• International Union of Geodesy and Geophysics Korean Journal of Geophysical Research
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• 제26권1호
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• pp.15-29
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• 1998

The numerical simulation of heavy precipitation event occurred in the central Korean Peninsula on July 26-28, 1996 was performed using the fine mesh model. ARPS (Advanced Regional Prediction System) developed by the CAPS (Center for Analysis and Prediction of Storms). Usually, the heavy rainfalls occurred at late July in the Korean Peninsula were difficult to predict, and showed very strong rainfall intensity. As results, they caused a great loss of life and property. As it usual, this case was unsuccessful to predict the location of rain band and the precipitation intensity with the coarse-mesh model. The same case was, however, simulated well with fine-mesh storm-scale model, ARPS. Moisture band at 850 hPa appeared along the Changma Front in the area of China through central Korea passed Yellow Sea. Also the low-level jet at 700 hPa existed in the Yellow Sea through central Korea and they together offered favorable condition to induce heavy rainfall in that area. The convective activities developed to a meso-scale convective system were observed at near the Yangtze River and moved to the central Korean Peninsula. Furthermore, the intrusion of warm and moist air, origninated from typhoon, into the Asia Continent might result in heavy rainfall formation through redistribution of moisture and heat. In the vertical circulation, the heavy rainfall was formed between the upper- and low-level jets, especially, the entrance region of the upper-level jet above the exit the region of the low-level jet. The low level convergence, the upper level divergence and the strong vertical wind were organized to the very north of the low level jet and concentrated on tens to hundreds km horizontal distance. These result represent the upper- and low-level jets are one of the most important reasons on the formation of heavy precipitation.

• 한국지구과학회지
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• 제38권1호
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• pp.24-34
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• 2017

등학교에서 사용되는 고급지구과학 교과서에서는 서풍이 대규모 산맥을 넘어갈 때 풍하측에 파동이 발생하는 현상을 개략적인 그림으로 제시하여 간략히 이론적으로만 설명하고 있다. 이 현상은 편서풍 파동 현상으로 산을 넘어가는 공기 기둥의 소용돌이도(잠재와도) 보존 이론으로 설명될 수 있다. 그러나 우리나라와 같이 소규모 산맥이 존재하는 지역에서 관측자료를 바탕으로 중규모 편서풍 파동 현상에 대한 사례 연구는 부재하였다. 또한 서풍에 의한 파동이 형성되는 조건인 산맥의 폭과 길이에 따라 서풍의 풍속, 지속시간을 명확히 규정한 선행연구는 미미하다. 따라서 본 연구에서는 우선적으로 소백산맥을 대상으로 근처의 지표 관측소에서 관측한 지역별 상세관측자료를 이용하여 파동이 실제로 형성되는 지 확인하였다. 또한 소백산맥에 의하여 지표 근처에서 서풍 파동이 생성되기 위한 서풍의 최저속도인 임계 속도를 이론적으로 유도하여, 대략 $0.6m\;s^{-1}$의 값을 구하였다. 더 나아가 기상청 2014년 지역예보모델의 4-차원 자료동화 자료를 추가하여 소백산맥 풍하측 서풍 파동 발생의 연중 빈도와 서풍 파동의 진행 발달과정을 고도별로 분석하였다. 발생한 서풍 파동은 meso-${\beta}$ 또는 -${\gamma}$ 규모였다. 파동의 생성 및 소멸은 풍속 또는 풍향과 밀접한 관계가 있으며, 풍속이 감소함에 따라 산맥에 의한 서풍 파동은 점차 소멸되었다. 서풍이 강할수록 상층에 meso-${\beta}$ 규모의 파장을 갖는 와도 생성 비율이 높았다. 분석 범위를 동아시아 권역으로 넓혔을 때 중국 동북부 옌산 산맥에서도 서풍 파동 현상을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 유체지구에 대한 이론과 현상의 이해, 특히 우리나라 산맥에 의해 발생하는 대기의 파동 현상을 실제 관측 자료를 바탕으로 이해를 돕는 교육 자료로 활용될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.20-27
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• 2021

이 연구에서는 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 내진거동을 합리적으로 평가하기 위하여 범용프로그램인 Abaqus를 이용한 비선형 유한요소해석 절차를 제시하였다. 조적벽체의 유한요소 모델은 콘크리트 손상 소성(concrete damaged plasticity, CDP)모델 및 벽돌-모르타르 계면 특성은 Yang et al.이 제시한 조적 프리즘의 압축 및 인장의 응력-변형률 모델과 전단마찰모델을 기반으로 메소-스케일법을 적용하였다. 유한요소 해석결과를 다양한 변수조건에서 실험결과와 비교한 결과, 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 균열진전, 파괴 모드, 강체회전 내력 및 최대내력 그리고 횡하중-횡변위 관계에 대한 실험결과와 잘 일치하였다. 따라서 제시된 유한요소해석 절차는 조적벽체의 내진보강 설계에 합리적으로 이용될 수 있다고 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.69-76
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• 2010

