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.
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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v.8
no.2
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pp.119-127
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2008
The flow characteristics and the aspects of riverbed changes were analyzed for the upstream and downstream sections of Gongju Bridge. The upstream and downstream had complex topography, and the sections had the confluence of tributaries and several structures. In order to simulate the flow characteristics of the target sections, 1D HEC-RAS and 2D RMA2 were applied. As a result, the longitudinal water level of the target sections matched the results of simulated 1D and 2D samples. Also, 2D SED2D were applied to predict riverbed changes. As a result of the simulation, quantitative analysis was able to be performed for longitudinal riverbed changes from the sections of sudden change, bridges, the confluence of tributaries, and bends. Also, the distribution of riverbed changes on the main sections was in close relation to flow velocity. As a result of evaluating the sensitivity of SED2D, the concentration of suspended sediment, the thickness of sand beds, and the size of sand grains affected riverbed changes sensitively. These results will be used to apply the models of riverbed changes in the future.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2012.05a
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pp.541-545
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2012
이 연구에서는 SEEP2D 모형을 사용하여 하부에 투수지반을 갖는 제방 내부의 침투흐름에 대한 수치모의를 수행하였다. 제방의 재료는 4대강사업 낙동강 제2하구둑 건설 현장에서 채취한 시료를 사용하였으며, 입도분석과 들밀도시험을 통해 구한 제방의 건조단위중량과 다짐도 및 제방의 투수계수는 각각 $1.372g/cm^3$, 93%, 1.35 m/day이다. 투수지반층과 1:3 비탈경사를 가지는 제방모형을 제작하여 연직 이차원 정상류 침투해석 모형을 해석하는 SEEP2D 프로그램을 사용하여 나온 결과 값을 수리모형 실험 결과 값과 비교하였다. 모의조건은 0.45 m, 0.50 m, 0.55 m, 0.60 m의 4가지 수위(각각 Case1~4)조건에 대하여 수리모형실험과 동일한 조건을 수치모형에 적용하였다. 수치모형의 결과는 실험결과와 비교적 일치하였지만 제방의 비탈사면이 시작하는 부분에서는 수치모형의 결과 값보다 실험결과 값이 작은 것으로 확인되었다. 각각의 조건별로 수치해와 실험 결과값을 비교해본 결과 대체적으로 비슷한 양상을 보였지만 제방의 비탈사면이 시작하는 지점부터 수치모형의 결과 값보다 실험결과 값이 작은 것으로 확인되었다. Case3의 경우 4.35 m 지점부터 6.00 m 지점까지 유출이 발생하였으며 수치모형의 결과값과 실험결과 값의 차이가 가장 작게 나타났다. 사면유출 길이는 Case4에서 가장 길게 나타났으며 최대 4.10 cm로 발생하였다.
In response to the recent 4th industrial revolution, the demand for 3D object models in the latest fields of digital twin, autonomous driving, and VR/AR, as well as the existing fields such as city, construction, transportation, and energy has increased significantly. It is expected that the demand for 3D object models with various precision from LOD1 to LOD4 will increase more and more in various industry fields. However, the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, and the local government and the private sector have partially built 3D object models of different precisions for some specific regions because of the huge cost. Therefore, this study proposes a feasible plan that can solve the cost problem in generating 3D object models for the whole territory. For our purpose, we first analyzed usage, demand, generation technology and generation cost for 3D object models. Afterwards, we proposed LOD3 model generation plan for all territory using automatic 3D object model generation technology based on image matching. Additionally, we supplemented the proposed plan by using LOD4 generation plan for landmarks and LOD2 generation plan non-urban area. In the near future, we expect this would be a great help in establishing a feasible and effective 3D object model generation plan for the whole country.
Son, In Ho;Kim, Byunghyun;Son, Ah Long;Han, Kun Yeun
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.36
no.2
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pp.219-229
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2016
This study presents the analysis of flood and bed deformation caused by reservoir failure. The CCHE1D is used to simulate 1D non-uniform, non-equilibrium sediment transport and bed deformation. The CCHE1D deals with the adaptation length for non-equilibrium sediment, classified sediment particle for non-uniform sediment and mixing layer for the exchange with the sediment moving with the flow. The model is applied to Ha!Ha! river basin where was experienced reservoir failure in 1996 to analyze non-uniform and non-equilibrium sediment transport. The calculations are compared with morphological bed changes of pre- and post-flood. In addition, model sensitivity to main parameters involving adaptation length ($L_{s,b}$), non-equilibrium coefficient (${\alpha}_s$), mixing layer thickness (${\delta}_m$) and porosity (p') is analyzed. The results indicates that thalweg change is the most sensitive to non-equilibrium coefficient (${\alpha}_s$) among those parameters in the study area.
