• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
• /
• pp.33-33
• /
• 2016

산사태 발생 예측은 재해를 예방하고 대처하기 위한 가장 근본적이며 효과적인 방법이나, 과학기술의 발전과 많은 노력에도 불구하고 아직 산사태의 발생 장소와 시기를 예측하는 것은 매우 어려운 일이다. 산사태 발생 예측 기법은 크게 경험론적 지수기법, 통계적 해석기법, 물리적 해석 기법으로 나뉠 수 있다. 이 세 방법은 각기 장단점이 있으나 일반적으로 후자로 갈수록 많은 데이터가 요구되고, 해석에 시간이 필요하며, 보다 신뢰할만한 결과를 도출할 수 있다. 경험론적 지수 기법은 국내에서 실무적으로 널리 활용되고 있으며, 통계적 해석기법에 관한 연구도 수행된 바 있다. 하지만 이 두 방법론은 일정량 또는 일정강도 이상의 강우 발생 시 산사태의 발생 위험도를 공간적으로 예측할 수 있으나, 산사태의 발생 시점과 연속적인 강우량 또는 강우강도의 관계를 정량적으로 분석하기 힘든 한계가 있어 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 무한사면안정 모형과 토양수분침투 모형을 결합한 시변 사면안정모형들이 활용되기 시작하고 있다. 대표적으로는 TRIGRS가 있으며, 이 모형에서는 선형화한 1차원 Richards 방정식의 해석해를 활용하여 토양수분량을 계산한 후 이 정보를 무한사면안정모형에 반영하여 시변적인 사면안정도를 구하고 있다. 하지만 Richards 방정식을 선형화하기 위해서 제한된 토양수분-압력 관계식이 사용되며, GUI가 제공되지 않아 전처리 및 후처리가 번거로운 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 한계를 개선하기 위해 3차원 Richards방정식을 수치적으로 계산하여 보다 다양한 토양수분-압력 모형과 초기조건을 반영할 수 있게 하였다. 또한 GUI를 지원하여 사용자가 보다 손쉽게 해석모형을 사용할 수 있도록 하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제27권8호
• /
• pp.411-417
• /
• 2008

본 논문에서는 헬름홀쯔 적분 방정식에서 유도된 식을 이용하여 구조물의 표면 압력을 구조진동 성분에 대한 단순한 적분형태로 표현하여 음향방사 및 구조/음향 연성 문제를 수치적으로 푸는 방법에 대하여 다룬다. 이 식은 임의의 형상에 대하여 유도된 식으로 Rayleigh 식과 유사한 형태를 갖는다. 이 식을 이용하면 표면 압력을 구조물의 속도에 대한 단순 적분 형태로 나타낼 수 있기 때문에 경계요소법과 같이 연립방정식에 대한 행렬식을 풀 필요가 없다. 또한 헬름홀쯔 적분 방정식에 기반을 둔 다른 방법 들이 가지는 해의 유일성 문제도 갖지 않는 장점이 있다. 본 논문에서는 구형 셀에 대하여 수치해와 정해를 비교하여 제안한 방법의 타당성을 검증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제16권2호
• /
• pp.47-57
• /
• 1984

2상유동을 해석하기 위한 3차원 코드인 THERMIT-6S의 미분 방정식을 세우기 위해, 수학적으로 정확하게 유도된 시간과 공간에 대해 평균한 보존 방정식을 단순화했다. 미분 방정식을 불연속화(discretization)하여 THERMIT-6S의 차분방정식을 얻는다. First-order spatial scheme, donor cell method, 그리고, staggered mesh layout을 써서 공간에 대한 불연속화를 한다. 그리고 시간에 대한 불연속화는 first-order semi-implicit scheme으로써, sonic terms와 국부적인 전달 현상에 관계되는 항들은 implicit하게 그리고 대류 전달 항들은 explicit하게 취급한다. 이렇게 얻어진 방정식들은Newton-Raphson 방법으로 선형화된다. 축소된 압력 방정식을 만들기 위해 모든 변수들이 mesh cells사이에서 단지 압력 변수를 통해서만 결부되도록, 선형화된 방정식들을 처리한다. OPERA-15 실험을 수치해석적으로 모의실험하여 본 결과, THERMIT-6S가 flow coastdown, 역류, 유체진동(flow oscillation) 등을 포함하고, sodium boiling 후의 원자로내의 변화를 예측하는데 매우 유효하다는 것이 밝혀졌다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제2권2호
• /
• pp.38-41
• /
• 1978

