• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.134-134
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• 2017

전 세계적으로 지구온난화로 인한 기후변화에 의해 다우지역의 집중호우 빈도 및 강도가 증가하여 치수 구조물의 설계 홍수 빈도를 초과하는 홍수 피해가 발생하고 있다. 이러한 피해를 경감하기 위한 홍수 예 경보의 선행시간 확보에는 정확한 강우 및 홍수예측이 필수적이다. 하지만 기존의 홍수예측 시스템은 관측 강우를 수문모형의 입력 자료로 사용하여 홍수 유출량을 계산하게 되는데, 태풍 및 국지성 집중호우 등과 같은 기상조건에서는 관측강우를 이용하여 홍수 예 경보 시스템을 운영할 경우 선행시간 확보의 어려움으로 인해 방재 효율성이 감소하게 된다. 이에 예측유량의 선행시간을 확보하기 위해서 정확한 강우예측이 선행되어야하며, 이를 위해서는 기상과 수자원 분야의 연계를 통한 홍수 예 경보 시스템 구축이 하나의 대안으로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 최근 기후 변화로 인한 국내의 홍수기 강우의 시 공간적 집중 현상으로 인한 호우 피해와 관련하여 신속하고 정확도 높은 홍수 예보의 중요성을 인지하고, 이에 대해 단기간 수치기상예보 자료를 활용하여 국내에 그 적용성을 평가하였다. 수치예보자료는 일본 기상청의 수치기상예보 모델인 중규모 모델(Meso-Scale Model, MSM)을 이용하였으며, 수문 모형은 강우-유출-범람모델(Rainfall-Runoff-Inundation, RRI)을 사용하였다. 대전광역시의 도심지를 통과하는 갑천유역을 대상 유역으로 하였으며, 홍수경보가 발생했던 강우 사상에 대해 강우 및 홍수 예측 정확도를 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1376-1380
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• 2004

본 연구에서는 홍수범람지도 제작을 위해 사용되는 수치모형의 검증을 수행하고자 한다. 검증할 수치모형은 스위스의 Beffa에 의해 개발된 FLUMEN(FLUvial Modeling ENgine)으로서 수심 적분된 2차원 비선형 천수방정식에 불규칙 심각망을 이용한 유한체적법(finite volume method)이 적용된 수치모형이며 스위스, 독일, 오스트리아 등에서 홍수범람해석에 사용된 바 있는 모델이다. FLUMEN 모형의 검증을 위하여 범람해석시 가장 중요한 문제인 이동경계조건(moving boundary condition)을 포함하고 있는 원형섬에서의 고립파에 처오름높이를 계산하여 수리모형실험 결과와 비교한다. 수리모형실험은 미국 육군 공병단 산하의 해안공학연구소(CERC, Coastal Engineering Research Center)에서 수행되었으며(Liu 등, 1995) 수조의 중앙에 높이 0.625m, 해저지름 7.2m, 경사각 $14.04^{\circ}$의 원형섬이 위치한다. 본 연구 결과, 수치해석으로 계산된 섬에서의 실제 처오름높이와 입사파의 파고의 비(R/A)는 수리모형실험의 결과와 어느 정도 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.31-42
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• 2022

본 논문에서는 원심모형시험을 이용한 국제공동연구인 LEAP-2017의 결과를 이용하여 액상화 수치모델의 거동에 대한 검증을 실시하였다. 동적원심모형시험은 Ottawa F-65모래로 수면 아래 조성된 경사각 5°의 지반에 1Hz 테이퍼형 사인파를 가진하여 시행되었다. 원심모형시험의 원형스케일로 모델링 된 수치해석 모델은 유한차분법을 이용한 2차원 및 3차원 해석을 시행하였다. 수치해석의 검증은 깊이별 가속도와 간극수압 시간이력, 잔류변위에 대해 이루어 졌다. 검증결과, 모든 모델에서 시험과 유사한 가속도 시간이력을 나타내었으나, 일부모델이 나타내는 간극수압의 변화는 시험결과와 차이를 나타내었다. 수치해석결과로 나타난 액상화 후 잔류변위는 원심모형시험 대비 매우 작은 크기로 확인되어, 이에 대해서는 추후 LEAP-2017에 참여한 다른 기관의 시험결과와 비교분석이 필요한 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.589-594
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• 2004

