• Title/Summary/Keyword: 3차원 해수유동

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3-D Applicability of the ESCORT Model - Simulation of Freshwater Discharge (ESCORT 모형의 3차원 적용성 - 담수방류 모의)

  • Kang, Ju-Whan;Kim, Yang-Seon;Park, Seon-Jung;So, Jae-Kwi
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.21 no.3
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    • pp.230-240
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    • 2009
  • The ESCORT model is applied at Mokpo coastal zone to analyze the effect of fresh water discharge released from the gates of the Youngsan River sea-dyke. Applicability and validity of both 2-D and 3-D hydrodynamic modules could be guaranteed by simulating hydrodynamic feature with ebb dominance characteristics. Then, effects of the released discharge on the hydrodynamics are investigated. And analysis of the effects on diffusion phenomena show that 3-D model is essential for such diffusion modelling. Moreover, vertical salinity distributions near the gates are examined, and the influence range of fresh water is also estimated, which shows that dilution of fresh water is going on slowly because of poor flushing.

Model Development for the Surface Discharge of Heated Water using Turbulence Model (난류모델을 이용한 표면 온배수 확산모형의 개발)

  • 최흥식;이길성
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 1989.07a
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    • pp.113-114
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    • 1989
  • 원자력, 화력발전소, 제철소 등의 다양한 임해 공업시설로부터 방출되는 냉각용 온배수는 연안일대 해수의 열균형을 파괴시켜 생태계의 보존 및 환경관리에 좋지 못한 영향을 야기케 된다. 이러한 영향은 해안 또는 만내의 수중온도를 전반적으로 높일뿐 아니라 가동중단시 갑자기 수온을 떨어뜨려 해양생물상에 피해를 줄수도 있다. 또한 온배수에 의하여 온도가 상승된 해수가 취수구를 통하여 재순환되어 냉각기능의 부진을 초래하게되면 발전효율 또는 기계가동율을 저하시키게 된다. 이러한 측면에서 온배수의 확산에 대한 정성, 정량적인 예측은 환경영향평가, 취.배수구 설계조건의 산정 등에 매우 중요한 문제라 하겠다. 본 연구는 정지수역으로 유입하는 3차원 정상류 표면온배수 해석모형의 개발로서 개발된 모형의 수치실험을 통하여 온배수 확산의 물리적 특성을 규명한다. 지배방정식에 나타나는 Reynolds 응력항($)과 온도유동 프럭스항($)의 해석에서 필요한 난류모델은 k-$\varepsilon$ 모형에 난류 평균자승 온도유동($) 및 그 감쇄방정식을 추가한 4-방정식 모델로서 구성하였다. 아울러 3차원 정상류 모형에서 야기되는 타원형 방정식을 포물형 방정식의 형태로 전환하여 효과적으로 해석할 수 있도록 모델의 특성을 정리하였다. 본 모델의 검증을 위하여 Lal 및 Rajaratnam(1977)의 물리적 실험값과 비교해본 결과 온배수 거동의 물리적현상이 잘 일치하였다. 또한 McGuirk 및 Rodi(1979)에 의해 개발된 2-방정식 k-$\varepsilon$ 난류모형의 해석결과에 대하여 비교분석을 실시하였다.

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Development of Three-dimensional Baroclinic Hydrodynamic Model and flow Patterns of the Suyoung Bay (3차원 경합 海水流動 모델의 開發과 水營蠻의 폐수유동)

  • 김차겸;이종섭
    • 한국해양학회지
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    • v.28 no.2
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    • pp.86-100
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    • 1993
  • Three-dimensional baroclinic hydrodynamic model, BACHOM-3, is developed using ADI finite difference scheme. The model is applied to a uni-nodal standing wave in a rectagular basin. The model results for the surface elevation and velocities coincide with the analytical results. To verify the field applicability of the model and to investigate the flow patterns of the Suyoung Bay in Pusan, Korea, the model is applied to the bay. The numerically predicted velocity predicted velocity fields during spring tide at normal river flow are compared with field measurements, the comparisons show good agreement. A clockwise residual circulations at the first level (depth = 0∼2m) and the second level (depth=2∼5 m) of the central part of the bay occur, and the ebb flow is stronger than the flood flow. Computed velocity fields show that the phase difference of velocities between the surface layer and bottom layer occurs and the phase lag increases with height from the bottom. Then, the model is applied successfully for the computation of flow fields considering flood river flow and wind effects. When the wind is blowing toward the land from the sea, the flow patterns at the surface layer correspond with the wind direction, but the flow patterns at the near solid boundary of the lower layer show opposite currents to the wind direction.

