화보다는 장기적인 관점에서 파악하여야 하는 생태학적인 변화는 보다 다양한 인자가 관여하기 때문에 어떤 측면에서는 모델보다는 적절한 빈도와 항목에 대한 관측계획 수립(monitoring design)이 더 중요하다고 할 수 있다. 이론적인 질량보존(mass conservation) 방정식을 기반으로 하는 모델은 다양한 현실적인 인자의 영향을 받기 때문에 모델의 한계를 인정하고, 모니터링 자료를 적극적으로 활용하여 불확실성을 저감하는 접근방식이 요구된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.921-927
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• 2003

자연생태환경에서의 하천변화에 대한 연구는 관찰자가 상주해야하는 문제점과 사람의 주관적인 분석으로 인해 부정확한 결과물을 초래한다. 본 논문은 자연하천생태의 현장조사를 통한 자료획득과 동수역학 모형의 모의를 바탕으로 정확한 분석을 통한 자원관리 및 평가를 할 수 있는 모델을 제안한다. 하천의 생태에서의 유체의 변화는 신경회로망을 이용하여 충돌을 감지하였다. 실험결과, 충돌감지에 따르는 시간비용을 줄였으며, 그 정확도 또한 우수하였다.

• 환경영향평가
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• 제19권4호
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• pp.367-380
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• 2010

수산 해양환경적 측면에서 중요한 위치에 있는 황해(Yellow Sea)의 해양 생태계 변화과정에 대 한 체계적이고 심층적인 연구을 위하여 기후 변화와 관련된 생태 및 환경변화에 대한 황해 해역의 반응성 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 황해해역에서 수온 상승에 따른 클로로필의 변화를 살펴보고, 지구온난화가 해양환경과 생태계에 미칠 영향을 예측하고자 하였다. 황해해역에서 해수유동 모델의 결과를 기초 입력자료로 활용하여 클로로필과 상호작용을 하는 육상유입부하량, 저질 영양 염용출량 및 생물학적 파라메타 등을 입력하여 현재상태를 재현하였다. 우리나라 주변 해수의 온도가 지난 10년간 약 $0.75^{\circ}C$ 상승했다고 가정하였을 때, 본 실험에서는 수온이 선형적으로 연간 $0.075^{\circ}C$ 씩 상승한다고 가정하여 10년 후까지의 Chlorophyll-a 농도 변화를 예측하였다. 예측 결과, 연구해역의 중앙부에서는 전체적으로 농도가 높아지고, 우리나라 연안해역에서 Chlorophyll-a 의 농도가 낮아지는 것으로 예측되었다. 본 연구의 결과를 기초로 하여 10년 이상의 장기적인 예측실험을 한다면 기후변화가 황해해역의 생태계 변화에 미치는 영향을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권3호
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• pp.28-39
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• 2001

광양만의 수질현황을 파악하고 환경변동에 따른 수질을 예측해서 부영양화를 억제하고 수질 환경회복을 위한 적절한 수질관리대책을 제시하기 위해서 생태ㆍ유체역학 수치모델을 이용하였다 광양만에 대한 점원 오염부하량의 약 90%가 폐수배출부하량이 차지하는 것으로 나타났으며, 부영양화 기준인 Chl. α 10㎍/L이하와 해역수질환경기준 II등급인 COD 2㎎/L이하를 지속적으로 유지하기 위해서는 현재의 점원 오염부하량의 약 35%이상 저감하는 대책이 요구되는 것으로 예측되었다.

• 한국패류학회:학술대회논문집
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• 한국패류학회 2001년도 추계 한국패류학회 학술발표회
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• pp.37-38
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• 2001

굴과 같은 이매패 양식장에서의 어장 환경 용량은 생물 서식환경의 질적, 양적 저하 없이 지속적으로 생산할 수 있는 생물의 양이라고 할 수 있다. 즉, 환경용량이란 환경의 악영향을 미치지 않으면서 지속적으로 최대 생산을 얻을수 있는 최대 생산을 오염부하 즉 자정 능력적 의미를 포함한다고 볼 수 있다. 연안 양식장은 대상해역에 따라 해수유동과 같은 물리적 특성, 해역이용 실태, 오염부하량 등 환경특성이 다양함으로 환경용량은 서로 다르다고 볼 수 있다. 이 연구에서는 통영시에 인접하여 도시하수의 영향으로 인하여 부영양화 되어 있다. 굴 양식이 행하여지는 북만을 대상으로 하여 양식 생물을 수용할 수 있는 환경용량을 생태유체역학 모델(藏本·中田,1991)을 이용하여 산정하고, 최적환경을 유지하기 위한 방안들을 검토하였다.

