• 한국안전학회지
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• 제28권5호
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• pp.54-60
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• 2013

In this study, a finite element model based on the SU/PG scheme was developed to solve shallow-water equations and the influences of parameters and internal boundary conditions on depth-averaged flow behavior were investigated. To analyze the effect of roughness coefficient and eddy viscosity on flow characteristics, the developed model was applied to rectangular meandering channel with two bends, and transverse velocities and water depth distributions were examined. As the roughness coefficient adjacent to wall increased, the velocities near the wall decreased, and the reduced velocities were compensated by the expanding mid-channel velocities. In addition, the flow characteristics around a circular cylinder were analyzed by varying the internal boundary conditions as free slip and no slip. The assignment of slip condition changed the velocity distribution on the cylinder surface and reduced the magnitude of the shear stress up to one third.

• 한국해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.141-151
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• 1997

This paper deals with a numerical study of flow-guider applied to controlling current in a bay. Two dimensional numerical model for tidal currents based on the depth averaged equation is developed and standard k-.epsilon. model is adopted to determine the turbulence diffusion. Equations are described in a generalized coordinate system to be implemented by non-staggered grid system and discretized by using finite volume method. Unsteady flow is simulated by fully implicit scheme. Hybrid scheme and central differencing are used to compute the convective terms and source terms, respectively. The tidal current in a rectangular bay is simulated and it gives satisfactory results. The realistic and distinct models of a large structure placed in bay are also exemplified with or without flow-guiders. The simulation results show that the flow-guider gives the residual tidal current in the bay by the different flux with respect to the direction of tidal current.

• 한국농공학회지
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• 제28권1호
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• pp.60-67
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• 1986

A depth-averaged two dimensional model TIFS was developed from simplified basic flow equations. The model was applied to tidal computations for the Biin Bay area near the Gunsan port. Vertical tides and tidal velocities for the tested was simulated for neap and spring tides. The simulation results were in good agreement with the obserbed data. This paper also attempts to evaluate model sensitivity from different initial conditions, roughness coefficient, time increments, and water depths. Among the selected input parameters, water depth and roughness coefficient were found to significantly affect vertical and horizontal tides.

• 상하수도학회지
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• 제27권2호
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• pp.177-184
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• 2013

This study analyzed the hydraulic characteristics of a venturi flume with a circular cone using a 3-D numerical model which uses RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equation) as the governing equation. The venturi flume with the circular cone efficiently measures the discharge in the low-flow to high-flow range and offers the advantage of accurate discharge measurements in the case of a low flow. With no influence of the tail-water depth, the stage-discharge relationship and the flow behaviors were analyzed to verify the numerical simulation results. Additionally, this study reviewed the effect of the tail-water depth on the flow. The stage-discharge relationship resulting from a numerical simulation in the absence of an effect by the tail-water depth showed a maximum margin of error of 4 % in comparison to the result of a hydraulic experiment. The simulation results reproduced the overall flow behaviors observed in the hydraulic experiment well. The flow starts to become influenced by the tail-water depth when the ratio of the tail-water depth to the total head exceeds approximately 0.7. As the ratio increases, the effect on the flow tends to grow dramatically. As shown in this study, a numerical simulation is effective for identifying the stage-discharge relationship of a venturi flume with various types of venturi bodies, including a venturi flume with a circular cone.

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.395-409
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• 2011

본 연구의 목적은 개수로에서 난류모의를 위한 2차원 모형을 개발하는데 있다. 연구모델은 Streamline Upwind / Petrov-Galerkin 유한요소법과 Boussinesq의 와점성이론을 기초로 하였는데, 수심적분을 취한 혼합거리 모형과 난류의 이방성과 국부평형의 조건을 적용하였다. 모형의 보정과 검증을 위해서 해석해와 관측자료를 활용하였다. 몇 가지 수치모의를 수행함으로써 난류모형의 민감도와 계산수행 능력을 확인할 수 있었다. 본 연구모형은 자연하천에서의 모형 적용성 확인을 위해서 한강유역에 적용하였고 모의치는 실측자료와 비교하였다. 개발된 모형은 자연하천에서의 관측자료와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구의 2차원 유한요소모형은 개수로에서의 난류모의에 기초한 흐름분포에 있어 신뢰할만한 결과를 제공하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.20-26
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• 2019

