• 물과 미래
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• 제27권3호
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• pp.115-121
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• 1994

하구수리계에 있어서 점착성류사의 운동은 응결과 응집(aggregation) 현상에 의해 크게 좌우되며, 이들 현상에 의하여 의결된 입자들의 크기, 모양, 강도는 그 퇴적율과 그리고 부유류사와 오염물질의 변동과정에 영향을 미친다. 본 연구에서는 Brownian 운동에 의해 지배되는 이동성 부유영역과 중력에 의해 지배되는 정체성 부유영역으로 분리하여 점착성입자들의 응집과 응결과정을 모의하였다. 이동성 부유영역에 있어서는 Smoluchowski 모형중 입자들의 무작위 회전을 이용한 최대연쇄 모형으로 응집물질의 사영들을 도출하였으며, 그 회전반경에 의해 사영들의 쪽거리 차원을 구하였다. 저에성 부유영역에서의 응집물질(Brownian 영역을 벗어나 침강하는 응집물질)는 비구형 입자들의 침강으로 간주되어진다. 최종 침강속도 차이로 이들 응집물들은 재차 충돌, 결합하여 보다 큰 응집 입자들을 형성하며, 이들 최종 응집입자들의 사영이 모의되어진다. 최대 Feret's 직경과 Minkowski's sausage logic 개념들을 이용하여 모의되어진 사영들의 둘레 길이에 대하여 쪽거리 차원들을 구하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권7호
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• pp.579-589
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• 2009

황강은 1989년 합천 본댐 및 조정지댐의 건설후 하도폭, 하상재료, 식생 및 하천구간내 사주의 형성 등 많은 하천 지형학적 변화가 있었다. 이러한 변화는 댐 건설후 흐름 및 유사이송의 변화에 기인한다. 합천댐은 약 591천 $m^3$/년의 유사를 차단한 것으로 파악되었다. 조정지댐 준공후 연최대피크 방류량은 654.7 $m^3$/s에서 126.3 $m^3$/s로 감소되었다 (댐건설전의 19.3%). 합천조정지댐 하류로부터 낙동강 합류점까지 45 km 구간의 1982, 1993 및 2004년의 항공사진을 분석한 결과 비식생하도폭(non-vegetated active channel width)은 평균 152m 감소되었다 (1982년의 약 47%). 비식생하도의 면적 역시 평균 6.6$km^2$ (1982년의 44%)가 감소하였다. 평균 중앙입경(D50)의 크기는 1983년 및 2003년에 1.07mm에서 5.72 mm로 평균 하상구배는 0.000943에서 0.000847로 각각 변하였다. 하상 세굴깊이는 조정지댐으로 부터 하류 20 km 구간에서 평균 약 2.6 m였다. 1차원 유사모형인 GSTAR-1D를 이용하여 장기하상변동을 예측하였는데 최심하상고는 2013-2015년 사이에 안정된 상태에 도달하는 것으로 나타났다. 합천 조정지댐에 의해 홍수기에 발생되는 흐름파가 하류 하천 지형변화에 미치는 영향을 파악하기 위해 해석적인 방법을 개발하고 유사모의모형으로 예측한 값과 비교 검토한 결과, 일주기파(daily pulse)와 홍수피크(flood peak)는 각각의 평균값이 흐를 때와 비교하여 하천지형변화에 훨씬 큰 영향을 미치는 것으로 나타났는데 이는 각각의 평균일 경우 보다 21%와 15%의 유사이송량의 증가를 보여주었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.199-199
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• 2011

