• 대기
• /
• 제32권2호
• /
• pp.103-118
• /
• 2022

This study evaluates the simulated meteorological fields with a particular focus on the low-level wind, which plays an important role in air pollutants dispersion, under the varying synoptic environment. Additionally, the effects of subgrid-scale orography parameterization and improved topography/land-use data on the simulated low-level wind is investigated. The WRF model version 4.1.3 is utilized to simulate two cases that were affected by different synoptic environments. One case from 2 to 6 April 2012 presents the substantial low-level wind speed over the Korean peninsula where the synoptic environment is characterized by the baroclinic instability. The other case from 14 to 18 April 2012 presents the relatively weak low-level wind speed and distinct diurnal cycle of low-level meteorological fields. The control simulations of both cases represent the systematic overestimation of the low-level wind speed. The positive bias for the case under the baroclinic instability is considerably alleviated by applying the subgrid-scale orography parameterization. However, the improvement of wind speed for the other case showing relatively weak low-level wind speed is not significant. Applying the high-resolution topography and land-use data also improves the simulated wind speed by reducing the positive bias. Our analysis shows that the increased roughness length in the high-resolution topography and land-use data is the key contributor that reduces the simulated wind speed. The simulated wind direction is also improved with the high-resolution data for both cases. Overall, our study indicates that wind forecasts can be improved through the application of the subgrid-scale orography parameterization and high-resolution topography/land-use data.

• 한국지구과학회지
• /
• 제44권2호
• /
• pp.135-147
• /
• 2023

인공위성 관측 유의파고는 기후변화에 대한 해양의 반응을 이해하는데 널리 활용되므로 장기간의 지속적인 검증이 필요하다. 본 연구에서는 1992년부터 2016년까지 25년 동안 북태평양과 북대서양에서 9종의 인공위성 고도계 관측 유의파고의 정확도를 평가하고 오차 특성을 분석하였다. 위성 고도계와 부이 관측 유의파고 자료를 비교 분석하기 위하여 137,929개의 위성-실측 유의파고 일치점 자료를 생성하였다. 북태평양과 북대서양에서 위성 고도계 유의파고는 0.03 m의 편차와 0. 27 m의 평균제곱근오차를 보여 비교적 높은 정확도로 관측되고 있음을 확인하였다. 그러나 위성 고도계 유의파고는 지역적인 해역 특성에 따라 오차의 공간 분포 특성이 상이하였다. 실측 유의파고에 따른 오차, 위도별 오차의 계절분포 및 연안으로부터 거리에 따른 오차를 분석하여 오차 요인을 파악하고자 하였다. 대부분의 위성에서 실측 유의파고가 낮을 때 과대추정되었으며 실측 유의파고가 높을 때 과소추정되는 경향이 나타났다. 고도계 유의파고의 오차는 겨울철에 증가되고 여름철에 감소되는 뚜렷한 계절변화를 보였으며 고위도로 갈수록 변동성이 증폭되었다. 연안으로부터 거리에 따른 평균제곱근오차는 100 km 이상의 외해에서는 0. 3 m 이하로 높은 정확도를 보인 반면 15 km 이내의 연안에서는 오차가 0. 5 m 이상으로 현저하게 증가하였다. 본 연구의 결과는 인공위성 고도계 자료를 활용하여 전구 및 지역적인 해역에서 유의파고의 시공간 변동성 분석 시 각별한 주의가 필요함을 시사한다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제27권6호
• /
• pp.859-869
• /
• 1995

