• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.50-50
• /
• 2016

하천에서 유사 및 오염물질의 이동을 예측하기 위하여 초점을 두는 것에는 두 가지 요소가 있다. 입자의 농도로 나타낼 수 있는 양의 개념과 입자의 위치로 나타낼 수 있는 공간의 개념이 그것이다. 유사 입자와 같이 그 비중이 물보다 큰 경우, 흐름 내에서 침전과 부상의 메커니즘을 반복하게 되는데 최종적으로 바닥에 침적하는 위치는 하상변동, 서식처 등 하천관리의 다양한 측면에서 매우 중요하다. 유사 입자가 바닥에 침적하는 위치를 예측하는 데에는 난류와 지형 같은 많은 불확실한 요소가 내포되어 있어, 같은 크기의 유사 입자라 하여도 하나의 exact point로 도달하지 않는다. 이러한 불확실한 요소를 고려하여 침전 위치를 산정하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 침전 위치를 확률밀도함수로 나타내어 분석하고자 한다. 입자의 침전 위치를 확률밀도함수로 나타내기 위하여 입자 기반의 추적 모형을 사용하여 위치 데이터를 얻었으며, 이를 실험데이터와 비교하여 검증 후 확률밀도함수로 나타내었다. 그 결과 입자의 침적 위치에 대한 확률밀도함수는 로그정규분포를 띠고 있음을 확인하였으며, 확률밀도함수를 나타내는 매개변수를 물리 기반 회귀모형식으로 일반화 하여 나타낼 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.245-245
• /
• 2021

해양으로 유출된 5 mm 이하의 크기로 분해된 미세플라스틱이 해양 환경 오염의 주요 원인으로 자리잡았다. 최근에는 청정해역으로 알려진 남극해에서도 발견되고 있어 남극해에 잔류하는 미세플라스틱 오염 수준을 이해하기 위해 노력하고 있다. 하지만, 파랑의 효과를 고려한 남극해의 해수 순환 구조와 미세플라스틱의 고유 특성을 반영한 미세플라스틱의 거동 및 공간적 분포에 대한 복합적 이해는 상대적으로 부족하다. 남극해에서 발견된 미세플라스틱은 과학기지들의 방류수나, 조사선 등과 같은 인위적인 활동으로 인해 집적될 수 있으며, 특히 영구적으로 거주하는 과학기지에서 흘려보내는 방류수에 포함된 미세플라스틱은 과학기지 주변 해수 오염에 직접적인 영향을 줄 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 파랑 효과에 따른 남극 킹조지 섬(King George Island)에 위치한 세종과학기지의 방류수에 포함된 미세플라스틱의 이송에 대해 모의하였다. 세종과학기지가 위치한 킹조지 섬과 넬슨 섬(Nelson Island) 사이의 멕스웰 만(Maxwell Bay)의 해수 흐름을 재현하기 위하여 해수 유동 모델(Delft3D-FLOW)이 사용되었다. 또한, 해수 유동 모델에 파랑 모델(Delft3D-WAVE)을 결합하여 파랑의 효과가 미세플라스틱의 이송에 미치는 영향을 확인하였다. 세종과학기지의 방류수가 흘러나가는 마리안 소만(Marian Cove)의 유속장을 바탕으로 이송, 확산, 입자의 침강 속도를 고려하여서, 세종과학기지에서 밀물 시 방출한 입자를 라그랑지안 입자 추적(Lagrangian Particle Tracking) 방법을 이용해 추적하였다. 해수의 밀도보다 가벼운 플라스틱의 경우 해수 표층의 흐름을 따라 소만 내부로 이송되어 해안선에 도달하고, 해수의 밀도보다 무거운 플라스틱의 경우 소만 내부로 이송되나 입자의 침강 속도로 인해 방출 위치 근처에서 집적된다. 파랑의 효과를 고려하게 되면, 고려하기 전보다 두 종류의 미세플라스틱 모두 소만 내부로 더 멀리 이송되는데, 이는 파랑으로 인한 힘(wave-induced force)이 해수 유동 모델의 운동방정식에 추가되며 파랑 에너지 분산으로 인해 해수 흐름에 변화를 준 것으로 보인다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.27 no.2
• /
• pp.176-188
• /
• 1995