콘크리트의 수축으로 인한 균열가능성 평가에 있어서 대부분의 경우 콘크리트를 균질한 물질로 가정하는 방식으로 접근하고 있다. 그러나 이러한 방식으로 접근할 경우 불구속조건 하의 콘크리트에서 자기수축으로 인한 미세균열(micro-cracking) 현상을 평가하는 것이 불가능함과 동시에 콘크리트 내부의 균열 발생 현상을 이해하는데 한계가 있다. 이에 이 연구에서는 시멘트 모르타르 시험체를 가지고 실험적으로는 음향방출(acoustic emission) 장비를 사용하여 내부 균열 발생량을 측정 및 평가하였으며, 이론적인 접근방식의 일환으로 실제 모르타르 시험체로부터 구하여진 이차원 이미지를 사용하여 NIST에서 개발한 OOF code로 유한요소해석을 수행하였다. 실험 및 해석 결과, 모르타르의 내부에서 시멘트 페이스트상의 수축 및 골재의 내부구속으로 인하여 발생하는 미세균열 발생 현상을 보다 현실적으로 이해할 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권3호
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• pp.210-221
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• 2015

지형적인 형태와 지표면의 물리적인 특성은 기상장 뿐 만 아니라 대기질 수치 모델링에서도 가장 중요한 입력변수가 된다. 대부분 복잡지형에서 일어나는 국지적인 기상의 일변동들이 지형적인 불균일성에 의해 지배되기도 한다. 이러한 지형적인 특징들은 열적으로 유도된 대기흐름에 영향을 일으키며 직접적으로는 풍계의 변화를 가져오거나 지표면 가열 온도 자체에서의 중요한 변화를 가져와 간접적으로 영향을 주기도 한다. 복잡지형에서 이러한 변화양상들은 지형적인 특징 즉, 지형적 경사와 성질에 의한 태양복사 에너지의 불균등한 분배에 기인한다. 그러므로 기상장 묘사가 어려운 복잡지형에서는 관측값에 더 가까운 정확한 바람장을 예측하기 위해 상세한 지형 정보와 지표면 자료가 중요하게 된다. 본 연구에서는 상세한 지표면과 지형자료를 지표 경계자료로 활용한 MM5-A2C 모델을 이용하여 복잡한 지형적 조건을 가진 산지지역에서의 바람장 수치모의를 하고자 한다. MM5-A2C에 의해 유도된 기상장은 국지규모의 산지주변에서의 지형강제력에 의한 기상장 해석을 정밀하게 예측하여 모델 내의 지형적 조건이 미치는 영향에 대해 직접적인 영향을 주고 있음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.395-404
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• 2008

충적하천의 복잡하고 다양한 이동특성을 파악하고 이해하는 것은 하천공학적으로 매우 중요하며, 본 연구에서는 저수로의 이동 및 하상저하로 인하여 취수문제가 있는 경상북도 구미시에 위치한 해평취수장 주변에 대하여 항공사진 분석을 통하여, 시간에 따른 하천의 지형변화, 저수로의 이동 특성을 조사하고 분석하였다. 저수로는 좌안에서 우안으로 이동해 가고 있으며, 저수로는 강턱유량에 대하여 복렬사주가 발달하는 특성을 보여주고 있다. 이는 하천의 경사가 급하고 하폭이 넓고 수심이 얕은 곳에서 발생하는 현상으로서, 저수로의 불안정성이 증가하기 때문이다. 또한 저수로의 사행도가 감소하면서 저수로 폭이 증가하는 것은 제한된 범위 안에서 저수로의 분류와 합류가 활발하게 발생하는 것을 의미한다. 시간의 증가에 따라 저수로 하폭의 증가율과 측방향 이동율은 감소하고 있다. 강턱유량을 이용하여 중규모 영역구분을 수행한 결과, 복렬사주가 발달하는 하천의 특성을 보여주었으며, 모래하천으로서 부유사가 지배적인 하천으로 판단되었다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2003년도 International Symposium on Clean Environment
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• pp.73-78
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• 2003

