• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.11b
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• pp.676-681
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• 2001

In this paper, the spin-up from rest to a state of solid-body rotation in a circular container with a slender rectangular obstacle on the bottom wall is analysed experimentally. We use a PIV method for the evolution of the free-surface flow. Laboratory experiments have been carried out for a variety of the obstacle height h(0, 5, 10 [mm]) and the liquid depth H(25, 50, 75, 100 [mm]). It was found that the spin-up time is crucially dependent on the obstacle height T. In the case of T=10[mm] the spin-up time is considerably shorter then the other cases.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.3
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• pp.181-191
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• 2020

In order to produce accurate initial condition of soil moisture for global Numerical Weather Prediction (NWP), spin-up experiment is carried out using Noah Land Surface Model (LSM). The model is run repeatedly through 10 years, under the atmospheric forcing condition of 2008-2017 until climatological land surface state is achieved. Spin-up time for the equilibrium condition of soil moisture exhibited large variability across Koppen-Geiger climate classification zone and soil layer. Top soil layer took the longgest time to equilibrate in polar region. From the second layer to the fourth layer, arid region equilibrated slower (7 years) than other regions. This result means that LSM reached to equilibrium condition within 10 year loop. Also, spin-up time indicated inverse correlation with near surface temperature and precipitation amount. Initialized from the equilibrium state, LSM was spun up to obtain land surface state in 2018. After 6 months from restarted run, LSM simulates soil moisture, skin temperature and evaportranspiration being similar land surface state in 2018. Based on the results, proposed LSM spin-up system could be used to produce proper initial soil moisture condition despite updates of physics or ancillaries for LSM coupled with NWP.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06e
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• pp.456-462
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• 2001

Comprehensive numerical computations are made of a homogenous spin-up in a cylindrical cavity with a time-dependent rotation rate. Numerical solutions are acquired to the governing axisymmetric cylindrical Navier-Stokes equation. A rotation rate formula is ${\Omega}_f={\Omega}_i+{\Delta}{\Omega}(1-{\exp}(-t/t_c))$. If $t_c$ is large, it implies that a rotation change rate is small. The Ekman number, E, is set to $10^{-4}$ and the aspect ratio, R/H, fixed to I. For a linear spin-up(${\epsilon}<<$), the major contributor to spin-up in the interior is not viscous-diffusion term but inviscid term, especially Coriolis term, though $t_c$ is very large. The viscous-diffusion term only works near sidewall. But for spin-up from rest, when $t_c$ is very large, viscous-diffusion term affects interior area as well as sidewall, initially. So azimuthal velocity of interior for large $t_c$ appears faster than that of interior for relatively small $t_c$. However, the viscous-diffusion term of interior decreases as time increases. Instead, inviscid term appears in the interior.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2007.11a
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• pp.209-211
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• 2007

The computational time of Stocahstic Diagonalization (SD) calculation for 2-dimensional interacting fermion systems is reduced by using several methods including symmetry operations. First, each lattice is subdivided into spin-up and spin-down lattices separately, thus allowing a bi-partite lattice. A valid basis state is then obtained from stacking up an up-spin configuration on top of a down-spin configuration. As a consequence, the memory space to be used in saving the trial basis state reduces significantly. Secondly, the matrix elements of a Hamiltonianin are reconrded in a look-up table when making basis state set. Thus the repeated calculation of the matrix elements of the Hamiltonian are avoided during SD process. Thirdly, by applying symmetry operations to the basis state set the original basis state is transformed to a new basis state whose elements are the eigenvectors of the symmetry operations. The ground state wavefunction is constructed from the elements of symmetric - bonding state - basis state set. As a result, the total number of basis states involved in SD calculation is reduced upto 50 percentage by using symmetry operations.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.985-985
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• 2012

