• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.7 s.168
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• pp.575-581
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• 2006

This paper presents a systematic approach for the economical design of stormwater quality control systems. For the design of runoff quality control system (RQCS), the rainfall-runoff process requires the local rainfall data recorded continuously. In this study the rainfall probability distribution is assumed to follow an exponential decay function. Applying the exponential decay function, the normalized curves are derived to explain the non-exceedance probability distributions. The optimal curves for the determination of the RQCS size are derived based on the overflow risk. Comparison of the optimal capture volume and peak runoff rate to those computed by an urban rainfall-runoff model(ILLUDAS) demonstrates that the optimal CSOs(Combined Sewer Overflows) curves derived in this study can be utilized for the design of stormwater quality control systems in Korea avoiding an excessive computational effort based on over flow risks.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.9
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• pp.816-825
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• 2007

With a view to building up a program used in conceptual design of liquid rocket engine system, a preliminary performance-based code for an integrated engine system has been developed by incorporating sub-modular programs for each essential engine component. Modular descriptions for each component were formulated mathematically with essential parameters. In the whole iterative circuits for predicting engine performance, matching conditions of mass flow rate and pressure drop through each engine component have been considered. Mass balance calculations at each inter-component boundary are found smoothly converged. All the pressure drops through engine components as a function of mass flow rate are added up to provide turbo-pump outlet condition. In this paper, the flow chart for each iterative circuit and design methodologies are presented. Resultant predictions are validated with real engine data.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.18 no.4
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• pp.172-181
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• 2015

Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) continue to be among the most promising alternative energy devices. This paper addresses i-V characteristics of SOFC with a focus on air flow rate along the planar anode electrodes. To address this, detailed Butler-Volmer kinetics are implemented in a general-purpose CFD code FLUENT. The numerical results were validated against experimental data from the literature showing excellent match with i-V polarization data ranging 1V-0.4V. Numerical calculations of fuel cell operation under different flow rare conditions were performed in three-dimensional geometries. Results are presented in terms of concentration distribution of hydrogen, oxygen, and water. The simulations and results indicate that advanced CFD with UDF(User-Defined Function) of Butler-Volmer kinetics can be used to identify the conditions leading to air flow rate and specific surface area and guide development of operating conditions and improve the fuel cell system performance.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.361-361
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• 2022

최근 기후변화의 영향으로 국지성 집중호우에 의한 홍수 피해가 빈번히 발생하고 있으며, 이로 인한 인명 및 재산 피해가 증가하고 있다. 2020년의 경우, 최장 기간 장마로 인해 금강유역을 비롯한 전국에서 산사태, 제방 붕괴, 침수 등 많은 피해가 발생하였다. 이러한 홍수피해 저감을 위해서는 신뢰도 높은 홍수량 예측이 요구된다. 특히, 토양수분과 같이 시간에 따른 유역 수문 정보를 모의 과정에서 고려하는 것이 매우 중요하다. 아울러, 유역 전반에 대한 토양수분 정보는 실시간으로 획득하는 것이 어려워 이를 고려할 수 있는 강우-유출모형을 활용하는 것이 바람직하다. 이러한 수문모형으로 SURR(Sejong University Rainfall Runoff) 모형이 있으며 다양한 적용 및 평가를 통해 모형 활용성에 대한 증진이 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 저류함수 기반의 시단위 연속형 강우-유출모형(SURR 모형)을 활용한 강우-유출 모의를 수행하여 홍수 피해가 컸던 금강유역을 대상으로 모형의 적용성을 평가하고자 한다. 평가기간은 2006~2020년으로써 유량관측 지점별 매개변수 검·보정을 수행하였다. 관측 및 모의 유량에 대한 도시적 및 통계적(CC, RMSE, NSE) 평가를 수행하여 유출 모의에 대한 정확도를 평가하였다. 평가결과, 관측 및 모의 유량 간의 거동이 유사한 것으로 나타났으며 첨두유량 및 시간이 비교적 잘 일치하는 것으로 나타나 대상유역의 신뢰도 높은 유출량을 모의하는데 적합한 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 향후 AI 기법과 연계한 돌발홍수 예측 연구에 활용하여 정확도 높은 유역 홍수량 예측 및 선행시간 확보에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.350-350
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• 2022

