• 한국수자원학회논문집
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• 제41권9호
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• pp.895-905
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• 2008

유역의 수문현상을 해석하기 위해서는 다양한 지형자료와 수문 시계열자료가 필요하다. 최근 들어 DEM(Digital Elevation Model)과 수자원 주제도와 같은 지형자료 뿐만 아니라 수치예보자료 및 강우레이더의 관측자료와 같은 수문 시계열자료 또한 격자 형태로 제공되고 있으며, 이를 활용한 수문분석에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 격자형 자료를 이용하여 효과적으로 단기간의 강우-유출 현상을 모의하기 위한 물리적 기반의 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)을 개발하였다. 지표면 유출과 하도 유출의 모의는 운동파 방정식을 이용하고 있으며, 침투량 산정을 위해서 Green-Ampt 모형을 이용하고 있다. 지배방정식은 유한 체적법을 이용하여 이산화 하였으며, TDMA(TriDiagonal Matrix Algorithm) 방법을 이용하여 연립방정식을 풀고, 비선형 항에 대해서는 Newton-Raphson 방법으로 반복 계산함으로써 수렴해를 도출하였다. 개발된 모형은 단순화된 가상의 유역에 대해서 적용한 결과를 $Vflo^{TM}$ 모형의 모의결과와 비교함으로써 타당성을 검토하였다. 또한 위천 유역의 적용을 통해 모형의 검증 및 실제 유역에 대한 적용성을 검토하였으며, 모의결과는 관측유량의 재현성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.528-535
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• 2020

최근 신재생에너지 및 분산전원의 급속한 보급과 직류부하의 증가로 인하여 직류급전에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 대한 보호협조방식에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 직류급전방식을 사용하는 기존의 직류 부하망과 도시철도 등은 비접지방식인 IT 접지 시스템으로서 지락고장발생 시 고장전류의 경로가 없고, 정상상태 전류에 비하여 큰 차이가 발생하지 않기 때문에 지락고장검출이 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 절연저항측정장치(IMD : Insulation Monitoring Device)를 직류 비접지계통의 보호기기로 활용하기 위하여, IMD의 검출원리를 정식화한다. 이를 바탕으로 IMD의 신호주입방식에 의한 출력 값을 웨이블릿변환기법으로 분석하여, 사고검출을 신속하고, 정확하게 판단할 수 있는 검출알고리즘을 제안한다. 또한, 상용전력 계통해석프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여, 직류 비접지계통과 IMD를 모델링하고, MATLAB을 이용한 웨이블릿변환 수치해석모델링을 수행한다. 이를 바탕으로 직류 비접지계통의 지락사고를 해석한 결과, 본 논문에서 제안한 IMD의 사고검출 알고리즘의 유효성을 확인하였다.

• 한국안광학회지
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• 제6권1호
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• pp.13-29
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• 2001

주기적으로 변하는 압력이 loose 또는 tight fitting 상태의 콘택트렌즈와 같은 diaphragm에 작용하여 진동이 발생하는 경우 diaphragm의 가장자리(edge)는 단순지지(simply supported) 또는 고정(rigidly clamped) 상태로 가정할 수 있으며, 이러한 가정하에 diaphragm의 진동을 해석할 수 있는 미분방정식과 그 해를 구하는 컴퓨터 프로그램을 작성하였으며 이 컴퓨터 모델을 사용하여 진폭 및 출력을 예측하고 diaphragm의 반경 및 두께, damping, 작용하는 압력의 진동수 등 제반 변수가 진동에 미치는 영향을 모사하였다. 외부 압력의 진동수가 어떤 범위 이상에서는 diaphragm의 파형은 한 개의 peak를 가지는 원호형에서 2개의 peak를 가지는 파도형으로 전환되며 이 때 진동수가 증가함에 따라 diaphragm의 바깥 부분의 peak가 안쪽 peak보다 높아지는 것을 알 수 있다. 이러한 경향이 시작되는 진동수는 diaphragm의 가장자리가 단순지지된 경우가 clamped 된 경우보다 훨씬 낮다. 단순지지된 diaphragm의 진동은 고정단 진동에 비하여 기본 공진(fundamental resonance)이 월등히 낮은 진동수에서 발생하며, 따라서 저주파 영역에서는 진동수가 낮아질수록 두 진동간의 진폭차가 커지지만 고주파 영역에서는 그 차이가 미미하게 된다. 또한 단순지지 diaphragm의 진동의 특징은 진동수의 증가에 따라 여러개의 공진(harmonics)이 발생하지만 전체적으로 진폭은 급격하게 감소한다. 그러나 저주파 영역에서 단순지지 진동의 진폭이 크다고 해도 출력은 낮기 때문에 diaphragm의 진동에 따른 출력(power)은 특정 진동수에서 하나의 주 peak를 갖는다. 단순지지된 diaphragm이 진동할 때 diaphragm의 출력 공진진동수는 두께가 증가할수록 감소한다. 이 경우 형성되는 harmonics의 출력은 기본공진의 강도에 비해 현저하게 떨어지는 것이 진폭의 경우와 대조적이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.283-294
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• 2018

