• 제목/요약/키워드: 수치모형모델

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FUNWAVE-TVD 모델을 이용한 경사구조물의 월파량 산정 (Estimate of Wave Overtopping Rate on Armoured Slope Structures Using FUNWAVE-TVD Model)

  • 곽문수
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제36권1호
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    • pp.11-19
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    • 2024
  • 본 연구에서는 완전비선형 Boussinesq 방정식을 사용한 FUNWAVE-TVD 모델에 경사구조물의 월파 계산이 가능하도록 EurOtop(2018)의 경험식을 추가하여 프로그램을 수정하였다. 수정된 수치 모형은 경사제에 대한 CLASH data 및 수리모형실험 자료와 비교하여 그 타당성이 검증되었다. 본 모형은 피복 블록의 조도계수 차이에 따른 월파량의 변화를 정확히 재현하였고, 상대여유고 증가에 따른 월파량의 감소율을 잘 재현하였다. 경사제의 월파량은 피복 블록의 배치 상태에 따라서 큰 차이를 보였다. Tetrapods를 정적(regular positioning)으로 배치한 경우는 난적(random positioning)으로 배치한 경우보다 월파량이 크게 증가하였고 Rocks로 배치했을 때와 일치하였다. 한편, Rocks를 1열로 배치한 경우는 2열로 배치한 경우보다 월파량이 커졌으며 이는 구조물 표면의 조도와 투수성의 영향 때문으로 판단된다.

SPOT 3중 입체위성영상을 이용한 수치표고모형의 정확도 개선 (A Study on the Improvements of Positioning Accuracy of Digital Elevation Model Using SPOT Satellite Triplet Images)

  • 조봉환;이용웅;신대식
    • 대한공간정보학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.55-66
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    • 1995
  • 위성영상을 이용한 대부분의 연구는 대상지역에 대한 2장의 스테레오영상(stereo-pair)을 입체적으로 해석하여 3차원 위치를 결정하거나 영상 상관 기법을 적용한 입체매칭을 통하여 수치지형표고를 추출하였다. 그러나 스테레오 영상을 이용하여 위성의 위치 및 자세를 모델링하거나 위치정보를 얻고자 할 경우에는 기준점의 미세한 오차량에도 크게 영향을 받기 때문에 그 결과에 대한 안정성을 기대하기가 어려웠다. 또한 두 화상 중 하나의 화상에 노이즈(noise), 그림자, 또는 구름이 존재할 패 그 지역에 대한 수치지형모델의 생성이 불가능하거나 정확도가 저하되는 것이 문제로 지적되어 왔다. 이러한 경우에 다중의 입체영상을 분석하므로써 문제점을 해결할 수 있으며 본 연구에서는 동일지역에 대한 3장의 SPOT위성영상을 입체적으로 해석하여 수치지형 표고모델의 정확도를 개선하였다.

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LOADEST와 SWAT 모형을 이용한 유역단위 오염부하량 모의 (Pollutant Loads Simulation on Watershed Scale using LOADEST and SWAT)

  • 김계웅;강문성;송정헌;전상민
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.288-288
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    • 2016
  • 유역단위 오염부하량 산정에는 SWAT, HSPF 등의 물리적 매개변수 기반 분포형 모형이 주로 사용되고 있으나, 공간분포형 입력자료로 인한 많은 매개변수는 모의 과정을 복잡하게 하며, 보정 과정에 있어 많은 시간과 노력을 요구하는 단점이 있다. 이로 인해 실무에서는 원단위법이나 유량-부하량 관계식과 같은 통계적 분석에 의한 회귀식이 주로 사용되고 있다. 그 중 LOADEST는 회귀식 기반 프로그램으로, 다양한 연구자들에 의해 연구되고 있으나, 수질 모형과의 모의능력을 비교하는 연구는 부족하다. 본 연구에서는 청미천 상류유역을 대상으로 유역특성에 따른 LOADEST 기반 회귀식의 매개변수를 추정하여 오염부하량을 모의하고, SWAT 모형에 의한 오염부하량 모의결과와 비교 평가하고자 한다. 모형의 구동 및 회귀식 매개변수 추정에 필요한 입력 자료는 용인시 백암면 일대에서 2013년부터 2015년까지 모니터링한 수질, 유량 및 기상자료와 지형자료 (토지이용도, 토양도, 수치표고자료)를 이용하여 구축하였다. LOADEST 기반 회귀식의 매개 변수 추정은 김계웅 (2015)이 개발한 방법을 사용하였으며, 유역면적, 토지이용비율 등은 지형자료를 이용하여 산정하였다. SWAT 모형의 보정은 2013년부터 2014년까지의 자료를 이용하였으며, 2015년 자료를 이용하여 검정하였다. 본 연구의 결과는 비점오염원 모델에 대한 이해를 넓히고, 오염부하량 모의를 위한 모형 선정에 있어 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