Kim, Man Sik;Lee, Jin Hee;Jeong, Chan;Park, Roh Hyuk
Journal of Wetlands Research
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v.10
no.2
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pp.67-79
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2008
The one-dimensional (1D) finite-difference method (FDM) with Abbott-Ionescu scheme and the two-dimensional (2D) finite-volume method (FVM) with an approximate Riemann solver (Osher scheme) for unsteady flow calculation in river are described. The two models have been applied to several problems including flow in a straight channel, flow in a slightly meandering channel and a flow in a meandering channel. The uniform rectangular channel was employed for the purpose of comparing results. A comparison is made between the results of computation on 1D and 2D flows including straight channel, slightly meandering channel and meandering channel application. The implementation of the finite-volume method allows complex boundary geometry represented. Agreement between FVM and FDM results regarding the discharge and stage is considered very satisfactory in straight channel application. It was concluded that a 1D analysis is sufficient if the channel is prismatic and remains straight. For curved (meandering) channels, a 2D or 3D model must be used in order to model the flow accurately.
본연구에서는 그물어구의 상사를 지배하는 무차원수 K를 $$K=\frac{{\nu}^n\rho_wv^{2-n}}{{d^{1+n}(\rho-\rho_w)}$$ d, p: 재료의 직경 및 밀도 $\nu,\rho_w,v$: 물의 동점성계수, 밀도 및 속도으로 정하고, 여기에서의 직경의 비를 결정하는 방법에 따라 실물과 모형과의 상사를 완전하게 그리고 근사적으로 만족시키는 조건들을 구하였다. 즉, 원전한 상사한 경우는 직경의 비를 축척비와 같게 하고, 나아가서 다른 모든 치수의 비도 축척비와 같게 함으로써 만족된다고 하였으며, 측사적 상사의 경우느 직경의 비가 축척비 $(\frac{\lambda_2}{\lambda_1})$와 같지 않아도 된다고 하여, 그물실의 직경 d, 코의 크기 $\iota$ 및 콧수 N의 비를 $$\frac{d_2}{d_1}=\frac{\iota_2}{\iota_1}=\frac{\lambda_2}{\lambda_1}{\cdot}\frac{N_1}{N_2}$$ 으로, 줄의 직경 d', 길이 $\iota'$ 및 밀도 $\rho'$의 비를 $$\frac{d_2'}{d_1'}=\sqrt{{\frac{\lambda_2}{\lambda_1}}\cdot{\frac{d_2}{d_1}}\cdot{\frac{\rho_2-\rho_{w2}}{\rho_1-\rho_{w1}}\cdot{\frac{\rho_1'-\rho_{w1}}{\rho_2'-\rho_{w2}}}}$$, $\frac{\iota_2'}{\iota_1'}=\frac{\lambda_2}{\lambda_1}$로, 부속구의 치경 $d'$, 밀도 $\rho'$ 및 수 $N'$의 비를 $$\frac{N_2'}{N_1'}=(\frac{\lambda_2}{\lambda_1})^2(\frac{d_2}{d_1})(\frac{d_1'}{d_2'})\frac{(\rho_2-\rho_{w2})}{(\rho_1-\rho_{w1})}\frac{(\rho_1'-\rho_{w1})}{(\rho_2'-\rho_{w2})}$$으로 정하였다. 이렇게 정해진 모형어구에 대해 유속 v의 비느 $K_1=K_2$로부터 $$(\frac{u_2}{u_1})^{2-n}=(\frac{\nu_2}{\nu_1})^{-n}\;(\frac{\rho_{w1}}{\rho_{w2}})\;(\frac{\rho_2-\rho_{w2}}{\rho_1-\rho_{w1}})\;(\frac{d_2}{d_1})^{1+n}$$으로 주어지므로, 이를 이용하여 어구저항 D 및 그물감의 다리에서의 장력 $\tau$의 비를 $$\frac{D_2}{D_1}=\frac{d_2(\rho_2-\rho_{w2})}{d_1(\rho_1-\rho_{w1})}(\frac{\lambda_2}{\lambda_1})^2$$$${\frac{\tau_2}{\tau_1}=\frac{d_2\iota_2(\rho_2-\rho_{w2})}{d_1\iota_1(\rho_1-\rho_{w1})}\;{\cdot}\frac{\lambda_2}{\lambda_1}$$로 정하였다.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2011.05a
