• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.123-123
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• 2012

일강수량은 수공구조물 설계 및 수자원계획을 수립하기 위한 입력 자료로 이용된다. 일반적으로 수자원계획은 장기적인 목적을 가지고 수행되어지며, 장기간의 일강수량 자료를 필요로 한다. 하지만 장기간의 일강수량 자료의 획득의 어려움으로 단기간의 일강수량자료를 이용하여 모의한 장기간 강수자료를 이용하게 된다. 이처럼 수자원계획의 수립에 있어서 일강수량 모의기법의 성능은 수자원계획의 신뢰성 및 결과에 큰 영향을 준다. 일강수량 모의기법은 국내외적으로 매우 활발하게 이루어지고 있으며, 수자원계획 및 수공구조물 설계 외에도 매우 다양한 목적으로 활용되어 지고 있다. 일강수량을 모의기법 중 강수계열의 단기간의 기억(memory)을 활용한 Markov Chain 모형이 가장 일반적이지만, 기존 Markov Chain 모형을 통한 일강수량 모의는 극치강수량을 재현하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 일강수량 모의 기법의 목적인 수자원계획 및 수공구조물 설계 등의 입력자료로 활용되어지기 위해서는 모의 결과가 유역내 지점별 공간 상관성을 재현함으로써 모형의 우수성과 자료결과의 신뢰성을 확보할 수 있어야 하겠다. 이러한 점에서 본 연구에서는 내삽에서 우수한 재현능력을 갖는 핵 밀도함수와 극치강수량 재현에 유리한 GPD분포의 특징을 함께 고려할 수 있는 불연속 Kernel-Pareto Distribution 기반에 공간상관성 재현 알고리즘을 결합한 일강수량모의기법을 개발하였다. 한강유역의 18개 강수지점에 대해서 기존 Gamma분포를 사용한 Markov Chain 모형과 본 연구에서 제안한 방법을 적용하여 모형을 평가해 보고자 한다. Gamma 분포기반 Markov Chain 모형의 경우 일강수량 모의 시 1차모멘트인 평균과 2-3차 모멘트 모두 효과적으로 재현하지 못하는 문제점이 나타났다. 그러나 본 연구에서 적용한 다지점 불연속 Kernel-Pareto 분포 모형은 강수계열의 평균적인 특성뿐만 아니라 표준편차 및 왜곡도의 경우에도 관측치의 통계특성을 매우 효과적으로 재현하며, 100년빈도 강수량 모의결과 기존 모의모형의 문제점을 보완할 수 있는 개선된 결과를 보여주었다. 본 연구에서 제시한 방법론은 유역내의 공간상관성을 재현하며, 평균 및 중간값 등 낮은 차수의 모멘트 등 일강수량 분포특성을 더욱 효과적으로 모의할 수 장점을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.88-88
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• 2011

