• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.203-203
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• 2019

도시화로 인한 불투수면의 증가는 물순환 왜곡, 비점오염원 발생 및 수생태계 건상성 훼손 등을 야기시키며, 이를 해결하기 위하여 다양한 LID 기법을 적용하고 있다. 일반적으로 LID 내 적용 되는 여재들은 무기성여재로 중량이 크고 미세공극의 부재로 물리화학적 및 생물학적 저감기능이 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 중량성이 낮은 생물폐자원을 선정하여 LID 시설 적용성평가를 수행하고자 한다. 생물폐자원은 발생량, 경량성 및 용이성을 고려하여 꼬막껍질(CS)과 호두껍질(WS)을 선정하였다. 생물폐자원의 산화부식을 고려하여 무기성 여재인 화산석과 혼합하여 Bioretention 시설에 적용하였으며, 여재 혼합비율에 따라 총 3가지의 Case 로 구성하였다. 식생은 구절초와 꽃댕강나무를 식재하였으며, 여재의 물리적 특성 분석을 위하여 적용 전과 후의 SEM(Scanning Electronic Microscope)을 수행하였다. 모니터링은 도로퇴적물 100g과 물 110L를 제조하여 인공강우유출수를 이용하여 수행하였으며, $0.0003{\sim}0.007m^3/sec$의 유속으로 주입하였다. 시설의 유입 및 유출부에서 유량 측정 및 수질 시료를 채취하였으며, 채취된 시료는 수질오염공정 시험법에 준하여 입자상 물질, 유기물, 영양물질 및 중금속 등을 분석하였다. Bioretention 시설의 모니터링 결과를 이용하여 물수지 및 TSS 저감 효율을 산정하였으며. 물수지 분석결과 시설의 저류율은 Case 1(soil) > Case 3(WS+RV) > Case 2(CS+RV) 순으로 나타났다. 시설 내 공극률이 가장 낮았던 Case 1에서 저류율이 약 55%로 가장 높게 것으로 분석되었다. Case 3(WS+RV)은 Case 2(WS+RV)와 시설 내 공극률이 유사함에도 불구하고 저류율이 약 10% 높은 것으로 분석되었다. 오염물질 저감효율 분석 결과, TSS와 TP의 제거효율은 모든 Case에서 약 75% 이상으로 높게 나타났으며, COD의 경우 모래를 적용한 Case 1에 비해 생물폐자원인 꼬막껍질과 호두껍질을 적용한 Case에서 약 1.3배 이상 높게 나타났다. 호두껍질과 꼬막껍질의 SEM 분석 결과 표면에 다공성이 형성되어 있는 것으로 조사되었다. 이는 여과 및 저류기작으로 인한 물순환 효과증대와 다공성과 돌기사이로 인한 입자상의 물질 여과 및 흡착으로 인하여 오염물질의 제거효율이 증대 된 것으로 평가된다. LID시설 내 생물폐자원과 무기성여재를 적절히 배합하여 복합여재로 조성할 경우 침하현상을 방지할 뿐만 아니라 저류 및 침투기능 향상과 미생물의 서식환경을 제공하기에 물순환 회복 및 비점오염물질 저감에 기여할 것으로 평가된다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.23 no.1
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• pp.74-84
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• 2021

Active stormwater management is essential to minimize the impact of urban development and improve the hydrological cycle system. In recent years, the Low Impact Development (LID) technique for urban stormwater management is attracting attention as a reasonable alternative. The Storm Water Management Model (SWMM) is actively used in urban hydrological cycle improvement projects as it provides simulation functions for various GI (Green Infra) facilities through its LID module. However, in order to simulate GI facilities using SWMM, there are many difficulties in setting up complex watersheds and deploying GI facilities. In this study, a model that can evaluate the performance of GI facilities is proposed while implementing the core hydrological process of GI facilities. Since the proposed model operates based on hydrological routing, it can not only reflect the infiltration, storage, and evapotranspiration of GI facilities, but also quantitatively evaluate the effect of improving urban hydrological cycle by GI facilities. The applicability of the proposed model was verified by comparing the results of the proposed model with the results of SWMM. In addition, a discussion of errors occurring in the SWMM's permeable pavement system simulation is included.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.27 no.6
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• pp.674-684
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• 2018

