• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.435-445
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• 2023

삼각주는 하천이 운반하던 퇴적물이 호수나 바다, 하천의 본류와 같은 상대적으로 저 에너지의 환경을 만나 쌓인 퇴적 지형이다. 그 중 하천의 합류 지역에 생긴 삼각주는 하천 기하와 수리학적 특성에 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 하천 관리 및 연구에서 중요하게 다루어진다. 최근 낙동강 내 대규모 준설과 보 건설로 하천 합류 지역의 평형상태가 깨지고 있다. 하지만 하천의 자연 회복성으로 인한 지속적인 퇴적으로, 인위적인 준설 이전의 자연상태로 되돌아가고 있다. 시계열 관측 결과 합류 지역의 삼각주는 준설 이후 지속적으로 성장하다가, 일정 크기에 도달하면 전반적인 크기의 변화없이 소규모의 성장과 후퇴를 반복하는 동적 평형상태에 이른다. 본 연구에서는 합류 지역 삼각주가 지류의 유사량과 본류의 유량에 따라 체결된 동적 평형 상태에 도달한다는 가정을 바탕으로 합류 지역의 퇴적-침식 작용을 설명하는 모델을 개발하였다. 모델은 지류 공급 퇴적물의 퇴적과 본류로 인한 침식 작용, 두 가지 기작을 토대로 한다. 모델에 사용된 낙동강을 대표하는 침식 계수는 낙동강 내 주된 합류 지역을 이용하여 추정했다. 개발된 모델을 이용하여 지류 유사량과 본류 유량에 따른 합류 지역 삼각주 평형 위치의 민감도 분석을 수행했고, 이후 주된 합류 지역의 연평균 유량, 유사량 데이터를 활용하여 낙동강 합류부 삼각주들의 동적 평형 위치를 예측하였다. 마지막으로 감천-낙동강에 기록된 일별 유량과 유사량 데이터를 활용하여 감천-낙동강 삼각주의 발달에 대한 모의 실험을 진행하였다. 모델을 통해 각 합류부 삼각주의 형성 여부를 예측하였고, 감천-낙동강 삼각주의 거동의 경향 또한 잘 예측하였지만, 단순화 과정에서 발생한 오차와 한계로 인해 감천-낙동강 삼각주에서 실제 발생하는 후퇴를 정확히 예측하지는 못하였다. 본 연구 결과는 합류 지역을 통한 낙동강 본류의 유사 공급량에 대한 기초 정보를 제공하여 하천 정비 및 유지에 기초 모델로 사용할 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.482-488
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• 2011

호안은 파랑의 직접적인 영향을 차단하여 배후지역의 이용성을 극대화하기 위해 전빈의 배후면에 건설되는 해안시설물로서 대상지역의 설계파와 조석 조건 하에서 월파가 심각하지 않은 해안에 건설된다. 따라서, 호안의 위치는 주변 환경을 고려하여 가능한 한 높은 위치로 결정하는 것이 일반적이며, 호안의 천단고는 단위시간당 월파량을 허용 가능한 범위 이내로 제어할 수 있도록 계획한다. 그러나 호안 전면의 백사장은 입사 파랑에 의해 계속 변형되고 결국에는 원래 설계 초기의 경사를 유지할 수 없게 되는 경우가 많다. 이러한 호안 전면 지형의 침식과 퇴적에 의해 원래 설계시 고려되었던 천단고와 월파량은 변하게 되며 호안의 설치 깊이가 감소하여 호안의 안정성을 위협하게 된다. 본 연구에서는 2차원 수리모형 실험과 수정 SBEACH모형을 이용한 수치모델링을 통하여, 처오름 지역에 있어서의 호안 전면부의 국부적인 세굴과 호안의 설치깊이의 관계를 검토하였다. 본 연구를 통하여, 수정한 SBEACH에 호안의 위치에 대한 경계조건을 적절히 적용함으로써, 침식형 파랑 입사시 호안 기초에서의 국부세굴 산정이 가능함을 확인 할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-13
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• 2019

