• Tunnel and Underground Space
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• v.13 no.4
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• pp.287-293
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• 2003

A long vertical duct is an essential installation for extracting smoke to the ground level when a fire occurs in an underground space. Due to the limitations of its basic assumptions, the existing two-layer zone model is unsuitable to model smoke dispersion through a long vertical duct. Therefore, an assessment was made to investigate the applicability of the field model, which is based on the computational fluid dynamics (CFD). A similar configuration to the published experimental work was modeled to test the validity. It is clear that under a consistent decision criterion based on the mass fraction, the field model (CFD) is able to predict that the diffusion front progresses up the shaft with exactly the same rate as that in the empirical correlation equation. This result is for better than the mathematically obtained equations in previously published research. Therefore, it can be said that the field model is an excellent option to predict the smoke dispersion through the long vertical shaft.

• Water for future
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• v.16 no.4
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• pp.221-236
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• 1983

In semi-enclosed shallow sea areas typified by the Yellow sea and the East China Sea, currents and sea surface variations are predominantly tidal. During the recent years two-dimensional numerical hydrodynamic model of the Yellow Sea and the East China Sea has been developed, based on the vertically-integrated equations of motion and continuity, capable of reproducing amplitudes and phases of the principal components of tides to satisfiable accuracy. As a subsequent development a three-dimensional hydrodynamical nymerical model covering the Yellow Sea and the East China Sea has been formulated to investigate the vertical distribution of horizontal tidal current and the response of the continented to investigate the vertical distribution of horizontal tidal current and the response of the continental shelf sea to steady uniform wind stress field imposed over the surface. Features of the M2 tidal current and the wind-induced three-dimensional current structure determined from the computation have been examined and discussed.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2009.04a
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• pp.404-409
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• 2009

수직벽 화재 예측의 정확성을 확인하기 위하여 화재 시뮬레이션용 전산유체역학 모델인 Fire Dynamics Simulator를 프로필렌 수직벽 화재에 적용하였다. 단위면적당 연소율 $7.0{\sim}29.29g/m^2-s$에 대한 버너 중심에서 측정한 온도분포와 비교한 결과, 최고온도가 낮게 예측되는 것 외에는 실험과 잘 일치하였다. 또 연소율의 증가에 따라 경계측의 두께가 일관되게 증가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.971-971
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• 2012

4대강 살리기 사업으로 인하여 4대강에 대한 전면적인 투자와 공사가 이루어지고 있다. 4대강 사업이 마치게 되면 전국에 많은 수의 대규모 보가 설치되고 설치되어진 보는 각각의 강의 관리에 많은 영향을 미치게 될 것이다. 그러므로 이 4대강 사업으로 조성되는 13억 톤 수자원을 융 복합기술을 이용하여 감시 및 관리를 해야 할 것이다. 이를 위해서 실시간 수질 감시 및 모니터링 시스템의 개발과 그에 따른 센서들의 개발을 통하여 4대강 보 운영관리를 위한 통합관리 시스템개발(Ubiquitous River Management)이 이루어 져야 할 것이다. 그동안 계산 시간의 제약을 받아 오던 3 차원 수리동역학의 모의가 컴퓨터관련 기술의 발달에 따라 계산에 소요되는 시간이 계속 단축되고 있으며 이를 수질예측에 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그에 따라 실시간으로 얻은 데이터를 이용하여 모델링 기법을 통해 예측을 해봄으로써 보 내부에 존재하는 여러 취수원 관리에 적용을 할 수 있을 것이다. 본 연구에는 3차원 수리동역학 모델과 수질모델을 결합한 시스템이 저수지 내의 수리특성, 유사이동 및 탁수 현상을 모의하는데 사용이 가능한지를 알아보는 것을 주목적으로 하고 있다. 본 팔당댐 모의에서는 취수구에 따른 수질변화를 모의하기 위해 3차원모델의 사용이 필요하다. 따라서 본 모의에서는 미국 환경부에서 WASP에 이용하기 위해 수정한 EFDC1(2009, USEPA에서 입수)을 사용하였다. 본 연구에서는 팔당호의 2009년의 수위, 수온, 유량 및 농도의 실측자료를 이용하여 3차원 수리 모델링을 실시하고, 수위, 유사이동 및 탁도 예측 모델링을 실시하였다. 3차원 수리동역학 모델과 취수원의 적용에 적절한 모델을 구축하기 위하여 적당한 평면격자의 개수를 선택하여 선택되어진 평면격자에서 수직격자의 층수를 조절하여 매 층마다 DYE TEST를 하였다. 이는 각각의 유입 하천에서 오염물질이라 가정하고 농도가 유입되었을 때 수리특성에 의해서 연구지역에서의 농도 변화를 파악하여 미리 예측을 하여서 그에 따라 취수원에서의 취수 관리를 가능하게 할 수 있다. 이를 위해서 평면격자에 따라서 수직 층의 개수를 5층부터 40층까지 모의를 하여서 시간 및 이동변화에 따라 알맞은 모델을 구축하였다. 또한 층수마다 Sediment 모의를 통하여 호 내의 SS의 이동을 모의하였다. 이 역시 취수원의 관리를 가능하게 할 수 있다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.12 no.4
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• pp.304-311
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• 2002