The purpose of this study is to construct ecological pond using LID technique in order to create naturally comfortable community space in urban idle space. The specification of the ecological pond is $110m^2$ of surface area, $0.45{\pm}0.02m$ of average depth, and bed material is composed of gravel (diameter ${\leq}60mm$), sand (diameter ${\leq}2mm$) and bentonite. Rainfall and water depth monitoring were conducted to determine the annual characteristics of inflow of the water for the ecological pond, result of total rainfall was 1,287 mm and showed a seasonal imbalance that accounted for 71.3% (918 mm) during July to August, but the annual mean water depth was kept constant at $0.45{\pm}0.02m$ due to the secondary water source. Annual trends of basic water quality showed a significant changes according to the season, such as water temperature ($5.2{\sim}28.8^{\circ}C$), DO (5.0 ~ 13.8 mg/L), EC ($113{\sim}265{\mu}S/cm$). BOD, COD, TN, and TP in physicochemical water quality tended to increase after October, but the ion parameters such as $NH_3$ and $PO_4{^{3-}}$ were generally low. Phytoplankton indicators Chl-a and BGA (blue green algae) showed a sharp increase from July to August, and green algae (Selenastrum bibraianum, Pediastrum boryanum etc.) and filamentous blue green algae (Phormidium sp.) emerged as a dominant species. The ion parameters ($F^-$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$) were strongly correlated with the $Cl^-$ as a conservative substance (R=0.70~0.97, p<0.05). Water quality was influenced by the ambient environment such as seasonal changes or rainfall, and it was closely related to fluctuation of the inflow of the water. In the future, it is necessary to consider ecological connections by referring to the characteristics surveyed in this study in order to effectively manage the water quality and biodiversity of the ecological pond in idle space.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.24 no.2
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• pp.153-160
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• 2000

A Particle Image Velocimetry(PIV) algorithm is developed to analyze whole flow field both qualitatively and quantitatively. The practical use of PIV requires the use of fast, reliable, computer-based methods for tracking numerous particles suspended in a flow field. The TSS, NTSS, FFT-Hybrid, which are developed in the area of image compression and coding, are introduced to develop fast vector search algorithm. The numerical solution of the lid-driven cavity flow by the ADI algorithm with the Wachspress Formula is introduced to produce synthetic data for the validation of the tracking algorithms. The algorithms are applied to image data of real flow experiments. The comparisons in CPU time and mean error show, with a small loss of accuracy, CPU time for tracking is reduced considerably.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.324-324
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• 2019

최근 급격한 기후변화 및 도시화로 인해 강우시 첨두유량이 증가하고, 도심 및 농촌지역에 비점오염원과 관련된 문제가 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 비점오염원에 대한 관리는 발생원 및 특성 파악이 어려운 특성으로 인해 관리가 미흡하며, 이에 따라 비점오염원 관리의 중요성이 커지고 있다. 각 토지이용별로 발생하는 비점오염원을 적절하게 관리하기 위해서는 유역별 비점오염원 발생특성에 대한 파악이 우선적으로 이루어져야 하며 다양한 관리기법에 대한 분석이 필요하다. 이에 본 연구에서는 SWAT모형을 이용하여 비점저감시설을 적용하였을 때의 비점오염부하량의 변화에 대한 분석을 진행하였다. 본 연구에서는 도시유역, 농업유역, 복합유역을 대상으로 비점저감시설을 적용하였을 때 비점오염부하량의 변화를 분석하였다. 우선 유역별 유출량 및 비점오염부하량을 모의하기 위하여 SWAT모델을 사용하였다. 모의된 유출량 및 비점오염부하량은 수질 측정 성과를 이용하여 보정을 수행하였다. 이후 비점오염 취약 소유역 선정을 위해 수질항목별 연간 비점오염부하량 크기에 따라 순위를 산정하고, 순위를 산술 평균하여 소유역별 전체 오염원에 대한 비점오염부하량 순위를 산정하였다. 비점오염 취약 소유역에 BMPs 및 LID를 적용한 결과, 도촌천의 비점오염 취약 소유역에서 SS, $NO_3-N$, TP의 평균 저감효율은 각각 11.17%, 3.47%, 18.85%로 나타났다. 공지천 도시지역에 LID 적용시 비점오염 취약 소유역에서 SS, $NO_3-N$, TP의 평균 저감효율은 각각 0.67%, 5.77%, 1.86%로 나타났다. 또한 공지천 농촌지역에 BMPs 적용시 SS, TN, TP의 평균 저감효율은 각각 14.22%, 1.67%, 4.43%로 나타났다. 또한 설성천의 비점오염 취약 소유역에서의 SS, TN, TP의 평균 저감효율은 각각 57.29%, 7.48%, 14.84%로 나타났다.

