• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.64-68
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• 2011

본 연구에서는 일반 좌표계를 사용함으로써 자유수면이 매시간 변화하는 계산격자를 구성해야하는 문제점을 해결하였고, 또한 유한차분법의 단점인 지형변화의 적용성을 보완할 수 있었다. 자유수면과 동수압을 고려하기 위하여 계산단계를 3단계(정수압 계산단계, 동수압 보정단계, 자유수면 보정단계)로 나누어 해석하였고, 개발된 수치모형을 이용하여 실험값이 존재하는 수중방파제를 지나는 비선형파의 전파문제에 대해 수치모의를 실시하였다. 전반적으로 수치모의에 의한 결과는 실험값과 일치하는 경향을 나타내었다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.319-321
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• 2010

수리학에서 다루는 유체 현상은 물과 공기의 경계면인 자유수면을 포함할 때가 많다. 수표면의 곡률이 작은 경우에는 정수압 가정이 적절하지만, 그렇지 않은 경우에는 비정수압 분포를 고려하여야 한다. 이와 같은 문제에서는 수심적분된 천수방정식이 아닌, 네비어-스토크스 방정식(Navier-Stokes equations)에 의존해야 할 때가 많다. 특성이 다른 두 유체, 예를 들면, 물과 공기, 물과 기름과 같이 섞이지 않는 두 유체의 모의를 위하여 본 연구에서는 레블? 기법을 적용하였다. 고전적인 문제인 댐파괴 문제에 적용하여 이를 실험결과, 기존 수치모델링 결과와 비교하여 이의 효율성을 확인하였다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.30 no.2
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• pp.112-122
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• 1993

A potential-based panel method is presented for the analysis of a partially or supercavitating two-dimensional hydrofoil at a finite submergence beneath a free surface, treating without approximation the effects of the finite Froude number and the hydrostatic pressure. Free surface sources and normal dipoles are distributed on the foil and cavity surfaces, their strength being determined by satisfying the kinematic and dynamic boundary conditions on the foil-cavity boundary. The cavity surface is determined iteratively as a part of the solution. Numerical results show that the wave profile is altered significantly due to the presence of the cavity. The buoyancy effect due to the hydrostatic pressure, which has usually been neglected in most of the cavitating flow analysis, is found playing an important role, especially for the supercavitating hydrofoil; the gravity field increases the cavity size in shallow submergence, but decreases it when deeply submerged, while the lift reduces at all submergence depth.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.4 no.4
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• pp.37-48
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• 1984

The yield-line analysis is used for earring out the limit analysis of reinforced concrete slabs which are for example like those of vertical walls of tanks subjected to the loads of hydrostatical type. It is considered both isotropic and orthotropic reinforcement using the coefficient of orthotropy with different edge conditions. The yield-line analysis is carried out by using the vertical work method and four collapse mechanisms including the fan mechanisms which is more realistic than over diagonal mechanisms is considered. It is found that the fan mechanisms are more complicated than ever simple diagonal mechanisms which have used for the orthotropically reinforced concrete slabs subjected to hydrostatic pressures. Especially Horton's study is extended in this study, and they are formulated to the constrained multi-variables nonlinear optimization problems, which are solved by the Rosen-Brock Hillclimb Procedure Program and are more critical.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.44-44
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• 2011

저수지와 같은 갇혀진 수체는 상류에서 유입되는 오염물질 뿐만 아니라 성층현상에 의해서도 오염될 수 있다. 안정된 성층은 혐기성 조건을 제공하여 바닥에서의 과도한 조류성장을 유발하고 연직순환흐름을 방해한다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 환경적인 문제를 감소시킬 수 있도록 중요한 역할을 한다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 이러한 오염을 줄이는데 중요한 역할을 하는데, 연직순환을 일으키는 인자로는 빛의 입사, 바람, 물의 온도 및 열의 확산 등이 있으며, 그중에서도 가장 중요한 것은 바람의 영향이다. 그러므로 성층화된 흐름에서 바람에 의해 발생하는 연직순환에 대한 수치모형을 개발하고 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 수온성층흐름에서의 순환흐름을 해석하기 위하여 유속성분을 계산하고 자유수면 변위와 온도, 염도등과 같은 스칼라양의 해석을 위해 다음과 같은 3단계의 방법을 이용하였다. 첫 번째 단계(정수압 계산단계)에서는 운동량 방정식의 경사항을 음해적으로 해석하고, 두 번째 단계(자유수면 보정단계)에서는 자유수면의 변화를 계산하고 수평방향 유속성분을 계산한다. 예측-수정자 방법(predictor-corrector step method)을 이용하여 자유수면변위와 유속을 구하였다. 마지막으로 세 번째 단계(이송-확산단계)에서는 이송-확산 방정식을 이용하여 스칼라양을 계산하였다. 본 연구에서 제시한 모형의 정확도를 검증하기 위하여 정사각형수조에서 진동하는 자유수면의 해석해와 비교하였고, 성층화된 흐름에서 발생하는 연직순환에 대하여 수치모의를 실시하였다. 그 결과, 본 연구에서 개발된 수치모형이 흐름 내부의 현상을 잘 묘사함을 알 수 있었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.12
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• pp.1177-1185
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• 2014