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Simulation of mixing process and influence zone of the fresh water for the inner Saemankeum reservoir and outer region regarding seawater bypassing (해수소통이 전제된 새만금호 내부의 혼합확산거동과 외해역의 영향범위 모의)

  • Suh Seung Won;Mok In Kyun;Kim Jun Ho;Yu Kyung Sun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.543-547
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    • 2005
  • 해수소통을 전제한 경우 새만금호 내측의 염분변화가 만경강의 평수량 및 홍수량 유입에 따라 혼합확산되는 것을 평가하고 배수갑문 방류시 담수가 외해에 미치는 영향범위를 평가하기 위한 수치모형실험이 실시되었다. 이때 새만금호 내부의 관리수위는 DL=-1.5m, DL=-0.5m, DL=-0.0m, DL=+0.5m가 고려되었다. 외해역의 평가는 새만금을 포함한 전체해역에 대해 외해경계에서 4개의 주요분조($M_2,S_2,K_1,O_1$)의 진폭과 위상각을 대입하고 2차원 ADCIRC 및 3차원 TIDE3D 모형을 적용하였다. 내부는 여기에 3개 연직층을 고려한 3차원 ICM 모델이 추가 적용되었다. 내부의 혼합확산 평가 결과는 시간이 지남에 따라 외해에서 유입되는 염수가 상대적으로 저염인 담수호 내부로 유입 확산되는 것이 평면적으로나 연직방향으로 변화되는 것을 매우 뚜렷하게 나타남을 알 수 있고, 최소 1개월 이상 경과되어야 만경호측에 외해수가 혼합되는 것으로 분석된다. 수문을 개방하지 않은 상태에서 새만금 방조제 외해의 최강창낙조시 조류속도는 0.5-0.6m/s 정도에 해당되는 것으로 분석되었다. 신시갑문을 개방하는 경우 관리수위가 DL=-1.5m와 DL=+0.5m로 변함에 따라 갑문 전면 10Km-l3Km에 이르는 해역까지 수문개방에 따라 0.5m/s의 유속이 형성된다. 가력갑문을 개방하는 경우는 신시갑문의 개방에 따른 영향보다는 작지만 갑문 전면 14Km까지 0.5m/s의 강한 유동이 관리수위별로 나타나고 있다. 이러한 결과는 담수 방류로 인한 영향이 주기적으로 낙조시에 발생되어 새만금 방조제 전면의 해수순환과 유동에 적지 않은 영향을 미칠 개연성을 제시하는 것으로 해석된다.$\cdot$유출에 의한 수질변화양상을 단계적으로 구분하여 수질변화에 중요한 영향을 미치는 인자에 대한 이론적인 분석을 수행하고, 배수갑문 개방에 의한 수질개선효과를 최대화하기 위한 환경관리 방안 제시에 중점을 두어 수행하였다.ncy), 환경성(environmental feasibility) 등을 정성적으로(qualitatively) 파악하여 실현가능한 대안을 선정하였다. 이렇게 선정된 대안들은 중유역별로 검토하여 효과가 있을 것으로 판단되는 대안들을 제시하는 예비타당성(Prefeasibility) 계획을 수립하였다. 이렇게 제시된 계획은 향후 과학적인 분석(세부평가방법)을 통해 대안을 평가하고 구체적인 타당성(feasibility) 계획을 수립하는데 토대가 될 것이다.{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심

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Characteristics on the Thermal and Fluid Flow in the Rectangular Aquarium Basin by Using PIV (PIV를 이용한 사각수조 내의 온도와 유체 유동 특성)

  • Kim, B.H.;Konar, Dibyendu;Jeong, H.M.;Chung, H.S.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.9 no.4
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    • pp.31-38
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    • 2005
  • 육상 수조식 양식장은 해수를 끌어들여 어류를 기르는 데 사용된다. 본 연구는 사각 수조 내의 다양한 기하학적 관계와 유동에 대한 유동 특성을 도출하였다. 수치해석은 유한 체적법과 SIMPLE 기수법은 수치해석법을 활용하였으며, 비압축성 유체와 3차원 표준 $k-{\varepsilon}$난류 모델을 적용하였다. 속도 분포, 온도 분포에 대한 정보를 확보하였다. 실험과 수치해석의 결과가 정성적으로 잘 일치함을 보였다. 양식장의 깊이가 증가함에 따라 바닥 쪽의 유동이 더욱 안정됨을 확인하였다. 이는 각종 배설물 등의 정체현상으로 연결될 수 있음을 확인하였다. 수조내의 온도는 유입구의 초기 온도가 중요하며, Re 수가 증가할수록 온도는 상승하고 유입구의 반대 벽면 근처의 온도가 유입구 보다 증가함을 알 수 있었다.

