• Title/Summary/Keyword: 수치 모델링

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A Multiphase Flow Modeling of Gravity Currents in a Rectangular Channel (사각형 수로에서 중력류의 다상흐름 수치모델링)

  • Paik, Joongcheol;Kim, Byung Joo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.98-98
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    • 2019
  • 중력류 또는 밀도류는 주변 유체에 비해 상대적으로 밀도가 큰 유체가 밀도차에 의한 추진력으로 흐르는 것이다. 중력류의 수치모델링에는 두 가지 어려움이 있다. 즉, 적합한 지배방정식을 구성하여 적용하는 것 그리고 난류의 영향을 합리적으로 반영하는 것이다. 기존 중력류 해석을 위한 지배방정식들은 유체의 연속방정식과 운동량 방정식 그리고 밀도 또는 농도의 이송방정식을 조합하여 구성된다. 이들 지배방정식을 이용한 연구들은 대부분 두 유체 사이의 밀도차가 충분히 작아서 밀도 변동(variations)의 영향은 오로지 부력항에서만 유지된다는 Boussinesq 근사에 근거를 둔다. 그리고 이송방정식에서 밀도 또는 농도의 확산계수을 점성계수의 함수로 표현하기 위해서 Schmidt 수를 이용한다. 수치모델링에서 Schimdt 수는 상수값을 적용하지만, 이 값은 밀도의 연직방향 경사에 근거한 부력빈도(buoyancy frequency)와 난류량의 따라 큰 차이를 보이는 것으로 알려져있다. 한편, 표준 통계학적 난류모델과 벽함수를 적용한 수치모델링은 초기 중력에 의해서 무너지는(slumping) 단계를 넘어 관성력으로 추진되는 단계와 점성 효과가 지배적인 단계에서는 정확도에 현저히 낮아지기 때문에 대부분 큰와모의(large-eddy simulation, LES) 또는 DNS(direct numerical simulation)수준의 고해상도(high-resolution) 해석기법을 적용하여 공학적인 문제에 적용하는 데는 한계가 있다. 이 연구에서는 Boussinesq 근사와 Schmidt 수를 사용하지 않으며, LES 보다 적용이 용이한 DES (detached-eddy simulation)기법을 조합한 다상흐름 수치모델을 적용하여 중력류를 해석을 시도하였다. 수치해석결과를 실험값과 함께 기존 수치모델링 기법으로 구한 수치해와 비교분석하여 이 연구에서 개발 및 적용된 수치모델링 기법의 적용성을 평가한다.

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A Study on Improvement of the Observation Error for Optimal Utilization of COSMIC-2 GNSS RO Data (COSMIC-2 GNSS RO 자료 활용을 위한 관측오차 개선 연구)

  • Eun-Hee Kim;Youngsoon Jo;Hyoung-Wook Chun;Ji-Hyun Ha;Seungbum Kim
    • Atmosphere
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    • v.33 no.1
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    • pp.33-47
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    • 2023
  • In this study, for the application of observation errors to the Korean Integrated Model (KIM) to utilize the Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere & Climate-2 (COSMIC-2) new satellites, the observation errors were diagnosed based on the Desroziers method using the cost function in the process of variational data assimilation. We calculated observation errors for all observational species being utilized for KIM and compared with their relative values. The observation error of the calculated the Global Navigation Satellite System Radio Occultation (GNSS RO) was about six times smaller than that of other satellites. In order to balance with other satellites, we conducted two experiments in which the GNSS RO data expanded by about twice the observation error. The performance of the analysis field was significantly improved in the tropics, where the COSMIC-2 data are more available, and in the Southern Hemisphere, where the influence of GNSS RO data is significantly greater. In particular, the prediction performance of the Southern Hemisphere was improved by doubling the observation error in global region, rather than doubling the COSMIC-2 data only in areas with high density, which seems to have been balanced with other observations.

