• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.52.2-52.2
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• 2010

본 연구에서는 자유수면의 계산을 위해 동수압을 해석하는 수치모형을 제시하였다. 동수압과 자유수면을 고려하기 위해, 비점성 Navier-Stokes 방정식을 3단계로 나누어 해석하였다. 제1단계에서는 동수압과 자유수면을 전번 시간단계에서 계산된 값으로 대입하여 차분하였으며 이 차분식은 NGMRES(Newton-Generalized Minimal Residual) 방법을 이용해 음해적으로 해석되었다. 이때 계산된 유속장은 연속방정식을 고려하지 않았으므로 각 계산격자에서 질량보존법칙을 만족하지 않을 수도 있다. 제2단계에서 유속과 동수압 보정항으로 이루어진 식을 연속방정식에 대입하여 얻어지는 타원형 방정식인 동수압-포와송 방정식을 해석하므로 여기서 얻어지는 유속은 질량보존법칙을 만족하게 된다. 마지막 3 단계에서는 자유수면과 최종 유속을 계산하였다. 새로 개발된 수치모형을 검증하기위해 정사각형 탱크에서 수면의 자유 진동 문제에 적용한 결과 수치해는 해석해와 잘 일치하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.150-150
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• 2023

기작기반의 역학적 모델과 자료기반의 딥러닝 모델은 수질예측에 다양하게 적용되고 있으나, 각각의 모델은 고유한 구조와 가정으로 인해 장·단점을 가지고 있다. 특히, 딥러닝 모델은 우수한 예측 성능에도 불구하고 훈련자료가 부족한 경우 오차와 과적합에 따른 분산(variance) 문제를 야기하며, 기작기반 모델과 달리 물리법칙이 결여된 예측 결과를 생산할 수 있다. 본 연구의 목적은 주요 상수원인 댐 저수지를 대상으로 수심별 수온과 탁도를 예측하기 위해 기작기반과 자료기반 모델의 장점을 융합한 PGDL(Process-Guided Deep Learninig) 모델을 개발하고, 물리적 법칙 만족도와 예측 성능을 평가하는데 있다. PGDL 모델 개발에 사용된 기작기반 및 자료기반 모델은 각각 CE-QUAL-W2와 순환 신경망 딥러닝 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory) 모델이다. 각 모델은 2020년 1월부터 12월까지 소양강댐 댐 앞의 K-water 자동측정망 지점에서 실측한 수온과 탁도 자료를 이용하여 각각 보정하고 훈련하였다. 수온 및 탁도 예측을 위한 PGDL 모델의 주요 알고리즘은 LSTM 모델의 목적함수(또는 손실함수)에 실측값과 예측값의 오차항 이외에 역학적 모델의 에너지 및 질량 수지 항을 제약 조건에 추가하여 예측결과가 물리적 보존법칙을 만족하지 않는 경우 penalty를 부가하여 매개변수를 최적화시켰다. 또한, 자료 부족에 따른 LSTM 모델의 예측성능 저하 문제를 극복하기 위해 보정되지 않은 역학적 모델의 모의 결과를 모델의 훈련자료로 사용하는 pre-training 기법을 활용하여 실측자료 비율에 따른 모델의 예측성능을 평가하였다. 연구결과, PGDL 모델은 저수지 수온과 탁도 예측에 있어서 경계조건을 통한 에너지와 질량 변화와 저수지 내 수온 및 탁도 증감에 따른 공간적 에너지와 질량 변화의 일치도에 있어서 LSTM보다 우수하였다. 또한 역학적 모델 결과를 LSTM 모델의 훈련자료의 일부로 사용한 PGDL 모델은 적은 양의 실측자료를 사용하여도 CE-QUAL-W2와 LSTM 보다 우수한 예측 성능을 보였다. 연구결과는 다차원의 역학적 수리수질 모델과 자료기반 딥러닝 모델의 장점을 결합한 새로운 모델링 기술의 적용 가능성을 보여주며, 자료기반 모델의 훈련자료 부족에 따른 예측 성능 저하 문제를 극복하기 위해 역학적 모델이 유용하게 활용될 수 있음을 시사한다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.683-688
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• 2007

