• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.424-428
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• 2004

본 연구는 장기하상변동, 단면축소세굴, 국부세굴로 일반적으로 분류되는 세굴형태 중 국부세굴의 방지를 위하여 교자 전면에서 발생하는 하강류를 차단함으로써 교각 및 교각기초를 세굴로부터 보호하여 세굴심을 감소시키기 위한 실험적 인구로서, 동시에 경제성을 확보하는 것을 목적으로 한다. 교각의 기초부의 전면에 유수방향과 대응되도록 세굴방지구조물을 설치하여 세굴방지구조물의 상부 끝단에 하강류를 방지하기 위하여 차단각을 주었고 세굴방지구조물의 폭은 교자의 폭을 고려하여 설계하였다. 이러한 세굴방지구조물은 기초에 하강류 차단 방지시설을 설치하여 세굴심의 방지효과가 약 $20\~40\%$로 나타났으며 기존의 교자기초에 설치하던 매트 및 사석보호공에 비해 경제적 시공이 가능하며, 지속적인 효과를 볼 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.12 no.4 s.27
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• pp.301-306
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• 2006

In order to estimate the characteristics of water movements around artificial upwelling structure, current measurements were carried out along lines E-W and S-N on May 4th(neap tide} and May 30th(spring tide), 2006. In the study area, southeastward flow was dominant during the field observations, and the pattern of water movement in the upper layer above 30m depth was different from that in the lower layer below 30m depth Vertical flow(w-component} around the artificial structure area and western area was shown to be upward flow, but downward flow occurred in the southern, northern and eastern parts at the neap tide. At the spring tide, the ebb current along E-W line showed upwelling flow in the eastern part and western area and showed upwelling flow near the artificial structure area and downwelling flow far away that one. At the spring tide, upward flow was dominant along S-N line during the flood current Volume transport by upward flow was higher than that by downward flow. Volume transport by upward flow during ebb of neap tide was greater than during flood current of neap tide, but was reverse at the spring tide.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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• 2006.11a
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• pp.155-158
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• 2006

한국 남해안 거제도 앞바다에 투하된 인공용승구조물에 대한 유통 변화를 파악하기 위해 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)를 선박에 장착하여 정선관측을 실시하였다. 관측결과 구조물 투하전과 후의 유통비교를 보면 구조물 주변역에서 표층에서부터 수심 $30\sim40m$까지의 충과 그 이심까지의 흐름이 다르게 나타났다. 또한 구조물 주변역에서 연직유동성분의 흐름이 구조물 투하 전에는 하강류의 분포가 많이 나타났으나 구조물 투하 후에는 상승류의 성분이 많이 나타남을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1601-1604
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• 2006

본 연구는 교각주위에 발생하는 국소 세굴의 특성을 파악하기 위해 세굴공의 형태, 범위, 최대세굴심의 특성을 분석하였으며, 이를 위한 교각 형태의 변화에 따른 교각주위의 국소세굴 변화 양상에 관한 실험을 수행 하였다. 정적세굴조건을 유지하면서 평형상태에 도달한 후 전형적인 세굴공의 형태는 교각전면부에서 반원이고, 교각후면부에서는 반타원의 형태를 나타내었으며, 교각형상으로 인한 상대세굴심은 마름모일 때 가장 크게 나타났다. 최대 세굴심은 흐름이 교각과 부딪쳐서 하강류가 발생하는 지점인 교각전면부에 발생되었다. 이는 하강류가 교각 전면부에 세굴공으로부터 하상물질을 세굴공 외부로 이송시키는 역할을 하기 때문으로 판단된다. 마지막으로 본 실험을 통해 교각 후면부의 하류구간에서 교각에 의해 교란된 물의 흐름의 영향으로 인한 세굴공의 형상을 분석하여 보면 세굴공의 경사가 후면부에서는 완만하게 형성되어 있었고, 하류구간에는 세굴공에서 침식, 이동된 토사가 퇴적되어 하상이 원 하상고보다 높게 형성된 것을 관찰할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2001.11a
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• pp.115-122
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• 2001