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자료 과소 유역 유출 모의을 위한 머신러닝 기법 적용 (Application of machine learning technique for runoff prediction in watershed with limited data)

  • 정민혁;범진아;박민경;정지연;윤광식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.254-254
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    • 2021
  • 기후변화로 인한 자연재해는 해마다 크게 증가하고있으며, 홍수 및 가뭄의 강도와 빈도 증가, 지구온난화로 인한 하천 건천화 등 많은 문제들이 대두되고 있다. 특히, 물 순환과정의 핵심요소로 설명되는 유출량의 변동은 용수 공급과 홍수 대응 및 관리, 하천생태계 유지를 위한 환경에 영향을 미치고 있다. 따라서, 갈수량, 풍수량 등을 산정하여 하천별 유황특성을 결정하는 방법을 사용하고 있으나, 이와같은 지표는 계측자료가 과소한 경우 하천의 유황특성을 세부적으로 이해하고 정량적으로 제시하는데에 한계가있다. 따라서, 미계측 유역에서 Soil and Water Assessment Tool (SWAT)과 같은 수리해석모델이 광범위하게 이용되고있으며, SWAT 모델은 유역의 수치표고모형, 토양 특성, 토지이용 현황, 기상 현황, 유역의 매개변수 등을 반영하여 모델이 구동되고 있다. 하지만, 광범위하게 이용되고 적용성이 입증된 모델임에도 불구하고 입력자료의 불확실성 및 조사되지 않은 영농활동 등으로 인해 결과에 불확실성이 내포되어있으며, 불확실성을 줄이기 위해 실측된 하천의 유량 자료를 이용하여 검정 및 보정작업을 거치고 있다. 모델의 보정 방법으로는 SWAT-CUP과 같은 프로그램 이용되고 있지만, 모델에서 이용되는 매개변수로는 보정할수 있는 범위가 한정적이기 때문에 모델의 정확성을 높이는데에 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 선암천 유역을 대상으로 모델의 매개변수를 보정하지 않고도 머신러닝 기법을 이용하여 모델의 결과를 향상시켰다. 보정 결과, 유량의 경우 R2가 0.42에서 0.91으로 향상되었으며, 특히 고유량 구간에서의 정확성이 매우 향상되었다. 본 연구에서 평가된 SWAT+머신러닝 결합 모형은 향후 모델 구동에 필요한 입력자료가 부족한 경우와 빠른 검정 및 보정 작업이 필요할 경우 활용될수 있을것으로 판단된다.

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GIS기법을 이용한 재해상황 통보 및 관리 지원 시스템 개발 (Development of Disaster Response and Management System using GIS Technique)

  • 김감래;정혜진
    • 한국측량학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.359-365
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    • 2006
  • 최근 강우에 의한 자연재해 발생은 특정지역에 발생하던 형태에서 전국 어디든 발생할 수 있는 형태로 변형되었으며, 이에 대한 피해도 날로 증가하고 있는 추세다. 이러한 재해발생은 사회경제적, 재정적, 물질적 및 인명손실에 많은 영향을 초래하고 있으며, 이를 위한 체계적인 관리기반 확립 및 시스템적 해결방안 제시를 위한 모델적립이 필요한 단계라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 재해의 유형을 분석하고 정리함으로서 보다 과학적이고 신속한 재해업무 계획 및 수립을 위한 시스템 설계를 실시하였으며, GIS기법을 활용함으로서 의사결정에 필요한 기초 자료를 제공하고자 한다. 또한, 각 시군에서 구축하고 있는 수치정사영상 및 수치표고모형을 활용하여 실제적 지형형태 및 상황을 분석하여 현황에 맞는 재해관리 업무 수행을 위한 관리시스템을 구축함으로서 현실적 사용에 근접한 관리시스템을 구축하였으며, 수치정사영상과 수치표고모형을 OpenGL을 이용하여 3차원 도시하고 단면분석 모듈을 개발하여 상황발생 부근의 지형형태 및 종단면을 화면에 도시하고 분석하도록 시스템을 구축하였다.

