• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.386-392
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• 2010

The multiphase simulation of a liquid jet in a lab-scale ramjet combustor with a plain orifice type injector was studied with a commercial CFD tool, a FLUENT program. The objectives of the current study are to analysis the breakup characteristics of a hexane liquid jet in a cross flow and to derive the correlation between flow conditions and drag force coefficients in a test section. From the result of a numerical simulation, we concluded that a DPM and Realizable $k-{\varepsilon}$ model with an enhanced wall treatment were available to simulate the multiphase flow simulation. And the calculated distribution of a hexane vapor concentration was well-matched with experimental results.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.588-593
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• 2006

자연하천은 일반적으로 만곡수로나 사행수로 형태를 보이고 있으며, 직선수로에서와 달리 원심력에 기인한 이차류 영향을 받게 된다. 이차류에 의해서 수면에서는 만곡부 바깥쪽으로, 하상에서는 만곡부 안쪽으로의 흐름특성을 보이게 된다. 만곡부 안쪽으로 가해지는 하상 전단응력에 기인하여 하상에서의 입자가 만곡부 안쪽으로 이송되며, 결과적으로 만곡부 안쪽에는 점사주가, 바깥쪽에는 소(pool)가 생성된다. 또한 지형경사의 생성으로 입자에 가해지는 중력효과도 변화된다. 따라서 이와 같은 자연하천의 흐름과 하상변동을 수치모의 하기 위해서는 만곡부 이차류 특성을 고려한 모형이 필요하다. 본 연구에서는 수심 적분된 흐름방정식과 하상토 보존방정식 (Exner equation)을 이용한 하상변동을 위한 비연계 수치모형을 위해서 하상토 보존방정식의 유한요소 알고리즘을 개발하였다. 하상토 보존방정식은 흐름 특성에 따른 평형 유사량의 공간변화율을 이용하여 일정 기간 동안의 하상 변화량을 계산한다. 이 때 이차류에 의한 하상 전단응력의 편각 및 지형경사 변화에 따른 실제 입자의 이송방향을 보정하여 평형 유사량이 계산된다. 이러한 보정식을 적용시키기 위해서는 유속성분의 공간변화량 및 지형경사의 공간성분이 필요하다. 유한요소법은 연속성 변수를 이산화시켜 근사해를 구하는 수치기법의 일종이기 때문에, 요소망이 불규칙적으로 구성되었을 경우 임의의 절점에서 연속성을 지닌 변수의 공간변화율을 계산하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 평형 유사량 계산 시에 절점이 아닌 요소 내부에서 평형 유사량을 계산하는, 하상토 보존방정식의 새로운 유한요소 알고리즘을 개발하고, 새로운 알고리즘을 적용시킨 수치모형의 검증을 행하였다. 경계조건 알고리즘의 검증으로 위해서 Soni 등 (1980)이 행한 상류 유입 유사량에 따른 하상변동을 수치 모의하고 실험치와 비교하였으며, Sutmuller와 Glerum (1980)이 수행한 만곡수로에서의 하상변동을 모의하고 실험과 비교하였다. 새로운 알고리즘을 적용시킨 하상토 보존방정식의 유한요소 수치모형의 결과는 매우 안정적이며, 실험과 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 수치모델은 현재 균일한 입자의 하상토만을 고려하므로, 입자분급이나 하상 장갑화 현상 등은 무시한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.34 no.5
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• pp.1463-1476
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• 2014

In order to understand hydrodynamic and morphodynamic characteristics under wave-current interactions in an estuary, a coupled model for two-way analysis between existing 3-d numerical wave tank and newly-developed 3-d morphodynamic model has been suggested. Comparing to existing experimental results it is revealed that computed results of the newly-suggested model are in good agreement with each laboratory test result for wave height distribution, vertical flow profile and topographical change around ocean floor pipeline in wave-current coexisting field. Also the numerical result for suspended sediment concentration is verified in comparison with experimental result in solitary wave field. Finally, it is shown that the 3-D coupled Hydro-Morphodynamic model suggested in this study is applicable to morphological change under wave-current interaction in an estuary.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.8 no.2
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• pp.9-16
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• 1990