2D Numerical Simulation of a Dynamic Centrifuge Test for a Pile-Supported Structure (2차원 수치해석을 이용한 말뚝 지지구조물의 동적 원심모형실험 거동 모사)

  • Chanh, Pham Viet;Tran, Nghiem Xuan;Kim, Sung-Ryul
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.34 no.8
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    • pp.15-26
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    • 2018
  • Recently, as the seismic performance based design methods have been introduced, dynamic numerical analyses need to be performed to evaluate the actual performance of structures under earthquakes. The verification of the numerical modeling is the most important for the performance based design. Therefore, 2-dimensional numerical analyses were performed to simulate the seismic behavior of a pile-supported structure, to provide the proper numerical modeling and to determine of input parameters. A dynamic centrifuge test of a pile group in dry loose sand was simulated to verify the applicability of the numerical model. The numerical modeling was carefully made to reflect the actual condition of the centrifuge test including dynamic soil properties, soil-pile interaction, boundary condition, the modeling of the group pile and structure and so on. The predicted behavior of the numerical analyses successfully simulated the acceleration variation in ground, the moment and displacement of the pile, and the displacement and acceleration of the structure. Therefore, the adopted numerical modeling and the input parameters can be used to evaluate the seismic performance of pile groups.

부안 지역 해안 대수층 내에서의 지하수 유동 및 염분 이동 삼차원 수치 모델링

  • Kim Jung-Hwi;Kim Jun-Mo
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2006.04a
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    • pp.87-91
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    • 2006
  • 본 연구의 대상 지역은 전라북도 부안군 변산면 격포리 일대이다. 이 지역의 해안 대수층 내에서 발생하고 있는 해수 침투 현상을 효과적으로 모사하고 지하수 양수정의 설치 및 운영의 영향을 정량적으로 평가하기 위하여 지형과 지층의 구성 등의 수리지질학적 특성을 종합적으로 고려한 지하수 유동 및 염분 이동 삼차원 수치 모델링을 수행하였다. 지하수 양수 전의 정상 상태 수치 모델링 결과에서는 지하수 유동 및 염분 이동의 측면에서 대상지역의 수리지질학적 특성이 잘 반영되어 나타났다. 또한 지하수 양수 시의 비정상 상태 수치 모델링 결과에서는 지형과 지층의 특성에 따라서 염분 이동의 양상이 특징적으로 나타났으며 양수정의 위치에 따른 염분 농도의 시간적 공간적 분포의 변화를 효과적으로 예측할 수 있었다. 이러한 결과들은 향후 연구지역 뿐만 아니라 국내의 다른 해안 지역에서 지하수 자원의 개발 시에 해수 침투의 양상을 파악하고 예측하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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A Study on Modeling Methods of SPOT Stereo Satellite images (SPOT 입체위성영상의 모델링 기법 연구)

  • 김감래;황원순;전호원;박세진
    • Proceedings of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry, and Cartography Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.291-294
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    • 2004
  • 최근 들어 위성영상의 사용성 증대와 더불어 고정밀한 공간지리정보의 획득에 대한 관심이 증대되고 있으며, 모델링의 정확도 수준은 수치표고모형, 정사영상 등에 영향을 미치므로 고정밀 모델링 기법을 수행하여야함. 또한 비접근 지역의 경우 많은 기준점을 획득하기 어려우므로 최소 기준점 즉, 2점 의 GPS관측성과와 수치지도를 이용하여 궤도모델링을 수행한 후 모델링(Bundle Adj.)을 수행

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A Study of Static Bias Correction for Temperature of Aircraft based Observations in the Korean Integrated Model (한국형모델의 항공기 관측 온도의 정적 편차 보정 연구)

  • Choi, Dayoung;Ha, Ji-Hyun;Hwang, Yoon-Jeong;Kang, Jeon-ho;Lee, Yong Hee
    • Atmosphere
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    • v.30 no.4
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    • pp.319-333
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    • 2020
  • Aircraft observations constitute one of the major sources of temperature observations which provide three-dimensional information. But it is well known that the aircraft temperature data have warm bias against sonde observation data, and therefore, the correction of aircraft temperature bias is important to improve the model performance. In this study, the algorithm of the bias correction modified from operational KMA (Korea Meteorological Administration) global model is adopted in the preprocessing of aircraft observations, and the effect of the bias correction of aircraft temperature is investigated by conducting the two experiments. The assimilation with the bias correction showed better consistency in the analysis-forecast cycle in terms of the differences between observations (radiosonde and GPSRO (Global Positioning System Radio Occultation)) and 6h forecast. This resulted in an improved forecasting skill level of the mid-level temperature and geopotential height in terms of the root-mean-square error. It was noted that the benefits of the correction of aircraft temperature bias was the upper-level temperature in the midlatitudes, and this affected various parameters (winds, geopotential height) via the model dynamics.

