• 한국수자원학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.545-554
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• 2005

금번 연구는 낙동강 유역의 영강, 위천, 회천, 거창위천, 청도천, 단장천에서 산란기와 성어기에 어류의 서식과 수심, 유속, 하상재료 등 수리학적 특성에 관한 자연과학과 공학의 학제간 상호 연계조사를 시행하였으며, 어종별(피라미와 갈겨니), 성장단계별(산란기와 성어기), 서식처조건별(수심, 유속과 하상재료) 어류 서식 적합도 기준을 작성하였다. 유지유량 증분법 개념의 물리적 서식처 모의시스템을 적용하여, 낙동강 유역의 주요 하천에서 어류서식에 적합한 유량을 산정하고, 그 중 가장 큰 유량값을 생태학적 추천유량으로 결정하였다. 금번 결정한 생태학적 추천유량은 내성천 $6.5\;m^3/s$ 등 $5.0\;m^3/s{\sim}10.0\;m^3/s$ 이었다. 또한 생태학적 추천유량과 기존에 산정된 생태계 필요유량 및 유황분석 결과를 비교${\cdot}$검토 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.307-316
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• 2019

하도 내 식생발달은 흐름저항을 크게하여 홍수 시 하천 수위를 상승시키고 수위-유량관계의 변화에도 영향을 미치고 있다. 홍수 시 수위가 첨두에 도달하고 하강하여 하도 내 드러난 식생은 대부분 도복(倒伏, prone) 상태에 있다. 이렇게 식생이 도복상태로 되어있는 식생층 구간은 식생된 개수로 흐름의 유속분포를 고려하였을 때 유속이 0인 지점의 높이로 고려된다(Stephan and Guthnecht, 2002). 그러나 부자 측정에 의한 유량산정에 있어서 식생층 구간의 높이를 고려하지 않고 하상높이를 유하면적으로 적용하면 유량이 과대 산정되는 경향이 발생한다. 본 연구에서는 식생된 하천에서 정도 높은 유량을 산정하기 위해 영강의 점촌, 내성천의 향석 지점에서 홍수 후 식생층 높이를 측량하고 통수단면적에서 식생층 투영면적을 제외하여 유량을 산정하였다. 그 결과, 유량의 규모에 따라 차이는 있지만 최소 4.34 %에서 최대 10.82 %의 유량편차를 보였다. 따라서 홍수 시 통수단면적을 적용하여 유량을 산정하는 유속-단면적 방법에 있어서 식생하천에서 식생층 높이의 투영면적을 고려하여 유량을 산정한다면 좀더 적합한 유량산정이 이루어질 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권9호
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• pp.637-646
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• 2020

산지 사면에서 발생하는 토석류는 지형변화에 큰 영향을 미치는 대표적인 자연재해 중 하나이다. 특히, 도심지역에서 발생된 토석류는 유동 및 퇴적과정에서 막대한 재산피해와 인명피해를 야기할 수 있으며 이러한 토석류로 인한 피해를 줄이기 위해서는 토석류의 유동과 피해규모를 예측하기 위한 해석모형들이 필수적이다. 하지만 아직 토석류 모형들의 매개변수에 대한 분석은 충분하지 않으며, 특히 토석류의 유동과정 및 피해 규모에 큰 영향을 미치는 연행작용에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 개발된 토석류 유동해석 모형인 Deb2D 모형을 통하여 토석류의 매개변수 변화에 따른 흐름, 피해지역에 미치는 영향 그리고 침식과정에 대하여 분석하였다. 2011년 우면산에서 발생한 산사태에 적용하였으며, 수치모형의 객관적인 정확성 판단을 위해 현장 조사를 통해 얻어진 토석류의 피해 범위, 총 퇴적량, 특정 지점에서 관측된 최대 퇴적 높이, 토석류의 첨두 유속를 검토하였다. 또한 매개변수 변화가 연행작용에 미치는 영향에 대하여 침식 형상 및 깊이를 통해 분석하였다. 연행작용을 고려한 래미안 아파트와 신동아 아파트 유역의 모의는 성공적으로 수행되었다. 매개변수 변화에 따른 두 유역에서의 민감도 분석을 통해 각 매개변수의 영향성을 판단할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.815-825
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• 2000

Einstein(1942)의 부유사량 산정식 유도과정에 있어 몇 가지 문제점들을 개선하였다. 수류조건을 판별하여 완난류 조건에서 유속의 영점높이를 산정하는 방법을 제시하고 부유사량 산정식을 일반화할 수 있는 무차원수를 도입하였다. 또한, 기준점 농도 산정의 정확성을 개선하기 위하여 최근에 개발된 소류사량 산정식으로부터 관련치를 추정하였으며, 수치적으로 또는 도표를 이용하여 해를 구해야 하는 수심적분치의 근사식을 개발하였다. Einstein의 기존 부유사량 산정식과 개선된 부유사량 산정식의 정확도를 검토하여 Brownlie(1981)가 수집한 자료에 대한 산정결과를 제시하였다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제39권1호
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• pp.43-49
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• 2016

Fishways are constructed to provide longitudinal connectivity of streams or rivers where their flow has been altered by in-stream structures such as dams or weirs. Nature-like fishways have an additional function of providing fish habitats. In the study, we estimated the role of a nature-like fishway (length: 700 m, slope: 1/100) for fish habitat by using two dominant species in the Sangju Weir, Nakdong River, to calculate the optimal ecological flow rate using Physical HABitat SIMulation (PHABSIM). To identify the dominant species that used the fishway, we conducted trap monitoring from August to November 2012 at the fishway exit. The dominant species were Zacco platypus and Opsariichthys uncirostric amurensis with a relative abundance of 62.1% and 35.9%, respectively. Optimal habitat suitability indices (HSIs) for Z. platypus and O. u. amurensis were calculated as 0.6-0.8 m/s (water velocity) and 0.2-0.4 m (water depth), and 0.5-0.7 m/s (water velocity) and 0.1-0.3 m (water depth), respectively. The optimal ecological flow rates (OEFs) for Z. platypus and O. u. amurensis were 1.6 and 1.7 cubic meter per second (CMS), respectively. The results of the study can be used in a management plan to increase the habitat function of nature-like fishways in the Sangju Weir. This methodology can be utilized as an appropriate tool that can determine the habitat function of all nature-like fishways.