본 연구는 가압경수로의 부분충수 운전중 잔열제거기능 상실사고 해석시 신뢰성을 확보하기 위해 RELAP5/MOD3.1 코드로 관련 대형 실험을 모의 계산하여, 사고시 예상되는 주요 물리적 현상의 파악과 코드의 예측능력을 평가하는 것이다. 대상 실험으로 선택된 BETHSY Test 6.9a는 이 사고중 증기발생기가 작동하지 않고, 가압기 Manway를 개방한 상태 (Configuration)를 모의한 실험이다. 이 연구 결과는 실제 원전 사고시 예상되는 중요 현상 뿐 아니라, 이에 영향을 미치는 민감한 인자를 파악하여 사고 해석결과의 유효성을 판단하는 데 상당히 기여할 것으로 기대한다. 연구결과 RELAP5/MOD3.1 코드는 대체적으로 계통의 과도기 거동은 타당하게 예측하고 있지만, 모의계산에서 Time-Step이 아주 짧아 막대한 시간이 소요된다는 문제점이 발견되었다. 그 외에도 노심팽창수위 (swollen level)를 과대평가하여 가압기의 수위 및 계통의 압력을 높게 계산하였다. 이로 인해 가압기를 통한 방출량도 과대계산하여 노심노출을 약 400초 빨리 예측하였다. 실험과 코드 예측결과를 종합할 때 가압기 Manway 만의 개방으로는 계통압력이 상승하고, 중력주입냉각수로는 노심수위 회복에 불충분하며, 결국 강제주입에 의해서 노심수위가 회복될 수 있음이 입증되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권9호
• /
• pp.13-21
• /
• 2008

분배성 추적자 시험법은 LNAPLs(light nonaqueous phase liquids)로 오염된 지반을 조사하는데 아주 유용한 방법이다. 하지만 토양 내 유기물질로 흡착되는 분배성 추적자는 잠재적으로 분배성 추적자 시험법의 정확성에 영향을 끼칠 수 있다. 연구 결과, 추적자의 액상-LNAPL 간 분배 계수는 선형 관계를 보였다. 토양의 흠착능력을 평가하기 위해 흡착 등은 실험을 수행한 결과, Freundlich 흡착 등은 양상과 거의 일치하였고, 추적자의 흡착 정도는 토양 내 유기물질 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 또한, 토양 유기물의 흡착능에 따른 잠재적 영향을 판단하고, 추적자 시험법에 의한 LNAPLs 예측의 오차를 수정하기 위해 서로 다른 유기물 함량을 가진 4개의 컬럼 실험을 수행하였다. 컬럼 실험 결과, 오염물질이 없더라도 주문진 표준사와 유기물질이 섞인 컬럼에서는 추적자의 분리 현상이 발생하였다. 오염물질로 케로진을 주입한 이후에 다시 추적자 시험법을 수행하여 파괴곡선을 구한 결과, 토양 유기물질에 대한 추적자의 흡착으로 인해 추적자의 지연계수(R)가 커졌고 LNAPLs의 오염도가 과대평가 되었다. 또한 컬럼 실험 결과를 바탕으로 유기물 함량과 LNAPLs의 예측도 사이의 관계식을 제안하였다.

• 감성과학
• /
• 제26권1호
• /
• pp.65-78
• /
• 2023

항공기는 대표적인 인간-기계시스템이다. 인간의 조작과 기계의 작동 완료 시점 사이에는 기계가 작동되기 시작하는 시간과 기계에 힘이 전달되기 시작하여 완료되는 시간 등의 지연이 발생하며 항공기 조종은 시스템의 지연을 예측한 타이밍 작업을 통해 이루어진다. 시간지각은 타이밍 작업의 중요한 요소이며, 높은 각성작용과 관련된 불안에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 가상현실 환경에서 현직 조종사를 대상으로 기상, 비행 및 시간 조건이 조종사에게 발생하는 불안과 시간지각에 미치는 영향을 검증하였다. 기상조건은 시계비행 기상 상황과 악기상 상황으로 구분하였고 비행 및 시간 조건을 달리하여 실험 1, 2를 실시하였다. 실험 1은 비교적 운동량의 변화가 적고 지연이 적은 제자리비행과 수평비행 상황에서 조종간에 추가된 버튼을 사용하여 시간지각을 측정하였다. 실험 2는 운동량의 변화가 많고 지연이 많이 발생하는 이륙상황에서 조종간만을 사용하게 하여 자연스럽게 헬리콥터를 이륙시키는 과정에서 시간지각을 측정하였다. 실험결과 악기상 상황에서 불안과 심박수가 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 실험 1, 2의 모든 비행조건 중 불안이 증가한 상황에서 시간을 과대 추정하는 것으로 나타났다. 이 결과는 불안의 영향으로 시간을 과대 추정하여 타이밍 작업을 실패할 수 있으며, 이로 인해 조종에 어려움을 겪고 사고로 연결될 가능성이 있음을 시사한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권4B호
• /
• pp.389-398
• /
• 2006