본 개발대상 장치인 풍력을 통한 하강류 형성장치는 심층에 산소를 공급하여 패류가 증식하게 하므로 정화를 할 수 있도록 하는 장치이다. 본 연구의 결과, 풍력 저수지 수질개선장치를 통해 모든 호소의 수질등급을 상향시킬 수 있을 것이다. 특히, 새만금, 시화호 등 문제 있는 호소까지 인간에 유익한 수질로 개선 함으로써 국가적인 이익은 물론 전세계의 수원을 정화하여 인류의 수자원 문제를 해결할 수가 있을 것이다. 동력에 의한 방법은 언제든지 적용할 수 있지만, 풍력에 의한 장치로 에너지 비용과 설치비용을 절감하는 것이 본 개발대상 장치를 통해 얻을 수 있는 효과이다. 현재 국내의 저수지는 약 12,000개소에 달한다 이 저수지들에 오염도에 따라 5대～200대 정도를 설치할 경우(소양이나 새만금 등), 장치의 대당 가격이 1,000 만원～1,500 만원이므로 국내 수요로 약 2조 4천억원의 내수시장이 형성될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.47-47
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• 2011

하도 내 수역이 식생으로의 천이가 진행되고 최종적으로는 육상 식물들이 활착하게 되는 육역화 현상은 하도의 수리학적 문제 및 환경생태적 측면에서 큰 문제를 발생시킬 가능성을 내포하고 있다. 최근 하천복원의 필요성이 강조됨에 따라 물골공법 및 국부세굴 유도형 공법 등 실용성을 포함시킨 다양한 하천 복원공법이 제시되고 있다. 물골공법은 자연적인 물골형상에 의한 유사퇴적방지, 홍수시 유속저감 및 생물서식처를 조성하는 하상 생태복원 공법을 의미하며, 본 연구에서는 수리모형실험 및 3차원 수치모의를 이용하여 다양한 하도육역화 방지 공법 중 물골공법의 효과 및 적용성을 검토하였다. 물골공법의 특성 중 유사퇴적방지의 효율성 분석을 위해 부정류(unsteady state)상태에 대해 연구를 수행하였으며 홍수 이후 수위하강시 고수부지 및 물골 주변에서의 흐름특성을 재현하였다. 수위하강 모의를 위해 임의의 수위하강시간을 선정하여, 수위하강이 진행되는 시간( )을 각각의 수위하강시간으로 무차원 화한 후 무차원된 시간(t/�� )에 따른 흐름특성을 비교 분석하였으며 모의 및 분석결과, 수위하강시간이 80초 이상일 경우 주요 지점에서의 유속의 변화는 무차원된 시간에 대하여 일치하였으며 수리모형실험 및 수치모의에 적용할 수위하강시간으로 선정할 수 있었다. 물골 전구간에 대한 부정류 실험을 위해 LSPIV(Large-Scale Particle Image Velocimetry)장치를 이용하여 수위하강에 따른 물골주변의 흐름특성을 관측하였으며 3차원 수치모의를 통해 검증하였다. 실험 분석결과, 수위하강에 따라 고수부지 위로 흐르는 유수가 물골 내부로 유입되어 물골을 따라 흘러 물골 합류부로 이동하는 것으로 나타났으며, 이는 홍수시 유수와 함께 떠다니는 부유사(suspended load)가 물골로 유입되어 물골 합류부로 이동하므로 물골의 유사배제 가능성을 판단할 수 있었다. 또한 물골의 유사배제능력을 평가를 위해 실험을 통하여 산정된 최대 및 최소 마찰속도(U )와 유사이동 한계곡선을 이용하여 물골의 통한 배제 가능한 유사의 입경을 분석하였다. 분석결과, 최소 2mm에서 최대 4mm로 나타났으며 이 입경 이하인 유사에 대해서는 퇴적되지 않고 물골을 통하여 배제될 수 있을 것으로 예상되었다. 본 연구 결과 물골공법 적용시 수위하강에 따라 물골에서 하도방향으로 유사의 수세(flushing)효과가 나타났으며 유사의 부상 및 이송이 효과적으로 발생하여 고수부지 내 유사퇴적 방지가 효과적인 것으로 판단되었다. 추후 다양한 형상의 물골에 대한 능력검토가 보완된다면 물골설계지침 제안을 위한 자료로 활용 가능할 것이다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.21 no.4
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• pp.372-380
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• 2015

