• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.335-344
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• 2011

곡면의 경계를 가지는 수로에서 비선형 파랑의 상호작용을 모의하기 위한 비정수압 자유수면 모형이 개발되었다. 제안된 모형은 비선형의 3차원 Navier-Stokes 방정식을 곡선좌표 영역에서 계산단계 분리법의 일종인 압력수정법에 의하여 수치적으로 해석된다. 특히, 연직방향으로 변형된 형태의 엇갈린 격자를 이용하여 상대적으로 간단하게 압력방정식과 자유수면 경계조건을 구성하였다. 개발된 모형의 수치해석 정확도는 2차원의 수치 파수조에서 파랑의 비선형 정도에 대하여 5차의 스토스우크스 해석해와 비교하였다. 본 모형의 실제적 적용은 원형의 수로에서 회절과 반사에 의해 변형되는 비선형 파의 변형에 초점을 맞추어 수행하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 경우를 제외하고 수치해석 결과는 비선형적인 영향을 고려하지 않은 해석해의 선형적인 중첩과 일치하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 모의를 통하여 본 모형은 원형의 수로에서 비선형 군파의 변형에관한 수치적인 모의 가능성을 제시하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.159-167
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• 2015

본 연구에서는 잔류간극수압의 추정에 관한 기존의 해석해에서 지적된 오류를 수정한 새로운 해석해를 제시한다. Fourier급수전개법과 변수분리법으로 산정된 해석해의 타당성은 기존의 해석해, 수치해석해 및 실험결과와 비교 검토로부터 검증된다. 무한 (깊은)두께의 본 해석해는 기존의 해석해보다는 수치적분 등이 수행될 필요가 없는 보다 간단한 식이다. 유한두께에 관한 해석해에 지반두께를 매우 작게 한 경우 극한의 얕은 두께로 점근적인 접근은 가능하지만, 지반두께를 매우 크게 한 경우 극한의 무한두께로 접근은 불가능하며, 유한두께와 무한두께의 사이에는 불연속적인 영역이 존재한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권1호
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• pp.19-33
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• 2002

경사식 방파제의 설계에 필요한 정보를 제공할 목적으로 수리특성들의 계산을 비교적 쉽게 수행하기 위한 수치해석기법의 수립을 시도하였다. 수치해석은 방파제 외부의 파동장과 내부 공극매체에서의 파동장을 결합시킴으로써 반사율, 전달율(월파전달율과 투과전달율) 그리고 개체내부의 간극수압을 계산하는 것이다. 외부 파동장은 장파가정의 근사 이론을, 내부 파동장은 경계요소법을 이용하여 해석하였다. 수치해석결과를 수리실험결과와 비교한 결과, 반사율과 전달율은 허용오차 범위내에서 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 간극수압은 정량적으로는 다소의 차이를 보이나 정성적으로는 대체적으로 유사한 성향을 보이는 것으로 나타났다. 정량적 차이를 극복하기 위하여 전사면에서의 비선형 파동장에 의한 동수압을 직접 계측하여 수치해석에 입력하는 방안을 제시하였다

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.429-429
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• 2021

2019년 발생한 인천광역시 붉은 수돗물 사태로 급수구역에 포함된 26만 1천 세대, 63만 5천 명이 직·간접적인 피해를 입은 바 있다. 경제적 피해액으로 추정할 경우 최소 1,280억 원 이상으로 보고된 바 있으며, 이와 같은 상수관망의 수질사고 확산은 장기간 동안 시민의 건강과 생활환경 수준을 저하시킨다. 따라서 상수도시스템의 수질사고확산 모델링 및 방지기술을 통한 수질안전성의 재확인이 필요하며, 이것은 상수도시스템의 지속가능성을 높여 국민이 체감하는 물 환경 수준 제고에 기여가 가능하다. 관망 내 수질해석을 직접적으로 수행하는 모델은 국외적으로 다양하게 개발(PODDS, EPANET-MSX, EPANET2.2 등)된 바 있으나 검·보정을 위한 수질측정 자료 부족 등으로 적용이 제한적이라는 한계가 현재에도 존재한다. 이를 보완하기 위해 수질자료에 비해 그 양이 많고 획득방법이 상대적으로 수월한 수리학적 계측자료 및 해석결과를 활용한 관로 내 체류시간 등을 활용한 연구가 수행된 바 있다. 그러나 이와 같은 수리학적 해석 결과를 활용하는 경우에도 계측자료를 기반으로 한 수리학적 검·보정은 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 관로 내 체류시간에 직접적인 영향을 미치는 유량 및 유속자료를 중심으로 수리학적 관망해석의 결과를 최적 검·보정하는 방법론을 제안하였다. 기존 상수관망 수리해석의 검·보정은 일부 지점에서 수압을 측정하고, 수리해석 결과로 도출되는 해당 지점의 수압이 실측된 결과와 유사하도록 관로의 유속계수를 적절히 보정하는 형태로 진행되었다. 그러나 본 연구에서는 관로유량과 유속자료의 목적함수 내 가중치를 수압자료보다 크게 설정하여 체류시간 중심의 검·보정이 수행될 수 있도록 하였으며, 검·보정 대상인자 역시 대수용가의 수요량, 수요패턴, 그리고 관로유속계수로 확장된 모형을 구축하였다. 최적화 기법으로는 메타휴리스틱 기법중 하나인 화음탐색법을 활용하였다. EPANET 2.2 Toolkit과 Visual Basic .Net을 연계하여 프로그래밍하였으며, 개발된 모형을 실제 지방상수도 시스템에 적용하여 분석하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2002년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.78-83
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• 2002