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Numerical Investigation, Calibration Method of the Interaction between Ieodo Ocean Research Station and Ocean Current (수치해석을 이용한 이어도 기지 구조물이 해수 유동에 미치는 영향 분석과 해류 관측 평가 및 보정방안 연구)

  • Hong, Woo-Ram;Shim, Jae-Seol;Min, In-Ki;Kim, Chong-Am
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.19 no.5
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    • pp.476-483
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    • 2007
  • One of the main function of Ieodo Ocean Research Station is to service the information about the weather and fishing grounds condition which are collected through calibrating convection flow and ocean current around the station. However, due to the influence of the station's structure below sea level, it is difficult to obtain the exact flow data. Therefore, it is required to research on the effect of the structure and the method to evaluate and revise the observed data. In this paper, as a basic study, it deals with the algorithm that simulate the interaction between ocean current and the station structure, followed by discussions about the way to applicate the algorithm. Through 3-dimensional computational fluid dynamics analyses (using Navier-Stokes equations with K-turbulence model), the influence of the station and submerged rocks are quantitatively evaluated, and we would suggest methods how to obtain accurate flow information from the measured rough data.

Prediction of Environmental Change and Mitigation plan for large scale reclamation (대규모 매립에 대한 환경영향예측과 저감방안에 관한 연구)

  • Shin, Bum-Shick;Kim, Kyu-Han
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.22 no.2
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    • pp.95-100
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    • 2010
  • In this study we predicted some of the negative effects on the ocean ecosystem and water quality, caused by a coastal reclamation project in semi-closed bay that makes it extremely difficult to be purified by natural process. In order to predict change of water quality triggered by coastal reclamation, the 3D hydrodynamic model and material cycle model are used. And we suggested new ecological park, an artificial beach and eco-friendly revetments on the reclamation area to mitigate the environmental impacts affecting this area using the numerical simulation results and observation data.

Flow Analysis of Thermal Discharge Channel due to Development of Hydropower (발전소 해수방수로의 수력개발에 따른 수리특성 분석)

  • Kim Ji-Young;Lee Dae-Soo;Kang Keum-Seok
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2005.06a
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    • pp.498-501
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    • 2005
  • 삼천포 등 국내 대형 화력발전단지에서 냉각수로 사용되고 방류되는 해수는 약 150 cms로 (100 MWe당 약 5 cms) 약 3,000 kW 이상의 수력에너지를 보유하고 있으나, 현재 활용되지 못하고 그대로 해양으로 방류되고 있어 이 수력에너지의 개발을 추진하고 있다 온배수를 이용한 수력 개발시에는 기존 발전소의 배수로를 변경하여 이용하는 것으로 기존 발전소에 미치는 영향을 최소화하는 것이 중요하다. 본 검토에서는 삼천포화력에 댐식 수력발전소를 건설할 경우 기존 배수로의 수리특성 변화를 3차원 유동해석 프로그램인 FLOW-3D를 이용하여 해석한 결과를 소개하였다. 수치해석 결과를 이용하여 수력에너지의 최적 개발을 도모하였고, 다양한 운전조건을 설계에 반영할 수 있었다.

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Numerical Prediction of Tidal Current due to the Density and Wind-driven Current in Yeong-il Bay (하구밀도류와 취송류가 영일만 해수유동에 미치는 영향)

  • YOON HAN-SAM;LEE IN-CHEOL;RYU CHEONG-RO
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.18 no.5
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    • pp.22-28
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    • 2004
  • This study constructed a 3D real-time numerical model that predicts the water quality and movement characteristics of the inner bay, considering the characteristics of the wind-driven current and density current in estuaries, generated by the river discharge from the Hyeong-san river and oceanic water of the Eastern sea. The numerical model successfully calculated the seawater circulation current of Yeong-il Bay, using the input conditions oj the real-time tidal current, river discharge, and weather conditions during March 2001. This study also observed the wind-driven current and density current in estuaries that are effected by the seawater circulation pattern of the inner bay. We investigated and analyzed each impact factor, and its relationship to the water quality of Yeong-il bay.

A Numerical Modelling of the tidal front in the Mid-yellow sea off Korea using a concept of Mixing rate (혼합율 개념을 이용한 서해 중부 조석전선의 수치모델)

  • 신상익;승영호
    • 한국해양학회지
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    • v.28 no.2
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    • pp.121-131
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    • 1993
  • The tidal front forming in the Mid-Yellow Sea off Korea, near Tae-An peninsular, is calculated using a 3-D general circulation model(Semtner, 1974) and the concept of mixing rate, an extension of the concept of mixing efficiency proposed by simpson & Hunter(1974). Along the north and south open boundaries, simple radiation conditions are applied. The model is run with the initial state which represents the winter condition. With imposed uniform heating by solar radiation and spatially-different vertical mixing, the model then generated the tidal front comparable to the observed one.

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