A particle tracking scheme was developed in order to model radionuclide transport through a tortuous flow Held in a rock fracture. The particle tacking method may be used effectively in a heterogeneous flow field such as rock fracture. The parallel plate representation of the single fracture fails to recognize the spatial heterogeneity in the fracture aperture and thus seems inadequate in describing fluid movement through a real fracture. The heterogeneous flow field une modeled by a variable aperture channel model after characterizing aperture distribution by a hydraulic test. To support the validation of radionuclide transport models, a radionuclide migration experiment was performed in a natural fracture of granite. $^3$$H_2O$ and $^{131}$ I are used as tracers. Simulated results were in agreement with experimental result and therefore support the validity of the transport model. Residence time distributions display multipeak curves caused by the fast arrival of solutes traveling along preferential fracture channels and by the much slower arrival of solutes following tortous routes through the fracture. Results from the modelling of the transport of nonsorbing tracer through the fracture show that diffusion into the interconnected pore space in the rock mass has a significant effect on retardation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2005.05b
• /
• pp.357-361
• /
• 2005

부유사 입자를 난류 흐름 중에 투입하면 유속의 연직 분포를 다소간 변화시키는 것으로 알려져 왔다. 1946년에 Vanoni가 Karman 상수의 감소를 제안한 이후 이것은 상당한 논쟁을 불러 왔다. 본 연구에서는 입자 추적유속계(PTV)를 이용하여 개수로 중의 난류와 유사의 속도를 직접 측정하고, 이 자료를 분석하여 부유사 입자가 개수로 난류의 유속 분포에 어떻게 영향을 미치는 가를 구명하였다. 또한 기존의 연구의 측정 자료들과 그들의 주장을 재검토하였다. 분석 결과 부유사 입자는 Karman 상수를 다소 감소시키는 것으로 나타났다. 이 감소 현상은 물과 유사의 상대적인 속도 분포로 설명할 수 있다. 다만 Karman상수의 감소 정도는 종래의 연구자들이 주장한 것보다 상당히 작다. 이처럼 차이가 나는 이유는 종래의 연구들이 Karman 상수의 산정 방법이나 이용한 자료의 선택에서 문제가 있었기 때문이다. 또한, 난류 중에 투입된 부유사는 마찰 속도에는 그다지 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.23 no.6
• /
• pp.442-450
• /
• 2011

A three dimensional random walk particle tracking method is applied to the Saemangeum area in order to find stepwise environmental changes according to long term construction. Flow regime around Mangyeong, Dongjin and Geum river estuary changed greatly due to dike construction. It is distinctive that reduction of Byeonsan area's flow field and stagnant change in the northern part of the inner reservoir. Similar characteristics are found through the tidal excursion analysis. By analysis of the vertical mixing structures according to density stratification based on temperature and salinity variation, a salt wedge and very strong stratification arises in the inner part of the reservoir after final closure, while it has been well mixed or partially mixed estuary during construction. Shrinking of horizontal dispersion and vertical mixing capability may cause adverse effect on water quality not only inner part but also outer region of the Saemangeum reservoir.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.1894-1897
• /
• 2009

최근 개발된 표면영상유속계(Surface Image Velocimetry)를 이용한 유량측정기법은 비교적 짧은 시간에 급변하는 홍수량을 정확도를 유지하면서도 간편하고 안전하게 측정할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 표면영상유속계는 현장 상황과 사용 방법에 따라 측정된 유속값의 오차가 얼마나 발생하는지에 대한 근거가 없으며, 그 오차 범위가 명확하게 제시된 바가 없기 때문에 표면영상유속계의 신뢰성에 대해 의구심을 갖는 경우가 많다. 표면영상유속계의 유속측정 원리는 일정 시간간격을 갖는 두 영상내의 입자군 이동을 추적하여 유속벡터를 산정하는 것이다. 즉, 두 영상의 탐색 영역(searching area)내에서 각 입자군의 상관계수를 계산하여 최대상관계수를 갖는 입자군을 동일 입자군으로 판별하고, 동일 입자군의 도심간 거리와 두 영상의 시간간격을 이용하여 유속을 구하게 된다. 그러므로 상관계수가 높을수록 유속값이 정확하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 상관계수에 따른 유속측정 오차를 분석하여 상관계수에 따른 표면영상유속계의 오차범위를 결정하고자 한다. 분석방법은 활차의 속도와 영상분석을 통해 얻은 속도를 비교하여 상관계수에 따른 오차범위를 살펴보았고, 실제 적용을 위하여 개수로내의 표면유속를 측정하여 상관계수에 따른 오차를 분석하였다. 분석 결과 상관계수가 0.7 이상인 측정유속의 정확도는 10% 이내로 확인되었으며, 향후 표면영상 유속계를 이용한 유속측정시 상관계수별 오차범위를 이용하여 현장적용시 정확도 개선을 위해 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.37 no.4
• /
• pp.257-271
• /
• 2004