• KIEAE Journal
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• 제8권5호
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• pp.11-16
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• 2008

This research has established CFD model on pit's cool-tube system through heat and air movement simulations, of which data was based on experimental and verification. This research work verified the effectiveness of the cool-tube system by analysing temperature, humidity and air current of the actually installed case. Also, we analysed heat transfer through air current simulation and the results are as followings. Firstly, we experiment on temperature, humidity and speed of air currents of the cool tube system with pit space during the month of May (spring). The average exterior temperature was $16.1^{\circ}C$, and $18.2^{\circ}C$ for the pit, $24.7^{\circ}C$ for the compressor room. Secondly, based on measured data of real case, we have analysed heat transfer through air current simulation and verified our proposed model. The actual measurement of average temperature of exhaust air of the pit's area is $19.7^{\circ}C$ with tolerance of $-0.33^{\circ}C{\sim}-0.6^{\circ}C$ compared to above simulations. Thirdly, having verified air current simulation model with formation of 260,000 and 1,000,000 cells, we could get reasonable near values with 260,000 cells. Lastly, the next step of research would be focused on proposing the best possible pit's cool-tube system after analysis of heat transfer of the air current simulation based on verified CFD model.

• KIEAE Journal
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• 제7권5호
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• pp.53-58
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• 2007

In order to predict the indoor air pollutant, the VOCs emission rate is used through small chamber in the design process. However, the small chamber method has limitations as the convective mass transfer coefficient, the most important factor when predicting VOCs contamination of indoor air, is different between the small chamber result and the measured data in the actual building. Furthermore, the existing studies which analyzed mass transfer coefficient in the small chamber were directed on the small chambers developed at the time and FLEC(Field and Laboratory Emission Cell), thus, are different from the current small chamber which has been changed with improvements. The purpose of this study is to determine the emission rate of pollutant in multi-layered building materials, and predict the indoor pollutant concentration through the CFD(Computational of Fluid Dynamics) and CRIAQ2 based on the mass transfer coefficient on singled-layered building material by using the current small chamber widely used in Korea. Futhermore, this study used the new convective mass transfer coefficient(hm') which indicates the existing convective mass transfer coefficient(hm) including VOC partition coefficient(k). Also, formaldehyde was selected as target pollutant.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권1호
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• pp.29-43
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• 2007

한국 남해의 연안역(진해만에서 부산연안)에 있어서 효율적인 수질관리를 위해서, 3차원 생태-유체역학 모델을 적용하여 하계 수질을 예측하고, 목표 수질회복을 위한 오염부하 삭감량을 산정하였다. 현재의 오염부하량 조건하에서 연안해역의 수질(화학적 산소요구량과 영양염류 농도 등)은 설정된 해양환경수질기준을 초과하였고, 또한 부영양화 상태에 있기 때문에 유입하는 오염부하량의 저감이 필요하였다. 이러한 배경하에서, 모델이 적용되어 보정과 검증과정을 통해 연구해역의 유동장과 수질 분포를 유사하게 모의하였다. 시나리오 분석결과, 진해만 해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$와 $COD\;3\;mg\;1^{-1}$ 이하를 동시에 만족하기 위해서는 육상 점오염원으로부터 90% 정도의 오염물질 저감뿐만 아니라, 장기간 오염물질의 유입으로 인한 베이스 농도 자체가 높아서 이를 저감하기 위한 퇴적물로부터 용출되는 질소와 인도 약 70% 정도 삭감해야 하는 것으로 나타났다. 낙동강 하구해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$와 $COD\;2\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 낙동강 자체의 유입부하량을 약 80% 정도 저감해야 하며, 낙동강 하구해역을 제외한 부산 연안역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$와 $COD\;1\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 유입부하의 70% 정도의 삭감이 이루어져야 하는 것으로 예측되었다. 연구해역의 수질이 공간적으로 차이가 있으나 대체적으로 상당히 오염된 상황이라 이러한 삭감량은 매우 커서 현실적으로 단기간에 달성하기는 어려울 것이다. 그러므로 장기적인 관점에서 지속적인 노력 즉, 해역으로 유입하는 미처리된 오염물질 차단, 수처리시설의 확충과 제거 능력 향상 및 오염된 퇴적물 정화 등이 필요하다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권3호
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• pp.41-49
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• 2000

수역의 수질개선을 위하여 생활하수, 산업폐수를 처리할 때 주로 BOD 또는 COD를 저하시키는데 주안점을 두어왔으나 제거되지 않은 질소와 인의 유입으로 인하여 해역은 부영양화가 진행되고 있다. 따라서 향후 수질을 개선하기 위해서는 조류증식의 제한인자인 질소와 인의 처리가 필요하다. 고차처리를 적용할 경우보다 건설비용과 유지관리비가 적게 소요되는 해중방류(Ocean Outfall)을 적용하였을 때 그 효과를 검토하였다. 남부하수처리장 2차처리수를 해중 방류했을 때 수영만 전역에 미치는 영향을 far-field 모델인 생태-유체역학 모델을 이용하여 예측한 결과, 과거 남부하수처리수가 해수면에 유입되던 용호만의 수질은 많은 개선을 보였으나 방류관 주변에서 무기질소와 인의 농도가 해역환경기준 III등급으로 적조나 부영양화의 가능성이 있는 것으로 나타났다.