• 한국수자원학회논문집
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• 제48권4호
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• pp.291-298
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• 2015

본 연구의 목적은 하천에서 흐름방향 유속의 횡분포식에 기반하여 1차원 종분산계수를 이론적으로 유도하고 이들의 타당성을 검증하는 것이다. 이를 위해 본 논문의 전편 "I. 흐름방향 유속의 횡포식"에서는 Shiono-Knight Model (일명 SKM)을 도입하여 삼각형 단면수로에서 횡분포식을 해석적으로 유도하였다. 본 논문의 후편 "II. 종분산계수"에서는 전편에서 유도된 유속의 횡분포식을 Fischer (1968)의 삼중 적분식에 대입하여 1차원 종분산계수 이론식을 새롭게 개발하였다. 본래 SKM은 Navier-Stokes 방정식을 근간으로 개발되어 주로 직선수로이면서 사다리꼴 단면이나 복단면 수로에 적용되어 왔지만, 본 연구에서는 사행으로인한 최심선의 변동을 고려할 수 있는 삼각형을 단면형상으로 가정하였다. 유도된 해석해를 검증하기 위해 자연하천에서 실측된 유속자료와 비교 분석하였다. 또한 유도된 횡분포식을 이용하여 단면평균유속을 산정하고, 이를 Manning의 유속식의 결과와 비교 검증하였다. 본 연구에서 개발한 이론식은 비록 유속의 횡분포를 경우에 따라서 섬세하게 재현하지는 못하더라도 조도계수를 포함한 몇 가지 기본적인 수리 및 지형자료만 측량한다면 유속의 관측없이 비교적 정확한 유속분포를 산출해 낼 수 있는 장점이 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1553-1557
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• 2007

본 연구의 목적은 SWAT 모형에서 적용되는 하도유출추적 방법인 변동저류추적법과 Muskingum 방법에 대한 문제점 및 한계점을 제시하고 이를 개선하고자 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 충주댐 상류유역에 SWAT 모형을 적용하였으며 기존 두 가지 방법에 대한 한계점을 제시하였다. 또한 새로운 하도추적 방법으로 연속방정식과 Manning 식으로부터 비선형 저류방정식을 구성하여 적용하였으며 주하도 유입량에 대한 세가지 방법을 비교한 결과 기존 방법보다 본 연구에서 제시한 방법이 일 단위 장기유출모의에서 합리적인 유출량 결과를 제시하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 SWAT 모형의 적용성을 향상시킬 뿐만 아니라 유출 및 수질모의에도 상당한 영향일 미칠 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1-5
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• 2009

하천의 수위와 유량에 대한 정확한 정보는 이수, 치수와 같은 수자원 관리에 있어서 가장 기본 물리량이며, 각종 물이용 분쟁 해결, 수공구조물의 설계, 하천의 유사량 산정 및 수리 수문모형의 개발, 검증을 위한 기초자료로 이용된다. 그러나 유량의 직접 계측은 많은 비용이 소요되며, 홍수시에는 계측이 불가능하다. 지속적인 유량자료의 실측은 얻는 것은 매우 어렵다. 따라서 최근 수치 모형을 이용하여 수위-유량 곡선을 예측하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 복단면 및 불규칙한 하상을 갖는 개수로의 수위-유량 곡선 및 단위유량 예측모형을 개발하고자 한다. 수심 적분된 2차원 운동량 방정식으로부터 정상류와 등류 조건을 가정하여 지배방정식을 구성하였으며, Manning 조도계수를 사용하여 자갈 및 모래와 같은 하상재료에 의한 전단력을 산정한다. 또한 식생항력을 이용하여 홍수터 및 제방의 식생이 수위-유량에 미치는 영향을 분석하였다.

• 상하수도학회지
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• 제28권6호
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• pp.647-655
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• 2014

To perform long-term sewer monitoring, It is important to understand the nature of the wastewater flow that occurs at the point on early stage of the monitor and to prevent in advance a problem which may caused. We can infer the flow properties and external factors by analyzing the scatter graph obtained from the measured data flow rate monitoring data since an field external factor affecting the sewage flow is reflected in the flow rate monitoring data. In this study, Selecting the three points having various external factors, and we Inferred the sewer flow characteristics from depth-velocity scatter graph and determined the analysis equation for the dry-weather flow rate data. At the'point 1' expected non-pressure flow, we were able to see the drawdown effect caused by the free fall in the manhole section. At the'point 2', existed weir and sediments, there was backwater effect caused by them, and each of size calculated from the scatter graph analysis were 400 mm and 130 mm. At the'Point 3', there is specific flow pattern that is coming from flood wave propagation generated by the pump station at upstream. In common, adequate equations to explain the dry weather flow data are flume equation and modified manning equation(SS method), and the equations had compatibility for explaining the data because all of $R^2$ values are over 0.95.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.20-27
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• 2016

전 세계는 기상재해로 인해 막대한 경제적 손실 및 인명 피해를 입고 있다. 특히 우리나라는 홍수에 따른 침수 시 인명 피해가 빈번하다. 홍수에 대한 실효성 있는 비상대처계획을 수립하기 위해서는 시간에 따른 침수 예상 지역을 산정하는 것이 중요하다. 이에 본 연구는 안동 도심지를 대상으로 행위자 기반 모델링을 활용해 침수 예상 지역 및 시간을 산정하였다. 연속방정식과 Manning 공식을 이용해 조도계수 및 유량별 전파시간을 계산하였다. 안동댐에 가능최대홍수량이 유입되면 직하류 지점에서 발생할 수 있는 시나리오를 모델링하였다. 이 결과들에 근거해 시간대별 침수 예상 지역을 도시할 수 있는 행위자 기반 모형을 개발하였다. 이 모형을 활용해 대상 지역의 약 3분의 2가 침수되기까지 3분 가까이 소요된다는 결과를 얻을 수 있었다. 등위도 지역이라 할지라도 침수 예상 시간의 편차가 약 2배까지 발생할 수 있다는 결과 또한 얻을 수 있었다. 본 연구 결과는 대피 장소 및 경로 선정에 실효성 있는 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권4호
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• pp.185-196
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• 1991