In order to study the characteristics of physical environment in water column around the artificial upwelling structure, CTD and currents measurements were carried out along line observations. Before installation of artificial upwelling structure was installed, the stratification of water column existed 30m in water depth. After installation of artificial upwelling structure, however, stratification formation depth and strength changed depending on currents directions. It seems that the change of stratification has a close relation with upwelling of lower temperature water. After installing the artificial upwelling structure, the distributions of vertical flows were analyzed. Local upwelling and downwelling flows showed a distinct time and spacial changes. Local upwelling flows caused by artificial upwelling structure appeared 100 times larger than coastal upwelling in the South-East Sea of Korea. Upwelling flows generated by the artificial structure raised the high concentration of nutrients to upper layer from lower layer breaking stratification in the summer. Thus, upwelling structure plays an important role for vertical water circulation improving the food environments by increasing primary production.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.94-94
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• 2019

보의 주요한 기능은 수위 및 유량을 조절이며, 수심을 확보하거나 하상 경사를 조절하기 위하여 설치된다. 보의 설치는 평균 흐름뿐만 아니라 강한 난류 흐름을 생성한다. 보의 실용적인 측면에도 불구하고, 이러한 흐름의 교란은 보의 상류뿐만 아니라 하류에 하상 변화를 초래한다. 이는 종종 하천의 안정뿐만 아니라 보 자체의 안전에도 영향을 미친다. 보 하류의 국부 세굴은 보를 지나는 3차원 흐름 특성을 가지는 복잡한 조직구조에서 기인한다. 특히, 이러한 흐름은 보에서 발생하는 큰 박리 흐름과 이어서 나타나는 재순환 영역 및 강한 하강류로 특징지을 수 있다. 보 하류 흐름에 관한 많은 실험 및 수치모의 연구가 수행되어왔다. 그러나 실험은 보 또는 하상과 같은 벽 경계면과 수면 근처의 세밀한 흐름 특성을 파악하기 어렵다. 또한, 기존의 RANS (Reynolds averaged navier-stokes) 모형은 조직구조와 같은 3차원 흐름 특성을 파악하기에 적합하지 않다. 본 연구에서는 큰 와 수치모의 (large eddy simulation)을 이용하여 세굴공이 발달한 경우와 그렇지 않은 경우의 보 하류의 흐름 특성을 분석하였다. 보에 의해 발생한 재순환 흐름은 세굴공이 발달하면서 그 영역이 확장되며, 재순환 흐름의 하강류의 세기는 약해지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 세굴공이 발달하면서 최대 세굴심의 위치는 재순환 흐름의 하단 끝 부분과 일치하는 것으로 나타났다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.14 no.1
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• pp.75-87
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• 2012

Hyporheic zone is a region beneath and alongside a stream, river, or lake bed, where there is mixing of shallow groundwater and surfacewater. Hyporheic exchange controls a variety of physical, biogeochemical and thermal processes, and provides unique ecotones in a aquatic ecosystem. Field and experimental observations, and modeling studies indicate that hyporheic exchange is mainly in response to pressure gradients driven by the geomorphological features of stream beds. In the reach scale of a stream, pool-riffle structures dominate the exchange patterns. Flow over a pool-riffle sequence develops recirculation zones and stagnation points, and this flow structures make irregular pressure gradient which is driving force of the hyporheic exchange. In this study, 3 D hydro-dynamic model solves the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations for the surface water and Darcy's Law and the continuity equation for ground water. The two sets of equations are coupled via the pressure distribution along the interface. Simulation results show that recirculation zones and stagnation points in the pool-riffle structures dominantly control the upwelling and downwelling patterns. With decrease of recirculation zones, length of donwelling zone formed in front of riffles is reduced and position of maximum downwelling point moves downward. The numerical simulation could successfully predict the behavior of hyporheic exchange and contribute the field study, river management and restoration.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.3
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• pp.522-526
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• 2012

New experimental method to measure solid descending velocity in a vertical downcomer was presented and effects of downcomer diameter and particle properties on descending velocities for Geldart group A, B, and D particle have been measured and investigated. The effect of initial solid inventory on solid descending velocity was negligible. However, solid flow rate, solid circulation rate and solid descending velocity increased as the downcomer diameter increased. Moreover, solid descending velocity increased linearly as the downcomer diameter increased and showed distinguishable trend for Geldart group D particle from Geldart group A and B particles. Empirical correlations of solid descending velocity for Geldart group D and Geldart group A and B particles have been derived based on the measured values. The correlations could predict well the solid descending velocities.