To evaluate behavior in representing solute transport in natural streams, the storage zone model of the axially periodic transient storage zones is developed. The periodic transient storage zone model and continuous storage zone model are verified using the parameters and the tracer concentration vs. time curves observed in laboratory channels. The periodic storage zone model best fit the measured concentration vs. time curves, while the continuous storage model fails to describe some fluctuations and the plateau region of the tail occurring in a discontinuous transient storage system. Dispersion data from Shingobee River, Minnesota, U. S. A. show that the concentration curves simulated by the proposed model fit the observed concentration curves well.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.3 no.4
• /
• pp.83-92
• /
• 1999

A numerical analysis of two phase flow in the solid rocket nozzle was conducted. Stoke number was defined over the various aluminum oxide($AI_2$$O_3$) particle sizes and particle trajectories were treated by Lagrangian approach. Particle stability was considered by the definition of Weber number in a rocket nozzle. Large particles are divided after the nozzle throat as the flow accelerates rapidly. The division of particles changes the particle distribution at the nozzle exit. From the above results, it was found that the nozzle converge section surface might be affected by aluminum oxide particles. Also, Mechanical erosion rate of nozzle surface was predicted for different materials.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.19 no.1
• /
• pp.74-85
• /
• 2016

For the assessment of seawater exchange rates in Danghangpo bay, Dangdong bay, Wonmun bay, Gohyunsung bay, and Masan bay, which are small-scale inner bays of Jinhae bay, an EFDC model was used to reproduce the seawater flow of the entire Jinhae bay, and Lagrange (particle tracking) and Euler (dye diffusion) model techniques were used to calculate the seawater exchange rates for each of the bays. The seawater exchange rate obtained using the particle tracking method was the highest, at 60.84%, in Danghangpo bay, and the lowest, at 30.50%, in Masan bay. The seawater exchange rate calculated based on the dye diffusion method was the highest, at 45.40%, in Danghangpo bay, and the lowest, at 34.65%, in Masan bay. The sweater exchange rate was found to be the highest in Danghangpo bay likely because of a high flow velocity owing to the narrow entrance of the bay; and in the case of particle tracking method, the morphological characteristics of the particles affected the results, since once the particles get out, it is difficult for them to get back in. Meanwhile, in the case of the Lagrange method, when the particles flow back in by the flood current after escaping the ebb current, they flow back in intact. However, when a dye flows back in after escaping the bay, it becomes diluted by the open sea water. Thus, the seawater exchange rate calculated based on the dye diffusion method turned out to be higher in general, and even if a comparison of the sweater exchange rates calculated through two methods was conducted under the same condition, the results were completely different. Thus, when assessing the seawater exchange rate, more reasonable results could be obtained by either combining the two methods or selecting a modeling technique after giving sufficiently consideration to the purpose of the study and the characteristics of the coastal area. Meanwhile, through a comparison of the degree of closure and seawater exchange rates calculated through Lagrange and Euler methods, it was found that the seawater exchange rate was higher for a higher degree of closure, regardless of the numerical model technique. Thus, it was deemed that the degree of closure would be inappropriate to be used as an index for the closeness of the bay, and some modifications as well as supplementary information would be necessary in this regard.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
• /
• v.26 no.2
• /
• pp.145-166
• /
• 2021

For several decades, sediment traps have served as one of the key tools for constraining the biological carbon pump (BCP), a process that vertically exports particulate organic carbon (POC) and associated biogenic materials from marine primary production in surface waters to the deep ocean interior. In this paper, I introduced the general methods, the current status of global sediment trap studies, and importance of it to understand the deep ocean carbon cycling. Recent studies suggest that sinking POC in the deep ocean are more complex and spatio-temporally heterogeneous than we considered. Especially researches those studied resuspended and laterally transported particles are presented. Researches that used organic (radiocarbon; ¹⁴C) and inorganic (Al) tracers to understand the oceanic POC cycling and the significance of resuspended particles are reviewed, and the importance of radiocarbon study by using MICADAS (Mini radioCarbon Dating Systems) is emphasized.