• Title/Summary/Keyword: 수치 모델

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Study of Beach Profile Change with a Fixed Artificial Bar Using a Numerical Model (수치모델을 이용한 인공 연안 사주가 있는 해빈 단면 변화 연구)

  • 김태림
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.15 no.1
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    • pp.59-65
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    • 2003
  • The changes of beach profile with a natural longshore bar and beach profile with a fixed artificial bar are studied, respectively, using a numerical model. The quasi three dimensional wave-current-sediment transport model is applied with an addition of boundary condition for sediment transport on the artificial structure under water. The study shows that the natural bar adapts itself to the change of coastal physical environment by adjusting its location but the fixed artificial bar causes the formation of a second natural bar seaward of the fixed bar and scouring at the rear of the fixed bar. This study can be applied to work on the change of beach profile with submerged breakwaters.

On parallel computation for 3-d analysis of flow/wave field (3차원 유동/파동장 해석을 위한 병렬계산에 관한 고찰)

  • Lee, Woo-Dong;Hur, Dong-Soo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.88-88
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    • 2019
  • 컴퓨터 성능향상과 수치해석기법의 발달로 인해 Navier-Stokes 방정식에 기초한 수치모델을 활용한 3차원 유동/파동장 해석이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 아직까지 Navier-Stokes 방정식 모델의 계산부하를 PC에서 소화하기에는 무리가 따른다. 게다가 실험실 스케일을 벗어나, 실제 현장을 계산영역으로 설정할 경우에는 계산량이 엄청나게 증가하게 된다. 이것을 극복하기 위해서는 반듯이 병렬계산을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 계산부하가 큰 Navier-Stokes 방정식 기반의 3차원 수치모델 LES-WASS-3D를 활용한 대용량 병렬계산체계를 구축한다. 나아가 3차원 정밀 또는 광역의 유동/파동장 해석에 있어서 병렬계산체계의 성능과 적용성을 검토한다. 현재 보급되고 있는 PC들은 모두 멀티프로세서가 장착됨으로 손쉽게 병렬계산을 수행할 수 있다. 그러나 정밀 또는 광역해석을 위해서는 대용량 병렬계산 컴퓨터가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 보조프로세서를 장착한 공유메모리 환경의 고성능 병렬계산체계를 구축한다. 나아가 포트란 기반의 순차코드로 구축된 기존 3차원 Navier-Stokes 방정식 모델 LES-WASS- 3D를 병렬코드로 변환한다. 병렬계산 성능 및 적용성을 검토하기 위한 수치해석을 수행한다. 이상의 과정을 통해 본 연구에서 구축한 병렬계산체계의 성능 및 적용성을 확인할 수 있었다. 그리고 3차원 유동/파동장 해석에 있어서 정확도 향상뿐 아니라, 계산영역을 확장할 수 있는 계기가 마련되었다. 또한 유동/파동 해석보다 많은 계산시간이 필요한 지형변동 해석에도 충분히 적용될 수 있다고 판단된다.

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Multi-modal Meteorological Data Fusion based on Self-supervised Learning for Graph (Self-supervised Graph Learning을 통한 멀티모달 기상관측 융합)

  • Hyeon-Ju Jeon;Jeon-Ho Kang;In-Hyuk Kwon
    • Annual Conference of KIPS
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    • 2023.11a
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    • pp.589-591
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    • 2023
  • 현재 수치예보 시스템은 항공기, 위성 등 다양한 센서에서 얻은 다종 관측 데이터를 동화하여 대기 상태를 추정하고 있지만, 관측변수 또는 물리량이 서로 다른 관측들을 처리하기 위한 계산 복잡도가 매우 높다. 본 연구에서 기존 시스템의 계산 효율성을 개선하여 관측을 평가하거나 전처리하는 데에 효율적으로 활용하기 위해, 각 관측의 특성을 고려한 자기 지도학습 방법을 통해 멀티모달 기상관측으로부터 실제 대기 상태를 추정하는 방법론을 제안하고자 한다. 비균질적으로 수집되는 멀티모달 기상관측 데이터를 융합하기 위해, (i) 기상관측의 heterogeneous network를 구축하여 개별 관측의 위상정보를 표현하고, (ii) pretext task 기반의 self-supervised learning을 바탕으로 개별 관측의 특성을 표현한다. (iii) Graph neural network 기반의 예측 모델을 통해 실제에 가까운 대기 상태를 추정한다. 제안하는 모델은 대규모 수치 시뮬레이션 시스템으로 수행되는 기존 기술의 한계점을 개선함으로써, 이상 관측 탐지, 관측의 편차 보정, 관측영향 평가 등 관측 전처리 기술로 활용할 수 있다.