수자원에서 일강수량 모의기법은 다양한 목적으로 활용되고 있으며 기본적으로 수공구조물 설계 및 수자원계획을 수립하기 위한 입력 자료로서 이용된다. 수자원계획은 장기적인 목적을 가지고 수행되는 것이 일반적이며 우리가 목표로 하는 장기간의 일강수량자료의 획득이 어렵기 때문에 단기간의 일강수량자료를 장기 모의하여 이용하게 된다. 일강수량을 모의하는데 있어서 강수계열의 단기간의 기억(memory)을 활용한 Markov Chain 모형이 가장 일반적이며, 기존 Markov Chain 모형을 통한 일강수량 모의에서 발생하는 가장 큰 문제점은 극치강수량을 재현하기 어렵다는 점이다. 이러한 문제점으로 인해 수자원 계획을 수립하는데 있어서 불확실성을 가중시키고 있다. 특히 일강수량 모의기법을 통해서 추정되는 빈도강수량의 과소추정으로 인해 수공구조물 설계 시에 신뢰성을 확보하는 데 문제점이 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 기존 Markov Chain 모형에서 일강수량에 평균적인 특성과 극치특성을 동시에 재현할 수 있도록 불연속 Kernel-Pareto Distribution 기반에 일강수량모의기법을 개발하였다. 한강유역의 3개 강수지점에 대해서 기존 Markov Chain 모형과 본 연구에서 제안한 방법을 적용한 결과 여름의 일강수량 모의 시 1차모멘트인 평균과 2-3차 모멘트 모두 효과적으로 재현하지 못하는 문제점이 나타났다. 그러나 본 연구에서 제안한 불연속 Kernel-Pareto 분포형 기반 Markov Chain 모형은 여름의 일강수량 모의 시 강수계열의 평균적인 특성뿐만 아니라 표준편차 및 왜곡도의 경우에도 관측치의 통계특성을 매우 효과적으로 재현하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 방법론은 전체적으로 기존 Markov Chain 모형에 비해 극치강수량을 재현하는데 유리한 기법으로 판단되며, 또한 극치강수량을 일반강수량으로부터 분리하여 모의함으로서 평균 및 중간값 등 낮은 차수에 모멘트 등 일강수량에 전체적인 분포특성을 더욱 효과적으로 모의할 수 장점을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권8호
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• pp.2650-2669
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• 1996

A new low Reynolds number nonlinear second moment turbulence closure was introduced to analyze a square sectioned 180.deg. bend flow. Inclusion of nonlinear return to isotropy term and cubic mean pressure strain term has brought out a marked improvement in the level of agreement with measured velocity profiles. Optimization of present closure was performed by comparison of computed velocity profiles with the experimental ones with variation of nonlinear return to isotropy term and quadratic and cubic pressure-strain model. Progressive vortex breakdown due to the interaction of primary and secondary flows was well captured by using the optimized second moment turbulence closure.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권8호
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• pp.1063-1071
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• 1999

Fine grid calculations are reported for the developing turbulent flow in a curved duct of square cross-section with a radius of curvature to hydraulic diameter ratio ${\delta}=Rc/D_H=3.357 $ and a bend angle of 720 deg. A sequence of modeling refinements is introduced; the replacement of wall function by a fine mesh across the sublayer and a low Reynolds number algebraic second moment closure up to the near wall sublayer in which the non-linear return to isotropy model and the cubic-quasi-isotropy model for the pressure strain are adopted; and the introduction of a multiple source model for the exact dissipation rate equation. Each refinement is shown to lead to an appreciable improvement in the agreement between measurement and computation.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.75-75
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• 2015

