• 대한기계학회논문집A
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• 제40권4호
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• pp.381-387
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• 2016

본 논문에서는 생브낭의 원리가 근본적으로 구조물의 거동 예측에 잠재적으로 적용되어 있다는 점에 착안하여, 응력해석에 국한되어 있던 방법론을 자유진동 및 좌굴 문제 등에 적용하여 고전 보 이론의 정확도를 고차이론 수준으로 개선한다. 먼저 생브낭의 원리를 소개하고, 고전 보 이론에 의한 자유진동 그리고 좌굴해석 정식화를 진행하였다. 고전 보 이론의 변위장에 워핑함수와 섭동항을 추가하고, 합응력 등가(즉, 생브낭의 원리)를 적용하여 섭동항을 찾는다. 여기서 워핑함수들은 응력 평형방정식을 통하여 계산하였으며, 이 워핑함수들은 추가된 섭동항에 의하여 보의 응력 평형을 만족하게 된다. 제안된 방법론을 외팔보와 단순지지 보 문제에 적용하여 주파수 및 좌굴하중을 개선하였으며, 전단수정계수의 도입 없이 예측을 개선할 수 있음을 보였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.129-136
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• 2008

홍수 예방을 위해 사용되는 구조적 또는 비구조적 대책의 성공여부는 홍수 예측의 정확도에 달려있다. 본 연구에서는 홍수 범람 발생유무, 범람 면적 또는 최대수위를 예측 및 모의가 가능한 수치모형을 개발하였다. 비선형 Saint-Venant 방정식을지 배방정식으로 사용하였으며, 적합화된 계층적 사면구조 격자를 적용하여, leap-frog 기법과 upwind 기법으로 양해적으로 유한차분하였다. 개발된 수치 모형은 Thacker 문제의 결과와 비교하여 검증하였고, 경상남도 의령 지역에 사면구조 격자를 사용한 본 모형을 적용하였다. 검증 결과 본 모형의 격자는 균일 격자보다 거의 4배 정도 효율적이었으며, 정확도 측면에서도 이전 모델의 결과와 거의 일치함을 알 수 있었다. 다음은 수문 빈도를 변화시키면서 홍수 범람 양상을 수치 모의하였다. 빈도가 증가하면, 첨두 수위를 비롯한 수위 수문곡선의 크기도 증가함을 알 수 있었고, 500년 빈도에서는 제방을 월류하여, 제내지에 범람함을 예측할 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.159-164
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• 2008

본 연구에서는 경상남도 양산시를 통과하여 흐르는 양산천 유역에서의 홍수범람을 3차원 공간정보를 이용하여 모의하였다. Saint-Venant 방정식을 지배방정식으로 사용하였으며, 지배방정식의 선형항은 풍상차분기법을 이용하여 해석하였고 비선형항을 해석하기 위해서 Leap-frog 기법을 사용하였다. 홍수빈도에 따른 수치모의 결과는 3차원으로 가시화 되어 웹(web)상에서 제공되며 결과를 3차원적으로 가시화를 시킴으로서 2차원 도면상에 표시하여 제공하는 수치모의결과보다 대상 행정기관의 업무능률 향상과 대민서비스의 질을 향상시킬 수 있을 것이다. 본 연구를 통해 얻어진 수치모의 결과는 GIS를 이용한 3차원 홍수지도 작성에 사용될 수 있으며, 각 지방자치단체에 제공하므로서 홍수로 인한 피해를 감소시키는데 효율적일 것이다.

• 물과 미래
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• 제23권2호
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• pp.251-263
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• 1990

본 연구의 목적은 도시 유역에서의 표면유출에 의한 맨홀 유입량을 추정하고 관망에서의 흐름을 해석하기 위한 모형을 개발하기 위한 것이다. 각 맨홀로의 유입량은 합리식을 이용한 단순방법으로 유입 수문곡선을 모의하는 방법과 해당유역 특성을 고려한 표면유출 모의에 의한 유입 수물곡선 결정방법이 이용된다. 관망에서의 흐름은 Saint-Venant공식의 dynamic equation에 유한음차분법(four-point implicit method)응 적용하여 동시해법으로 해석하였다. 특히 압력류(surcharge flow)흐름은 관의 상단에 좁고 긴 가상관을 연결시켜 모든 흐름을 개수로 흐름으로 해석가능 하도록 전환함으로써 해석의 단순화를 기하였고, 개발된 USS-slot모형이 부정류 우수관망 흐름을 적절히 모의할 수 있는가를 판별하기 위하여 기존에 연구된 관망에 적용하여 그 결과들을 비교 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권4호
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• pp.451-455
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• 2012