본 연구에서는 강우의 시 공간적 분포의 불규칙한 변동성을 고려한 강우-유출예측모형을 위해 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANNs)의 기법의 일종인 자기조직화(Self Organizing Map: SOM) 이론과 역전파 학습 알고리즘(Back Propagation Algorithm: BPA을 복합적으로 이용하였다. 기존의 인공신경망 연구에서 야기된 저 갈수기의 유출량에 대한 과대평가, 홍수기의 유출량에 대한 과소평가, 예측값이 연속적으로 선행 유출량을 나타내는 Persistence 현상을 해결하기 위하여 패턴분류 성능을 지닌 SOM 이론을 예측모형의 전처리 과정으로 이용하였다. 먼저, 본 연구에서 제안한 방법은 SOM에 의해 강우-유출 관계를 분류하고, SOM에 의한 분류에 따라 각각의 모형을 구성한다. 개별적으로 구축된 모형은 유출량의 예측을 위해 각각의 양상에 따라 분류된 자료를 이용한다. 결과적으로 본 연구에서 제안한 방법은 과거의 인공신경망의 일반적인 적용에 의한 결과보다 더 나은 예측능력을 보여주었으며, 더불어 유출량의 과소 및 과대추정과 Persistence 현상과 같은 문제점이 나타나지 않았다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권3C호
• /
• pp.201-207
• /
• 2006

유효응력의 산정을 위해 간극수압의 측정이 필수인 지반공학 분야의 실험에서는 멤브레인을 사용하여 구속압과 간극수압의 계측을 실시하지만 구속압의 변화 등에 의해 멤브레인이 공시체 쪽으로 관입하는 현상이 발생하여 체적변형률과 유효응력의 계측치에는 오차가 포함되게 된다. 본 연구에서는 중공비틀림 전단시험장치를 사용하여 등방제하과정과 반복전단과정 및 액상화 후의 재압밀 과정에 있어서의 멤브레인 관입량 및 관입 보정식에 대한 고찰을 실시하였다. 실험 결과, 반복전단에 의해 모래의 유효응력이 20kPa 이하의 낮은 유효응력 조건에서는 보정식에 의한 멤브레인 보정량이 과대평가 되고 있음을 알 수 있으며, 이러한 보정식의 한계는 유효응력이 0에 가까워질 수록 보정량이 급격히 증가하는 것이 원인이다. 본 연구에서는 이러한 점을 감안하여 보정량의 급증을 방지하기 위한 상수의 도입에 대해서도 검토하였다. 이와 더불어 초기 상대밀도가 높거나 액상화 후의 입자 재배열 등의 밀도 변화가 일어나는 경우에도 보정식의 적용에 대한 신중한 검토가 필요하다는 점도 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권2B호
• /
• pp.219-231
• /
• 2010