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pp.280-284
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2011
본 연구에서는 한강의 제1지류인 홍제천 수계에 포함된 불광천 유역을 대상으로 도시지역 침수모의를 수행하였다. 1차원 모형인 HEC-GeoRAS를 이용하여 외수침수에 대한 모의를 수행하였고, 2차원 모형인 CCHE2D를 이용하여 외수침수와 내 외수침수에 대해 모의를 수행하여 비교하였다. SWMM을 이용하여 확률 홍수량과 유출량을 산정한 후, HEC-GeoRAS를 이용하여 50년, 100년, 200년 빈도의 홍수량에 대한 침수지역 및 침수심을 구하였다. 외수침수와 내 외수침수를 각각 수행하여 빈도별 홍수량에 따른 침수지역 및 침수심을 구하였다. 두 모형을 이용한 1차원 및 2차원 해석결과를 바탕으로 기법별 침수면적 및 침수심을 비교한 결과 HEC-GeoRAS가 CCHE2D보다 과다 산정되는 것을 확인할 수 있었다. CCHE2D 모형을 이용한 외수침수모의와 내 외수침수모의를 비교했을 때 침수면적은 높은 빈도에서 최소 1.03배로 큰 차이가 없었으나 낮은 빈도에서 6.85배로 큰 차이가 발생하며, 침수심은 최소 1.01배, 최대 1.28배로 큰 차이가 없었다. 이는 내수침수가 침수면적 산정에 큰 영향을 미치며, 침수지역을 결정하는데 높은 빈도에서는 제방을 월류한 유량이 크게 영향을 미치고, 낮은 빈도에서는 맨홀을 월류한 유량이 크게 영향을 미치는 것으로 판단된다.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2012.05a
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pp.576-580
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2012
하도내 수리구조물 건설과 준설로 인해 발생되는 급격한 수리특성의 변화와 편수위로 야기될 수 있는 제방의 파괴 및 침식을 검토하기 위해서는 다차원 모형의 검토가 필요하다. 본 연구에서는 HEC-RAS로 산정한 조도계수를 다차원 모형에 적용하여 수리거동을 분석하였다. 낙동강 수계에 대해 2003년, 2004년, 2006년 그리고 2007년 태풍 사상에 대해 적용하였으며 HEC-RAS 모형의 조도계수를 0.01부터 0.04까지 0.001씩 증가하여 HEC-RAS 모형에 적용하였고 부정류 흐름모의를 수행하여 RMSE와 NRMSE를 이용해 관측 값과 비교하였다. 공간단위 다차원 모형은 격자크기, 만곡도, 난류 등으로 인한 손실이 추가적으로 반영되기 때문에 선단위 1차원 모형에서 산정된 조도계수를 적용할 경우 실측 관측 수위보다 큰 값이 산정되었다. 따라서, 1차원 수치모형에 의해 산정된 조도계수를 다차원 모형에 그대로 적용할 경우 과대한 수위를 산정할 수 있기 때문에 모형 차원에 따른 별도의 보정을 수행하여 얻어진 조도계수를 적용해야 할 것으로 판단된다.
Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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v.7
no.1
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pp.94-104
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2004
The purpose of this study is to analyze various hydraulic characteristics using SMS (Surface Water Modeling System) RMA2 model. It is based on 2-D finite element method. River reaches (13.8km) from Gyeongan gauge station to the inlet of Paldang lake was selected. Finite element was made by RIMGIS Data, and the analysis of river-changes was operated by unsteady flow. The sediment concentration and bed change was simulated using SED2D model. This River's velocity was distributed that 0.05~3.85m/s and bed change was changed about 0.0003~0.0135m.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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