유량을 측정하는 수로 중 가장 많이 사용되고 있는 유량 계측 수공구조물은 위어와 파샬플륨이다. 하지만 위어는 직상류부분에 유사가 퇴적되는 단점을 가진 반면, 파샬플륨의 경우 부유사의 침전이 일어나지 않는 장점이 있다. 또한 파샬플륨의 손실수두는 위어의 약 25%에 불과하므로 파샬플륨이 계측수로로써 위어보다 상대적으로 유리하다. 현재 파샬플륨 내 흐름 특성에 관한 연구는 많이 이루어져 있으나 구조물 하류구간에서 발생하는 세굴에 관한 연구는 다소 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 유랑을 측정하는 계측 수공구조물인 파샬플륨의 하류구간 세굴을 수치모의를 통해 검토한 후 이를 바탕으로 물받이 길이를 산정하였다. 수치모의의 적정성 평가를 위해 국제표준화기구(ISO)에서 제시한 ISO No.1에 대해 세굴에 관한 수리모형실험을 실시한 후 수치모의와 비교한 결과 세굴 경향성이 유사하게 나타났다. 파샬플륨 규모별로 하류구간 세굴을 수치모의 한 결과 세굴 경향은 흐름에 따라 크게 4단계로 나뉘었다. 각 단계별로 도수의 위치가 다르며, 이로인하여 세굴 경향이 바뀌는 것으로 나타났다. 특히 도수의 발생 위치가 파샬플륨 내부에서 하류로 이동하면서 세굴심과 세굴 거리가 점차 증가하는 경향을 보였다. 따라서 도수의 발생 위치가 옮겨지기 전 최대 세굴심과 세굴 거리를 이용하여 물받이 길이를 결정하였으며, 도수의 발생 위치를 물받이 위치에 고정시키기 위하여 물받이 형상을 정수지형 물받이로 결정하였다. 산정된 물받이 길이 및 형상의 적정성을 검증하기 위하여 물받이를 ISO No.1에 적용한 후 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과 최대 세굴심은 설치전에 비하여 27.3% 감소하였으며 이에 따라 제시된 물받이는 적정하다고 판단된다. 추후 세굴에 관한 수리모형실험과 수치모의의 결과 비교시 최대세굴심 구간을 제외한 부분의 차이발생의 원인과 다른 형상의 물받이에 관하여 연구를 수행한다면 파샬플륨을 설계시 참고자료로 활용될 수 있을 것이며, 세굴로 인한 파샬플륨의 손상을 방지하는데 기여할 것이라고 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.679-683
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• 2010

본 연구에서는 공간적 변수인 조도계수를 기지의 수위값을 이용하여 최적값을 결정하는 방법에 대해서 검토하고자 한다. 최적화 기법에 의한 조도계수는 기지의 수위값과 수치모의에 의한 결과 값의 전체 오차를 최소화하는 값으로 결정된다. 본 연구에서는 3가지 최적화 기법을 이용하였으며 가상 수로에 대해서 적용하였다. 수위계산은 표준축차법에 의해 수행하였으며 사용된 최적화 기법은 quasi-Newton 방법이다. 1차원 모형은 Matlab을 이용하여 표준축자법으로 구성하였으며 BFGS 기법, L-BFGS 기법, Steepest Gradient Descent 기법 등도 Matlab으로 구성하였다. 표준축차법은 조도계수가 입력되면 기지의 수위값과의 2-norm을 계산하도록 구성하였다. 계산 결과에 의하면 세가 기법 모두 20 23회 정도의 반복계산을 수행하고 값이 수렴되었는데, L-BFGS의 경우에는 정확하게 음수의 조도계수로 수렴하였으며, BFGS기법과 Steepest Gradient 기법의 경우에는 양의 값으로 정확하게 수렴하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.63-72
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• 2005

본 논문에서는 국내 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 댐 여수로 터널에서 가능최대홍수량 (PMF) 발생시 내부수압이 터널 구조물에 미치는 영향을 3차원 유한차분해석을 통하여 검토하였다. 내부수압을 합리적으로 결정하기 위하여 도수터널에서의 1차원 수치모형을 적용한 HEC-RAS 프로그램을 이용하여 가능최대홍수량 발생시 터널측벽에 발생하는 최대하중을 산정하고, 이를 터널 내부에 하중으로 재하하였다. 여수로 터널은 쌍굴터널로서, 단계별 굴착 및 지보재 시공순서를 고려하였고, 왼쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-1), 오른쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-2) 및 동시에 수압이 작용하는 경우 (CASE-3)으로 나누어 각각 해석을 수행하였다. 해석결과, 각 터널에서 발생하는 최대인장응력 및 최대부재력을 허용치와 비교하여 구조물의 안정성을 평가하고 응력집중구간 및 취약부를 파악하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.364-372
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• 2016