정확한 보행자 지체 모형은 보행자 중심의 신호교차로 평가에 있어 핵심 요소이다. 신호화된 보행자 횡단보도에서 녹색시간동안 보행자 횡단 행태는 매우 다양하며, 보행자의 도착 행태는 임의도착과 보행군으로 구성된다. 따라서 정확한 보행자 지체를 산정하기 위해서는 보행자의 횡단과 도착 행태가 고려되어야 한다. 이러한 필요성에도 불구하고, 도로용량편람(HCM)은 보행자 도착과 횡단 행태를 반영하지 않은 간략한 보행자 지체모형을 권고하고 있다. 이러한 이유로, 보행자 중심적인 신호교차로의 설계 및 운영에 대한 의사결정을 위해서는 다양한 신호화된 단일 횡단보도 및 신호교차로에 적합한 보행자 지체 모형이 요구되고 있다. 본 연구에서는 보행자의 도착과 횡단 행태를 기반으로 새로운 보행자 지체모형을 제시한다. 제안되는 모형은 신호화된 단일 횡단보도 보행자 지체모형과 신호교차로 보행자 지체모형으로 구성된다. 단일 횡단보도 지체모형은 보행자 녹색시간 동안 보행자 횡단 행태를 기반으로 개발되었다. 신호교차로 지체모형은 보행자 횡단과 보행군 도착 행태를 기반으로 개발되었다. 수치 모의실험을 통한 평가결과, 제안되는 지체모형은 다양한 보행자 횡단과 도착 행태를 고려하기 때문에 HCM 모형의 과대/과소추정 문제를 효과적으로 해결할 수 있음을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제25권2호
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• pp.186-198
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• 2015

본 연구에서는 적정 소요환기량의 확보를 통한 갱내 환경의 최적화를 위한 기초연구로 갱내 소요환기량을 추정하였다. 채굴의 심부화 및 운행갱도의 증가로 인한 온도상승으로 작업환경이 점차 악화되는 광산에서 작업환경의 개선을 위하여 J광업소를 대상으로 환기평가를 하였으며 갱내의 환기효율을 증가시키기 위하여 갱도의 길이에 따른 온도에 대한 효과를 수치 해석하였다. 연구결과 J광업소의 소요환기량은 $17,831m^3/min$으로 산출되었으며, 실제 총 입기량은 $16,474m^3/min$로 환기량이 $1,357m^3/min$ 부족한 것으로 나타났다. 개발된 프로그램을 이용하여 J 광업소의 두 가지 개발모델에 관하여 온도 예측을 하였으며 온도계산의 기본 인자인 환기량 예측을 위해서 수치해석 프로그램인 VnetPC를 사용하였다. 실험 결과 첫 번째 개발모델인 -425ML을 전체 개발할 경우의 C 생산부 주운반갱도 9X의 온도는 $29.30^{\circ}C$로 예측되었으며 두 번째 모델인, A 생산부를 제외한 일부 지역만 개발할 경우의 온도는 $27.45^{\circ}C$로 예측되었다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.456-467
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• 2019

본 연구에서는 개별요소법을 사용하여 스포크형 쉴드TBM의 굴진을 모사하였다. 지반에 대해 수평응력계수를 사용하여 깊이에 따른 수평응력 증가를 모사하였고 TBM의 커터헤드에서 발생하는 토크를 기준으로 운전 조건을 부여하여 운전 범위 내에서 굴진을 하도록 설정하였다. 즉, 커터헤드에서 발생하는 토크의 값이 주어진 운전 조건을 넘어서는 경우 굴진속도를 일정하게 줄이고 반대로 운전 조건보다 낮은 경우에는 굴진 속도를 높이는 방안을 고려하였다. 이때 굴진속도 변경에는 운전자의 검토 시간을 고려하여 최소 변경 가능 요건을 부여하고 굴진 조건에 따라 이를 변경 가능하도록 하였다. 이러한 조건을 사용하기 위하여 사용자 프로그램을 별도로 작성하였으며, 결과를 통해 사전에 입력한 운전 범위 내에서 굴진 해석이 가능하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권2호
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• pp.52-60
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• 2017

NUREG-1934에서 제시된 원자력발전소 주제어실의 케비닛 화재를 대상으로 운전원의 거주성을 평가하기 위하여 수치해석이 수행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 대표적인 화재모델인 FDS가 사용되었다. 운전원의 거주성을 결정하는 기준으로서 복사 열유속, 상층부 온도, 연층높이 및 연기의 광학밀도뿐만 아니라, CO 등과 같은 독성물질의 농도가 포함되었다. 주요 결과로서, 화재모델의 확인 및 검증(V&V) 기반의 주요 입력인자 민감도 및 모델 불확실도 분석을 통해 다양한 화재시나리오에 대하여 거주성 기준의 초과 확률 및 거주 가능시간이 산출되었다. 최대 열방출률, CO 및 Soot yields의 민감도 분석을 통해, 거주시간 뿐만 아니라 거주성을 결정하는 한계기준의 변화가 발생됨을 확인하였다. 이러한 방법론은 불확실한 케비닛 화재정보를 이용한 주제어실의 거주성 평가의 신뢰성 강화를 위한 현실적인 대안이라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권11호
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• pp.985-994
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• 2010