The 3-dimensional modeling of buildings in urban areas using digital maps and LiDAR data (수치지도와 LiDAR 자료를 이용한 도시지역 건물 3차원 모델링)

  • 이원희;유기윤
    • Proceedings of the Korean Association of Geographic Inforamtion Studies Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.394-399
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    • 2003
  • 도시 지역의 대부분을 차지하는 건물에 대한 3차원 정보는 도로, 교통 등의 시설물관리시스템 구축, 도로계획, 택지개발, 도시계획 등 여러 분야에 필요하다. 현재 항공사진, 고해상도 위성영상, LiDAR 자료, 수치사진측량 시스템 등의 보급과 분석 알고리즘의 발전으로 인하여 도시지역 건물 3차원 모델링에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 그 중에서 정밀한 DSM 취득이 가능한 LiDAR 자료가 도시지역 건물 3차원 모델링에 가장 유망한 자료이다. 그러나 LiDAR 자료만을 이용할 경우에는 선형화 과정 등의 수작업이 많이 들어가고, 주관적인 재구성과정이 들어가야 하는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수치지도를 LiDAR 자료와 같이 이용하여 건물 3차원 모델링시 작업자의 수동적인 과정을 단축하였다. 항공사진과 해석도화기를 이용한 정확도 평가 결과 1:5,000 수치지도 정확도 규정을 만족하는 도시지역 건물 3차원 모델링이 가능하였고, 비교적 자동화된 공정을 이루었다.

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Comparison of Modelling Characteristics of Distinct Element Analysis Based on Implicit and Explicit Algorithm (Implicit 및 explicit 알고리즘에 기초한 개별요소 수치해석 방법의 모델링 특성 비교 연구)

  • 류창하
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.10 no.3
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    • pp.410-417
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    • 2000
  • The distinct element method has been effectively applied to the analysis of stability and behavior of jointed rock masses. In this paper the modelling characteristics of different types of distinct element model were investigated. Arch tunnel examples were chosen to compare the calculation results of two computer codes, NURBM and CBLOCK, where the former is based on implicit algorithm, and the other on explicit one. CBLOCK calculations show that joint properties are very important parameters in the stability analysis and that the joint stiffness ratio associated with joint configuration could be used as an indicator, whereas NURBM differ from that. Some other disagreements were also identified.

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Scale Effects of Initial Model and Material on 3-Dimensional Distinct Element Simulation (3차원 개별요소해석 시의 초기 모델 및 재료 스케일 영향)

  • Jeon, Jesung;Shin, Donghoon;Ha, Iksoo
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.12 no.7
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    • pp.57-65
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    • 2011
  • Numerical simulations by three-dimensional Particle Flow Code($PFC^{3D}$, Itasca) considering distinct element method (DEM) were carried out for prediction of triaxial compression test with sand material. The effect of scale conditions for numerical model and distinct material on final prediction results was analyzed by numerical models under various scale conditions, and following observations were made from the numerical experiments. It is very useful to model the initial material condition without any porosity conversion from 2-D to 3-D DEM. Numerical experiments have shown that in all cases considered, 3D distinct element modeling could provide good agreement on stress-strain behavior, volume change and strength properties with laboratory testing results. It was important thing to assess reasonable scale ratio of numerical model and distinct elements for saving calculation time and securing calculation efficiency under condition with accuracy and appropriateness as numerical laboratory. As results of DEM simulations under various scale conditions, most of results show that shear strength properties as cohesion and internal friction angle are similar in condition of $D_{mod}/D_{gmax}$ < 10. It shows that 3-D distinct element method could be used as efficient tool to assess strength properties by numerical laboratory technique.