최근 지구온난화 및 기후변화로 인해 단시간에 높은 강우강도를 가지고 발생하는 집중호우 홍수 등의 위험기상으로 인한 인명 및 재산피해가 빈번하게 발생하고 있어 초단기 및 단기 강수 예측에 대한 중요성이 부각되고 있다. 단기 강수예측모델은 다양한 관측자료의 사용과 자료동화기법의 개발로 예측능력이 크게 향상되었지만 수치모델의 고유특성인 스핀업(spin-up) 문제로 1~6시간까지 강수예측성능에 한계를 보인다. 반면 초단기 강수예측모델은 레이더기반으로 외삽법을 이용하여 1~3시간까지 높은 정확도의 강수예측을 하지만 강수에코의 생성 소멸의 물리과정을 포함하지 않아 3시간 이후의 정확도가 낮다. 이러한 단기 및 초단기 강수예측모델의 장점을 반영하여 최적 강수예측 자료 생산을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 초단기 및 단기 강수예측모델의 예측성능을 평가하였으며 모델의 예측성능 기반의 최적 강수자료 병합기법을 개발하였다. 향후 최적 강수예측 자료 생산체계가 구축되면 수문관련 유관기관에서 하천관리에 사용하는 유량예측모델에 시 공간적 고해상도의 강수예측정보를 제공하여 수문분야의 유량예측 정확도 행상에 기여할 것으로 기대된다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 2006.08a
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• pp.323-326
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• 2006

Numerical solutions for spin-up problem of a thermally stratified fluid in a cylinder with an insulating sidewall and time-dependent rotation rate are presented. Detailed results are given for aspect ratio of O(1), fixed Ekman number $10-^{4}$, Rossby number 0.05 and Prandtl number O(1). Angular velocity of a cylinder wall changes with following formula, $\Omega_f=\Omega_i+\Delta\Omega[1-\exp(-t/t_c)]$. Here, this $t_c$, value, which is very significant in present study, represents that how fast/slow the angular velocity of the cylinder wall reaches final angular velocity. The normalized azimuthal velocity and meridional flow plots for several tc value which cover ranges of the stratification parameter S(1 ~ 10) are presented. The role of viscous-diffusion and Coriolis term in present study is examined by diagnostic analysis of the azimuthal velocity equation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.99-99
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• 2018

기상이변으로 인해 국지성 호우의 발생 증가와 그로 인한 수재해 피해가 증가하고 있다. 따라서 수재해를 사전에 예측하고 저감하기 위해 비구조물적 대책인 실시간 홍수예보시스템 개발 및 운영에 관한 연구들이 수행되고 있다. 일반적으로 홍수예보시스템은 대피선행시간 확보를 위해서 초단시간 혹은 단기 수치예보모델을 수문해석모형이나 예보기법의 입력으로 활용하고 있다. 초단시간 예측은 기상레이더를 기반으로 외삽, 이류, 셀 추적 등의 기법을 활용하여 0~3시간 이내의 강수예측을 수행한다. 그러나 역학이나 물리적 과정이 동반되지 못하여 0~ 2시간 이내에서의 예측성은 높은 반면, 예측시간이 길어질수록 예측력이 낮아진다. 단기수치예보모델은 종관관측에 의존하면서 역학이나 물리과정을 동반하므로 0~6시간 혹은 12시간 이상의 예측을 수행하지만, 수치모델의 고유특성인 스핀업 등의 예측 불확실성이 내재되어 있어 예측 초기시간에서의 예측력이 낮은 한계가 있다. 따라서 강수예측의 정확도 향상을 위해 레이더와 수치예보모델의 병합기법이 필요하다. 본 연구에서는 통계분석을 통해 경험적으로 산출된 시간적 가중치를 이용한 기존 병합기법의 한계를 극복하면서 호우에 따른 가변성을 반영하는 실시간 병합기법을 개발하고, 수문학적인 활용성을 평가하고자 하였다. 사용된 예측강우 자료는 레이더 기반인 MAPLE, KONOS, 공간규모분할 예측강우와 수치예보모델 기반인 UM와 ASAPS의 예측강우이며, 제시한 가중치 산정기법은 직전 예측강우의 오차가 현 시점의 예측강우의 오차와 유사하다는 가정하에 오차항을 포함한 과거 1시간 예측강우들간의 가중치 조합이 과거 지상관측강우와의 평균제곱근오차가 최소가 되도록 화음 탐색법을 이용하여 찾는 것이다. 가중치 조합은 예측강우의 생산 시간 간격을 고려하여 매 10분마다 산정하며, 미래 3시간 예측까지 산정된 가중치를 적용한다. 수도권 영역을 대상으로 병합된 예측강우와 레이더 관측강우를 비교한 결과, 정량적 정확도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, 예측강우의 수문학적 활용성은 도시유출해석모의를 통해 평가하였다. 그 결과, 병합된 예측강우로 모의된 수심이 관측수심과 유사하여 수문학적 활용성 확인할 수 있었다.