• 한국해안해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.185-192
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• 1996

연안에서의 효율적인 확산해석을 위해 연산자 분리기법에 의한 Eulerian-Lagrangian 농도모형과 random walk 방법이 결합된 모형이 수립되었다 수립한 입자추적모형은 특히 고농도 변화 지역에서 오차 없이 만족스럽게 해석할 수 있는 수단으로 판단된다. 모형실험결과 오염원 방류초기의 ▽C$\geq$0.005에서 거의 정확해와 일치하는 결과를 얻었고, ▽C$\leq$0.002에서는 만족스럽지 못한 결과가 유도되어 입자추적모형의 적용한계의 기준으로 제시되었다. 따라서 실제 해역에서의 적용에서 고농도의 오염원이 발생되는 근역에서는 입자추적모형을 적용하고 이후의 전역에 대해서는 농도모형을 이용하여 해석상의 능률 제고와 정도의 향상을 도모할 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제10권5호
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• pp.343-350
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• 2001

To investigate air quality away from the coastal urban source region, we used a hybrid Eulerian - Lagrangian method which can describe the formation, transport, transform and deposition processes in complex terrain, with inclusion of shipping sources that were considered to be important emission in the coastal urban region. The result of the Eulerian advection - diffusion prediction was quite similar to that of the Lagrangian particle diffusion prediction. It showed that pollutants emitted from Sasang and Janglim industrial complexes can affect Hwamyeong and the coastal, respectively. During the daytime the concentration was low due to large deposition flux and terrain effect.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권1호
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• pp.37-44
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• 1998

본 연구에서 제안하는 혼합 방법(hybrid method)은 흐름이 우세한 영역에서의 전송 문제를 정확하고 효과적으로 해결하기 위하여 개발된 것으로 오일러-라그란쥐적 방법과는 달리 전방추적에 의하여 이송 과정이 수행되므로 보간 기법이 불필요하고 무작위 행보에 의한 라그란쥐적 방법과 달리 유한 차분법에 의하여 확산 과정이 수행되므로 많은 입자가 요구되지도 않는다. 한 점에 순간적으로 부하되는 오염원과 연속적으로 부하되는 오염원에 대한 이론적인 해와 비교하여 확산 계수와 무관하게 상당히 만족할 만한 결과를 얻었다. 현 방법은 또한 2차원 상에서 주변 5격자로부터 보간하는 오일러-라그란쥐적 방법과 무작위 행보로 입자 추적하는 순수 라그란쥐적 방법과 비교하여 정확성은 물론 계산 시간에 있어서도 상당히 월등한 방법임이 입증되었다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제8권4호
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• pp.381-407
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• 2018

This paper presents a hybrid numerical approach, which combines a two-phase Navier-Stokes model (NS) and the fully nonlinear potential theory (FNPT), for modelling wave-structure interaction. The former governs the computational domain near the structure, where the viscous and turbulent effects are significant, and is solved by OpenFOAM/InterDyMFoam which utilising the finite volume method (FVM) with a Volume of Fluid (VOF) for the phase identification. The latter covers the rest of the domain, where the fluid may be considered as incompressible, inviscid and irrotational, and solved by using the Quasi Arbitrary Lagrangian-Eulerian finite element method (QALE-FEM). These two models are weakly coupled using a zonal (spatially hierarchical) approach. Considering the inconsistence of the solutions at the boundaries between two different sub-domains governed by two fundamentally different models, a relaxation (transitional) zone is introduced, where the velocity, pressure and surface elevations are taken as the weighted summation of the solutions by two models. In order to tackle the challenges associated and maximise the computational efficiency, further developments of the QALE-FEM have been made. These include the derivation of an arbitrary Lagrangian-Eulerian FNPT and application of a robust gradient calculation scheme for estimating the velocity. The present hybrid model is applied to the numerical simulation of a fixed horizontal cylinder subjected to a unidirectional wave with or without following current. The convergence property, the optimisation of the relaxation zone, the accuracy and the computational efficiency are discussed. Although the idea of the weakly coupling using the zonal approach is not new, the present hybrid model is the first one to couple the QALE-FEM with OpenFOAM solver and/or to be applied to numerical simulate the wave-structure interaction with presence of current.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권3호
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• pp.217-232
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• 2017