Numerical Simulation of Radial Strain Controlled Uniaxial and Triaxial Compression Test of Rock Using Bonded Particle Model (입자결합모델을 이용한 횡방향 변형률 제어 하에서의 암석의 일축 및 삼축압축시험의 수치적 모사)

  • Lee, Chang-Soo;Kwon, Sang-Ki;Jeon, Seok-Won
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.21 no.3
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    • pp.216-224
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    • 2011
  • In this study, Class II behavior of rock failure process under uniaxial and biaxial compression has been numerically simulated using bonded particle model. Class II behavior of rock was simulated by radial strain controlled uniaxial and biaxial compression tests using a suggested method of ISRM. Micro-parameters used in the simulation were determined based on the laboratory uniaxial compression tests carried out at ${\"{A}}sp{\"{o}}$ Hard Rock Laboratory, Sweden. Class II behavior of ${\"{A}}sp{\"{o}}$ rock was effectively simulated using newly proposed numerical technique in this study, and the results of numerical simulations show good similarity with the complete stress-strain curves for Class II behavior obtained from the laboratory tests.

Neural network model for turbulent jet (난류 제트 신경망 모델)

  • Choi, Seongeun;Hwang, Jin Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.247-247
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    • 2022
  • 제트류는 복잡한 흐름 중 하나로 다양한 크기의 에디가 다양한 운동량을 가지고 있다. 이러한 제트류를 구현하기 위해서는 난류 운동 에너지 등 제트류의 특성을 잘 반영하여야 한다. 제트를 구현하기 위해서는 수리학적 모델, 현장 실험 등 많은 방법이 있으며, 본 연구에서는 상대적으로 공간, 시간적 비용이 적게 드는 수치해석 방법을 사용하여 연구를 진행하였다. 대표적인 수치해석방법에는 DNS(Direct Numerical Simulation), LES(Large Eddy Simulation), RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes) 등이 있다. RANS는 시간 평균 흐름 특성만 산출하며 제트의 복잡성을 재현하는 데 한계가 있어, 본 연구는 DNS와 LES 모델을 이용하여 제트류를 구현하는 것에 초점을 맞추었다. DNS는 해당 격자에서 발생하는 모든 에디를 직접 해석 때문에 난류 모델링이 필요하지 않지만, 많은 수의 그리드가 필요하여 수치해석 시 소요시간이 긴 편이다. LES는 대규모 에디는 직접 해석하지만 일정 크기 이하의 소용돌이를 해석하기 위해서 모델이 필요하다. 따라서 서브 그리드 모델에 따라 약간 다른 결과를 보인다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 LES의 기존 서브 그리드 모델을 사용하지 않고 신경망 모델로 학습한 DNS 결과를 활용하는 방법을 제안한다. 우선 DNS와 LES 모델을 사용하여 에너지 스펙트럼을 비교하여 서브 그리드 모델이 시작하는 파수를 찾는다. 이후 특정 파수 아래의 작은 에디를 모사할 적절한 신경망 모델을 결정하여 DNS의 작은 에디를 신경망 알고리즘이 모사할 수 있도록 학습시킨다. 이후 기존 서브 그리드 모델을 사용하지 않고 학습된 신경망 알고리즘을 사용한 LES 모델이 모사한 제트류와 실제 DNS 모델을 사용한 제트류를 비교 및 평가한다.

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A Study on the Suitability of the Mohr-Coulomb Model for Numerical Analysis of Ground Excavation (지반굴착 시 Mohr-Coulomb 모델 적합성에 관한 수치해석적 분석)

  • Lee, Jonghyun;Jin, Hyunsik;An, Joonsang;Baek, Yong;Yoon, Hyeongsuk
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.30 no.1
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    • pp.1-15
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    • 2020
  • The Mohr-Coulomb model is mainly used in evaluating the behavior of the ground in numerical analyses of domestic ground excavation. This study analyzes its limitations and compares its numerical results with the hyperbolic model, a model that closely follows actual ground behavior during excavation. Recent applications of the Mohr-Coulomb model in Korea have tended to impose arbitrary special boundary conditions to control the problem of excessive heaving of the ground excavation surface. This adjustment only controls the size of the heaving of the excavation surface, implying that the ground behavior is distorted from the actual behavior. This study compares results from the hyperbolic model (hardening soil model) and the Mohr-Coulomb model, and confirms that the hyperbolic model provides both a more-suitable solution to the problem of heaving during excavation and the actual stress-strain behavior. In numerical analyses of ground excavation, the hyperbolic model is expected to give results consistent with the actual ground behavior.