• Conservation Science in Museum
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• v.25
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• pp.1-8
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• 2021

This study investigated White Porcelain Water Dropper with Openwork Lotus Scroll Design and Eight Trigram Design in Cobalt-blue Underglaze (hereinafter, the "water dropper") in the collection of the National Museum of Korea using computed tomography (CT). A replica was produced to examine both the structure and its original production method. The CT scanning identified no joint lines or pores in the clay, which suggests that the body (the lower part of the water dropper) was shaped in a single piece using a mold and was then matched with a mold-formed lid (the upper part of the water dropper). The inner container of the body portion was roughly trimmed with a bamboo knife so that its upper surface could be securely attached to the bottom of the lid and prevent any leakage in the joined surface. It appears that the inner container for storing water was made first in a cylindrical shape that met the unit of quantity used at the time and could be easily formed by molding. It was transformed into a trapezoid shape during the process of combining it with the lid. A cylindrical inner container was reproduced using silicon 3D printing to compare its capacity with that of the original inner container. The comparison revealed that the reproduced container had a capacity of 152.5㎖, whereas the original container holds approximately 168.6㎖, a figure similar to three hop (around 174㎖) in Joseon-period units of quantity. Since the capacity of the cylindrical inner container corresponds to a known measure from the late Joseon dynasty, it is likely that the water dropper was originally produced to contain a cylindrical inner container.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1997.10a
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• pp.73-80
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• 1997

Objective of the present study is to examine the convergence characteristics of the various multi-stage Runge-Kutta methods in solving the incompressible Navier-Stokes equations of a time-marching from casted by the artificial compressibility method. Convergence characteristics are examined over 2-stage, 4-stage and hybrid type (using 4-, 3-, 2-stages sequentially) Runge-Kutta methods for a laminar lid-driven cavity flow, and also for a turbulent bump channel flow using Chien's low-Reynolds number turbulence model. Efforts are made to establish a stable and fast convergent multi-stage Runge-Kutta method with minimal artificial dissipations.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.20 no.3
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• pp.101-109
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• 1996

Two-dimensional lid-driven closed flows within square cavity were studied numerically for four Reynolds numbers : $10^4$, 3$\times10^4$, 5$\times10^4$ and 7.5$\times10^4$. A convective difference scheme to maintain the same spatial accurary by irregular grid correction is adopted by applying the interior division principle. Grid number is $80\times80$and its minimum size is about 1/400 of the cavity height. At Re=$10^4$, periodic migration of small eddies appearing in corner separation region and its temporal sinusoidal fluctuation are represented. At three higher Reynolds numbers(3$\times10^4$, 5$\times10^4$ and 7.5$\times10^4$), an organizing structure of four consecutive vorticles at two lower corners is revealed from time-mean flow patterns. But, instantaneous flow characteristics show very random unsteady fluctuation mainly due to the interaction between rotating shed vortices and stationary eddies within the corners.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.382-382
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• 2018