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2007년도 춘계 지질과학기술 공동학술대회
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• pp.306-309
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• 2007

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.151-159
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• 2004

본 논문에서는 자가굴착식 프레셔메터 시험의 변형을 유지시험(strain holding test)에서 관측된 소산시험 결과의 초기 소산경향으로부터 점성토 지반의 수평압밀계수를 추정하기 위한 최적화기법의 적용에 대하여 기술하였다. 프레셔메터의 확장으로 인한 초기 과잉간극수압의 분포는 Randolph. ＆ Wroth(1979)의 해석적 해(analytical solution)를 이용하여 지반의 강성지수의 함수로 모사되었으며 연속된 간극수압 소산과정까지 전과정이 모사되었다. 제안된 기법에서는 이를 소산곡선과 정규화 된 관측 소산곡선이 초기 50% 범위에서 소산경향이 가장 일치하도록 하는 수평압밀계수를 최적화기법을 이용하여 결정하였다. 제안된 기법을 김제와 양산에서 수행된 기존의 자가굴착식 프레셔메터 연구결과의 해석에 적용하였으며 제안된 방법으로 얻어진 수평압밀계수를 기존의 연구결과, 실내 및 원위치 시험결과와 비교하였다. 연구결과 제안된 방법은 피에조콘 소산시험과 매우 일관성있게 일치하는 수평압밀계수를 제공할 뿐 아니라 부분배수가 발생하는 지점에서도 간극수압 소산경향을 반영함으로 인해 보다 적절한 수평압밀계수를 결정할 수 있음을 알았다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.95-108
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• 1997

피에조 콘의 소산시험을 이용한 정규 압밀 지반의 압밀계수 추정은 그간 많은 연구자들에 의하여 연구되어 왔으나 각 연구자들의 가정 사항과 해석 방법에 따라 특정한 압밀도에 대해서도 매우 넓은 범위의 이론적인 해들이 제시되어 왔다. 본 연구에서는 보다 현실적이면서 전 범위의 압밀도에 걸쳐서 일관성 있는 압밀계수를 구할 수 있도록 최적화 기법을 적용하였다. 콘 관입효과를 고려하기 위해 연속적인 구형 공동확장을 적용하므로써 이론적으로 얻어지는 간극수압의 분포와 관입 간극수압으로부터 초기 과잉간극수압의 분포를 결정하였으며 축대칭 선형비혼합 압밀이론을 사용하여 유발된 과잉간극수압의 소산효과를 모사하였다. 이와 같이 계산된 소산곡 선과 실제 계측된 소산곡선의 차이를 최소화시키기 위하여 비구속 최적화 알고리듬인 BFGS가 사용되었고 golden section 일차원 탐색법이 사용되었다. 검증 예제를 통하여 적용된 최적화 기법의 안정된 수렴성을 확인하였고 실제 예제에 적용함으로써 제안된 방법이 넓은 범위의 압밀도 범위에서 계측된 소산곡선과 잘 일치하는 압밀계수를 산정함으로써 매우 효과적임을 확인 할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.57-70
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• 2002

국토의 65 % 이상이 산악으로 구성된 이유로 90년대 이후 산악지형의 암반을 대상으로 한 대규모 교통터널, 에너지 비축시설 및 산업용 저장소와 같은 대형 토목구조물의 필요성이 크게 증가하고 있다. 암반내 시공되는 토목 구조물의 설계과정에서 현지 암반의 초기응력장에 대한 정량적인 자료가 주요한 핵심요소로 작용하며 이러한 초기응력장에 대한 제반 정보를 획득하기 위한 목적으로 국내에서는 정밀 지반조사 과정에서 수압파쇄법이 대표적으로 사용되고 있다, 본 논문에서는 국내 각지의 산악지형에서 얻어진 수압파쇄시험 현장 측정 자료들에 대한 해석결과를 바탕으로 국내 산악지형의 암반내 초기응력 분포 특성에 대한 분석을 수행하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.114-122
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• 2018

본 연구는 다공성 구조물과의 파랑의 상호 작용을 수치모의하기 위한 비정수압 수치모형인 SWASH를 소개한다. 이 수치모형은 ${\sigma}$-좌표계에 Volume Averaged Reynolds Averaged Navier-Stokes(VARANS)을 지배방정식으로 다공성 매체에서의 유동을 계산한다. 다공성 매체에서의 유동을 고려하기 위해 사용된 경험적 저항 계수는 보정 작업이 필요하다. 본 연구에서는 수치모형에 사용된 경험적 저항 계수를 다공성 매체를 통과하는 댐 붕괴 실험과 다공성 구조물과 고립파의 상호 작용에 대한 실험을 이용하여 보정 및 검증하였다. 실험 결과와 수치실험 결과는 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 비정수압 수치모형인 SWASH가 VOF 접근법을 기반으로 하는 3차원 다공성 유동 모델보다 계산상 훨씬 더 효율적이라는 것이 확인되었다.