• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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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.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2010년도 춘계 종합학술대회 논문집
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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.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.112-122
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• 1993

자유수면하에서 유한한 속도로 진행하는 2차원 수중익 주위에 발생하는 부분 및 초월 공동문제를 포텐셜을 기저로 하는 양력판 이론에 의해 해석하였다. 2차원 수중익 주위에 선형화된 자유표면 조건, 방사조건 및 무한수심 경계조건을 만족하는 법선 다이폴과 쏘오스를 분포함으로써 양력 및 캐비티 문제를 표현하였다. 수중익 표면에서의 역학적 경계조건은 수중익 내부의 전유동이 0이라는 조건으로 등치 되었고, 캐비티 표면에서의 역학적 경계조건인 압력이 일정 하다는 조건을 만족 시키기 위해 Bernoulli 방정식에 나타나는 정수압을 고려하였다. 계산결과로부터 공동 발생으로 인해 수중익 주위의 파형이 많이 변화함을 알 수 있었다. 또한 지금까지의 공동현상 해석문제에서 무시되었던 정수압의 영향이 자유수면 아래에서 발생하는 초월공동현상에 중요한 역할을 하고 있음이 확인되었다. 즉 수중익의 몰수깊이가 작을 때는 중력의 영향으로 캐비티의 크기가 커지게 되나 깊이 잠김에 따라 감소되고 있으며 양력은 몰수깊이가 커짐에 따라 감소하는 것 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.37-48
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• 1984

탱크의 수직벽(垂直壁)과 같은 정수압(靜水壓) 형태(形態)의 하중(荷重)을 받는 철근(鐵筋)콘크리트 슬래브의 극한해석(極限解析)을 수행(遂行)하기 위하여 강복선해석(降伏線解析)을 사용(使用)하였다. 슬래브의 직교이방성계수(直交異方性係數)를 사용(使用)하여 등가성(等方性) 및 직교이방성(直交異方性) 철근(鐵筋)의 경우를 모두 고려(考慮)하였으며 여러 가지 단조건(端條件)을 고려(考慮)하였다. 강복선해석(降伏線解析)은 가상(假想)일의 원리(原理)를 사용(使用)하여 수행(遂行)하였으며, 종래(從來)의 대각선(對角線)메카니즘에 비하여 좀 더 실제적(實際的)인 부채꼴메카니즘을 포함하여 4가지 붕괴(崩壞)메카니즘들에 대하여 고려(考慮)하였다. 해석결과(解析結果)는 부채골메카니즘들이 지금까지의 정수압(靜水壓)을 받는 철근(鐵筋)콘크리트 슬래브에 사용(使用)되었던 간단한 대각선(對角線)메카니즘들에 비하여 복잡하였으며, 특(特)히 본(本) 연구(硏究)에서는 Horton의 연구(硏究)를 확장(擴張)하여 제약조건(制約條件)을 받는 다변수(多變數) 비선형(非線型) 최적화문제(最適化問題)로 형성(形成)한 후 the Rosen-Brock Hillclimb Procedure Program에 의하여 해(解)를 구하였고 그 결과(結果)는 조래(從來)의 다른 메카니즘들에 비하여 정밀(精密)하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권12호
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• pp.1177-1185
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• 2014

대경사 수로의 부등류에 대해 적용될 수 있도록 수정된, 새로운 정수압 분포를 제시하였다. 이것을 천수방정식에 적용하여 대경사를 지나는 천수 흐름을 정확하게 해석할 수 있는 유한체적 모형을 개발하였다. 포물선형 융기의 배수에 대해 압력 수정이 고려된 모형에서 바닥 경사 생성항의 영향이 줄어들어 융기의 하류에서 도수의 진행 속도가 크게 감소되었다. 삼각형 턱을 지나는 댐 붕괴 흐름에 대한 모의에서 압력 수정항이 추가된 모형으로 디지털 영상분석에 의한 수면을 압력 수정이 고려되지 않은 경우에 비해 더 잘 포착할 수 있음을 확인하였다. 압력 수정항 덕분에, 턱에 반사되는 흐름은 줄어들고 월류는 늘어 모의 결과가 실험 결과에 잘 부합된다. 따라서 댐의 여수로나 해안의 처오름 등 실용적인 문제에 대한 이 모형의 적용성이 기대된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.451-455
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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 널리 알려진 레블셑V 기법을, 고전적인 문제인 댐 파괴 문제의 모의에 적용하여 이를 실험결과, 기존 수치모델링 결과와 비교하고 효용성을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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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.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.9-14
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• 1985

본 연구에서는 평면 변형도상태 하에서 정수압을 받는 2차원 탄성 콘크리트 댐의 단면 모양을 최적화함으로써 댐의 질량을 최소화하였다. 최적화 문제의 목적함수로는 댐의 단면적이, 제약조건으로는 주응력 제약조건과 두께 제약조건들이, 설계변수로는 모델 경계의 모양이 채택되었다. 모델 영역의 변화에 따른 설계감도해석을 위해 최적화 문제를 범함수 형태로 변환한 후 연속체 역학의 물질미분 개념과 Adjoint Variable Technique 을 활용하였고, 최적화를 위해서는 Gradient Projection Method 를 사용하였다. 연구 결과 본 연구에 적용된 이론이 효율적이고 실제 탄성구조물 설계에 광범위하게 응용될 수 있음이 밝혀졌다.

• 폴리머
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• 제38권5호
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• pp.626-631
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• 2014

물을 정수하기 위해서는 그에 상응하는 막대한 양의 에너지가 소모되고, 이 때 소모되는 에너지는 환경오염을 야기할 수 있다. 이러한 문제 때문에 정수 공정 중에 상대적으로 낮은 에너지를 요구하는 정삼투 방법이 많은 관심을 받아왔다. 그러나 정삼투 방법은 오염수로부터 물을 끌어오기 위해서 높은 삼투압을 발생시킬 수 있는 유도용질이 필요하다는 점 때문에 어려움이 있었고 본 연구에서는 poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM)이라는 온도 감응성 고분자 하이드로젤을 기본으로 하는 양쪽성 이온 물질과의 공중합체와 interpenetrating polymer network(IPN) 구조를 가지는 하이드로젤을 제작하고 이를 정삼투막에 부착시켜 성공적으로 유도용질 역할을 수행함을 확인하였다. 공중합체의 경우 팽윤비가 급격히 증가한 것을 확인할 수 있었으나, 그 만큼의 온도감응성이 떨어지는 모습을 보였고 IPN 구조의 경우는 온도감응성과 팽윤비 값이 PNIPAM 젤에 약간 못 미쳤다. 여기에 팽윤비 값과 삼투압의 관계를 확인하였다.