최근 기후변화 및 도시화로 인해 집중호우와 도시 내의 불투수층이 증가하고 있으며, 현재 도심의 강우관리시스템이 한계에 달하여 수재해 피해가 급증하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 방안으로 저영향개발 기법이 대두되고 있으며, 본 기법은 해당 지역의 강우를 분산식 빗물처리 하여 도시 내의 수문학적 특성을 개발이전 상태로 회복 및 유지하는 기술이다. 저영향개발 기법의 종류는 투수성 포장, 옥상녹화, 빗물정원, 식생저류지, 식생화분 등이 있다. 본 연구에서는 저영향개발 기법 중 하나인 투수성 아스팔트에 대한 우수저감 효과를 분석하기 위해 경상남도 양산시 부산대학교 양산캠퍼스 그린인프라 저영향개발 센터에서 주차장형 LID 시설의 투수성 아스팔트 포장과 대조군인 불투수 콘크리트 포장을 실험대상으로 선정하였다. 포장체는 $10.85m(L){\times}2.3m(B){\times}0.9 m(H)$의 크기로 원지반 침투가 없는 박스형 실험시설로써 이동형 강우모의장치를 이용하여 인공강우실험을 실시하였다. 강우모의 시에 발생하는 지표유출 및 침투유출은 각 유공관을 통해 모니터링 박스에 차집되어 실시간으로 웹사이트 상에 저장된다. 저장된 자료를 이용하여 투수성아스팔트의 첨두유출량 저감, 지체시간지연효과를 분석하였다. 분석된 결과를 통해 첨두유출량은 11%저감되었고 투수성 아스팔트와 불투수 콘크리트는 각각 3시간, 1시간 동안 유출되어 2시간의 차이를 보여준다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.189-189
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• 2019

도시화에 따른 토지이용패턴의 변화로 불투수면적이 증가하여 빗물의 침투량이 감소하고, 유출량은 증가하는 등 집중호우시 침수피해를 야기하게 된다. 또한 오염원의 증가로 수질오염과 지하수고갈에 따른 건천화 등 부정적 효과를 초래하는 것으로 알려져 있다. 최근 기후변화에 따라 물순환 체계가 변화하고 있으며, 이로 인해 도시의 홍수 및 가뭄이 극심해지고 시민의 삶의 질도 위협받고 있다. 우리나라의 경우 지속적으로 도시화 및 불투수면적이 증가하고 있으며, 집중호우의 발생빈도 또한 높아 심각한 수자원 물재와 홍수피해위험이 높다. 이에 도시의 물환경 변화 및 왜곡된 물순환 체계를 지속가능하도록 개선해야 할 필요성이 제기되었다. 환경부 및 국토부 등 정부기관에서는 물환경지속가능성을 위하여 저영향개발 기술요소를 도입하고 적용하고 있다. 본 연구에서는 침수위험지역의 저영향개발기법을 도입하여 유출저감 효과를 모의하고, 경제성 분석을 하였다. 본 연구의 대상지역은 경상남도 김해시 안동지구이며, 면적 364.2ha, 투수층면적 160.7ha, 불투수층면적 203.5ha로 불투수율은 55.90%로 산정되었다. 대상지역인 안동지구 우수관로현황 조사결과 (30년빈도 강우강도 적용) 관로의 통수능 검토시 전체관로 26.97km 중 통수능 부족관로는 15.60km로 전체대비 약 57.8%로 나타났다. 안동지구 내 우수관거는 간선관로의 경우 10년빈도, 지선관로의 경우 5년빈도로 설계, 시공되어 있으므로 각종 공단이 입지한 시가지인 안동지구는 도로포장등으로 인해 불투수층이 대부분을 차지해, 강우시 도로표면 유출수의 증대로 침수피해가 가중되는 것으로 판단되었다. 이에 저영향개발기법을 적용하여 맨홀로 유입되는 직접유출(DCIA, Directly Connected Impervious Area)를 줄이고, 유지관리 등을 고려하여 경제성을 평가하여 향후 침수위험지구 관거개량시 저영향개발기법을 활용할 수 있도록 하고자 한다.