R은 통계 및 빅데이터 분석에 널리 사용되는 오픈 소스 프로그래밍 언어로, 통계와 그래픽스에 관련된 기능을 확정할 수 있어 다양한 분야에 활용되고 있다. 특히, 수자원 분야의 연구에서 그 활용이 늘어나고 있으며, 최근 들어 다양한 수자원 관련 R 패키지가 발표되고 있다. 이중, 미국 지질조사국(U.S. Geological Survey, USGS)이 개발한 EGRET은 수질 및 유출량 자료의 장기 추세 변화 분석을 위한 패키지로 R 프로그래밍 언어를 기반으로 구동되며, 분석·처리한 데이터에 대하여 광범위한 그래픽 프리젠테이션을 제공하여 탐색적 자료 분석에 매우 효과적인 도구이다. 특히, EGRET 패키지는 농도와 유출 사이의 관계 특성, 수집된 자료의 계절성 존재 및 특성, 점진적 또는 급격한 경향의 존재를 검토할 수 있는 그래픽 결과를 제시하며, 가중 회귀(Weighted Regressions on Time, Discharge, and Season, 이하 WRTDS) 모델을 적용하여 농도와 부하의 상태와 경향을 특성화한다. 시간, 유량 및 계절에 대한 WRTDS 모델은 농도 및 부하의 상태와 경향을 특성화하는 데 사용할 수 있는 수질 데이터 세트의 분석 방법으로, 근본적으로 탐색적 데이터 분석 방법으로 다양한 유형의 트렌드 시나리오에 민감하도록 설계되었으며 선형 또는 2차 함수형에 맞지 않을 수 있는 시간적 추세를 탐지하여 설명할 수 있고, 불규칙한 간격의 자료를 사용하기에 적합한 장점이 있다. 본 연구에서는 북한강 상류의 지속적인 흙탕물 발생으로 문제가 되고 있는 자운지구의 자운천을 대상으로 흙탕물 발생 현황을 분석하기 R을 이용하여 탐색적 자료 분석을 실시하였다. 자료 분석은 EGRET 패키지를 사용하여 수집된 자료(2016년 4월 - 2021년 7월까지 수집된 191개의 SS 자료와 인근 유량측정망의 유량자료)의 유량과 SS 농도 간의 관계, 시간에 따른 SS 농도 분포, SS 농도의 월별 특성 분석 및 유황별 SS 농도 변화 등을 검토하였으며, WRTDS 모델로 SS와 부하량을 예측하고 검토하여 자운천 유역의 흙탕물 부하 특성을 검토하였다.

• Water for future
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• v.9 no.2
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• pp.87-100
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• 1976

These studies are aimed at the analysis of systematic variation pattern of water resources in Korean river catchments and the development of their simulation models from the stochastic analysis of monthly and annual hydrologic data as main elements of water resources, i.e. rainfall and streamflow. In the analysis, monthly & annual rainfall records in Soul, Taegu, Pusan and Kwangju and streamflow records at the main gauging stations in Han, Nakdong and Geum river were used. Firstly, the systematic variation pattern of annual streamflow was found by the exponential function relationship between their standard deviations and mean values of log-annual runoff. Secondly, stochastic characteristics of annual rainfall & streamflow series were studied by the correlogram Monte Carlo method and a single season model of 1st-order Markov type were applied and compared in the simulation of annual hydrologic series. In the simulation, single season model of Markov type showed better results than LN-model and the simulated data were fit well with historical data. But it was noticed that LN-model gave quite better results in the simulation of annual rainfall. Thirdly, stochastic characteristics of monthly rainfall & streamflow series were also studied by the correlogram and spectrum analysis, and then the Model-C, which was developed and applied for the synthesis of monthly perennial streamflow by lst author and is a Markov type model with transformed skewed random number, was used in the simulation of monthly hydrologic series. In the simulation, it was proved that Model-C was fit well for extended area in Korea and also applicable for menthly rainfall as well as monthly streamflow.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.3
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• pp.78-86
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• 2016

In this paper we propose a new frame transfer function model describing the variations of a heat release rate in response to an external flow oscillation in gas turbine systems. A critical difference of our model compared to the so-called $n-{\tau}$ model which has been widely used for a prediction of combustion instability (CI), is that our model is able to describe a nonlinear relation between phase and frequency. In contrast, the phase part of the $n-{\tau}$ model is a pure time delay and thus the phase should be a linear function of frequency, which is inconsistent with many experimental results of real combustion systems. For an illustration, our new model is applied to experimental data and the effect of phase nonlinearity is investigated in the context of combustion instability.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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• v.20 no.1
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• pp.13-20
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• 2012