This study reports the influence of vocid geometry on fracture closure and permeability from numerical experiments. As the aperture distributions of rock fractures are characterized by statistical methods, synthetic fractures have successfully been simulated in this way. Based on the generated fracture models, models for fracture closure and flow calculation have been developed. A fracture closure model has been developed by considering the asperity compression and half-space deformation, and flow calculations have been performed using a finite difference method adopting a local cubic law. The results of numerical experiments have shown that the increase in the aperture spatial correlation leads the fracture closure and the decrease in fracture permeability to increase. Also, it has been indicated that there is an implicit relation between fracture normal stiffness and permeability. The importance of this study is to enhance the understanding the hydro-mechanical behavior of fractured rock massed due to engineering projects.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.23 no.3
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• pp.89-100
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• 2007

In the companion paper, we provided the novel elastic-plastic constitutive model based on the micromechanics theory. Herein, the elastic and elastic-plastic deformation of granular soils is meticulously analyzed. To guarantee high accuracy of the microscopic parameter, the systematic procedure to evaluate the parameters is provided. The analysis of the elastic response during the isotropic and triaxial compression shows that the stress-level dependency of cross-anisotropic elastic moduli is induced by the power relationship of the contact force in the normal contact stiffness, while the evolution of fabric anisotropy is more pronounced during triaxial compression. The micromechanical analysis indicates that the plastic strains are likely to occur at very small strains. The plastic deformation of tangential contacts has an important role in the reduction of soil stiffness during axial loading.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2022.07a
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• pp.567-568
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• 2022

헤어 시뮬레이션은 수많은 가닥으로 구성되어 있으며, 헤어 동역학을 기반으로 계산되기 때문에 일반적으로 계산양이 큰 범주에 속한다. 뿐만 아니라 곱슬머리 형태를 유지하려는 제약은 더 큰 계산을 요구하며, 본 논문에서는 수분에 의해 곱슬머리가 젖었을 때 표현되는 구부러짐과 수축을 모델링 할 수 있는 새로운 알고리즘을 제시한다. 이전 연구에서는 곱슬머리에 대한 헤어 시뮬레이션은 곱슬머리의 회전(Curl)형태를 유지하려는 알고리즘을 제안했지만, 강한 외력에 의한 회전형태만을 유지하려고 했으며, 수분이나 열에 의한 곱슬머리의 상태변화는 고려하지 못했다. 따라서 본 논문에서는 IIR(Infinite impulse response) 필터로 스무딩된 헤어 커브를 따라 회전의 수직 성분을 추출하여 회전의 세로방향 신축성을 제어할 수 있는 방법을 제안한다. 우리의 헤어 모델은 곱슬머리의 회전과 신축성을 제어하기 위해 스프링 동역학을 사용하며, 젖은 헤어의 부분적인 상태 변화에도 안정적으로 표현할 수 있음을 보여준다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.68-75
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• 2008

화재시뮬레이션용 소프트웨어인 FDS (Fire Dynamics Simulator)의 수직벽 화재 시뮬레이션에 있어서의 문제점을 파악하기 위해, 수직벽 프로필렌 화재에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 성능기반설계 등에 널리 사용되고 있는 이 전산유체역학 모델에 포함되어있는 주요 매개변수의 기본값을 사용한 경우, 수직벽 화재에서는 정확도가 매우 낮음을 확인하였다. 프로필렌 연소율 $10.08g/m^2$-s과 $29.29g/m^2$-s에 대한 주요 매개변수의 조사를 수행한 결과, 스마고린스키 상수(Smagorinsky constant)가 기본값인 0.2에서 수직벽에 형성된 경계층이 층류로 예측되었다. 스마고린스키 상수가 0.1일 때 온도분포가 실험과 비교적 잘 일치하였으나 벽면에서의 열유속에는 큰 오차가 있음을 확인하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.30 no.6
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• pp.573-590
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• 2020

This study presents the current status of DECOVALEX-2023 project Task G and our research results so far. Task G, named 'Safety ImplicAtions of Fluid Flow, Shear, Thermal and Reaction Processes within Crystalline Rock Fracture NETworks (SAFENET)' aims at developing a numerical method to simulate the fracture creation and propagation, and the coupled thermohydro-mechanical processes in fracture in crystalline rocks. The first research step of Task G is a benchmark simulation, which is designed for research teams to make their modelling codes more robust and verify whether the models can represent an analytical solution for displacements of a single rock fracture. We reproduced the mechanical behavior of rock and embedded single fracture using a three-dimensional grain-based distinct element model for the simulations. In this method, the structure of the rock was represented by an assembly of rigid tetrahedral grains moving independently of each other, and the mechanical interactions at the grains and their contacts were calculated using 3DEC. The simulation results revealed that the stresses induced along the embedded fracture in the model were relatively low compared to those calculated by stress analysis due to stress redistribution and constrained fracture displacements. The fracture normal and shear displacements of the numerical model showed good agreement with the analytical solutions. The numerical model will be enhanced by continuing collaboration and interaction with other research teams of DECOVALEX-2023 Task G and validated using various experiments in a further study.

• Fire Science and Engineering
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• v.23 no.5
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• pp.143-152
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• 2009

The numerical analyses for each single simplified shaft with three type openings were carried out by using computational fluid dynamics model for the calculation of the pressure difference and the location of the neutral plane and the visualization of stack effect. As the height of shaft heighten, the pressure difference of stack effect is much deviated against the theoretical value. For the Type A models shorter than 30 m height of shaft and the Type B models longer than 30m, the simulation results for the location of the neutral plane are well agreed to the theoretical values with 5% less deviations just after the beginning of simulation (t = 10s). For the Type B models longer than 30m with multiple openings, therefore, it is possible to calculate the location of the neutral plane by using a CFD model. The phenomenon of the air flow of stack effect can be easily understood with the visualization of stack effect.