This is a geodetic study on the the shoreline changes occurred by the facilities constructed in the beach. There are emperical, hydrological and numerical methods in predicting of the shorline changes. Numerical method is the most suitable method in the field of geodesy. There are many predicting models. This study adopted one-line model because it has a few hydrological factor and simplify the natural phenomena. This study established the ideal seawall boundary condition, applied the explicit model and the implicit model in the Dongsan harbour in East Sea, and could predict the optimum seawall position for protection of shore. The results are following ; Seawall protect shore of which input angle of wave is below 20$^\circ$, a ratio of wave height bleak/line does not effect in shoreline changes. The implicit model is accuracy but can not predict longtime change. But the explicit model is the opposite of the implicit model.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2004.05a
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• pp.161-168
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• 2004

우리가 살아가는 3차원 이상의 지형공간을 영상으로 구형하기 위하여 필수적으로 요구되는 DEM을 비교적 손쉽게 확보할 수 있는 SPOT 영상을 이용하여 자동으로 생성할 수 있는 방법을 제시하고 에피폴라 투영법에 의한 결과영상의 평가를 통하여 몇 가지 좋은 방법을 제안하고자 한다 현재 보유하고 우리나라 춘천시의 SPOT 위성 팬크로 영상과 수치지도의 DEM영상과의 생성결과를 비교 평가하였다. SPOT2-3호(10m)에서 수집한 중복영상에서 자동으로 수치표고모델을 작성함으로서 다양한 영상정보의 활용이 가능해 따라 입체영상지도제작 및 분석이 가능해지고 있다. 본 연구에서는 SPOT 60km의 춘천지역을 대상으로 한눈에 영상과 영상을 재현할 수 있도록 고해상도의 인공위성 영상자료를 처리하여 영상지도를 제작하기 위한 수치표고모형을 자동으로 추출할 수 있도록 하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.11
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• pp.949-958
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• 2004

A combined experimental and numerical effort is presented for investigation of reflection of irregular waves due to rectangular submerged breakwaters. In the numerical model, the Reynolds equations are solved by a finite difference method and k-$\varepsilon$ model is employed for the turbulence analysis. To track the free surface displacement, the volume of fluid method is employed. Numerical predictions of transmission and reflection coefficients are verified by comparing to laboratory measurements. Very reasonable agreements are observed. The reflection coefficients become stronger in proportion to numbers of submerged breakwaters.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.103-103
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• 2016

최근 기후변화에 따른 집중호우로 도시홍수의 피해가 급격히 증가하고 있다. 특히 인구가 밀집하고 교통량이 많은 대도시의 경우 동일한 호우에 대하여 녹지나 농경지 등에 비해 그 피해가 더 심각하다. 일반적으로 홍수 피해의 직접원인은 외수로 인한 피해와 내수로 인한 피해로 크게 구분할 수 있다. 외수피해는 주로 소하천 및 지천의 범람, 제방의 붕괴 등으로 발생한 것이며 내수피해는 배수로, 하수도 및 펌프장의 내수배제능력 부족이 주된 원인이다. 따라서 도시홍수를 효과적으로 방어하기 위해서는 우선적으로 내배수시설의 성능개선이 선행되어야 할 필요가 있다. 이러한 내배수 시설의 성능 개선을 위해서는 현재 기 설치되어 있는 빗물펌프장의 설계 및 내배수 효율에 대한 성능평가가 필요하다. 하지만 현재 국내 펌프설계기준에는 빗물펌프장의 설계 및 운영에 대한 구체적인 성능 평가 방법이 제시되어 있지 않은 실정이다. 만약, 펌프 흡입수조 및 흡입파이프의 형상이 적절하게 설계되지 못한다면 물이 파이프 입구로 부드럽게 흡입되지 못하고 볼텍스 및 스월이 발생하게 된다. 이러한 볼텍스 및 스월은 펌프 입구 쪽으로 물 뿐 아니라 공기를 함께 흡입시킴으로써 펌프의 효율저하, 소음, 진동을 발생시키며 펌프 파손의 원인이 될 수 있다. 따라서 펌프를 설치하기 전 펌프 설치 후에 발생되는 펌프 흡입부 주변의 흐름특성 변화 및 흐름특성이 구조물에 미치는 영향 등을 고려하기 위하여 수리모형실험이 필요한데, 수리모형실험은 많은 시간과 비용이 들어가기 때문에 이를 대체할 수 있는 방안이 요구된다. 그런 이유로 최근에는 수리모형실험 대신 수치모의를 이용하는 경우가 많다. 수치모의의 결과는 수리실험의 결과와 비교, 검증을 거쳐 신뢰성을 얻는다. 본 연구에서는, 3차원 수치모형의 다양한 난류모델을 이용하여 흡입파이프로 물이 유입될 때 흡입부 내, 외의 수심 별 유속 변화를 분석하고, 그 결과를 이용하여 FLOW 3D 모형의 검증을 수행하였다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.15 no.3
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• pp.36-51
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• 2012