A Study on the GCP and DEM Accuracy Evaluation of SPOT Image Using GPS (GPS를 이용한 SPOT 영상의 GCP 및 DEM 정확도 평가)

  • 윤희천;이용욱
    • Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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    • v.22 no.1
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    • pp.73-80
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    • 2004
  • The purpose of this study is the GCP/DEM estimations through satellite stereo image interpretation using GPS. We carried out GPS observation fixing first order control points and GPS permanent stations. Comparing static surveying and kinematic surveying, we analysed the surveying methods for GCP and DEM estimations. As the results, considering SPOT image spatial resolution, the DEM can be made through satellite stereo image interpretation.

불포화 층상 해안 대수층 내에서의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 유한 요소 모델링

  • 정병주;김준모
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.342-346
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    • 2002
  • 불포화 층상 해안 대수층 내에서의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 연구를 위해 하나의 지하수 유동-용질 이동 연동 수치 모델이 제시되었다. 이 수치 모델은 밀도 의존적 지하수 유동 지배 방정식, 염분 이동 지배 방정식 및 농도와 밀도의 관계식, 그리고 유한 요소법에 기초하여 개발되었다. 서로 다른 두가지 성질의 불포화 대수층이 고려되었다. 하나는 사질토층 위에 점토층이 존재하는 층상 대수층이고, 다른 하나는 사질토층과 점토층이 혼합된 두가지 물질로 구성된 균질화된 대수층이다. 수치모델의 결과는 층상 불균질성 (layered heterogeneity)가 해안 대수층 내에서의 밀도의존적 지하수 유동과 염분 이동에 있어서 매우 중요한 역할을 하고 있음을 보여준다. 그러한 층상 불균질성의 효과는 사질토층과 점토층과의 현저한 수리학적 및 수리역학적 성질의 차이에 기인한다 따라서 실제 해안 대수층 내에서 관찰되는 점토층을 적절히 고려하는 것이 보다 합리적고 타당한 해안 대수층내에서의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동 해석을 가능하게 할 것이다.

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UFID-based Spatial Data Model for Digital Map (UFID기반의 수치지도 공간 데이터 모델)

  • Kim, Hyeongsoo;Kim, Sang Yeob;Lee, Yang Koo;Lee, Jong Woo;Park, Chung;Ryu, Keun Ho
    • Annual Conference of KIPS
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    • 2009.04a
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    • pp.401-402
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    • 2009
  • 정보화 기술의 발전과 더불어 GIS의 대중화에 따라, 다양한 형태와 주제로 공간 정보를 제공하는 수치지도의 수요가 증가하고 있다. 기존의 수치지도 데이터는 도엽 단위로 관리하기 때문에 관리 및 갱신을 효율적으로 지원하기 어렵다. 이 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 객체의 연속적인 표현, 객체 단위의 갱신 및 이력관리가 가능한 UFID기반의 수치지도 데이터 모델을 제안하였다. 제안한 모델은 각 지형지물에 새로운 UFID를 부여하여 연속적인 지형지물 표현과 갱신으로 인한 지형지물별 이력 관리가 가능하도록 하였다. 마지막으로 제안된 모델의 효율성을 검증하기 위하여 타당성을 분석하였다.

A Numerical Analysis of Porewater Pressure Predictions on Hillside Slopes (수치해석을 이용한 산사면에서의 간극수압 예측에 관한 연구)

  • 이인모;서정복
    • Geotechnical Engineering
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    • v.10 no.1
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    • pp.47-62
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    • 1994
  • It has been well known that the rainfall-triggered rise of groundwater levels is one of the most important factors resulting the instability of the hillside slopes. Thus, the prediction of porewater pressure is an essential step in the evaluation of landslide hazard. This study involves the development and verification of numerical groundwater flow model for the prediction of groundwater flow fluctuations accounting for both of unsatu나toed flow and saturated flow on steep hillside slopes. The first part of this study is to develop a nomerical groundwater flow model. The numerical technique chosen for this study is the finitro element method in combination with the finite difference method. The finite element method is used to transform the space derivatives and the finite difference method is used to discretize the time domain. The second part of this study is to estimate the unknown model parameters used in the proposed numerical model. There were three parameters to be estimated from input -output record $K_e$, $\psi_e$, b. The Maximum -A-Posteriori(MAP) optimization method is utilized for this purpose, . The developed model is applied to a site in Korea where two debris avalanches of large scale and many landslides of small scale were occurred. The results of example analysis show that the numerical groundwater flow model has a capacity of predicting the fluctuation of groundwater levels due to rainfall reasonably well.

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