오염원과 취수장이 동일 구간 내에 공존하는 국내하천의 특성상, 하천 평면 내에서 오염물의 거동 및 혼합 특성을 보다 정확하게 해석하기 위해서는 2차원 이송-분산 모형의 적용이 필요하다. 이를 위해서는 2차원 모형의 주요 매개변수인 종분산계수와 횡분산계수의 적절한 입력이 매우 중요하다. 하지만 국내외적으로 횡분산계수에 대한 연구는 많이 진행된 반면, 현재까지 종분산계수에 대한 연구는 충분히 이루어지지 않은 실정이다. 분산계수를 결정하는 방법에는 실측된 농도 자료의 유무에 따라 크게 두 가지로 분류된다. 실측된 농도 자료가 없는 경우, 이론식이나 경험식을 이용하는 방법이 있다. 반면에 추적자 실험 등을 수행하여 실측된 농도 자료가 있는 경우, 모멘트법 또는 추적법을 적용하여 농도-시간 분포 곡선으로부터 분산계수를 계산하는 것이다. 모멘트법은 임의 지점에서 농도의 횡분포를 통해 얻을 수 있는 2차 모멘트의 종방향 변화율이 횡분산계수와 비례한다는 원리를 이용한 것이며, 추적법은 상류부의 관측된 농도를 입력자료로 하여 하류부의 농도를 계산한 후 계산된 농도와 실측된 하류부 농도의 비교를 통해 분산계수를 산정하는 방법이다. 본 연구에서는 불규칙한 단면 형상을 가지는 자연하천에서의 2차원 종 횡분산계수를 산정하기 위해서 Baek & Seo(2010)가 제안한 2차원 유관추적법(2D Stream-tube Routing Procedure)을 적용하였다. 본 연구에서는 국내 자연하천 중 다양한 사행형태를 갖으며 수질오염 사고의 위험이 높은 구간을 선정하고, 추적자로서 Rhodamine WT를 이용하여 현장실험을 수행하였다. 실험에서 수집된 수리량 및 농도자료로부터 추적자의 2차원적 거동을 분석하였으며, 2차원 유관추적법을 적용하여 종분산계수를 산정하였다. 그 결과 하폭 대 수심비(W/H)와 마찰손실관련 무차원변수(U/U*)의 증가에 따라 종분산계수가 증가됨을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서 산출된 종분산계수와 선행 연구에서 수집된 자료를 이용하여 추정식을 개발하였다. 차원해석을 통해 무차원 종분산계수에 영향을 미치는 무차원 인자를 선별하고 회귀분석을 이용하여 종분산계수 추정식을 유도하였다. 추정식을 이용하여 산정한 종분산계수의 범위는 Elder (1959)가 제안한 이론값보다 약 10배 정도로 크게 나타났다. 혼합 특성이 밝혀지지 않은 자연하천에 2차원 확산모형을 적용하고자 할 때 본 연구에서 개발된 추정식으로부터 계산된 종분산계수를 사용할 수 있을 것이다.

• 대한화학회지
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• 제42권4호
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• pp.398-410
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• 1998

Boltzmann 방정식의 비선형 해법으로서 cumulant 모멘트 방법을 연구하였으며, Maxwell 분자모형 단원자분자 기체계의 정상충격파 문제에 대하여 적용하였다. 모멘트 방정식의 해는 Maxwell-Ikenberry-Truesdell(MIT) 반복법을 사용하였다. 원래의 MIT 반복법은 초기값을 평형분포함수로부터 구하지만, 본 연구에서는 반복계산의 초기값을 Mott-Smith의 두방식(bimodal)함수로부터 구하였다. 모멘트 계산은 2차 반복단계까지 수행하였으며, 강한 충격파에 대한 밀도, 온도, stress, heat flux 등의 윤곽과 충격파의 두께, 그리고 마하수 1.4 미만의 약한 충격파의 두께를 계산하였다. 1차 반복계산에서 충격파 윤곽에 대한 간단한 형태의 해석적 표현을 얻었으며, 이로부터 도출한 약한 충격파 두께에 대한 극한법칙은 Navier-Stokes 이론과 정확히 일치한다. 2차 반복계산에 의한 결과는 강한 충격파의 윤곽곡선 및 충격파 두께가 Monte Carlo 문헌값과 정량적으로 일치함을 보인다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권11호
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• pp.1265-1276
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• 2005

The elliptic conceptual second moment models for turbulent heat fluxes, which are proposed on the basis of elliptic-blending and elliptic-relaxation equations, are applied to calculate the combined forced and natural turbulent convection in a vertical plane channel. The models satisfy the near-wall balance between viscous diffusion, viscous dissipation and temperature-pressure gradient correlation, and also have the characteristics of approaching its respective conventional high Reynolds number model far away from the wall. Also the models are closely linked to the elliptic blending model which is used for the prediction of Reynolds stress. In order to calibrate the heat flux models, firstly, the distributions of mean temperature and scala flux in fully developed channel flow with constant wall difference temperature are solved by the present models. The buoyancy effect on the turbulent characteristics including the mean velocity and temperature, the Reynolds stress tensor, and the turbulent heat flux vector are examined. In the opposing flow, the turbulent transport is greatly enhanced with both the Reynolds stresses and the turbulent heat fluxes being remarkably increased; whereas, in the aiding flow, the opposite change is observed. The results of prediction are directly compared to the DNS to assess the performance of the model predictions and show that the behaviors of the turbulent heat transfer in the whole flow region are well captured by the present models.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권7호
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• pp.1-9
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• 1999

