• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2460-2464
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• 2008

The present paper suggests new method to know the effects of molecular diffusion and the helicity of microchannel flows on mixing in passive micromixers, which are essential components of a microfluidic chip. In this study, 'Helix Index' is newly defined as the magnitude of chaotic advection. Relationship between Helix Index and Mixing Index is analyzed numerically such as the wide range of Peclet and Reynolds numbers in three dimensional serpentine microchannel when using soluble solutions (water/glycerol). As a result, a simple algebraic equation is derived by this relationship based on a regression analysis. The algebraic equation is found to be able to accurately predict the mixing performance without solving the coupled, complex momentum and mass transfer equations.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.233-236
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• 2008

To analyze the saline intrusion in the place, such as an estuary, the three-dimensional numerical model is developed. In this study, the advection terms of the governing equations are discretized by upwind scheme. By using an explicit scheme for the longitudinal direction and an implicit scheme for the vertical direction, the numerical model is free from the restriction of temporal step size caused by a relatively small grid ratio. The equation of state is used to consider the density, and the scalar transport equation for salinity is employed the third order TVD to scheme to prevent unphysical oscillation near discontinuity. In order to verify saline intrusion, the numerical model is conducted to compare the previous model in the lock exchange. The present model generally show a good agreement with the previous one.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.495-506
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• 2013

본 연구에서는 전단류 분산이 이송과 난류에 의한 확산의 결합에 의해 발생한다는 Taylor (1954)의 가정을 바탕으로 개념적 모형을 구성하고, 이를 3차원 개수로에 적용하여 오염물질의 혼합과정을 재현할 수 있는 시간분리 혼합모형(Time-split Mixing Model; TMM)을 개발하였다. 개발된 모형은 연산자 분리 기법(operator split method)과 유사하게 혼합과정을 종방향 혼합과 횡방향 혼합으로 분리하고, 유속 연직편차에 의한 농도분리과정과 난류확산에 의한 연직방향 혼합과정을 순차적으로 반복 계산함으로써 2차원 이송-분산을 재현한다. 수치모의 결과, 제안된 모형은 수로벽면에 의한 농도중첩 효과를 잘 반영하고 있으며, Taylor 구간 내에서 2차원 이송-분산 모형의 해석해와 거의 일치하고 있음을 확인하였다(Chatwin, 1970). 본 모형은 하상경사, 하폭 대 수심 비, 혼합시간 등의 변화에 따라 분산 정도를 달리 재현하고 있으며, 산정된 종분산계수는 Elder(1959)가 제안한 상수값과는 달리 혼합시간에 따라 변화하는 양상을 나타냈다. 횡분산계수의 경우, Sayre와 Chang(1968), Fischer 등(1979)이 실험을 통해 제시한 값과 유사한 범위를 나타냈다.

• 호남수학학술지
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• 제36권4호
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• pp.755-766
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• 2014

In the discrete formulation of the bubble stabilized Legendre Galerkin methods, the system of equations includes the artificial viscosity term as the parameter. We investigate the estimation of this parameter to get the optimal solution which minimizes the maximum error. Some numerical results are reported.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.99-110
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• 1999

모멘트법은 Lagrangian 벙법으로서 격자요소 내에서의 농도의 공간분포에 대한 0차, 1차, 2차 모멘트를 고려한고 각 모멘트의 보존성을 유지하면서 농도분포의 이송을 계산하는 방법이다. 따라 각 격자요소에서의 0차 모멘트, 즉 평균농도 뿐만 아니라 1차 및 2차 모멘트 값의 합리적인 초기 설정이 요구된다. 본 연구에서는 각 모멘트들의 초기값 설정방법을 검토하고, 기존 모멘트법의 Couuant 수에 대한 제약조건을 극복하기 위하여 모멘트법을 개선하였다. 모멘트법에 의한 모의 결과를 유용한 Eulerian 및 Lagrangian 기법에 의한 모의 결과와 비교 검토하여 모한 해석결과를 발생시키는 기법이며, 본 연구에서 제시한 Courant 수 제약조건의 극복에 관한 연구는 성공적으로 이루어진 것으로 나타났다. 한편, 모멘트법은 농도가 전체 계산영역의 일부에 분포하는 2차원 영역에서의 이송 모의시 계산시간에 있어서 매우 효율적인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.557-562
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• 2006

