A series of three-dimensional numerical simulations using a generalized multidimensional hydrodynamic dispersion numerical model is performed to simulate effectively and to evaluate quantitatively impacts of urbanization on density-dependent groundwater flow and salt transport in a coastal aquifer system, Suyeong-Gu, Busan, Korea. A series of steady-state numerical simulations of groundwater flow and salt transport before urbanization with material properties of geologic formations, which are established by numerical modeling calibrations considering all the urbanization factors, is performed first without considering all the urbanization factors. A series of transient-state numerical simulations of groundwater flow and salt transport after urbanization is then performed considering the urbanization factors individually and all together. Finally, the results of both numerical simulations are compared with each other and analyzed. The results of the numerical simulations show that density-dependent groundwater flow, salt transport, and seawater intrusion in the coastal aquifer system are intensively and extensively impacted by the urbanization factors. Especially, these urbanization factors result in the changes of the total groundwater volume and salt mass in the coastal aquifer system. However, such impacts of each urbanization factor are not spatially uniform but locally different.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2010.04a
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pp.187-190
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2010
기초세굴에 따른 교각에서의 1차 모드 고유진동수 변화를 이용하여 교량 세굴 건전성을 정량적으로 평가하기 위하여 공용중인 광탄1교의 T형 교각 1기에 대하여 충격진동실험을 수행하였으며, 교축직각방향의 1차 모드 고유진동수를 수치해석결과와 비교하였다. 교량 상부구조물의 모델링 방법에 따라 상부구조물을 전체 모델링한 방법과 교각만을 모델링하고 상부구조물의 영향범위를 가정하여 교량받침 위치에 질점질량으로 변환하여 적용한 방법으로 구분하여 수치해석을 수행하였다. 상부구조물을 전체 모델링한 경우와 집중하중 형태로 상부구조물을 모델링한 경우 모두 고유진동수는 충격진동실험결과와 큰 차이를 보였다. 충격진동실험을 통해 얻은 고유진동수는 교각의 국부적인 진동수로 사료되는 반면, 수치해석을 통해 구한 결과는 교량 상부와 하부의 Coupling 효과가 반영된 시스템 전체의 고유진동수이기 때문에 결과의 큰 편차가 생기는 것으로 판단된다. 따라서 충격진동실험에서 구한 고유치 양상을 올바로 구현하기 위한 모델링을 찾기 위해서는 새로운 접근 방법이 필요할 것으로 사료된다.
Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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v.8
no.1
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pp.49-62
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2005
The VR (virtual reality) simulator such as helicopter simulation needs virtual environment of existing urban area. But the real urban environment keeps changing. We need a modeling method to make use of the GIS data that are updated periodically. The flight simulation needs to visualize not only buildings in near distance but also a large number of buildings in the far distance. We propose a method for modeling urban environment from aerial image and digital map with a comparatively small manual work. Image based modeling is applied to urban model which considers the characteristic of Korean cities. Buildings in the distance can be presented without creating a lot of polygons. Proposed method consists of the pre-processing stage which prepares the model from the GIS data and the modeling stage which makes the virtual urban environment. The virtual urban environment can be modeled with the simple process which utilizes the height map of buildings.
Subduction has been the focal point of numerical studies for decades because it plays an important role in the Earth's mass and energy circulations and generates earthquakes and arc volcanoes which are closely related to the human lives. Among the studies on subduction, numerical modeling has been broadly applied to the quantitative studies on the subducting slab in the mantle which cannot be directly observed. In this study, we benchmark the numerical subduction modeling using a finite element package, COMSOL $Multiphysics^{(R)}$ and the results are consistent with the previously reported benchmark results.
Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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2012.10a
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pp.377-379
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2012
본 연구에서는 항로표지(aids to navigation) 배치를 효율화하기 위한 정량적인 성능 지수(performance index)를 제시한다. 제안된 성능 지수는 항로표지에 대한 항해자(navigator)의 시각적 인식에 기반하였다. 인지 성능 지수는 시각적 인식의 구성요소로서 관찰자, 환경, 그리고 광원에 해당하는 선박 특성, 해상환경, 그리고 항로표지 특성을 반영하여 모델링되었다. 본 연구의 결과를 통하여 효과적으로 항로표지를 배치할 수 있는 수치적 지표를 획득할 수 있을 것으로 판단한다. 향후 항로배치에 대한 현실적 데이터를 바탕으로 제안된 모델링의 유효성을 검증할 계획이다.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2020.06a
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pp.149-149
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2020
하천에서 물 흐름이 보와 댐과 같은 수공구조물을 지날 때 일반적으로 흐름상태에 다양하고 급진적인 변화가 발생한다. 특히 흐름이 구조물을 지나면서 사류(supercritical flow)로 변하고 다시 상류(subcritical flow)로 복원되면서 일어나는 도수(hydraulic jump) 현상은 수위의 급변화, 흐름 에너지 소산, 변동성이 강한 압력 분포 등이 특징이다. 이러한 흐름 특성들은 보나 여수로와 같은 수공구조물 자체의 성능뿐만 아니라 이들 수공구조물의 하류에서 발생하는 국부세굴로 인해 구조물의 안정성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 수공구조물을 설계할 때는 이들 구조물을 통과하는 흐름의 비정상 난류 흐름 특성을 정확하게 해석하여 반영하여야 한다. 이 연구에서는 k-omega SST 난류 모형과 자유수면의 급격한 변동을 해석하기 위한 하이브리드-VOF(hybrid volume of fluid)기법을 이용하여 도수현상을 수치적으로 재현하고자 한다. 기존 CFD(computational fluid Dynamics) 모델링에서는 자유수면 변동의 영향을 고려하기 위해 VOF 기법을 많이 사용하였다. 하지면 전통적인 VOF 기법은 다상흐름(multiphase flow)을 오직 부피분율(volume fraction)의 함수로만 고려하며 모의함으로써 강한 수면변동뿐만 아니라 공기연행(air entrainment)를 동반하는 난류 흐름을 모의하는데는 한계가 있다. 이 연구에서 이용하는 Eulerian 기법인 하이브리드 VOF 기법은 물과 공기의 각 상에 대하여 흐름 특성들을 개별적으로 계산하기 때문에 공기연행을 포함한 급변류 흐름에서 전통적인 VOF 기법보다 적용성이 우수하다. 이와 같은 난류모형과 자유수면 포착기법을 이용하여 3차원 비정상 난류 흐름 수치모형을 구축하여 수공구조물 주변에서 발생하는 강한 공기연행과 난류 특성를 보이는 급변류를 수치적으로 재현한다. 이 연구는 계산된 수치해석 결과를 기존 수리실험 결과와 비교하여 수치모형의 적용성을 평가하고 도수 현상에서 발생하는 독특한 흐름 특성을 제시한다.
Magnetic anomalies are sensitive to magnetic properties present in deep Earth and near surface structures. Such geophysical characteristics often can be quantified by numerical analyses. In this study, we developed a finite element method (FEM) approach to compute magnetic anomalies using COMOL $Multiphysics^{(R)}$. This FEM approach was verified by comparing its numerical results with the previously known analytic solution for a uniformly magnetized sphere. Then, we used the method to compute magnetic reversal patterns near mid-ocean ridge with various faulting scenarios. This COMSOL-based approach can be incorporated into advanced multi-physical numerical models to understand the Earth.
Park, Seongmin;Hwang, Gisub;Moon, Jongphil;Kihm, Jung-Hwi
The Journal of Engineering Geology
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v.26
no.4
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pp.461-471
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2016
Numerical modules based on a conventional thermo-hydrological numerical model, TOUGH2, are developed to provide a numerical modeling technique for a standing column well (SCW). Cooling and heating operations for two different types of SCW are then simulated using these modules. Modeling showed these operations to be significantly influenced by heat exchange and fluid mixing between the SCW and the adjacent geologic formation and groundwater. The results also reveal that heat exchange between the oppositely flowing outflow and inflow in the PVC or PE pipe and the SCW borehole is an important factor. Overall, the numerical modeling technique developed here can reasonably simulate fluid flow and heat transport phenomena in the complex internal structures of a SCW. The proposed technique can be used practically for the quantitative analysis of heat exchange in a SCW at the design, construction, and operation stages.
During blasting, both shock wave and gas are generated in detonation process of explosives and the generated wave and gas expansion may create new fractures and damage rock mass. In order to explain and understand completely the fracture mechanism by blasting, we have to consider both effects of the wave and gas expansion simultaneously. In this study, we use a discrete element code, PFC2D and develop an algorithm which is capable of modeling both detonation and gas pressures acting on blasthole wall and visualizing generated cracks within rock mass. Moreover, the gas-pressure modeling method which applies a corresponding external force of gas pressure to parent particles of radial fractures is adopted to simulate a coopting between rock mass and gas penetrating created radial fractures. The developed algorithm is verified by reproducing numerical simulations of a lab-scale test blast successfully.
A new numerical model was doveloped to simulate density-dependent ground water flow and solute transport. Accuracy of a numerical model depends upon how well it simulates advection dominant situations because numerical oscillations can spoil solutions for these situations. Nonlinear oscillation-absorption finite element method. based on the variational principle, was employed. Unlike previous numerical models, this model can easily be expanded for more complex situations. Accuracy of the model is evaluated by comparing with analytical solutions and results of other numerical model.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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