이 논문에서는 표면의 일부에 기지의 압력을 밥는 긴 원주내의 응력분포를 구하는 문제를 고찰하였다. 문제를 혼합경계치조건에서 발생되는 쌍적분방정식의 해를 구하는 문제로 간단히 한후에 제 2종 Fredholm 적분방정식을 해결하는 문제로 하였다. 이 적분방정식의 수직해를 전자계산기에 의하여 구한 다음 도시하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제30권4호
• /
• pp.61-73
• /
• 1993

본 연구에서는 탱크 내에 부분적으로 적재되어 있는 액체화물의 유동문제를 유한차분법을 이용해 해석하였다. 자유표면의 변화를 추적하고 유체장 내의 연속방정식과 Navier-Stokes 방정식을 만족시키기 위해 SOLA-SURF 기법이 적용되었다. 특히, 심한 유동으로 인한 탱크 상부에서의 충격압력을 예측하기 위해 충격완화영역의 개념을 도입하여 갑작스런 경계조건의 변화를 억제함으로써, 보다 현실적인 압력값을 예측할 수 있도록 하였다. 수치계산에서는 실험결과가 알려진 세가지 모델들에 대한 계산을 수행하였는데, 계산결과가 실험결과에 비교적 잘 일치하고 있었다. 그리고, 이 기법의 실선적용에 대한 가능성을 살펴보기 위해 30만톤급 초대형 유조선에 대한 실선계산도 수행하였다. 이러한 적용을 바탕으로 본 연구에서 적용된 수치기법이 sloshing 충격압력의 추정에 실용적으로 적용할 수 있음들 확인하였다.

• 에너지공학
• /
• 제5권1호
• /
• pp.19-27
• /
• 1996

극저온 물질의 저장용기가 외부로부터 일정한 열유속을 받을 때 저장용기내의 압력상승을 해석하였다. 저장용기는 원통형 축대칭이고 윗벽과 아래벽은 단열되었으며 열유속은 옆벽에서 받는다. 유한차분법을 이용하여 저장용기내의 자연대류현상을 해석하였으며, 대상물질로는 산소, 수소 및 질소를 대상으로 하였다. 액체는 비압축성 유체, 기체는 virial 상태방정식을 만족하는 것으로 가정하였다. 기체의 2차 virial 계수는 Lennard-Jones 모형으로부터 구했다. 저장용기내의 압력상승에 미치는 주요한 인자는 외부열유속과 저장용기벽의 열용량 그리고 기체의 초기 부피비였으며, 이들중 가장 중요한 변수는 외부열유속이었다. 산소에 대해 기체를 이상기체를 가정했을 때와 virial 상태방정식을 만족하는 기체로 가정했을 때의 압력차이를 비교했다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제39권8호
• /
• pp.711-718
• /
• 2011

본 논문에서는 열화학적 분해 및 열기계학적 변형이 고려된 구성 방정식을 사용하여 다공성 탄소/페놀릭 복합재료의 열탄성 거동을 예측하였다. 다공성 복합재료의 온도 의존성 및 열화학적 분해 과정에서의 기공도, 분해 가스에 의한 기공 압력, 재료의 수축을 고려하였다. 기공도와 기공 압력이 고려된 대표 체적 요소 모델의 유한요소 해석을 통해 산출된 거시적 기공 탄성 계수를 구성 방정식에 적용하였다. 간단한 수치 실험을 통해 기공탄성 계수가 다공성 재료의 열탄성 거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 재료 내부에 형성된 기공과 기공 압력에 의한 응력 구배 및 변형을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제27권5호
• /
• pp.710-720
• /
• 1995