본 논문에서는 칩 내부 회로 연결선의 모형으로 많이 사용되는 RC-class 회로에 대하여 시뮬레이션을 수행하지 않고 지연 시간을 계산할 수 있는 해석적 3차 근사 기법을 제시한다. 본 논문에서 제시하는 3차 근사 기법은 기존의 2차 근사 기법에 비해 크지 않은 수행 시간을 필요로 하면서도 보다 정확한 결과를 보장한다. 이 해석적 3차 근사 기법은 일반적인 q 차 AWE(Asymptotic Waveform Evaluation)기법의 계산 결과와 비교해 허용 가능한 수준의 오차를 보장하며, 계산 시간의 단축과 함께 수치적으로 안정된 값을 제공한다. 제안하는 기법의 첫 알고리즘은 3차의 근사를 위해 8개의 모멘트를 필요로 하며, 보다 정확한 지연 시간의 근사가 가능하다. 둘째 알고리즘은 3차의 근사를 위해 6개의 모멘트를 필요로 하며, 첫 알고리즘보다 정확도는 뒤지나 빠른 근사가 가능하다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.59-74
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• 1997

본 논문은 낙동강 유역의 사질토 지반에서 수평하중을 받는 강관 말둑의 수평거동을 모형실첨을 통해 관찰하였다. 븐 연구의 목적은 말뚝의 수평거동(하중-변위 잔계,지반내 말뚝의 모멘트 분포, 최대 모멘트-변위 관계 등)에 대한 말뚝의 강성, 말뚝의 근입길이, 지반의 상대밀도, 하중 재하속도, 말뚝두부의 구속조건, 그리고 지반내의 비균질토의 영향에 관하여 실험적인 연구를 수행하고 이러한 영향들을 정량화 할 수 있는 결과들을 얻고자 한다. 비선형적인 하중-변위 관계는 모형실험의 결과들로부터 2차 곡선방정식으로 회귀분석하여 구하였으며, 임의 수평 변위에 대한 수평하중, 항복하중, 극한하중 그리고 최대 휭모멘트와 항복쉽모멘트는 상대밀도를 포함하는 지수함수식의 형태로 회귀분석하여 구하였다. 수평 극한하중에 관한 Brom's의 이론 결과와 실험결과 비교에서, 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 결과가 서로 반대로 나타난 것은 가정한 지반반력이 깊은 지점에서 낙동강 사질토의 지반반력보다 작아서 나타나는 것으로 판단된다. 균질충과 비균질토 지반의 수평거동 비교에서, 하부지반의 상 대밀도보다 상부지반의 상대 밀도가 하중-변위관계에 더 큰 영향을 끼치고 있으며, 하부와 상부 지반의 상대밀도 차가 클수록 그런현상은 뚜렷하게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권1호
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• pp.29-39
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• 2007

A second-moment closure is applied to the prediction of a homogeneous turbulent shear flow laden with mono-size particles. The closure is curried out based on a 'two-fluid' methodology in which both carrier and dispersed phases are considered in the Eulerian frame. To reduce the number of coupled differential equations to be solved, Reynolds stress transport equations and algebraic stress models are judiciously combined to obtain the Reynolds stress of carrier and dispersed phases in the mean momentum equation. That is, the Reynolds stress components for carrier and dispersed phases are solved by modelled transport equations, but the fluid-particle velocity covariance tensors are treated by the algebraic models. The present predictions for all the components of Reynolds stresses are compared to the DNS data. Reasonable agreements are observed in all the components, and the effects of the coupling of carrier and dispersed phases are properly captured in every aspects.