좌표변환된 측방향 평균 X-Z 수치모형을 수립하여 하구에서 염도확산을 분석하였다. 중력항과 깊이에 따른 밀도변화에 대한 검토와 염도 경계조건의 재평가 등이 이루어 졌으며, 특히 지배방정식중 확산항의 처리에 시간분별방법(fractional step method)을 이용하여 수치해의 안정성 및 간편성을 도모하였다. 개발된 모형을 금강하구에 실제 적용하여 Manning 계수·확산계수 등의 물리적 및 수치적인 특성을 조명하였고, 염도 확산범위를 비롯하여 갈수기의 영향과 대조 및 소조시 염도분포도 파악하였다.

• 설비공학논문집
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• 제23권5호
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• pp.365-374
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• 2011

For the first time, the present study has measured the velocity distribution function in circular open channel flow in a three-dimensional shape using a stereoscopic PIV system. For a given channel slope, water depth was varied from 30% to 80% of the channel diameter. Then, the characteristics of the velocity distribution function was compared according to the change of the water depth. Unlike a rectangular channel, the present experiment exhibited quite different shapes in the velocity distribution function whether the water depth is higher than 50% or not. Especially, the position of maximum velocity in the central and side wall changes in a different manner for the water depth above 50%. By differentiating the velocity distribution function, local wall friction coefficient was evaluated as a function of wall position. If the water depth goes down, the difference between the maximum and minimum values in the local wall friction coefficient increases, and the averaged value a1so increases.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.773-778
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• 2006

Velocity profiles inside a partially filled pipline have been investigated experimentally. To measure the velocity fields, a particle image velocimetry (PIV), which is a recent quantitative visualization technique, is applied. The velocity profile inside a circular pipe is well known, but if the pipe is partially filled, the problem is entirely different in the sense that the velocity distribution is significantly affected by the slope of pipe and filled water level, and so on. In order to calculate exact flow rate in the open channel or partially filled pipeline, three-dimensional velocity distributions at a given cross-sectional area are measured and compared the flow rates with the previously known empirical formula of Manning equation. The results show that the velocity profiles at center plane is considerably different from each other when the slope and water level change. Thus, The three-dimensional velocity profile can be the most plausible estimate for the exact flow rate.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.157-167
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• 2011

본 연구에서는 복단면개수로및 불규칙한 하상을보이는 횡단면 상에서의 수위-유량곡선 및단위유량횡분포예측을 위한 유한요소모형을 개발하였다. 지배방정식은 정상류와 종방향 등류를 가정한 운동량방정식을 이용하며, 수면은 횡단면에 걸쳐 일정하다고 가정한다. 홍수터 식생의 영향을 반영하기 위해 식생항력이 지배방정식에 포함되었으며, 수치해를 구하기 위해 유한요소법을 적용하였다. 단면형상과 Manning의 조도계수, 식생정보, 종방향 하상경사를 입력자료로 수위-유량 곡선을 예측 가능하며, 주어진 수위에서의 흐름방향 단위유량의 횡방향 분포를 예측할 수 있다. 개발된 모형의 검증을 위해 실측자료 및 Darby and Thorne (1996)의 모형 결과, 그리고 비선형 k-$\epsilon$ 모형의 결과와도 비교하였다. 검증된 모형의 알고리즘을 2차원 모형의 상류단 경계조건 설정에 활용하여, 유입유량을 절점별 단위유량으로 분배시켰을 때와 그렇지 않았을 때의 결과를 비교하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.223-227
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• 2010

하천의 수위와 유량에 대한 정확한 정보는 이수, 치수와 같은 수자원 관리에 있어서 가장 기본적인 기초자료가 된다. 하천 수위와 유량 자료를 확보하기 위한 지속적인 직접 계측 방법은 많은 시간과 비용이 소모되며, 홍수 시에는 위험성이 존재하여 자료 확보가 불가능하다. 따라서 수치모형을 이용한 수위-유량 자료의 예측과 활용이 필요하며, 2차원 수치모형의 경계조건을 설정할 경우에도 활용할 필요성이 있다. 본 연구에서는 복단면 개수로 및 불규칙한 하상을 보이는 횡단면 상에서의 단위유량 예측을 위한 유한요소모형을 개발한다. 지배방정식은 Wark 등 (1990)이 제시한 운동량방정식을 이용하며, 단면형상과 Manning 조도계수, 그리고 수위를 알면, 결과적으로 흐름방향 단위유량의 횡방향 분포를 얻을 수 있다. 개발된 모형의 검증을 위해 실측 자료와 비교하며, 또한 Darcy-Weisbach 마찰계수를 이용하는 Darby와 Thorne (1996)의 모형 결과와도 비교한다. 검증된 모형의 알고리즘을 2차원 모형의 상류단 경계조건 설정에 활용하여, 절점별 유입유량을 차등분배 시켰을 때와 그렇지 못했을 때의 결과를 비교한다. 또한 수위를 경계조건으로 입력하였을 때 개발 모형을 활용하여 유입유량을 예측하는 활용방안을 제시한다.