원자로에서 펌프에 의해 야기되는 맥동 압력은 원자로 내부 구조물에 진동과 손상을 줄 수 있기 때문에 관심이 증가되고 있다. 본 연구에서는 냉각관과 환형관(원자로 압력 용기와 노심 보호 지지대 사이)으로 구성된 기하 형태에서 펌프에 의해 야기되는 맥동 압력을 해석할 수 있는 수력학적 모델을 개발하였다. 수학적 지배 방정식은 압축성, 비점성 유체에 대해 선형화된 Navier-Stokes 방정식이다. 냉각관과 환형관을 따로 분리하여 해석하고 두영역의 커플링 영향을 고려하였다. 또한 본 기하 형태에서 펌프맥동 압력에 영향을 미치는 주요 기하 인자에 대한 평가를 수행하였다. 본 해석 결과와 실험차를 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권3호
• /
• pp.213-219
• /
• 2013

본 논문의 목적은 스풀 랜드(spool land)와 슬리브(sleeve) 사이의 정특성 방정식으로부터 스풀 밸브의 압력 특성과 유동특성을 구하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 스풀 랜드와 슬리브 사이의 유동을 환상간극 유동과 오리피스 유동, 그 중간의 천이 영역으로 나누고, 천이 영역의 유량계수를 길이에 따른 두 영역으로 나눈 선형 일차방정식으로 가정하였다. 스풀 밸브의 압력특성방정식을 구하기 위해 스풀의 중립지점에서부터의 변위에 따른 유동을 $q_a=q_b=0$의 조건으로부터 구하였으며, 스풀 밸브의 유량특성방정식을 구하기 위하여 스풀의 중립지점에서부터의 변위에 따른 유동을 $q_a=q_b$, $p_a=p_b$의 조건으로부터 구하였다. 구해진 수식의 타당성은 수치해석을 통해 실험식 및 기존논문과의 비교를 통해 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.127-127
• /
• 2023

지표수와 하상 경계층에서 발생하는 흐름 교환은 하천, 호소, 연안, 해안 등 자연계에 존재하는 수환경시스템에서 일반적으로 나타나는 수리학적 특성으로서, 흐름 교환이 발생하는 경계층 아래 하상층 영역을 혼합대(hyporheic zone)라 부른다. 수질오염사고 등에 의해 외부의 오염물질이 하천 내 유입될 경우, 혼합대 흐름에 의해 하상층으로 침투되고 지표수 대비 유속이 느린 하상 내 공극 흐름에 의해 거동함에 따라 이들의 하천 내 체류시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지표수와 하상 흐름을 연계한 수치해석 방법을 적용하여 혼합대가 지표수 내 용질 체류시간에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 연직 2차원 Reynolds 평균 Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Darcy 방정식을 연계하여 지표수와 하상 내 흐름을 해석하였다. 지표수 영역은 RANS 방정식을 이용하여 모의하였고, 지표수 흐름해석에서 얻어진 하상의 압력장을 경계조건으로 하여 Darcy 방정식과 함께 하상 내 흐름을 모의하였다. 여기서 하상의 형태는 자연계 하천에서 일반적으로 관찰되는 사련하상(Ripple bed)으로 모사하였다. 이후, 지표수-하상 연계모의를 통해 얻어진 흐름 결과를 바탕으로 지표수-하상 경계층에서 용질거동을 모의하였다. 흐름 모의결과를 과거 실험자료와 비교한 결과, 지표수 영역 내연직흐름 분포를 정확하게 재현하였고, 동시에 혼합대 흐름 구조에 큰 영향을 미치는 지표수-하상 경계층 압력 분포 역시 관측값과 유사하게 나타났다. 용질거동 해석을 통해 얻어진 용질의 체류시간을 분석한 결과, 혼합대 흐름이 고려된 경우(투수성 하상)와 고려되지 않은 경우(불투수성 하상)를 비교했을 때 전자에서 체류시간 분포의 감수곡선이 길어지고 첨두농도가 감소하는 것으로 나타났다. 아울러, 지표수 영역의 유입부 경계의 평균 유속이 증가함에 따라 최대 체류시간이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 지표수-하상 경계층에서의 압력 경사가 커져 혼합대 내 유속이 증가함에 기인하는 것으로 분석되었다.