현재까지 하천흐름의 동수역학적 해석을 위해 여러 가지 수치기법들에 대한 연구가 진행되고 발전되어져 왔다. 현재 국내에서는 주로 1차원 점변부정류 해석프로그램인 HEC-RAS 모형을 많이 사용하고 있으며, 대부분의 하천정비 기본계획 수립에 있어서도 1차원 해석모형을 적용하고 있다. 하지만 단순 하천이 아닌 합류부를 가진 하천이나 교량, 보 등의 다양한 수공구조물이 존재하는 경우 보다 정교한 흐름해석을 하기 위해 2차원 해석모형의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 강원도 영월지역의 동강과 서강이 합쳐지는 합류부와 그 하류에 대한 영향을 알아보기 위하여 1차원 수치해석 모형인 HEC-RAS의 결과를 이용하여 2차원 수치해석 모형인 SMS의 RMA2 모델의 매개변수를 산정하였다. 2차원 수치모형을 이용하여 본 검토 유역의 빈도별 홍수량을 50년 빈도, 80년 빈도, 150년 빈도로 변화시키면서 대상구역의 유속변화를 검토하였다. 그 결과 합류부 지역에서 동강과 서강의 흐름이 충돌하면서 사수부가 발생하였고 유량이 많아질수록 그 사수부가 작아지는 경향을 보였다. 이를 바탕으로 앞으로 더 많은 CASE의 유량 및 하류수위를 변화시켜 수치모의를 하고 대상구역 내 구조물 설치 시 합류부의 유속 및 수위변화를 수치모의하여 모형실험 실시 시 예측 및 검토자료로서 활용할 것이다.

• 대한공간정보학회지
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• 제14권4호통권38호
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• pp.61-70
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• 2006

본 논문에서는 SPOT 5호 HRG 스테레오 영상을 이용하여 수치표고모형을 생성하기 위한 사진측량학적 처리과정을 제시하고 수치표고모형 생성을 위한 HRG supermode 영상의 정확도 잠재성을 평가하고자 하였다. 센서모델링을 위하여 광속조정을 행한 후 에피폴라 영상재배열과 영상정합 과정 등을 통하여 수치표면모형을 생성하였다. HRG 영상으로부터 추출된 DEM 성과를 축척 1:5000의 수치지형도로부터 추출된 기준 DEM과 여러 시험구간 상에서 비교하였다. 전체구간 중 5m 미만의 DEM 오차를 나타내는 부분의 비율은 53.8%이었고, 5m를 초과하는 오차부분은 구름, 수역, 건물 등에 의한 영향을 받는 것으로 확인되어 이러한 지역을 제외하고 평가한 정확도는 약 2.5m의 RMSE를 나타내었다. 아울러 추출된 수치표면모형(DSM)을 사용하여 3차원 건물모델과 대상지역 전체의 3차원 가시화 모델을 작성하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권2호통권42호
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• pp.7-15
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• 2005

본 연구에서는 하이브리드 면진장치가 설치된 단자유도 구조물의 동적거동을 예측할 수 있는 수치해석모델을 제안한다. 하이브리드 면진장치는 MR 감쇠기와 마찰진자시스템(FPS)으로 구성된다. MR감쇠기의 동적거동을 모형화하기 위하여 뉴로-퍼지 모델을 사용한다. 다양한 변위, 속도, 전압의 조합을 사용하여 MR 감쇠기의 성능실험을 수행한 후 얻어진 데이터를 이용하여 MR 감쇠기 뉴로-퍼지 모델을 ANFIS로 학습시킨다. FPS의 모형화는 본 연구에서 유도한 비선형 모델식에 근거하여 뉴로-퍼지 모형화방법을 사용하여 이루어진다. 본 연구에서는 MR 감쇠기로 전달되는 제어전압을 조절하기 위하여 퍼지논리제어기를 사용한다. 다양한 지진하중을 사용한 진동대 실험을 통하여 얻은 실험체의 동적응답과와 뉴로-퍼지 모형화방법을 사용한 수치해석의 결과를 비교한다. 뉴로-퍼지 모델을 사용하여 MR 감쇠기와 FPS를 모형화해서 수치해석을 수행한 결과 하이브리드 면진장치의 동적거동을 매우 정확하게 예측할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.90-90
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• 2019