• 한국습지학회지
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• 제19권2호
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• pp.202-210
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• 2017

전단응력은 여러 분야에서 사용하는 매우 중요한 역학 인자 중 하나이며, 인공수로의 설계를 위해서 중요하다. 현재 전단응력은 과거에 정해진 계산법을 사용하고 있지만, 사용되는 식에서 바닥전단응력과 에너지경사와 같이 실제로 측정하거나 계산하기 어려운 요소들이 존재한다. 특히, 에너지경사는 산정하기 매우 어려운 인자이며, 전단응력분포를 구하기위해서는 에너지경사가 있어야만 산정할 수 있지만, 경계층의 유속기울기와 유속을 측정하는 것은 현실적으로 어려운 부분이다. 또한 전단응력분포 중 바닥전단응력은 직접 측정하기 매우 어렵고, 유속에 비해 연구가 다소 더딘 실정이다. 전단응력분포를 정확하게 산정할 수 있다면, 바닥전단응력과 에너지경사를 손쉽게 산정할 수 있다. 본 연구에서는 에너지경사를 반영하지 않고 엔트로피 M을 이용하여 평균유속과 전단응력분포를 간단히 산정하는 연구를 진행하였고, 적용한 식의 효용성을 증명하기 위해 기존의 실험실 실측 자료를 사용하였다. 이는 그래프를 통해 응력분포를 나타내어 비교분석을 하였으며, 등류와 부등류에서 각각 결정계수는 0.930-0.998까지로 거의 일치하였다.

• Wind and Structures
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• 제30권1호
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• pp.15-27
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• 2020

This paper reports the study on development and verification of numerical models and analyzes of flow at high speed around structural elements in the shape of a curved pipe (e.g., a fragment of a water slide). Possibility of engineering estimation of wind forces acting on an object in the shape of a helix is presented, using relationships concerning toroidal and cylindrical elements. Determination of useful engineering parameters (such as aerodynamic forces, pressure distribution, and air velocity field) is presented, impossible to obtain from the existing standard EN 1991-1-4 (the so-called wind standard). For this purpose, flow at high speed around a torus and helix, arranged both near planar surface and high above it, was analyzed. Analyzes begin with the flow around a cylinder. This is the simplest object with a circular cross-section and at the same time the most studied in the literature. Based on this model, more complex models are analyzed: first in the shape of half of a torus, next in the shape of a helix.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제5권4호
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• pp.546-558
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• 2013

The research performed in this paper was carried out to investigate the numerical analysis of the sheet cavitation on marine propeller. The method is boundary element method (BEM). Using the Green's theorem, the velocity potential is expressed as an integral equation on the surface of the propeller by hyperboloid-shaped elements. Employing the boundary conditions, the potential is determined via solving the resulting system of equations. For the case study, a DTMB4119 propeller is analyzed with and without cavitating conditions. The pressure distribution and hydrodynamic performance curves of the propellers as well as cavity thickness obtained by numerical method are calculated and compared by the experimental results. Specifically in this article cavitation changes are investigate in both the radial and chord direction. Thus, cross flow variation has been studied in the formation and growth of sheet cavitation. According to the data obtained it can be seen that there is a better agreement and less error between the numerical results gained from the present method and Fluent results than Hong Sun method. This confirms the accurate estimation of the detachment point and the cavity change in radial direction.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.167-173
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• 2010

In this study, flow structure in a three-stage centrifugal compressor for LNG Plant with the refrigerant, Propane, was numerically investigated at the design point of the compressor using a commercial code. Flow characteristics in the passages of impeller and vaneless diffuser were analyzed in detail including velocity vector, Mach number and pressure contours in blade spanwise and meridional plane for each stage. The estimation on the one-dimensional output from the preliminary design and three-dimensional shape of the impeller blade was performed through the flow analysis. The verification for designed compressor was carried out from three-dimensional Navier-Stokes analysis. The results will be used as reference data for a new design of 3-D impeller shape to improve propane refrigerant compressor performance.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2002년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.8-15
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• 2002

For the large scale computation of turbulent flows around an arbitrarily shaped body, a parallel LES (large eddy simulation) code has been recently developed in which domain decomposition method is adopted. METIS and MPI (message Passing interface) libraries are used for domain partitioning and data communication between processors, respectively. For unsteady computation of the incompressible Wavier-Stokes equation, 4-step splitting finite element algorithm [1] is adopted and Smagorinsky or dynamic LES model can be chosen fur the modeling of small eddies in turbulent flows. For the validation and performance-estimation of the parallel code, a three-dimensional laminar flow generated by natural convection inside a cube has been solved. Then, we have solved the turbulent flow around MIRA (Motor Industry Research Association) model at $Re = 2.6\times10^6$, which is based on the model height and inlet free stream velocity, using 32 processors on IBM SMP cluster and compared with the existing experiment.