This study suggests a new hydrostatic pressure distribution corrected for nonuniform flow over a channel of large slope. For analyzing shallow-water flows over large slope accurately, it is developed a finite-volume model incorporating the pressure distribution to the shallow water equations. Traveling speed of the hydraulic jump downstream a parabolic bump in the drain case is quite reduced by the weakened bottom gradient source term in the model with the pressure correction. In simulating the dam-break flow over a triangular sill, it is identified that the model with pressure correction could capture the water surface by the digital imaging measurements more than the model without that. Due to the pressure correction decreasing the reflected flows on and increasing overflows over the sill, there are good agreements in the experiment and the simulation with that. Therefore, this model is expected to be applied to such practical problems as flows in the spillway of dam or run-up on the beach.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.10 no.10
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• pp.451-455
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• 2010

Hydraulics usually deals with flows with free surface. When the surface curvature is small, the assumption of hydrostatic pressure distribution is enough. However, in the case, when the curvature is big, the non-hydrostatic pressure distribution should be taken into account and the Navier-Stokes equations should be employed instead of the depth-averaged shallow water equations. For the simulation of two immiscible fluids with different characteristics (e.g. water and air, water and oil), the level set method is selected for this purpose. The developed model is applied to classical dam break problem and the computational results are compared with the experimental data. The effectiveness of the developed model is confirmed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.253-253
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• 2021

천수방정식에 대한 불연속 갤러킨 기법 (DG) 모형은 주로 양해법 기반으로 개발되어 적용되어 왔으나, 바닥마찰항의 처리, 과도한 CFL 조건 등의 불리한 점이 지적되어 왔으며, 이로 인하여 실제 적용에서 FDM, FEM 등 다른 고전적인 수치기법과 비교하여 경쟁력을 갖기 어려웠다. 이에 대한 대안으로써, 최근, 불연속 갤러킨 기법에 대한 음해법 기반의 모형이 연구되고 있으며, 다소 복잡한 알고리즘에도 불구하고 적용이 확대되고 있다. 또한, 널리 알려진 바와 같이, 천수방정식의 실제 하도에 대한 적용에 있어 문제점 중 하나는 나비에-스토크스 방정식으로부터 유도할 때 사용된 정수압 가정으로 인하여, 하도의 계단과 같은 불연속 지형에 적용이 용이하지 않다는 것이다. 본 연구에서는 기존에 개발된 불연속 갤러킨 음해법에 불연속 지형의 해석을 위한 표면경사법(surface gradient method)을 결합하여 이러한 문제에 효과적으로 대응할 수 있는 기법을 제시하였다. 개발된 모형의 검증을 위하여, 제방 등 하도 구조물 위의 장주기 조석흐름, 홍수파, 계단 등을 포함하는 댐 붕괴류 모의에 적용하고 실용적인 기능성을 검증하였다. 향후 구조물이 많은 국내 하천에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.5 no.4
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• pp.9-14
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• 1985

In this research mass of a plane strain two dimensional elastic concrete dam under gravitational and hydrostatic loads is minimized, through shape optimization of the dam cross section. Cross sectional area of the dam is taken as cost function of the optimization problem while constraints on the principal stress distribution and dam thickness are imposed. Shape of the boundary of the model is chosen as design variable. Variational formulation of the optimization problem, the material derivative idea of continuum mechanics, and an adjoint variable method are employed for the shape design sensitivity calculation. Then the gradient projection algorithm is utilized to obtain an optimum design iteratively. Research results fully demonstrate that the theory and procedure adopted are quite efficient and can be applicable to a wide class of practical elastic structural design problems.

• Polymer(Korea)
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• v.38 no.5
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• pp.626-631
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• 2014

Water purification requires a large amount of energy that can cause pollution problems. For this reason, forward osmosis (FO) has attracted intense interest that required a relatively low amount of energy for water purification. The forward osmosis has a serious problem that it needs drawing agents creating osmotic pressure to extract water from contaminated water. In this study, a copolymer of zwitterionic moiety and an interpenetrating polymer network (IPN) hydrogel based on thermo-responsive polymer hydrogel, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) were prepared and attached on FO membranes, which successfully played the role of drawing agents. In the copolymer hydrogel, its swelling ratio was improved, but thermo-sensitivity was decreased. The swelling ratio and thermo-sensitivity of IPN hydrogel was lowered. We could confirm that swelling ratio is related to osmotic pressure.