• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.42 no.4
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• pp.398-410
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• 1998

For non-linear solution of the Boltzmann equation, the cumulant moment method has been studied. To apply the method to the normal shock wave problem, we restricted ourselves to the monatomic Maxwell molecular gases. The method is based on the iterative approach developed by Maxwell-Ikenberry-Truesdell (MIT). The original MIT approach employs the equilibrium distribution function for the initial values in beginning the iteration. In the present work, we use the Mott-Smith bimodal distribution function to calculate the initial values and follow the MIT iteration procedure. Calculations have been carried out up to the second iteration for the profiles of density, temperature, stress, heat flux, and shock thickness of strong shocks, including the weak shock thickness of Mach range less than 1.4. The first iteration gives a simple analytic expression for the shock profile, and the weak shock thickness limiting law which is in exact accord with the Navier-Stokes theory. The second iteration shows that the calculated strong shock profiles are consistent with the Monte Carlo values quantitatively.

• Journal of Korean Society of Transportation
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• v.20 no.5
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• pp.193-206
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• 2002

A signal optimization model is proposed by applying the Cell-Transmission Model(CTM) as an embedded traffic flow model to estimate a system-optimal signal timing plan in a transportation network composed of signalized intersections. Beyond the existing signal-optimization models, the CTM provides appropriate theoretical and practical backgrounds to simulate oversaturation phenomena such as shockwave, queue length, and spillback. The model is formulated on the Mixed-Integer Programming(MIP) theory. The proposed model implies a system-optimal in a sense that traffic demand and signal system cooperate to minimize the traffic network cost: the demand departing from origins through route choice behavior until arriving at destinations and the signal system by calculating optimal signal timings considering the movement of these demand. The potential of model's practical application is demonstrated through a comparison study of two signal control strategies: optimal and fixed signal controls.

• Proceedings of the KOR-KST Conference
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• 1998.10b
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• pp.297-297
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• 1998

고속도로의 교통혼잡을 관리하기 위해서는 근본적으로 혼잡지점 상류부의 진입교통량을 제어해야 한다. 이를 위한 효과적인 램프미터링 운영전략이나 고속도로 교통정보제공방안을 수립하기 위해서는 혼잡영향권(대기행렬길이)에 관한 신뢰성 있는 데이터가 반드시 필요하다. 고속도로의 대기행렬길이를 산정하기 위해 일반적으로 충격파이론과 Queueing이론을 제시하고 있다. 그러나, 기존의 충격파 이론을 포물선형의 교통량-밀도관계식을 근거로 하고 있어 충격파간에 발생하는 부수적인 충격파를 해석하는 과정이 수학적으로 불가능하여 실질적인 목적으로 사용할 수 없음은 이미 잘 알고 있는 사실이다. 최근에 이러한 한계를 극복할 수 있는 새로운 방법으로 교통량 밀도간의 관계식을 삼각형으로 가정하고 교통량 대신에 누적교통량을 사용하는 Simplified Theory of Kinematic Waves In Highway Traffic이 개발(Newell, 1993)되었지만, 이 방법을 적용하기 위해서는 기본적으로 대상 고속도로 구간의 교통량-밀도관계식을 규명해야 하는 어려움이 있다.(사실 실시간으로 밀도데이터를 수집하기란 불가능하다.) Queueing이론에서 제시하는 대기행렬은 모두 대기차량이 병목지점에 수직으로 정렬하여 도로를 점유하지 않는 Point Queue(혹은 Vertical stack Queue)로서 실제로 도로상에 정렬된 대기행렬(Real Physical Queue)과는 전혀 다르다. 이미 입증된 바 있어, Queueing이론을 이용함은 타당성이 없다. 이러한 사실에 근거하여 본 연구는 고속도로 대기행렬길이를 산정할 수 있는 모형개발을 위한 기초연구로서 혼잡상태의 연속류 특성을 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해, 본 연구에서는 서울시 도시고속도로에서 수집한 실제 데이터를 이용하여 진입램프지점의 혼잡상태에서 대기행렬의 증가 또는 감소하는 과정을 분석하였다. 주요 분석결과는 다음과 같다. 1. 혼잡초기의 대기행렬은 다른 혼잡시기에 비해 상대적으로 급속한 속도로 증가함. 2. 혼잡초기의 대기행렬의 밀도는 다른 혼잡시기에 비해 비교적 낮음. 3. 위의 두 결과는 서로 관계가 있으며, 혼잡시 운전자의 행태(차두간격)과 혼잡기간중에도 변화함을 의미함. 4. 교통변수 중에서 대기행렬길이를 산정하는데 적합한 교통변수를 교통량과 밀도로 판단됨. 5. Queueing이론에서 제시하는 대리행렬길이 산정방법인 대기차량대수$\times$평균차두간격은 대기행렬내 밀도가 일정하지 않아 부적합함을 재확인함. 6. 혼잡초기를 제외한 혼잡기간 중 대기행렬길이는 밀도데이터 없이도 혼잡 상류부의 도착교통량과 병목지점 본선통과교통량만을 이용하여 추정이 가능함. 7. 이상에 연구한 결과를 토대로, 고속도로 대기행렬길이를 산정할 수 있는 기초적인 도형을 제시함.