준설작업으로 인해 재부유된 퇴적물로 구성된 탁도플륨의 이송확산 거동을 예측하기 위해 이(1998)가 제안한 수치 해석의 혼합방법(hybrid method)을 사용하여 3차원 수치모형을 개발하였다. 본 모형에서는 이송 및 확산식의 수치해석에 있어 이송 과정은 전방입자추적기법(forward particle-tracking method), 확산 과정은 유한차분기법을 사용하여 수치계산에 있어 무작위 행보(random walk) 방법에 비해 계산시간이 크게 단축되었으며, 수치모의 결과의 정확성도 크게 향상되었다. 본 모형을 검증하기 위하여 1, 2차원 해석해와의 비교, 그리고 Kuo 등(1985)의 3차원 수리해석모형의 계산결과와 비교하였다. 본 모형의 검증 결과는 비교적 해석해와 잘 일치하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.131-141
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• 1994

특성곡선을 고려한 세가지 연산자 분리방법을 오염원의 종확산 문제에 적용하여, 그 결과를 Eulerian 기법들의 계산결과와 비교하였다. 연산자 분리방법의 이송방정식에 대한 수치 기법들로는 generalized upwind, two-point fourth-order 및 sixth-order Holly-Preissmann 기법들을 각각 적용하였으며, 확산 방정식에 대한 수치기법으로는 Crank-Nicholson 기법을 적용하였다. Holly-Preissmann 기법을 사용하는 연산자 분리방법들이 Eulerian 기법들에 비하여 매우 정확한 계산결과를 나타내었다. Eulerian 기법들의 경우에는 이송항의 근사방법으로서 중앙차분을 취하는 기법들은 수치진동을, 후방차분을 취하는 기법들은 수치분산을 각각 보였으며, 이러한 현상들은 종확산계수의 값이 작을수록 더욱 뚜렷하게 나타났다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권4호
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• pp.25-31
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• 2010

Interface tracking of two phase is significant to analyze multi-phase phenomena. The VOF(Volume of Fluid) and level set are well known interface tracking method. However, they have limitations to solve compressible flow and incompressible flow at the same time. CIP(Cubic Interpolate Propagation) method is appropriate for considering compressible and incompressible flow at once by solving the governing equation which is divided up into advection and non-advection term. In this article, we analyze the droplet impingement according to various We number using improved CIP method which treats nonlinear term once more comparison with original CIP method. Furthermore, we compare spread radius after droplet impingement on the wall with the experimental data and original CIP method. The result using improved CIP method shows the better result of the experiments, comparison with result of original CIP method, and it reduces the mass conservation error which is generated in the numerical analysis comparison with original CIP method.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.240-240
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• 2015

As Simpson et al. (1990) emphasized the importance of the straining process in the stratification and mixing in the estuarine circulation process, various researches have investigated on the relative contribution of each process to the overall potential energy anomaly dynamics. However, many numerical works have done only for two dimensional modeling along channel or the short distance cross sectional three dimensional simulations as Burchard et al. (2008) and the estuarine channel was not simulated so far. But, in the study on the physics of shallow coastal seas, spatial dimension in the three dimensional way affects significantly on results of a particular numerical model. Therefore, the comparison of two and three dimensional models is important to understand the real physics of mixing and stratification in an estuary. Also, as Geyer and MacCready (2013) pointed out that the lateral process seems to be important in determining the periodic stratifications, to study such process the three dimensional modeling must be required. The present study uses a numerical model to show the signification roles of each term of the time-dependent dynamic equation for the potential energy anomaly (PEA) in controlling along and lateral channel flows and different stratification structures. Moreover, we present the relationships between the ${\Phi}$-advection, the depth mean straining, vertical mixing and vertical advection can explain well how water level, salinity distribution and across velocity 2D model are slightly different from 3D.

• 대기
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• 제34권3호
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• pp.257-271
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• 2024

In 2023, the World Meteorological Organization released a report on climate conditions in Asia, highlighting the region's high vulnerability to floods and the increasing severity and frequency of extreme precipitation events. While previous studies have largely concentrated on broader-scale phenomena such as the Asian monsoon, it is crucial to investigate the substantial characteristics of extreme precipitation for a better understanding. In this study, we analyze the spatiotemporal characteristics of extreme precipitation during summer and their affecting factors by decomposing the moisture budgets within specific Asian regions over 44 years (1979~2022). Our findings indicate that dynamic convergence terms (DY CON), which reflect changes in wind patterns, primarily drive extreme rainfall across much of Asia. In southern Asian sub-regions, particularly coastal areas, extreme precipitation is primarily driven by low-pressure systems, with DY CON accounting for 70% of the variance. However, in eastern Asia, both thermodynamic advection and nonlinear convergence terms significantly contribute to extreme precipitation. Notably, on the Korean Peninsula, thermodynamic advection plays an important role, driven by substantial moisture carried by strong southerly mean flow. Understanding these distinct characteristics of extreme rainfall across sub-regions is expected to enhance both predictability and resilience.