The demand for a climatological dataset with a regular spaced grid is increasing in diverse fields such as ecological and hydrological modeling as well as regional climate impact studies. PRISM(Precipitation-Elevation Regressions on Independent Slopes Model) is a useful method to estimate high-altitude precipitation. However, it is not well discussed over the optimization of PRISM parameters and DEM(Digital Elevation Model) resolution in South Korea. This study developed the PRISM and then optimized parameters of the model and DEM resolution for producing a gridded annual average precipitation data of South Korea with 1km spatial resolution during the period 2000-2005. SCE-UA (Shuffled Complex Evolution-University of Arizona) method employed for the optimization. In addition, sensitivity analysis investigates the change in the model output with respect to the parameter and the DEM spatial resolution variations. The study result shows that maximum radius within which station search will be conducted is 67km. Minimum radius within which all stations are included is 31km. Minimum number of stations required for cell precipitation and elevation regression calculation is four. Optimizing DEM resolution is $1{\times}1km$. This study also shows that the PRISM output very sensitive to DEM spatial resolution variations. This study contributes to improving the accuracy of PRISM technique as it applies to South Korea.

• Journal of Wetlands Research
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• v.16 no.3
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• pp.327-336
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• 2014

Submerged thin walls are extreme case of submerged rectangular blocks, and could be used for many purposes in rivers or coastal zones, e.g. to tsunami. To understand flow characteristics including flow and pressure fields around a specific submerged thin wall a numerical model was applied which includes computation of hydrodynamic pressure on ${\sigma}$-coordinate. ${\sigma}$-coordinate has strong merits for simulation of subcritical flow over mild-sloped beds. On the other hand ${\sigma}$-coordinate is quite poor to treat sharp structures on the bed. There have been a few trials to incorporate dynamic pressure in ${\sigma}$-coordinate by some researchers. One of the previous approaches includes process of sloving the Poisson equation. However, the above method includes many high-order terms, and requires long cpu for simulation. Another method SOLA was developed by Hirt et al. for computation of dynamic pressure, but it was valid for straight grid system only. Previous SOLA was modified for ${\sigma}$-coordinate for the present purpose and was adopted in a model system, CST3D. Computed flow field shows reasonable behaviour including vorticity is much stronger than the upstream and downstream of the structure. The model was verified to laboratory experiments at a 2DV flume. Time-average flow vectors were measured by using one-dimensional electro-magnetic velocimeter. Computed flow field agrees well with the measured flow field within 10 % error from the speed point of view at 5 profiles. It is thought that the modified SOLA scheme is useful for ${\sigma}$-coordinate system.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.8 no.3
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• pp.129-136
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• 2008

All measures to cope with flooding rely on flood predictions to some extent. To investigate these predictions such as maximum water level or inundation area, a numerical model has been developed. The governing equations of the model are the two-dimensional Saint-Venant equations. The governing equations are discretized explicitly by using the leap-frog scheme and upwind scheme based on quadtree grids. The predicted numerical results have been verified by comparing to those of a Thacker problem. As a result of verifications, the present model is not only nearly four times as efficient as uniform grids but also in close agreement with the previous models. Next, the developed model is applied to several flood events in the Uiryeong basin. A general tendency is found that as a frequency is increasing, overall water levels including peak water level are increasing. At only a 500 year frequency, maximum water level is higher than 18.5 m. Therefore, it can be predictable that inundation will be generated in a 500 year frequency.