• Journal of Korean Society of Transportation
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• v.28 no.6
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• pp.75-84
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• 2010

Controlled traffic intersection is critical point in terms of transportation network performance, where the most of traffic congestion arises. One of the most important and favorable measure of effectiveness in the signal controlled intersection is approach delay. Although lots of efforts to develop traffic delay estimation models have been made throughout the years, most of them were focusing on homogeneous traffic flow. The purpose of this research is to develop a traffic delay estimation model for traffic flow mixed with bus based on the horizontal shockwave theory. Traffic simulation is performed to test the adaptation level of the model in generic environment. The result shows that the delay increases with increasing bus traffic. Overall model accuracy comparing simulation result is acceptable, that shows the error range around 10 percent.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.213-217
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• 2010

댐붕괴파 (dam-break flow)나 지진해일에 의해 발생하는 undular bore와 충격파 (shock) 현상을 동수압 및 분산효과를 고려하여 수치모의를 수행하였다. 완전비선형 Boussinesq-type equations 모형을 이용하여, 동수압 및 분산 효과를 고려하였다. 방정식은 4차 정확도의 유한체적법을 이용하여 해석하였고, 시간적으로도 4차정확도의 기법을 이용하여 고차미분항에 대한 수치분산을 억제하였다. 다양한 경우의 1차원과 2차원 공간에서의 수치모의를 수행하고 검증을 수행하였다. 그 결과, 완전비선형 Boussinesq-type equations 모형은 천수방정식 (shallow water equations) 기반의 모형에서 재현이 불가능한 undular bore 등을 재현 하는 등, 전반적으로 천수방정식 기반의 모형 보다 물리적으로도 타당하고 정량적으로도 실험결과와 잘 일치하는 경향을 보였다. 즉, 댐붕괴파나 지진해일 등에 의한 범람 모의에 있어 동수압과 분산 효과의 중요성이 공학적으로도 매우 중요한 고려사항 임이 나타났다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.18-25
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• 2013

Assessment and validation of RANS turbulence models are conducted for the optimal analysis of supersonic converging-diverging nozzle through the comparison between computational results and experimental data. One/two equation turbulence closures such as Spalart-Allmaras, RNG k-${\varepsilon}$, and k-${\omega}$ SST are employed to simulate the two-dimensional nozzle flow. Computational results with the turbulence models mentioned fairly well predict shock structure of the nozzle-inside and pressure distribution along the wall. Especially, SST model among the employed ones shows the best agreement to experimental results.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.36 no.1
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• pp.1-11
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• 2003

This paper describes a finite volume, two-dimensional model. It adopts a recently developed essentially non-oscillatory(ENO) schemes based on the Lax-Friedrichs solver, which was modified for a finite volume grid, and employs a modified MUSCL(Monotonic Upstream centered Scheme for Conservation Law) for second-order accuracy in space. To demonstrate the applications of the model, it is applied to solve the 1-D and 2-D dam-break problems. The model in conjunction with the modified MUSCL showed a better agreement with analytical solutions than the minmod function in 1-D dam-break problems and is satisfactorily validated with documented published data in 2-D dam-break problems. The model was applied to tidal wane entering channel at one end, and the results showed a good agreement with analytical solutions. In the channel with reflective boundary conditions specified at the extremities, the model was capable of accurately simulating the wave propagation.