태풍 "매미"는 2003년 9월 12일 오후 9시에 중심기압 950 hPa을 가지고 경남 남해안에 상륙하였다. 본 연구에서는 태풍 매미로 인한 마산 연안의 침수와 태풍해일을 해석하기 위해 3차원 침수모형을 구축하였으며, 침수지역을 현장 조사하였다. Hydromet-Rankin Vortex 모형을 이용하여 바람장 및 기압장을 해석하였으며, 3차원 침수모형을 이용하여 마산연안 침수지역, storm surge 및 태풍류를 수치계산하였다. 침수지역과 storm surge에 대한 수치모형의 계산결과는 현장 조사결과와 거의 일치하였다. 마산항에서 3차원 모형에 의한 storm surge의 최고 수위는 238 cm, 현장관측치는 230 cm로 비교적 정확하게 평가하였다. 3차원 모형과 2차원 모형 결과를 비교하였는데 3차원 모형이 2차원 모형보다 storm surge를 보다 정확하게 해석하였다. 마산만에서 태풍해일에 의해 발생한 태풍류는 표층에서는 30~60 cm/s 크기로 만내로 유입하나, 저층에서는 20~40 cm/s 크기로 만외로 유출하는 흐름이 탁월하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권2호
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• pp.111-119
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• 2017

치성천의 홍수범람이 빈번하게 발생하는 구간을 대상으로 하단배출형 가동보를 다단으로 배치하여 가동보의 관리수위별 저류 및 홍수조절 효과를 기존 고정보의 설치 경우와 비교분석하였다. 분석 결과를 기반으로 인공신경망 모형을 구축하여 목표하는 저류량과 하류부 홍수위 조절을 위한 가동보의 관리수위를 제안하였다. 하단배출형 가동보를 다단으로 배치할 경우 고정보 대비 하류부에서의 첨두 홍수위가 68.28%가 감소하였고, 대상구간의 총 저류량이 216%가 증가하였다. 인공신경망 학습모델의 구축을 위해 수치모의 결과 216개의 data 중 60%, 20%, 20%를 각각 학습, 검증 및 시험에 사용하였다. 학습결과 평균제곱오차가 $0.1681m^2$, 결정계수가 학습, 검증 및 시험에서 각각 0.9961, 0.9967, 0.9943으로 높게 나타났다. 인공신경망을 이용하여 목표하는 저류량과 하천의 하류부에서의 홍수위에 대한 각각 가동보의 관리수위의 결정방안을 제시하였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제24권1호
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• pp.1-53
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• 2015

지난 30년간 환경세나 배출권과 같은 경제적 정책도구들이 환경정책의 영역에서 꾸준 히 각광을 받아왔다. 경제적 환경정책도구들은 저마다 특성이 다르고, 각국 정책당국이 직면한 환경문제의 구조적 제도적 배경이 상이하기 때문에, 교과서적인 의미에서의 피구세(배출세)와 같은 정책도구는 널리 사용되지 못하는 상황이다. 오히려 산출물이나 소비 등에 부과하는 환경 관련 조세를 부과함으로써 피구세 사용에 수반되는 한계와 어려움을 회피하려는 경향이 강하다. 즉, 피구세(배출세)를 사용하지 못함으로써 이미 상당한 후생손실을 감내할 수밖에 없는 것이다. 특히 개발도상국들에서는 구조적 제도적 제약들이 선진국에 비해서 더 많고 크기 때문에, 제대로 된 피구세(배출세)를 사용하지 못함에 따라 입는 후생손실이 훨씬 커질 수 있다. 본 논문에서는 이 점을 보여주기 위해서, 이론적인 일반균형모형을 통해 노동에 대한 과세가 존재하는 차선의 상황에서, 피구세 및 산출세 수준을 최선과 차선의 경우에 계산하고, 각종 구조적 제도적 제약을 모형 내의 파라미터로 표현한 사회후생 수식을 통해 도출해낸다. 그리고 피구세에 대한 불완전하지만 현실적인 대안으로 산출세를 이용하여 환경문제를 해결하려 하는 경우, 후생증진의 차이가 얼마나 벌어지는지 살펴본다. 또한 미국과 중국의 예를 들어, 환경 차원에서 불완전한 산출세를 사용함으로써 겪는 후생손실이 개도국의 경우 산업국가에 비해서 무려 6배나 벌어질 수 있음을 시뮬레이션을 통해 보여준다.