• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.34 no.2
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• pp.107-118
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• 2001

This study was to develop a tow-dimensional model system for the hydrodynamic analysis and to apply the system on the downstream of Han River. it is performed to design a GIS-based hydrodynamic system for the scientific shallow water profile analysis, and to compare hydrodraulic modeling is the Petrov-Galerkin's finite element method for flow prediction model. This study was to construct a GIS-based river flow system, and it is useful for supporting user's decision making for the on-line status through various analysis. We expect that the results from this study can be used as one of the guidelines for river analysis and management system in order rivers, reservoirs, and estuaries.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.34 no.5
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• pp.1383-1393
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• 2014

Recently, with rapid improvement in computer hardware and theoretical development in the field of computational fluid dynamics, high-order accurate schemes also have been applied in the realm of computational hydraulics. In this study, numerical solutions of 1D shallow water equations are presented with TVD Runge-Kutta discontinuous Galerkin (RKDG) finite element method. The transcritical flows such as dam-break flows due to instant dam failure and transcritical flow with bottom elevation change were studied. As a formulation of approximate Riemann solver, the local Lax-Friedrichs (LLF), Roe, HLL flux schemes were employed and MUSCL slope limiter was used to eliminate unnecessary numerical oscillations. The developed model was applied to 1D dam break and transcritical flow. The results were compared to the exact solutions and experimental data.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.11 no.2
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• pp.77-89
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• 1991

Based on Boussinesq equation, the parabolic approximation equation is used to analyse the propagation of shallow water waves with currents over slowly varying depth. Rip currents (jet-like) occur mainly in shallow waters where the Ursell parameter significatly exceeds the range of application of Stokes wave theory. We employ the nonlinear parabolic approximation equation which is valid for waves of large Ursell parameters and small scale currents. Two types of currents are considered; relatively strong and relatively weak currents. The wave propagating over rip currents on a sloping bottom experiences a shoaling due to the variations of depth and current velocity as well as refraction and diffraction due to the vorticity of currents. Numerical analyses for a nonlinear theory are valid before the breaking point.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.244-244
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• 2022

4차 산업혁명에 따라 유역 및 하천관리 사업, 각종 풍수해 예방사업 분야에 다양한 스마트기술이 도입되고 있으나 건설현장 침수 피해 사고는 지속적으로 발생하고 있다. 굴착공사 현장에서 발생할 수 있는 침수피해를 사전에 예측하기 위해서는 공정별로 변화하는 현장상황을 반영하여 다양한 강우 시나리오를 기반으로 침수 예측 모델링이 선행되어야한다. 따라서 본 연구에서는 2차원 동수역학 모형인 HDM-2D 모형을 기반으로 굴착공사 현장 침수피해 예측 모델을 개발하여 굴착공사현장 침수 예·경보 시스템에 탑재하고자 한다. 침수피해 예측 모델은 천수방정식을 Petrov-Galerkin stabilized scheme 으로 이산화하여 해석하는 수평 2차원 동수역학 흐름해석모델로서 수로 및 지표면 등 다양한 지형 상황에서의 물 흐름을 상세하게 해석할 수 있다. 지형자료 생성 이후 경계조건 부여를 통해 수행되며 침수발생지역의 유속, 수심, 수위를 취득할 수 있다. 배수지나 굴착공사 현장에 2차원 흐름해석을 적용하는 경우 지형의 경사나 배치가 공간에 따라 변화하므로 불연속적인 흐름을 유발하여 모의결과의 계산 오차를 검토해야 한다. 2차원 침수피해 예측 모형의 정확성을 확인하기 위해 지면 돌출부가 있는 흐름 문제와 테스트베드 대상지에 침수해석 모형을 적용하였다. 돌출부 흐름 문제의 경우 돌출부를 지나며 발생하는 유속과 수심 모의 결과를 상용모형과 비교검증 하였으며 테스트베드 대상지역에 침수피해예측모형을 적용했을때 지형 경사에 따른 흐름의 변화와 침수양상을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.9 no.2
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• pp.53-57
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• 2009

The dividing flow in an open channel has a number of distinctive characteristics. One of these is that the separation zone interacts with a secondary motion along the inner wall of a branch channel, generating sediment accumulation. To investigate this phenomenon, a two-dimensional numerical model based on the shallow-water equations, RMA2, which calculates water surface elevations and horizontal-velocity components, was used to analyze the dividing flow. The obtained numerical results fully coincide with the laboratory measurements reported by Hsu et al.(2002). For the analysis of the numerical results, a separation zone-discharge rate relationship was proposed. To reduce the size of a separation zone, the topographies of diagonal and curved edges were proposed, smoothly connecting the upstream corner to branch channel.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2010.02a
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• pp.57.2-57.2
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• 2010

본 연구에서는 도시지역으로 하천이 범람할 때, 도시 내에서의 홍수파 전파특성을 모의하고 분석하였다. 본 연구에서 적용된 수치모형은 2차원 천수방정식을 지배방정식과 불연속 흐름을 모의하기 위해 시간과 공간상에서 l차 정도의 정확도를 갖는 HLLC 기법에 근간을 둔 2차원 비구조적 유한체적모형(Finite Volume Model) 이다. 2003년 9월에 발생한 태풍 매미(MAEMI) 기간 동안 경상남도 거제시에 위치한 고현천 유역의 해안도시지역이 범람되었다. 본 연구에서는 고현천 주변의 해안도시 범람에 대한 홍수흔적을 자료를 이용하여 수치모형을 검증하였으며, 유입량의 증가에 따른 도시지역 내에서의 홍수의 전파양상을 모의 및 분석을 수행하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.34 no.2
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• pp.187-195
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• 2001

In this study, a numerical model describing the shallow-water equations is newly developed by using a TVD scheme. The model has a second-order accuracy in time and space and is free from nonphysical oscillations, even in the vicinity of large gradients. Because a upwind based TVD scheme requires a Riemann solver, the HLLC scheme is employed in this model. To calibrate the applicability and accuracy, the developed model is used to simulate dam-break waves in an ideal channel and a sloshing flow n a paraboloidal basin. Agreements between numerical predictions and analytical solutions are very resonable.

• 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.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.4 no.4
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• pp.225-230
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• 1992

An attempt is made to assemble and synthesize recent publications which may contribute to our capability for understanding the transformation of wave spectra in finite-depth water or in the presence of current. This review is limited essentially to the effects of shoaling and current on one-dimensional transformation of wave spectra and examining the adequacy of the approximation of irregular waves by a monochromatic wave in modeling of wave transformation in coastal areas.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.13 no.1
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• pp.1-8
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• 2001

Wave-induced currents drive nearshore transport processes, and hence an accurate understanding of wave-current interaction is required for proper management of coastal zone. This paper presents details of an adaptive quadtree grid based numerical model of the coupled wave climate and depth-averaged current field. The model accounts for wave breaking, shoaling, refraction, diffraction, wave-current interaction, set-up and set-down, mixing processes, bottom friction effects, and movement of land-water interface at the shoreline. The wave period- and depth-averaged governing equations arc discrctized explicitly by means of an Adarns¬Bashforth second-order finite difference technique on adaptive hierarchical staggered quadtree grids. Results from the numerical model are in reasonable agreement with the laboratory data of longshore current generated by oblique waves on a plane beach (Visser 1980, 1991).