• Title/Summary/Keyword: 적분모형

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Numerical Simulation of Turbidity Currents Developing in Soyang Reservoir using Layer-Averaged Model (층적분모형을 이용한 소양호 부유사 밀도류 수치모의)

  • Choi, Seongwook;Choi, Sung-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.72-72
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    • 2018
  • 우리나라의 대형 저수지에 담수된 수체는 여름에 온도가 높은 표수층과 온도가 낮은 심수층, 그리고 두 층 사이에서 온도가 크게 변화되는 변온층으로 나뉘게 된다. 여름 홍수기에 상류 하천에서 저수지로 유입되는 부유사는 큰 밀도를 가지기 때문에 저수지의 바닥을 타고 하층 밀도류의 형태로 저수지 하류로 전파된다. 그러나 밀도류가 성층화된 저수지의 변온층에 도달하면 심수층과 변온층 하층의 낮은 온도로 인해 발생하는 수체의 큰 밀도로 하층으로 더 침투하지 못하고 변온층이나 심수층 상층에서 남아 하류에 중층밀도류의 형태로 전파된다. 대량의 탁수를 하류에 방류하면 하류 수질에 문제가 발생되며 저수시키면 댐 수질 및 심수층 생물체의 태양광 차단 문제가 발생되므로 저수지에서 밀도류의 조절은 대형 저수지 운영에 매우 중요한 사항이다. 따라서 본 연구의 목적은 층적분 모형을 사용하여 대형 저수지에서 발생하는 중층밀도류의 전파 및 선택취수시설을 이용한 밀도류의 차단과 방류에 대해 수치모의하는 것이다. 이를 위하여 중층 밀도류를 수치모의하기 위한 1차원 수치모형을 제시하였으며 소양강댐 상류 소양호에 적용하여 적용성을 검토하고 밀도류의 전파 및 방류에 대해 분석하였다.

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Real-Time Hybrid Testing Using a Fixed Iteration Implicit HHT Time Integration Method for a Reinforced Concrete Frame (고정반복법에 의한 암시적 HHT 시간적분법을 이용한 철근콘크리트 골조구조물의 실시간 하이브리드실험)

  • Kang, Dae-Hung;Kim, Sung-Il
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.15 no.5
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    • pp.11-24
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    • 2011
  • A real-time hybrid test of a 3 story-3 bay reinforced concrete frame which is divided into numerical and physical substructure models under uniaxial earthquake excitation was run using a fixed iteration implicit HHT time integration method. The first story inner non-ductile column was selected as the physical substructure model, and uniaxial earthquake excitation was applied to the numerical model until the specimen failed due to severe damage. A finite-element analysis program, Mercury, was newly developed and optimized for a real-time hybrid test. The drift ratio based on the top horizontal displacement of the physical substructure model was compared with the result of a numerical simulation by OpenSees and the result of a shaking table test. The experiment in this paper is one of the most complex real-time hybrid tests, and the description of the hardware, algorithm and models is presented in detail. If there is an improvement in the numerical model, the evaluation of the tangent stiffness matrix of the physical substructure model in the finite element analysis program and better software to reduce the computational time of the element state determination for the force-based beam-column element, then the comparison with the results of the real-time hybrid test and the shaking table test deserves to make a recommendation. In addition, for the goal of a "Numerical simulation of the complex structures under dynamic loading", the real time hybrid test has enough merit as an alternative to dynamic experiments of large and complex structures.

A Two-dimensional Turbulence Model for the Thermal Discharge into Crossflow Field (가로흐름 수성으로 방출되는 2차원 온배수 난류모형)

  • Choi, Hung-Sik;Jung, Kyung-Tae;So, Jae-Kwi;Lee, Kil-Seong
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.5 no.2
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    • pp.91-98
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    • 1993
  • A two-dimensional turbulence model for the surface discharge of heated water into cross-flow field has been developed. The depth-averaged continuity, momentum and temperature equations, are solved by an efficient finite-difference procedure known as SIMPLE. Turbulent stresses and heat fluxes are determined from a depth-averaged version of the $textsc{k}$-$\varepsilon$ equation. Results of test run clearly demonstrate its effectiveness in handling strong turbulent phenomena in very shallow near-field region.

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Two-dimensional Flow Analysis Model Incorporating Secondary Current Effects in Meandering Channels (사행수로에서의 이차류 영향을 반영한 이차원 흐름 해석 모델)

  • Shin, Jaehyun;Seo, Il Won;Noh, Hyoseob
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.140-140
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    • 2018
  • 다수의 자연 하천은 사행의 형태를 가지고 있으며 자연 상태에서의 직선 하천 형태는 비율이 20% 이하이다. 이러한 하천의 사행 형상으로 인하여 편수위 발달, 횡방향 압력의 불균형, 그리고 수심차에 의한 원심력이 발생하여 이차류 흐름이 발생된다. 정확한 이차류 구현을 위해서는 3차원 모형을 사용하는 것이 바람직하나, 3차원 모형의 격자 구성과 사용에서는 상당한 시간 및 노력이 요구되기 때문에 수심적분 2차원 모형을 사용하면서도 이차류의 영향을 구현하기 위한 연구들이 이루어졌다. 본 연구에서는 이러한 이차류의 영향을 2차원 모형으로 구현하고자 하였으며 이를 위해 이차류 연직 분포에 대한 기존 연구를 검토하여 새로운 이차류 공식을 개발하였다. 그리고 한국건설기술연구원 하천실험센터의 실규모 실험을 통해서 이차류 공식에 사용되는 계수를 보정하였다. 이처럼 개발된 식은 이차원 수리해석 모형인 HDM-2D에 적용되었다. HDM-2D는 수심 적분된 2차원 운동량 방정식을 지배방정식으로 사용하는 수리해석모형으로서, 이차류의 영향을 반영하기 위하여 개발한 황방향 유속의 연직분포식을 분산 응력항에 대입하여 이차류에 의한 전단 효과를 구현하였다. HDM-2D 흐름 모의 수행 결과와 하천실험센터 실험결과와 비교하여 이차류 효과가 주 흐름 유속의 분포에 미치는 영향을 확인하였다. 분석 결과, 모의 결과는 실험에서 발생하는 유속의 주 흐름 분포가 바깥쪽으로 편중되는 현상을 적절하게 재현함을 알 수 있었다. 모의 결과를 통해 HDM-2D 모형이 이러한 이차류 영향을 구현할 수 있음을 확인하였으며, 사행수로에서 주 흐름분포의 재분배는 하천 환경에서 유사 이동 및 오염물 이동에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.