후쿠시마 원자력 발전소의 사고로 인해 일본 동부 지역에 다량의 방사성 핵종이 축적되었다. 이러한 방사성 물질은 숲, 도시, 하천, 호수를 포함한 넓은 범위에서 관측되고 있다. 방사성 세슘의 토양 입자에 강하게 흡착하는 특성 때문에 방사성 세슘은 침식된 토사와 함께 이동하여, 인구가 밀집한 하천 하류지역으로 그리고 연안으로 서서히 이동한다. 본 연구에서는 수생환경의 오염된 토사의 이동을 재현하기 위한 수치모델을 개발하고, 그 성과의 일부를 한국원자력연구원 내에 위치한 침식된 토사 관측 장비에서 관측된 결과와 비교하였다. 수집된 토사 시료의 입경 특성을 분석하기 위해서 표준 체분석과 이미지 분석법을 적용하였다. 수치 모델은 초기 포화도, 강우의 토사 침투율, 멀티 레이어, rain splash 등을 고려하여 현실의 강우에 따른 토사의 이동을 시뮬레이션 할 수 있도록 개발하였다. 2019년 연구에서는 수치모델에 나무에 의한 강우 쉴드 효과, 증발효과, 표면물의 쉴드 효과 등이 추가될 계획이다. 토사 유실 관측 장비를 2018년부터 월성 원전 인근에 설치해 지속적으로 관측 자료를 수집하고 있다. 이러한 관측자료를 기반으로 방사성 핵종의 강우, 하천, 연안으로 이동하는 장기 영향 평가 수치모델을 개발할 계획이다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.141-147
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• 2016

Underwater cavitation is one of the most important issues because it causes not only vibration and erosion of submerged bodies but also significant flow noise problems. In this paper, flow noise due to cavitation flows around the NACA66 MOD hydrofoil is numerically investigated. The cavitation flow simulation is conducted using the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations based on finite difference methods. To capture the cavitation phenomena accurately and effectively, the homogeneous mixture model with the Merkle's cavitation model is applied. The predicted results are compared with available experimental data in terms of pressure coefficients and volume fraction, which confirms the validity of numerical results. Based on flow field analysis results, hydro-acoustic noise field due to the cavitation flow is predicted using the Ffowcs-Williams and Hawkings equation derived from the Lighthill's acoustic analogy. The typical lift dipole propagation patterns are identified.

• 한국해양공학회지
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• 제22권5호
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• pp.44-51
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• 2008

The planning and design of coastal structures against wave attack is required to accurately predict wave transformation, wave run-up, and fluid. particlevelocities an a slope. On tire other hand, in tire swash and surf zones of a natural beach, where coastal erosion and accretion occur at tire land-sea boundary, hydrodynamic analysis is essential. In this study, a RBREAK2 numerical model was created based on the nonlinear shallow water equation and laboratory measurements were carried out in terms of tire free surface elevations and velocities for tire cases of regular and irregular waves on 1 : 10 and 1 : 5 impermeable slopes. The data were used to evaluate tire applicability and limitations of tire RBREAK2 numerical model. The numerical mode1 could predict tire cross-shore variation of the wave profile reasonably well, but showed more accurate results for slopes that were steeper than 1 : 10. Except near tire wave crest, tire computed depth averaged velocities could represent tire measured profile below tire trough level fairly well.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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• pp.361-364
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• 2005

The use of remotely sensed data and geographic information system (GIS) to develop conservation-oriented watershed management strategies on Imha Dam, Korea, is presented. The change of land use for study area was analyzed using multi-temporal Landsat imagery. A soil loss model was executed within a GIS environment to evaluate watershed management strategies in terms of soil loss. In general, remotely sensed data provide efficient means of generating the input data required for the soil loss model. Also, GIS allowed for easy assessment of the relative erosion hazard over the watershed under the different land use change options. The soil loss model predicted substantial declines in soil loss under conservation-oriented land management compared to current land management for Imha Dam. The results of this study indicate that soil loss potential (5,782,829 ton/yr) on Imha Dam in 2003 is approximately 1.27 times higher than that (4,557,151 ton/yr) in 1989. This study represents the first attempt in the application of GIS technology to watershed conservation planning for Imha Dam. The procedures developed will contribute to the evolution of a decision support system to guide the land planning and dam management in Imha Dam.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.111-118
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• 2008