• The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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• v.10 no.1
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• pp.16-26
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• 2011

Variable speed limit(VSL) is one of the highway ITS techniques designed to prevent accidents and traffic slow down by reducing congestion or speed variation between vehicles and lanes prior to arrive at the accident location by limiting speed. In Korea, while people have recognized the need for variable speed limit beginning with Seoul's urban expressway and installed facilities in order to provide guide for speed limit per lane and lane use, there has not been enough development of algorithm for internal administration as well as research on the basic principles behind administering variable speed limit. This study is for modeling and evaluating the VSL strategies based on the traffic flow theory. Supply-Demand method of the Cell Transmission Model is applied to demonstrate the traffic features and shockwaves to upstream of the bottleneck with/without VSL. We verified the explanation of Cell Transmission Model for the numerical example. and as the result, it is found that VSL strategies can reduce the total travel time in the congested section and variation of the speed. It means VSL is useful to improve the traffic condition and the safety on highway

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.3
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• pp.233-240
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• 2017

The flowfield around transonic wing-body configuration was simulated using in-house CFD code and compared with the experimental data to understand the influence of several features of CFD(Computational Fluid Dynamics) ; grid dependency, turbulence models, spatial discretization, and viscosity. The wing-body configuration consists of a simple planform RAE Wing 'A' with an RAE 101 airfoil section and an axisymmetric body. The in-house CFD code is a compressible Euler/Navier-Stokes solver based on unstructured grid. For the turbulence model, the $k-{\omega}$ model, the Spalart-Allmaras model, and the $k-{\omega}$ SST model were applied. For the spatial discretization method, the central differencing scheme with Jameson's artificial viscosity and Roe's upwind differencing scheme were applied. The results calculated were generally in good agreement with experimental data. However, it was shown that the pressure distribution and shock-wave position were slightly affected by the turbulence models and the spatial discretization methods. It was known that the turbulent viscous effect should be considered in order to predict the accurate shock wave position.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.147-147
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• 2012

댐 및 제방 등의 수공구조물 붕괴에 의한 극한홍수 전파를 해석하기 위한 2차원 홍수 해석기법에는 현재까지 다양한 기법들이 개발되어 왔고 다양한 모형들이 상용화 또는 범용화 되고 있다. 그 중 흐름의 전파양상을 정확하게 반영할 수 있는 상류이송기법인 Godunov형태의 유한체적기법은 충격파와 같은 불연속적인 해를 가지는 문제를 정확히 해석할 수 있고, 비구조적 격자 사용의 용이성 등의 장점 때문에 2차원 홍수파 전파 해석에 있어서 최근 십수년간 가장 활발하게 연구되어왔다. 하지만 이러한 기법은 양해법을 근간으로 하는 해석 기법으로써, 계산거리의 간격이나 계산시간의 간격, 격자망의 구성 등 엄격한 제한이 필요하다. 특히 방대한 계산시간을 요구하는 기법의 약점은 홍수예 경보 등을 위한 실시간 모형의 구동에 있어서 큰 제약이 되어 왔다. CPU의 성능이 지속적으로 발전하면서 이러한 문제는 점차 극복되어 왔으나, 발열 등의 문제와 이를 극복하기 위한 멀티코어의 등장으로 인해 단일 코어의 성능개발은 매우 더딘 것이 사실이다. 현재까지 연구되고 개발되어 온 모형들은 특별한 처리 없이는 단일 코어만을 사용하여 계산할 수 밖에 없기 때문에 멀티코어의 장점을 전혀 이용할 수 없다. 이러한 점을 극복하기 위해 프로그램을 병렬화하여 단일 문제에 대해 멀티코어를 사용할 수 있다면 계산시간 단축에 큰 효과를 거둘 수 있을 것이다. 현재까지 IT분야에서 다양한 병렬프로그래밍 기법들이 개발되고 소개되어 왔다. 본 연구에서는 병렬프로그래밍 기법중 가장 널리 사용되고 있는 MPI(Message Passing Interface)기법을 적용함으로써 기 개발된 고정확도 유한체적모형을 병렬화 하여 계산시간을 단축하고자 하였다. 개발된 모형을 장애물이 존재하는 실험하도의 댐 붕괴 문제와 2002년 태풍 루사 시 큰 피해를 입은 강릉시 일원의 섬석천 유역에 위치한 장현저수지와 동막저수지의 붕괴사례에 대해 적용하였다. 모형을 코어 개수별로 다양하게 모의함으로써 기존모형과의 결과에 대한 일치성을 확인하였고, 기존 모형 대비 계산시간 단축의 효과를 입증할 수 있었다. 개발된 본 모형을 실시간 홍수범람해석을 위한 시스템으로 구축할 수 있다면, 실시간 홍수예 경보에 있어 주요지점에서의 수위해석 뿐만이 아닌 제내지 범람 예보 분야까지 확대 적용할 수 있을 것으로 사료된다.