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Development and Application of Depth-integrated 2-D Numerical Model for the Simulation of Hydraulic Characteristics in Vegetated Open-Channels (식생 수로에서의 수리특성 모의를 위한 수심적분 2차원 수치모형의 개발 및 적용)

  • Kim, Tae Beom;Bae, Hea Deuk;Choi, Sung-Uk
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.30 no.6B
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    • pp.607-615
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    • 2010
  • Vegetation drag tends to raise water level by retarding the flow. Previous studies have focussed on either the vertical structure modeling or the one-dimensional modeling, which can hardly be used to simulate the vegetative streams in practical engineering. Therefore, this paper presents a two-dimensional numerical model based on the depth-averaged flow equations. Vegetation drags are reflected in the flow equations, assuming non-flexible rigid cylinders. For validations, flow properties measured in both rectangular and compound channels are compared with simulated data, showing good agreement. Then, the model is applied to a reach in the Han River and the impact of floodplain vegetation on the flow is investigated.

Numerical modelling of reflective waves on counter current (흐름상 천해 반사파의 수치해석)

  • 유동훈;김숭경;이석우
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 1991.07a
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    • pp.1-5
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    • 1991
  • 1572년도에 발표된 두 수치모형 중 하나인 쌍곡형모형은 조석수치모형에 사용되는 수심적분된 두 방정식 (연속방정식과 운동량보존식)과 유사한 형태의 기본식을 사용하는데, 최초에 Ito and Tanimoto (1972)가 발표한 수식을 파의 군속도가 파속에 일치하지 않는 해역에서 오차가 발생한다.(중략)

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3차원 연안해수유동 수치모형의 개발

  • 정태성;이길성
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 1993.07a
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    • pp.166-174
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    • 1993
  • 본 연구에서는 자유수면과 성층효과를 고려한 3차원 연안해수유동 수치모형을 개발하였다. 수치모형은 수심방향에 대해서 정규화된 좌표(c-coordinate)를 사용하며, 시간적분방법으로는 반음해법(semi-implicit)을 사용하여 계산시간의 효율성을 도모하였으며, 모드분리개념을 도입하여 내역항(Internal mode)에 대해서는 양해법을 사용하였으며, 외역항(External mode)은 수평방향 운동방정식과 연속방정식의 차분식으로부터 얻은 Poisson형태의 타도형 차분방정식을 Point-SOR법에 의하여 해석하였다. (중략)

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3-D Crosshole EM Modeling by the Extended Born Approximations (확장된 Born근사법에 의한 시추공간 3차원 전자탐사 모델링)

  • Cho, In-Ky;Choi, Kyoung-Hwa
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.2 no.3
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    • pp.142-148
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    • 1999
  • Three-dimensional electromagnetic modeling algorithm in homogeneous half-space was developed using the extended Born approximation to an electric field integral equation. To examine the performance of the extended Born approximation algorithm, the results were compared with those of the full integral equation results. For a crosshole source-receiver configuration, the agreement between the integral equation and the extended Born approximation was remarkable when the source frequency is lower than 20 kHz and conductivity contrast lower than 1:10. Beyond this conductivity contrast, the simulated results by the extended Born approximation exhibit a difference with respect to those by the integral equation. Therefore, the limit of accuracy lies below contrast of 1:10 in the extended Born approximation. Since for the source frequency range from 20 kHz to 100 kHz, however, the difference is relatively small, the extended Born approximation could be used for a reasonable 3-D EM modeling algorithm.

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Dynamic Infinite Elements for Soil-Structure Interaction Analysis (지반-구조물의 상호작용해석을 위한 동적무한요소)

  • Yang, Sin Chu;Yun, Chung Bang
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.11 no.3
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    • pp.47-58
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    • 1991
  • This paper presents dynamic infinite elements for soil-structure interaction analysis. In order to discretize the far field of the unbounded soil media, axisymmetric infinite elements which are capable of propagating multi-waves are proposed. An efficient numerical integration scheme for constructing the element characteristic matrices of the infinite elements in developed based on Gauss-Laguerre quadrature. The efficiency of the infinite elements is demonstrated by comparing the computed impedances of rigid circular footings on an elastic half space and on a layered half spaces with those obtained analytically.

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No-Arbitrage Interest Rate Models Under the Fractional Brownian Motion (Fractional Brownian Motion을 이용한 이자율모형)

  • Rhee, Joon-Hee
    • The Korean Journal of Financial Management
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    • v.25 no.1
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    • pp.85-108
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    • 2008
  • In this paper, the fBm interest rate theory is investigated by using Wick integral. The well-known Affine, Quadratic and HJM are derived from fBm framework, respectively. We obtain new theoretical results, and zero coupon bond pricing formula from newly obtained probability measure.

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