Reference Evapotranspiration Calculator Software (REF-ET)는 ASCE 및 FAO 기준증발산량을 포함한 총 17개의 FAO Penman-Monteith (PM) 방정식의 연산을 동시에 수행할 수 있는 프로그램으로서, 본 연구에서는 REF-ET에 대한 상세한 소개와 함께 기상관측소의 관측자료를 이용하여 REF-ET의 효용성을 논하였다. REF-ET는 각종 PM 방정식들에 대한 시일 월 단위 모의와 지역적 특성의 반영 및 결측자료에 대한 보정 등이 가능하다. REF-ET를 이용하여 서울 기상관측소의 29년간 증발산량을 모의한 결과, 일복사량에 주로 좌우되는 FAO24-Rd 식과 1957-Makk 식의 상관계수가 각각 0.89와 0.88로 높게 나타났으며, 이는 소형증발접시를 이용한 기준증발산량 관측값이 공기 동력학적 증발량만을 주로 반영하기 때문인 것으로 사료된다. 또한 RMSE/bias 분석을 통해 기준증발산 방정식들에 의한 계산값이 증발접시로부터의 기준증발산량에 비해 다소 과대평가되는 현상을 나타내었으나, 이 경우에도 1957-Makk 식이 가장 정확한 것으로 나타났다. 일단위 시계열 분석시 1957-Makk 식은 여름철의 증발산량을 저평가하는 경향을 나타내었으나, 전체적으로 1.06 mm/day의 오차로 증발산량을 모의 가능하였다. 차후 기상관측자료의 정확도를 높이는 연구들과 REF-ET를 병행한다면, 해당 지역 및 기간에 대한 증발산량 모의 및 관련 특성인자를 파악하는 연구에 활용도가 높을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제44권1호
• /
• pp.41-48
• /
• 2024

국민안전처는 내진설계기준 개정을 위한 연구를 시행하였으며, 표준설계응답스펙트럼에 대해서 연구를 수행하여 2017년 내진설계기준 공통적용 사항을 제정하였고, 이는 현재 국토교통부의 국가설계기준에도 반영되어 실무에 사용되고 있다. 다만, 2017년 기준 개정 시 표준설계응답스펙트럼 제안을 위한 연구는 2016년 경주 지진과 2017년 포항 지진 이전에 수행되어, 최근 발생한 국내 중규모 이상 지진인 두 지진기록이 연구에 사용되지 않았다. 이들을 고려하기 위해 본 연구에서는 2016년 경주 지진기록과 2017년 포항 지진기록을 기반암의 표준설계스펙트럼에 상응하도록 수정하여 지반응답해석을 수행하였으며, 수행결과로부터 같은 지반분류 내에서도 지표면 최대응답가속도(PGA)가 상이함을 알 수 있었고, 이로 인하여 지진하중이 과대 또는 과소하게 산출될 수 있음을 확인하였다. 지반분류에 따른 지반증폭에 의한 PGA 결정시 불확실성이 존재할 수 있으며, 이러한 불확실성은 결정된 PGA가 실제 발생 값과 다른 값을 가지게 할 가능성 유발한다. 추후 연구에서는 PGA크기에 영향을 주는 여러 영향 요소들 중 현행 지반 분류에서 사용되는 조합(기반암 깊이-속도) 이외에도 영향 요소들의 다양한 조합에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제57권2호
• /
• pp.139-150
• /
• 2024

본 연구에서는 물리 기반 증발량 경험식인 Penman 혼합식(Penman combination equation, PCE)과 경험적인 바람 함수(Penman wind function, PWF)를 이용한 저수지 증발량 추정 방법을 제시하였다. 용담댐 시험유역에서 2016-2018년 기간의 실측 증발량 자료를 이용하여 두 가지 경험식에 매개변수를 추정하고 적용성을 검토하였다. 용담댐 시험유역 중 덕유산 플럭스 타워에서 PWF와 PCE에 대해 증발량을 평가한 결과, PWF 방법이 상관성 측면에서 더욱 개선된 결과를 보여주었지만, 두 가지 방법 모두 과대 추정 현상을 나타내었다. 용담호 수면 위에서 관측된 기상자료를 활용하여 PWF 방법을 통한 증발량을 평가하였으며, 관측 수면증발량과 통계적 지표 및 시각적 평가에서 우수한 성능을 확인하였다. 향후 본 연구를 통해 산정된 매개변수를 이용하여 저수지 수면 증발량을 간접적으로 추정할 수 있을 것으로 판단되나, 정확한 저수지 수면증발량 추정을 위해서는 타 댐들에 수면 증발량을 종합적으로 연계한 지역화 연구도 필요할 것으로 판단된다.