강이나 하천 폭 전체에 걸쳐 수리구조물을 설치하는 경우에는 대개 하상보호공을 설치한다. 하지만 하상보호공직하류부에 있는 하천하상이 상류부의 흐름영향으로 인해서 유실되는 국부세굴현상이 발생한다. 이와 같은 국부세굴은 흐름방향 경계지점의 흐름 및 난류특성과 하상토의 재질 등에 지배적이며, 시간의 경과에 따라서 점차적으로 위험할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이동상 모형실험을 통해 분석된 시간변화에 따른 하상보호공 하류부 국부세굴공 내부의 난류성분을 3차원 수치해석모형인 OpenFOAM의 적용결과와 비교하고 국부세굴공발달의 주요인자라고 알려져 있는 수심 적분된 상대난류강도 값의 흐름방향별 분포를 분석하였다. 또한 이 결과와 함께 하상전단응력 및 Shields parameter와 비교하여 세굴공의 안정화에 대하여 분석하였으며 추가적으로 초기 난류유입조건을 변화시켜 그 결과를 비교하였다. 그 결과 세굴공의 최대발생깊이는 유속의 크기보다는 오히려 수심 적분된 상대난류강도의 크기에 따라 지배적으로 발달하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해서 향후 하상보호공 하류부에서 발생 가능한 국부세굴공을 저감하거나 방지하기 위해서는 수심 적분된 상대난류강도를 조절할 수 있는 설계나 시공 혹은 수문조절이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권2호
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• pp.91-98
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• 1993

본고는 정상류 가로흐름이 존재하는 천해역으로 방출되는 온수의 거동 예측을 위한 2차원 난류모형 개발을 기술한다. 모델 기본방정식은 수심적분된 연적 및 운동방정식, 에너지보존 방정식이 사용되며, SIMPLE로 알려진 교치기법으로 적분된다. 난류운동량 및 열확산항은 2차원 $ extsc{k}$-$\varepsilon$ 방정식으로부터 결정된다. 기존 실험결과와의 비교에서 천수역 Near-field 해역내 난류현상 재현에 유망한 기법임이 확인되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제27권6호
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• pp.822-829
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• 2011

The purpose of the present study is to estimate the ecological instream flow for conservation and restoration of fish habitat in running water ecosystem which has very important status for stream environment. Estimation of the ecological instream flow in the present study was carried out by application of a two-dimensional depth averaged model of river hydrodynamics, River2D model. It can model fish habitat in natural streams and rivers and assess the quality of physical habitat accoriding to the species preferences for habitat suitability. Zacco platypus and Zacco temmincki were selected as target fish species in the study area of the Seomjin river. The Habitat Suitability Criteria (HSC) developed by Sung et al. (2005) were used for target fish species, life stages and habitat conditions in the study. Weighted usable area (WUA) was computed by the River2D model considering preferences of target fish species for velocity, depth, and channel substrate. The result revealed that the ecological instream flow of $10.0m^3/s$ is needed to maintain the target fish habitat at each life stage in the river.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.59-63
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• 2008

지표수 흐름은 육지 물수지 계산에 중요한 요소중에 하나이다. 그러나, 기상변화의 예측과 그로 인한 방재대책수립을 위한 대규모의 기상모형과 연계되는 육지수문모형(Land Surface Model, LSM)들은 지표수 흐름을 토양수분수지로부터 간단하게 산정하고 있다. 침투계산에서 지표수 흐름깊이를 무시하는 것은 지표면 및 지표하 물흐름 모두에 계산상 오류를 초래할 수 있다. 그러므로, 육지수문모형에서 종합적인 물과 에너지 순환 예측을 하기 위해, 지표수 흐름을 위한 1차원 확산모형과 지표하 물흐름을 위한 계산망 체적평균 토양수분이송(Volume Averaged Soil-moisture Transport Model, VAST)모형을 연계하는 대규모 지표면 및 지표하 연계 물흐름 모형이 개발되었다. 이 논문에서는, 최첨단 육지수문모형중 하나인 CLM(Common Land Model)내의 지표수리수문 모의를 위한 주요부분을 비롯하여, 지형특성에 따른 지표수 흐름과 공간적 토양수분 분포의 예측개선을 위한 새로운 지표면 및 지표하 연계 물흐름 모형에 대해 기술하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(1)
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• pp.225-226
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• 2005