In this study, the change pattern of hydrological response function as development has been observed. The target watershed was selected Tanbu sub-Basin in the Bocheong Basin. The applied channel networks are composed of 10 cases that are channel networks by strahler's ordering scheme and cases of all grids channel or the hillslope in basin. To each case of grid in basin, channel and hillslope drainage path lengths to outlet of basin are calculated, and hydrological response function was calculated by Nash Model. As results of this analysis, the peak discharge of hydrological response function is increased and peak time is shortened as development of channel networks. And based on statistical characteristics of hydrological response function, mean (lag time) and variance of travel time are reduced exponentially.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.28 no.2
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• pp.35-48
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• 2019

Domestic hydraulic drifters till now have been developed by benchmarking products from overseas leading companies. However, they do not have excellent impact performance as they are not suitable for characteristics (large flow rate and low pressure) of Korean hydraulic drill power pack, and therefore, research on the optimum design has not made much headway. This study performs multi-objective function optimization for hydraulic drifters whose capacity has been redesigned to deal with the large flow rate, and also with the help of this function, it aims to improve impact power and reduce supply and surge pressure. A summary of the research study is as follows: First, we set goals for improving impact power, supply pressure, and surge pressure, and then perform multi-objective function optimization on them. After that, we secure the reliability of the optimized analytical model by comparing the test results of the prototype built by the optimized design with the analysis results of the analytical model. This study used SimulationX, that is the hydraulic system analysis software, and EasyDesign, which is a multi-objective function optimization program. Through this research, we have achieved the results that satisfy the goal of developing high power drifters suitable for Korean type hydraulic drills.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.340-340
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• 2021

가뭄의 특성상 시점과 종점을 명확하게 정의하기 어렵기 때문에 기준수문량을 설정하고 부족량과 지속기간을 정의하는 것이 일반적이다. 대상 수문량은 강우나 유출량을 사용할 수 있지만, 두 성분간 지체와 감쇄효과로 인하여 빈도해석의 결과는 차이를 보일 수 밖에 없어, 사용 목적에 따라 선별적으로 적용해야 한다. 가뭄빈도해석은 강우를 기반으로 지속기간과 심도를 정의하여 빈도를 해석하는 연구가 선행되어왔지만, 기본적으로 강우의 간헐적 발생특성과 체감도의 한계가 문제로 지적되고 있다. 본 연구에서는 댐 유입량의 Run 시계열 특성을 이용하여 다양한 유황을 기준유량으로 활용하여 가뭄의 시점과 종점에 대한 가뭄사상을 추출하고 지속기간과 누적부족량을 계산하여 가뭄빈도해석의 변수로 설정하였다. 두 변수간의 복잡한 상호 관계를 해석하기 위해 Copula 함수를 이용한 이변량 가뭄빈도해석을 진행하였다. 먼저 소양강댐('74-'19) 유입량, 충주댐('86-'19) 유입량을 연구대상지역으로 설정하여, 두 유역의 유입량의 추세분석을 통해 시간의존성을 파악하였다. 유황분석에 사용되는 분위량중 평수량을 기준값으로 사용하여 각 년별 최대 지속기간과 누적부족량을 추출하였다. Copula 가뭄빈도해석을 수행하기 전에 지속기간에는 GEV, 누적 부족량에는 Log-normal 분포를 적용해 단변량 누적확률분포를 계산하여 재현기간을 도출하였다. 이변량 빈도해석에 Clayton Copula 함수를 적용하여 가뭄빈도해석을 진행하였고, Copula 이변량 재현기간과 SDF곡선을 도출하였다. Clayton Copula를 이용한 이변량 가뭄빈도해석의 결과로 소양강댐의 가장 극심한 가뭄은 1996년으로 단변량 재현기간은 지속기간 기준 9.11년, 누적부족량 기준 17.26년, Copula 재현기간은 141.19년 이며 충주댐의 가장 극심한 가뭄은 2014년으로 단변량 재현기간은 지속기간 기준 17.76년, 누적부족량 기준 18.72년, Copula 재현기간은 184.19년으로 단변량 가뭄빈도해석을 통한 재현기간보다 Copula 재현기간이 높은 결과가 도출되었다. Run 시계열을 바탕으로 한 기준유량의 임계값 기준 Event 산정과 Copula를 이용한 빈도해석은 가뭄분석에 이용되는 자료의 상관관계와 분포특성을 재현하는데 효과적인 특징이 있다. 이를 미루어 보아 Copula 함수를 이용한 가뭄빈도해석의 재현기간은 보다 현실적인 재현기간을 도출할 수 있는 것으로 판단된다. 임계값의 조정을 통해 가뭄빈도해석의 변수의 양이 늘어나면, 보다 정확도 높은 재현기간을 도출하여 수문학적 가뭄을 정의할 수 있을 것이라고 사료된다.