본 연구는 평생학습에 참여하는 성인여성학습자의 학습성과에 영향을 미치는 요인들을 분석하고 관련 변인들이 학습성과와 어떠한 구조적인 관계를 형성하는지 고찰하는데 그 목적이 있다. 분석대상은 D지역 평생교육기관에서 평생학습에 참여하거나 평생학습경험이 있는 성인여성학습자 578명을 연구대상으로 하였다. 본 연구에서는 학습성과를 분석하기 위한 관련변인으로 학습자특성, 평생교육기관여건, 학습몰입, 학습만족도를 잠재변인으로 설정하여 14개의 관측변수를 두어 구조적 인과모형을 구성하였다. 연구결과, 모형의 적합도 지수의 값은 ${\chi}^2=224.267$ (df=69, p<.001), RMSEA=.062, TLI=.943, RFI=.920, CFI=.957, IFI=.957, NFI=.939로서, 모두 0.9이상으로 적합도 지수가 모두 만족되었다. 학습자특성의 학습성과에 대한 표준화계수는 .218이고 p<.001,평생교육기관여건의 학습성과에 대한 표준화계수는 .301, p<.001, 학습몰입이 학습성과에 대한 표준화계수는 -.149, p=.541, 학습만족도는 표준화계수 .405, p<.001로 학습몰입을 제외하고 모두 학습성과에 직접 영향을 주는 것으로 나타났다. 연구를 통해, 학습자특성과 평생교육기관, 학습만족도가 학습성과에 유의한 직접효과를 가지고 있음을 확인하였다. 학습몰입은 학습성과에 직접 효과를 주지 못하고, 학습만족도를 매개로 간접효과를 주는 것으로 나타났다. 본 연구는 평생학습성과를 설명할 수 있는 종합모델을 구축하고, 관련 변인들 간의 구조적 인과관계를 밝힘으로써, 성인여성학습자의 학습성과에 대한 전체적 측면에서의 구조를 설명할 수 있는 이론적 논의를 시도하였다는 점과 학습성과와 관련된 변인들간의 구조적 인과관계를 실증적으로 탐색했다는 점에서 의의가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.593-593
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• 2012

본 연구는 화력 및 원자력 발전소로 취입된 냉각수(circulating and essential service water)가 복수기로부터 온배수 형태의 개수로 흐름으로 표층배수 될 경우 수온을 저감시키기 위해 주입하는 희석수(by-pass cooling water)와의 혼합효과의 효율성을 증대시키고, 불리한 수리현상을 야기하지 않으며, 경제적인 배수로 구조물을 고찰하기 위한 목적으로 시도되었다. 배수로 구조물 내 온배수와 희석수가 혼합되는 구간을 혼합지(mixing basin)라 하는데, 본 과업에서는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$발전소의 배수로 구간 중 혼합지를 대상으로 FLOW-3D$^{(R)}$를 이용한 3차원 수치모형을 구축하고, 총 9개에 해당하는 각 대안별 현상을 분석하고 비교하였다. 각 대안들의 차이점은 배수로에 설치되는 보조구조물들의 형상과 배열 등이며, 복수기로부터 나오는 배출수의 수온은 $42^{\circ}C$, 희석수는 $35^{\circ}C$이고, 본 과업의 주요 관심대상 물리량은 유속과 온도이다. 배수로에 아무런 보조 구조물이 없는 형태인 기본 계획안을 검토한 결과, 평균 $3.31^{\circ}C$의 수온강하가 이루어졌으나, 우안 쪽으로 강한 흐름이 발생하여 수온의 좌우편차가 $4.61^{\circ}C$ 가량 발생하는 것으로 나타났다. 기본 계획안의 검토결과를 보완하기 위한 대안으로 연직 흐름의 소산을 위해 고안된 잠형 소파블록(baffle block) 설치안은 평균 $3.06^{\circ}C$의 수온강하가 이루어지고 $4.44^{\circ}C$의 수온 좌우편차가 발생했다. 지그재그(zigzag) 형태의 흐름을 만들어 혼합효과를 올리기 위한 미로형 수제(labyrinth groin) 설치안은 평균 $5.33^{\circ}C$의 수온강하가 이루어지고, $1.43^{\circ}C$의 수온 좌우편차를 보여줘 검토했던 대안들 중 가장 좋은 결과를 보여주었다. V자 배열 소파블럭(deformed block) 설치안은 연직 및 수평방향의 소산을 기대했으나 평균 $3.00^{\circ}C$의 수온 강하와 $4.41^{\circ}C$의 수온 좌우편차를 나타냈다. 벤츄리(Venturi) 형태의 흐름을 발생시키기 위한 병목형(bottleneck) 수로안은 평균 $3.18^{\circ}C$의 수온강하와 $3.94^{\circ}C$의 수온 좌우편차, 흐름의 소산과 흐름방향을 변화시키기 위한 와형 수제(swirl groin) 설치안은 평균 $2.24^{\circ}C$의 수온강하와 $1.48^{\circ}C$의 수온좌우편차, 우안 흐름을 지연시키기 위한 물방석(water cushion) 수로안은 평균 $3.03^{\circ}C$의 수온강하와 $4.50^{\circ}C$의 수온 좌우편차, 우안의 흐름을 좌안으로 보내기 위한 분사형(injector) 수로안은 평균 $3.13^{\circ}C$의 수온강하와 $4.45^{\circ}C$의 수온 좌우편차, 우안의 흐름을 막기 위한 외팔형 수제(cantilever groin) 설치안은 평균 $3.11^{\circ}C$의 수온강하와 $3.02^{\circ}C$의 수온 좌우편차가 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권11호
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• pp.795-802
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• 2017