FLBT를 향해 접안하는 LNGC의 수치해석 및 안정성 평가 (Numerical Assessment of LNGC Berthing Operation to FLBT)

  • 정성준;정동우;오승훈;김윤호;정동호
    • 한국항해항만학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.87-94
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    • 2021
  • 국제해사기구의 연료유 황 함유량 제한 등, 세계적으로 강화되고 있는 환경규제로 LNG를 선박 연료로 사용하는 연구 및 사업이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기본설계 되어 있는 부유식 벙커링 터미널(FLBT, Floating LNG bunkering terminal)을 대상으로, STS LNG 하역 작업을 위해 접안 하는 과정을 수치 시뮬레이션으로 평가하였다. 수치해석에서는 예인선이 대상선박을 밀 경우 이를 가상의 펜더로 가정하였으며, 당길 때는 HMPE 로프 특성을 적용하였다. 해석에는 파랑, 조류, 바람 1년 재현 확률의 해상조건을 적용하였다. 수치모델은 선행 모형시험 결과로부터 조정되어 정확한 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 해석 결과 LNG선은 대부분의 1년 환경조건에서 안전한 접안이 가능하였다. 파랑 방향에 따라 안정성의 차이가 큼으로 FLBT의 Heading control 기능을 적용하여 횡파를 피한다면 더욱 안정적인 운용이 가능할 것이다.

이어도 주변 파고분포에 대한 수리모형실험 (Hydraulic Model Tests for the Distribution of Wave Height around the Ieodo Underwater Rocks)

  • 전인식;심재설
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.55-59
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    • 2005
  • 본 자료는 과거 이어도 해양과학기지의 건설과 관련하여 건국대학교와 한국해양연구소가 공동으로 수행한 이어도 수중암초 주변의 파랑변형에 대한 수리모형실험 결과이다. 실험은 총 4개의 파향 (NNW, SE, S, SSW) 각각에 대하여 이어도 정상부 주변 16m×18m의 영역에서 1m 간격으로 파고를 계측하였으며, 4개 파향 공히 이어도 정상에서 쇄파가 발생함을 관찰하였다. 이 자료는 기존의 파랑전파 수치모델의 성능개선과 관련하여 국소적 쇄파역에서의 모델성능을 검증하는데 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

ANP와 DEA 결합모델을 이용한 건설회사의 경영효율성 분석 (Management Efficiency Analysis of Construction Firms Using a Combined ANP and DEA Model)

  • 서광규;김명선;박연우
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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    • pp.765-768
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    • 2011
  • 최근 건설경기의 난국 속에서 많은 건설기업들이 경영상의 어려움에 처해 있다. 본 연구에서는 코스피 코스닥 상장 건설기업들을 대상으로 ANP와 DEA 결합 모델을 이용하여 기업의 경영 효율성 분석을 실시한다. DEA 모형에 쓰이는 투입 및 산출 요소의 결정은 ANP 모형의 중요도 분석을 통하여 결정함으로써 기존의 방법보다 효율성 분석 결과의 신뢰도를 제고하였는데, 효율성 분석결과 비효율적 그룹에 대해서는 효율적 그룹으로의 이동을 위한 벤치마킹 대상과 개선을 위한 효율성 수치를 제공한다. 또한 연구의 결과로 나온 기업별 효율성과 주가와의 상관관계를 분석한다. 본 연구에서는 코스피 상장 건설기업 36곳과 코스닥에 상장된 건설기업 21곳인 총57개 기업을 대상으로 기업의 효율성을 평가하였는데, 효율성 분석결과 CCR 효율성이 1인 기업은 4개 기업, BCC 효율성이 1인 기업은 7개 기업, 규모의 효율성이 1인 기업은 4개 기업 이었으며 각각의 효율적 그룹군 기업과 주가와의 상관관계는 CCR, BCC 모형 모두에서 0.7 이상의 강한 양의 상관관계를 나타냈다.