In this research, we implement Realtime Air Diffusion Prediction System which is a parallel Fortran model running on distributed-memory parallel computers. The system is designed for air diffusion simulations with four-dimensional data assimilation. For regional air quality forecasting a series of dynamic downscaling technique is adopted using the NCAR/Penn. State MM5 model which is an atmospheric model. The realtime initial data have been provided daily from the KMA (Korean Meteorological Administration) global spectral model output. It takes huge resources of computation to get 24 hour air quality forecast with this four step dynamic downscaling (27km, 9km, 3km, and lkm). Parallel implementation of the realtime system is imperative to achieve increased throughput since the realtime system have to be performed which correct timing behavior and the sequential code requires a large amount of CPU time for typical simulations. The parallel system uses MPI (Message Passing Interface), a standard library to support high-level routines for message passing. We validate the parallel model by comparing it with the sequential model. For realtime running, we implement a cluster computer which is a distributed-memory parallel computer that links high-performance PCs with high-speed interconnection networks. We use 32 2-CPU nodes and a Myrinet network for the cluster. Since cluster computers more cost effective than conventional distributed parallel computers, we can build a dedicated realtime computer. The system also includes web based Gill (Graphic User Interface) for convenient system management and performance monitoring so that end-users can restart the system easily when the system faults. Performance of the parallel model is analyzed by comparing its execution time with the sequential model, and by calculating communication overhead and load imbalance, which are common problems in parallel processing. Performance analysis is carried out on our cluster which has 32 2-CPU nodes.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.206-210
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• 2019

직조 구조의 복합재의 쓰임이 자동차, 항공 산업 등 여러 분야로 확장됨에 따라, 직조 복합재의 신뢰성 문제 및 물성예측에 대한 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 직조 구조가 다른 복합재료의 물성 예측을 위한 유한요소해석을 수행하여 실험으로 얻은 정적 물성과의 유사성을 검증하였고, 효과적인 모델링 방법을 개발하였다. 직조 구조의 특성을 반영하기 위하여 모델링은 메소 스케일의 대표 체적 요소(RVE)를 이용하였다. 섬유 다발과 순수 기지를 분리하여 3차원 모델링을 진행하였다. 하신 파괴 기준(Hashin's failure criteria)을 적용하여 요소의 파괴 유무를 판단하였고, 해석 모델은 복합재에 적합한 점진적 파괴 모델을 사용하였다. 최종적으로, 직조 구조에 따른 복합재의 물성을 성공적으로 예측하여 본 모델링 및 해석 기법에 대한 적합성을 검증하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권4호
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• pp.259-274
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• 2023

In this paper, mechanical properties of periodic foundation made of concrete and rubber are investigated by a parametric study using the finite element method (FEM). Periodic foundation is a special type of seismic isolation foundation used in civil engineering, which is inspired by the meso-scale structure of phononic crystals in solid-state physics. This type of foundation is capable of reducing the seismic wave propagating though the foundation, therefore providing additional protection for the structures. In the FEM analysis, layered periodic foundation is frequently modelled due to its simplicity in numerical modeling. However, the isolation effect of periodic foundation on nuclear power plant has not been fully discussed to the best knowledge of authors. In this work, we construct four numerical models of nuclear power plant with different foundations to investigate the seismic isolation effects of periodic foundations. The results show that the layered periodic foundation can increase the natural period of the nuclear power plant like traditional base isolation systems, which is beneficial to the structures. In addition, the seismic response of the nuclear power plant can also be effectively reduced in both vertical and horizontal directions when the frequencies of the incident waves fall into some specific frequency bandgaps of the periodic foundation. Furthermore, it is demonstrated that the layered periodic foundation can reduce the amplitude of the floor response spectrum, which plays an important role in the protection of the equipment.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4B호
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• pp.379-388
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• 2010

본 연구에서는 안동댐 하류 하천을 대상으로 댐 건설에 의해 하천의 변화에 미치는 영향을 파악하고, 모래사주의 복원 및 재현 방안을 검토 하였다. 안동댐과 임하댐의 영향으로 댐 하류 하천에서 하상이 저하되고 하상토의 평균 입경이 굵어지는 특성을 보여주고 있으며, 저수로의 수가 증가하였다. 안동댐 건설 후에는 식생의 면적이 약간 증가하고 있으나, 임하댐이 건설되면서부터 식생의 면적이 급격하게 증가되고 있다. 댐 건설에 의해 치수안전도는 재현기간을 비교하여 5에서 10배정도 증가되고, 댐 건설 전과 후의 강턱유량은 2,857 $m^3/s$에서 580 $m^3/s$로 감소되었다. 또한 평균 하도 폭 및 경사를 이용한 등류조건에서는 댐 건설 전과 후의 강턱유량에 대한 중규모 하상형태의 영역구분은 단열사주와 복렬사주의 중간 영역으로부터 완전한 복렬사주 영역으로 변화하였다. 하상변동 계산에서는 댐 건설 전에 명확한 사주 및 유로가 형성되었고, 댐 건설 후에는 망상유로가 형성되었으며, 댐 건설로 인한 유량의 변화에 의해 사주형상이 변화되는 것을 알 수 있었다.