본 연구는 지하댐에 의한 수자원 개발량을 평가하는 방법론을 제시한다. 연구 대상지역으로 선택한 쌍천 지하댐은 동해안 쌍천유역 하구에 위치하며 비피압 충적 대수층을 형성하고 있다. 동해안에는 지형적으로 유사한 지하댐 후보지가 여러 개 존재한다. 본 연구에서는 대수층의 지하수위를 평면 2차원 FDM 모형으로 산출하였으며, 여기서 유역 유출은 대수층 표면에 침투항으로서 입력된다. 3개의 유역 유출모형의 평균으로서, 기저유량은 $0.5m^3/sec$로 산출되었다. 그리고 이 기저유량 근처의 유입량을 갈수기 유입으로 간주하여, 유입량 및 양수량 변화에 따른 지하수위를 산출하는 방법으로 수자원 개발량을 평가하였다. 구체적으로는 현재 속초시 생활용수를 공급하고 있는 실제 양수량($28,000m^3/day$)을 적용하여, 우물 수위가 대수층 바닥에 도달하거나 지하수위가 대수층 표면을 상회하여 지표수 흐름이 발생하는 유입량을 추정하였다. 또한 수자원 개발량을 증대시키기 위하여 우물의 양수량을 증가시키거나 추가 우물을 설치하는 상황을 재현하고, 극심한 갈수기에 가능한 양수량을 산출하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권2호
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• pp.84-90
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• 2017

본 연구는 3차원 CFD(Computational Fluid Dynamics)이용하여 모노파일 기초 주변의 환형 세굴방지공에 의한 세굴방지 효과를 파악하였다. Torsethaugen(1975)의 수리모형 실험결과를 바탕으로 FLOW-3D의 해석결과를 검증하였다. 검증결과를 바탕으로 유속변화에 따른 세굴을 연구한 결과, 유속이 증가할수록 최대 세굴심과 세굴폭 또한 증가하는 경향을 확인하였다. 모노파일 기초 주변에 세굴방지 효과 연구를 위해 바닥면에 환형 세굴방지공을 부착하여 수치실험을 수행하였으며, 약 68.5%의 세굴 감소 효과를 확인했다. 또한 하강 유속과 구조물 주변 저층 유속이 감소한 것을 확인하였고, 이는 세굴방지공이 세굴에 영향을 미치는 하강류의 저감 효과를 보이는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.952-956
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• 2010

저수지에 설치된 물순환장치는 저수지 수문상황과 자연조건의 변화에 따라 유동특성이 상이하므로 연구자가 고려하는 다양한 조건에서 현장 측정하기는 불가능하다. 이런 문제를 대체하는 방안으로 전산유체유동(CFD) 모형을 적용한 모사를 실시함으로서 다양한 조건에 따른 효과를 평가할수 있게 된다. 본 연구에서는 전산유체유동을 통한 대류식 물순환장치의 유동영향범위와 수질변화 등을 평가하고, 다양한 조건에서 모사를 실시하여 최적운영방안을 도출하고 실제운영에 활용토록 하고자 한다. 수체거동을 모사하기 위해 실제 저수지를 형상화한 Domain을 3가지로 구성하였다. 첫번째는 반경 20m, 깊이 40m Domain에 물순환장치를 중앙에 설치한 것이며(D20), 두 번째는 반경 40m, 깊이 40m에 두 개의 물순환장치를 양쪽에 설치하였고(D40), 세 번째는 반경 100m, 깊이 40m로 설정(D100)하였고 양쪽에 두 개의 물순환장치를 설치한 것으로 구성하였다. CFD에 의한 개별 대류식 순환장치의 유동모사결과 D20은 시간의 경과에 따라 수온성층이 하강하는 현상이 나타났으며 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 탈성층이 나타날 수 있을것으로 판단되었다. D40에 대하여 CFD에 의한 유동모사를 실시하였으며 시간의 경과에 따라 수온성층의 변화는 나타나지 않았다. 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 한줄로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 성층을 깨는 현상은 나타나지 않을 것으로 평가되었다. 반면 Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 표면에서 수평방향으로 계속 퍼져 나가면서 옆장치에서 상승된 수체와 혼합이 활발히 이루어 지는 현상을 나타내었다. 장치간 거리가 100m인 대류식 물순환장치에 의한 유동모사시 수온성층의 변화는 전혀 나타나지 않았으며, Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 위에서 수평방향으로 퍼져 나가면서 옆에서 가동되는 장치에서 상승된 수체와 혼합 현상을 나타내기는 하나 D40보다 혼합시간이 더 걸리는 것으로 나타났다.