수학적 방법에 기초한 점근해석기법은 이방성 보 구조물의 설계 및 해석에 있어 강력한 도구이다. 이러한 장점에도 불구하고, 점근해석 기법은 전단 변형에 상대적으로 취약한 복합재료 보의 고차해를 구함에 있어 점근적으로 정확한 경계조건을 필요로 한다. 생브낭의 원리를 적용하여 응력상태를 개선하는 방법은 등방성 보 및 판 구조물에 대하여 개발되었고, 외팔보 등의 예제를 통해 검증되었다. 이 방법은 점근적으로 정확한 경계조건을 요구하지 않으며, 반복계산도 필요로 하지 않는다는 장점이 있다. 본 논문에서는 이 방법을 일반 이방성 보 구조물에 대하여 확장 적용하여 생브낭의 원리를 적용하는 방법을 일반화 하고자 한다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제8권1호
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• pp.55-62
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• 2015

This study aims to present a hydraulic transitory study as MOC applications for solving the Saint-Venant equations in two case studies: 1) in a penstock of a small hydropower system as a simple pipeline in the case of valve-closure in the downstream boundary with a reservoir in the upstream boundary; and 2) for discharge propagation into a channel by velocity and depth of the flow channel along space evaluation. The proposed methodology by Chaudry [5] concerning the development of hydrodynamic models was used. The obtained results for first and second case study has been confirmed that MOC numerical approach is useful for several engineering purposes, including cases of hydraulic transients and discharge propagation in hydraulic systems.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.171-171
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• 2023

This study investigates the capability of Physics-Informed Neural Networks (PINNs) for solving the solution of partial differential equations. Particularly, the 1D Saint-Venant Equations (SVEs) were considered, which describe the movement of water in a domain with shallow depth compared to its horizontal extent, and are widely adopted in hydrodynamics, river, and coastal engineering. The core contribution of this work is to combine the robustness of neural networks with the physical constraints of the SVEs. The PINNs method utilized a neural network to approximate the solutions of SVEs, while also enforcing the underlying physical principles of the equations. This allows for a more effective and reliable solution, especially in areas with complex geometry and varying bathymetry. To validate the robustness of the PINNs method, numerical experiments were conducted on several benchmark problems. The results show that the PINNs could be achieved high accuracy when compared with the solution from the numerical solution. Overall, this study demonstrates the potential of using PINNs and highlights the benefits of integrating neural network and physics information for improved efficiency and accuracy in solving SVEs.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1047-1052
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• 2005

The purpose of this study is developing a coupled model for the flood analysis. Firstly, the model(river model) describing the inundation in a river solves the two-dimensional Saint Venant equations with a finite difference method and it is possible moving boundary treatment. The other model(inland model) in developed based on the ILLUDAS model to describe the conveyance capacity of a stormwater sewer system. Finally, a coupled model is applied to a real situation. The newly developed coupled model simulates reasonably the flood event occurred in a river and a inland simultaneously

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.231-236
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• 2006

본 연구에서는 단일 첨두를 갖는 가상의 균일하도구간과 홍수피해가 극심하게 나타나고 있는 낙동강유역에 대하여 Saint-Venant 방정식을 음해적으로 유한차분하여 수치적으로 해석한 수리학적 하도추적을 FLDWAV 모형을 이용하여 수행함으로써 홍수파의 전달양상과 천변저류지의 홍수 저감영향을 분석하였다. 균일하도구간에 대한 적용은 천변저류지의 규모와 운영조건 그리고 설치위치에 따른 홍수 저감영향을 비교검토함으로써 천변저류지의 최적 규모 및 설치위치를 결정하는데 효과적인 참고 자료가 될 것으로 기대된다. 또한 낙동강유역에 대한 적용에서는 낙동강 하천정비 기본계획에 근거한 계획홍수량으로 모의를 수행하였다. 낙동강 유역종합 치수계획 보고서에 제시된 10개의 천변저류지에 대한 모의를 통해 실제 낙동강유역의 홍수 저감영향을 분석함으로써 하천제방 계획시 경제적인 하천 제방단면 결정을 위한 참고 자료 및 효과적인 홍수피해 경감대책 수립을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.

• 대한수학회지
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• 제48권6호
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• pp.1153-1170
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• 2011

In this paper, spatial decay estimates for the time dependent compressible viscous isentropic flow in a semi-infinite three dimensional pipe are derived. An upper bound for the total energy in terms of the initial boundary data is obtained as well. The results established in this paper may be viewed as a version of Saint-Venant's principle in transient compressible Navier-Stokes flow.