질량보존의 법칙과 Darcy의 법칙으로 표현되는 Richards 방정식은 비포화대의 토양수분흐름을 모의하는데 널리 사용되어 왔다. Richards 방정식은 압력수두의 항으로 표현되는 방정식, 토양수분의 항으로 표현되는 방정식, 그리고 이 둘을 혼합한 형태의 방정식 등, 세가지 형태로 표현할 수 있다. 고차의 비선형 항들을 포함하는 이 편미분방정식들을 수치해석방법으로 풀 때, 질량 비보존을 수반하는 오류의 결과가 초래될 수 있다. 세가지 방정식들 중 혼합형 Richards 방정식이, 다른 추가적인 계산없이 질량을 온전히 보존하는 것으로 알려져 있다. 이 연구의 목적은 동질성 토양에서의 1차원적 연직방향 비포화수 흐름모의를 위해, Richards 방정식의 질량보존적 수치해석법을 완전음해 유한차분법으로 개발하고, 이를 통해 민감도 분석을 실시하여 토양특성인자들과 토양종류에 따른 침투율의 변화를 살펴보는 데 있다.

• 한국안광학회지
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• 제16권4호
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• pp.403-408
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• 2011

목적: 확산법칙을 이용하여 착색렌즈에서의 농도분포와 확산깊이에 대한 연구를 하였다. 방법: Fick의 제2확산법칙을 바탕으로 유도된 이론적 맞춤곡선을 측정값에 맞춤한다. 결과: 맞춤곡선은 측정값과 매우 잘 일치하였으며, 그 결과로서 착색렌즈의 내부로 확산되어 들어간 단위면적당 착색용액의 질량과 착색시간 사이의 관계, 착색렌즈 내 착색염료에 대한 농도분포, 확산깊이 등을 평가할 수 있었다. 결론: 착색렌즈의 착색기전은 확산법칙으로 잘 설명될 수 있다.

• 천문학회보
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• 제39권2호
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• pp.41.2-41.2
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• 2014

고립된 은하주위의 위은하들의 편향된 낙하 운동을 보인다. 이 편향성을 결정하는 요소는 속도가위장의 비등방성인데 속도가위장의 단축으로 위은하들의 낙하가 일어나는 관측적 증거를 제시하고 이 편향성을 측정하여 은하단과 은하의 동력학적 질량을 결정한 후 궁극적으로 중력 법칙을 검증한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권2호
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• pp.11-15
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• 2011

폴리머의 흡습문제를 해석하기 위해 흡습확산 지배방정식과 열전달 방정식을 고찰하였다. 두 방정식의 동일 한 형식의 편미분방정식이기 때문에 상사의 법칙을 적용하여 물체가 등온 하중조건을 받고 있을 때 단일 매질의 확산문 제를 상용유한요소코드에 의해 수치적으로 해석하였다. 여러 소재로 구성된 매체는 흡습질량이 접착면에서 불연속 특성 을 갖기 때문에 확산해석에 상사법칙을 직접적으로 적용할 수 없으나 흡습관련 소재 특성이 온도만의 함수인 소재로 구 성된 매체에서 흡습확산 문제는 접착면에서 연속성을 가지고 있는 압력비를 고려함으로써 해석하였다. 실리콘-비전도성 수지 접합체의 측정된 흡습 변화량은 접합면을 경계조건으로 하고 단일 매체에 대한 해석 결과와 매우 근접한 결과를 보였으나, 복합체로 해석한 결과는 흡습시간이 경과할수록 점점 큰 오차가 발생하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.103-103
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• 2023