수변완충지대는 토지로부터 나오는 오염물질의 하천으로 직접유입을 차단하고 저감하는 역할을 한다. 하지만 현재까지 수변완충지대 설정에 따른 유역에서의 저감효과를 분석하는 사례는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 SWAT모형을 이용하여 Arcview GIS상에 병성천 유역 모형을 구축하고 SWAT모형에서의 filter strip기능을 이용하여 수변완충지대 설정에 따른 토사 유출량의 변화를 살펴보았다. 모의결과 저감효과가 큰 곳을 살펴보면 대체적으로 토사유출량 관측지점인 유역 출구지점과 가까운 소유역에서 저감효과가 큰 것으로 보였다. 또한 수변완충지대의 폭을 달리하여 시나리오 분석을 수행한 결과 5-10 m의 수변완충지대 폭이 그 저감효율이 가장 큰 것으로 보였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제11권2호
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• pp.11-16
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• 2003

강우에 의한 토양유실은 환경에 심각한 영향을 미치고 있음에도 불구하고, 인식의 부족으로 실제 유역에서 발생되고 있는 유실량을 측정한 자료가 없는 실정이다. 본 연구에서는 GSIS와의 연계가 가능하고 일반적으로 사용할 있는 USLE 모형을 선정하여 토양유실량 예측에 이용하였으며, 모형에 입력되는 인자들을 GSIS 공간분석 기능을 이용하여 추출하였다. 특히 USLE 모형을 다소 수정하여 유역에 적용할 수 있도록 하였으며, 산불전과 후의 토양유실량을 계산하여 토지피복변화가 토양유실량에 미치는 영향을 분석하였다. 격자크기를 22m로 구성하여 격자별 침식량을 확인할 수 있어 토양유실량 분포현황을 파악할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1441-1449
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• 2015

하천 만곡부에서는 높은 에너지의 편향적 흐름으로 인하여 제방침식 및 유사이송으로 하도변동을 야기하고 있는데 이러한 현상들은 제방의 불안정을 초래하고 인접 도로와 토지, 하천변 구조물에 심각한 문제를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 제방 침식과 하도변동을 방지할 수 있는 Riprap Weir를 S자 만곡수로에 설치하고, 만곡부에서의 수리학적 흐름특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 이차원 CCHE2D 모형을 이용하여 실험하도를 구축하고 Riprap Weir의 유무에 따른 수리특성분석을 실시하였다. 이를 통해 Riprap Weir의 설치간격에 따른 만곡부 내측과 외측에서의 수리특성과 보 인근의 흐름특성을 분석하였다.

• Computers and Concrete
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• 제7권2호
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• pp.159-167
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• 2010

This paper demonstrates numerical techniques for complex large-scale modeling with microplane constitutive theories for reinforced high strength concrete, which for these applications, is defined to be around the 7000 psi (48 MPa) strength as frequently found in protective structural design. Applications involve highly impulsive loads, such as an explosive detonation or impact-penetration event. These capabilities were implemented into the authors' finite element code, ParaAble and the PRONTO 3D code from Sandia National Laboratories. All materials are explicitly modeled with eight-noded hexahedral elements. The concrete is modeled with a microplane constitutive theory, the reinforcing steel is modeled with the Johnson-Cook model, and the high explosive material is modeled with a JWL equation of state and a programmed burn model. Damage evolution, which can be used for erosion of elements and/or for post-analysis examination of damage, is extracted from the microplane predictions and computed by a modified Holmquist-Johnson-Cook approach that relates damage to levels of inelastic strain increment and pressure. Computation is performed with MPI on parallel processors. Several practical analyses demonstrate that large-scale analyses of this type can be reasonably run on large parallel computing systems.