본 연구에서는 SWASH(Simulating WAves till SHore) 모형의 염분분포 해석의 정확성을 평가하기 위해 Goswami et al.(2007)의 모형실험을 재현하였다. SWASH모형은 Delft 대학에서 개발된 비정수압수치모형으로 연직방향으로 층(layer)을 나누어 자유수면변위를 정확하게 예측하고 표준 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 난류모델을 이용해 염분, 온도 및 침전물 등의 난류확산을 계산한다. 우선 Goswami et al.(2007)의 모형실험 중 정상상태의 모형실험을 이용해 층수에 따른 수치모형의 정확도를 평가하였다. SWASH 모형의 층수를 늘리며 수치모의를 수행한 결과, 층수가 늘어날수록 종, 횡 방향의 염분농도 분포가 정확하게 나타나는 것을 확인하였다. 추가로 SWASH 수치모형을 이용해 염수침투 및 후퇴 상태의 모형실험도 수치모의하였다. 염수의 공급에 따라 시간에 따른 염분농도 분포가 변화하는 것을 확인하였다. 또한 연직방향의 층수가 많은 경우 모형실험의 결과와 비교적 잘 일치하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 연직방향의 층수를 늘려감에 따라 수심방향으로 더 정밀한 염분분포 해석이 가능하다는 것을 알 수 있다. 그러나 연직방향으로 많은 층을 나눈 경우 계산시간이 증가하기 때문에 수심이 작거나 연직방향의 염분농도 분포가 중요하지 않은 경우라면 적절한 층수(5~10 layer)를 고려해 수치모의를 수행하는 것이 시간과 비용측면에서 더욱 경제적이라고 할 수 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.60.2-60.2
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• 2010

본 연구에서는 분포형 강우-유출 모델을 이용한 홍수량 산정방법을 국내 유역에 도입하여 그 적용성을 검토하였다. 대상지역은 강우-유출 자료가 체계적으로 관리되고 있는 평창강 유역으로 선정하였으며, 하천도와 흐름경로도는 수치지도상의 하천성을 이용하여 수치고도모델에서 하도의 번인(Burn-In)기능을 사용하여 생성하였다. 1983년부터 2006년까지 관측된 호우사상중 1,000이상의 첨두홍수량을 발생시킨 6개의 주요 호우사상들에 대해 모의하였으며, 모형의 결과는 실측치와 비교하여 잘 일치하였다. 분포형 모형을 적용하게 되면 매우 작은 지방2급 하천까지의 계획의 수립이 가능하기에 본 모형을 통한 홍수량 산정의 품질이 크게 업그레이드 될 것이라 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.63-74
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• 2019

동적원심모형 시험 결과를 기준으로 액상화모델과 응답이력해석 절차에 대한 검증을 시행하였다. 사용된 동적원심모형시험 결과는 LEAP-2017(Liquefaction Experiments Analysis Project)의 일환으로 시행된 결과이다. 시험을 위한 모형지반은 오타와 F-65모래를 이용하여 강성토조 내부 수면아래 상대밀도 55%, 표면경사 5°로 조성되었다. 진폭이 변화하는 주파수 1Hz 사인파형 입력운동을 강성토조 하단에 가진하였다. 수치해석은 원심모형시험의 원형스케일에 대해서 2차원 유한차분 해석기법을 이용하여 수행되었다. 지반은 전단파괴 이전 이력감쇠를 나타내며 전단 파괴기준은 Mohr-Coulomb 모델을 따르도록 모델링 되었다. 정적평형 후 반복하중으로 인한 간극수압의 변화를 묘사하기 위하여 Byrne의 액상화 모델을 적용하였다. 액상화 해석에 적합한 흐름조건을 확인을 위하여 수치해석은 배수 및 비배수 조건으로 시행하였으며, 비배수 해석조건에서 시행된 수치해석결과가 원심모형시험과 유사한 결과를 제시함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.25-34
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• 2006

본 연구에서는 비교적 높은 초기 유효응력을 가진 지반구조물의 액상화연구에 사용된 동적 원심모형실힘결과를 이용하여 유효응력모델검증에 관한 연구를 수행하였다. 원심모형 지반은 최대 유효응력 380kPa를 가진 충분히 포화된 느슨한 Nevada 모래 지반으로 구성되었으며, 수치해석에서는 1차원의 기둥형태로 가정하였다. 수치해석에 이용한 두 종류의 원심모형실험에서는 상당한 깊이(37m 및 22m)까지도 액상화가 발생하였으나, 깊이에 따른 액상화발생 경향은 경험적 액상화 평가방법과 상반된 결과를 보였다. 즉, 원심모형실험에서 계측된 과잉간극수압을 기준으로 해석하였을 때, 액상화는 모형지반의 윗부분에서 먼저 발생한 후 점차적으로 아랫부분으로 이동함을 알았다. 이와 같은 실험결과는 수치해석에서 비교적 잘 예측된 것으로 판단되었다 원심모형 지반의 초기 포화도와 원심력 증가에 따른 지반의 상대밀도 증가가 액상화모형실험의 수치해석에서 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.