질량 및 에너지 보존 법칙은 수문현상을 포함한 자연 현상의 기본 법칙이다. 유역에서 물의 질량 보존은 강수량 P가 유출량 Q, 증발산량 E, 그리고 육역저수량변화 ΔS로 분할되는 것(P=Q+E+ΔS)을 의미하며 열 에너지 보존은 순복사에너지 R_n이 잠열 λE, 현열 H, 그리고 지열 G로 분할되는 것(R_n=λE+H+G)을 의미한다. 유역에서 물과 에너지의 분배 과정은 E로 연결되어 있으며 이 두 과정을 포괄적으로 이해하는 것은 기후 및 지표환경의 변화를 예측하고 대비하는데 중요하다. 이 연구에서는 미국 전역의 400여개 유역에 대한 정보를 제공하는 Model Parameter Estimation Project(MOPEX) 데이터를 이용하여 유역의 기후 조건에 따라 물과 에너지의 분배가 어떻게 달라지는지 Budyko 평면에서 분석했다. 장기간에 대해 ΔS와 G는 무시할 수 있다는 가정하에 건조한 유역일수록 P, Q, 그리고 E 모두 작게 나타나는데 P와 Q의 감소폭이 훨씬 크기 때문에 E의 P에 대한 비는 크게 나타났다. 또한 건조한 유역일수록 E는 작고 R_n이 크기 때문에 H가 크게 나타났으며 H가 큰 유역일 수록 유역의 최대 기온과 최저 기온의 차이가 크게 나타났다. 이러한 변화는 동일한 유역내에서 물과 에너지 분배의 시간적 변화로도 나타나고 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제11권1호
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• pp.115-130
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• 1994

구성물질에 영향을 받는 제5힘이 존재할 경우 별의 특성과 구조를 중성자성을 대상으로 살펴보았다. 중성자만으로 이루어진 축퇴된 중성자성의 크기, 질량및 구조는 변형된 토마스-페르미 방정식의 해로서 계산할 수 있고, 제5힘이 없을 경우와 같이 새로운 중성자성의 크기, 질량 및 구조가 제5힘의 상수와 중력상수 $\alpha$에 영향을 받고 있음을 알았다. 극히 상대론적인 경우 새로운 중성자성의 특성 질량인 챤드라세카르 질량, $M_{ch}\simeq(1-\alpha)^{-3/2}{m_{pl}}^3/m^2$ 은 물리법칙의 상수만으로 결정되는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 실험 결과의 한계안에서 새로운 중성자성의 크기와 질랴의 변화량은 각각 $\alpha$/2 와 3$\alpha$/2 정도였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.10-10
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• 1999

선형 및 비선형 GPA 기법을 이용한 가스터빈 엔진의 성능예측 및 진단을 연구하고 전형적 산업용 가스터빈 엔진인 TB5000에 적용하여 최적의 계측변수를 정의하였다. 선형 GPA는 가스가 지나가는 구성품의 계측가능한 온도, 압력, 연료유량, 로터 회전수 등과 같은 종속변수와 효율, 유량과 같은 측정불가능한 독립변수의 관계 방정식을 열역학 법칙, 연속방정식, 질량 및 에너지 보존법칙, 구성품 성능곡선 등으로부터 유도하는 것이며 비선형 GPA는 독립변수와 종속변수의 비선형 관계를 충분히 고려하기 위해 선형 GPA를 반복적으로 적용하는 방법이다. 본 연구에서 반복기법은 Newton-Raphson 반복기법을 사용하였다.

• 물과 미래
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• 제25권2호
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• pp.79-87
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• 1992

본 연구는 굴곡도(sinuosity)가 작은 정현파형(SWR)하천에서 사행 이행의 크기와 방향 및 제방부근의 하상세굴 위치와 크기를 예측할 수 있는 이행특성 모형을 운동량 방정식, 질량보존법칙, 하상 안정식을 적용하여 개발하였다. 본연구에서 황방향 하상계수 B'와 질량 이송계수 a 는 SWR 하천에서 중요한 역할을 하는 변수임이 확인되었으며, 그 값은 각각 B'는 4.0, a는 0.40이 합리적인 값으로 나타났다. 본 모형은 SWR 하천 유역의 개발계획 및 설계시 유용한 정보를 제공해 줄 것이다.