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사물 인터넷 환경에서 무선 센서 기기의 전력 효율적 데이터 전송주기 결정을 위한 최적화 모형 (Analytic model for the Power-Optimal Data Transmission Interval of Wireless Sensors in Internet of Things)

  • 이세원;임성화
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.1373-1379
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    • 2018
  • 센서를 활용한 다양한 응용들의 등장으로 사물 인터넷 환경에서 무선 센서 기기들의 활용범위가 점점 넓어지고 있다. 그런데 무선 센서 특성상 전력자원의 한계가 있으므로, 무선 통신과 같이 전력소모가 큰 작업들을 에너지 효율적으로 운영해야 한다. 이를 위해, 본 논문에서는 수집된 센서 데이터를 모아서 전송하는 방식(data aggregation) 하에서 확률 모형 기반의 에너지 소비 모델을 개발하고, 개발된 모델을 기반으로 전력소비를 최소화하는 센서 데이터 전송주기를 구하였다. 또한, 분석 결과를 바탕으로 최적 전송주기의 성능을 수치예제로 보였다.

토지이용변화에 따른 박테리아 거동 모의: SWAT 모델의 한계점과 개선점을 중심으로 (Modeling the impact of land use change on Fecal Indicator Bacteria basin-scale transfers: assets and limitations from the SWAT model)

  • 김민정;조경화
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.49-49
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    • 2018
  • 라오스의 Houay Pano 유역은 상업적 조림으로 인해 2011년부터 2013년까지 급속한 토지이용 변화를 겪어왔다. 본 연구는 이러한 토지이용변화가 박테리아 거동에 어떠한 영향을 주는지 이해하기 위해 Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모형을 활용한 박테리아 거동 모델링을 수행하였다. SWAT 모형은 수치 표고 모델, 토양 특성, 토지 이용 등의 정보를 종합하여, 유역 내수량 및 수질의 변화를 모의할 수 있는 모형으로, 본 연구는 대표적인 분원성 지표 세균 (Fecal Indicator Bacteria)인 대장균 (Escheichia coli, E. coli)을 대상으로 모델링을 수행하였다. SWAT 모형은 지표면 위 박테리아를 1)식물 위, 2)토양 용액상, 3)토양 입자상으로 구분하여 모의한다. 각 상태로 분할된 박테리아는 소멸 (die-off), 씻김 (wash-off), 침투, 표면 유출을 통한 수계로의 이동 등의 단계를 통하여 유역 내에서 거동한다. 본 연구는 서로 다른 기후의 영향을 배제하기 위해 각 토지이용 시나리오를 (2011, 2012, 2013) 실제 기후 조건과 동일 기후(2011-2013 평균) 조건으로 분류하여 분석하였다. 실제 기후 조건에서 SWAT 모형은 표면 유출, 토사 유출, E. coli 거동에 대해 2011년부터 2012년까지 감소, 2012년부터 2013년까지 증가로 모두 동일한 양상을 모의하였다. 이는 강수량의 양상과 동일한 것으로, 강수량이 표면 유출의 양을 결정하고, 달라진 표면 유출에 따라 토사 유출과 E. coli 거동이 결정되기 때문이다. 하지만 동일 기후 조건에서는, E. coli 거동 동인인 표면 유출과 토사 유출이 비교적 일정해짐에 따라, 각 상태로 분할된 박테리아의 초기 부하량값이 E. coli 거동을 결정하는 주된 요인임을 확인 할 수 있었다. 따라서 초기 부하량 분할에 활용되는 엽면적 지수 (Leaf Area Index)와 분배계수 (BACTKDDB)의 정확도가 요구된다. 추가적으로 본 연구는 박테리아의 유입원인 비료 모델링과, LAI를 활용한 박테리아 초기 부하량 산정, 토양 특성 변수와 토지 이용 변수의 분리, 지하수를 통한 박테리아 거동 등을 중심으로 SWAT 모형의 한계점과 개선점을 제시하였으며, 본 연구 결과는 토지이용변화가 박테리아 거동에 주는 영향을 모형적으로 이해하고, 또한 추후 박테리아 모델링 개발에 도움을 줄 것으로 예상된다.

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