An Eulerian-Lagrangian hybrid modeling system to analyze physical and chemical processes during the transport of air parcels was developed. The Backward-tracking Model Analyzer (BMA) was designed to take advantages of both Eulerian and Lagrangian modeling approaches. Simulated trajectories from the National Oceanic and Atmospheric Administration HYSPLIT model were combined with the US Environmental Protection Agency Community Multi-scale Air Quality (CMAQ)-simulated concentrations and additional diagnostic analyses. In this study, we first introduced a generalized methodology to seamlessly match polylines (HYSPLIT) and threedimensional polygons (CMAQ), which enables mass-conservative analyses of physio-chemical processes of transporting air parcels. Two applications of the BMA were conducted: (1) a long-range transport case of pollutant plume across the Yellow Sea using CMAQ Integrated Process Rate analyses, and (2) a domestic circulation of pollutants within (and near) the South Korea based on the sulfate tracking analyzer. The first episode demonstrated a secondary formation of nitrate and ammonium during the transport over the Yellow Sea while sulfate is mostly transported after being formed over the China, and the second episode demonstrated a dominant impact of boundary condition with active sulfate formation from gas-phase oxidation near the Seoul Metropolitan Area.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.71-77
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• 2010

As a hybrid model of continuum motion description which combines the advantages of classical kinematical descriptions i.e. Lagrangian and Eulerian description, the ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) description is adopted for the simulation of a fluid-structure interaction of solid propellant rocket interior. The fluid-structure interaction phenomenon with the deformation of solid domain during the simulation. The developed solver is applied flow and propellant structure. The computed results show complex flow physics in the combustion chamber and the behavior of a solid propellant deformation.

• 물과 미래
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• 제26권3호
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• pp.137-148
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• 1993

종확산 방정식에 대한 유한차분 모형으로서, 5차의 보간다항식을 사용한 Holly-Preissmann 기법과 Generalized Crank-Nicholson 기법을 결합한 혼합모형을 개발하였다. 순간적으로 부하된 오염원의 종확산문제에 본 모형 및 특성곡선을 고려한 다른 수치기법들을 적용하여 정확해와 비교하였다. 보 모형에 의한 계산결과, Courant 수에 관계없이 수치진동이 전혀 발생하지 않았으며, 최대농도 발생지점도 정확해와 일치하였다. 모형의 적용에 있어서 시간가중치 $\theta$의 값이 작을수록 계산의 정확성이 전반적으로 향상되는 것으로 나타났으며, $\theta$의 값을 크게 할수록 최대농도값을 과대평가하는 경향을 보였다. 전반적으로 Courant 수가 작을수록 정확한 계산결과를 나타내고 있으나 그 민감도는, 특히 $\theta$의 값이 작을수록, 매우 작게 나타났다. 3차의 보간다항식을 사용하는 혼합모형 및 연산자 분리방법들과의 비교결과, 이송항이 지배적일수록 본 모형이 정확해와 가장 근사한 계산결과를 보임을 알 수 있었다.

• Korean Journal of Hydrosciences
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• 제5권
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• pp.85-97
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• 1994

A hybrid finite difference method for the longitudinal dispersion equation, which is based on combining the Holly-Preissmann scheme with fifth-degree Hermite interpolating polynomial and the generalized Crank-Nicholson scheme, is described and comparatively evaluated with other characteristics-based numerical methods. Longitudinal dispersion of an instantaneously-loaded pollutant source is simulated, and computational results are compared with the exact solution. The present method is free from wiggles regardless of the Courant number, and exactly reproduces the location of the peak concentration. Overall accuracy of the computation increases for smaller value of the weighting factor, $\theta$of the model. Larger values of $\theta$ overestimates the peak concentration. Smaller Courant number yields better accuracy, in general, but the sensitivity is very low, especially when the value of $\theta$ is small. From comparisons with the hybrid method using cubic interpolating polynomial and with splitoperator methods, the present method shows the best performance in reproducing the exact solution as the advection becomes more dominant.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권10호
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• pp.891-896
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• 2009

준설 시 발생하는 부유물의 이송 확산 과정을 해석하기 위하여 퍼프모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 퍼프 모형은 추적방법에 따라 전방추적모형과 후방추적모형으로 나눌 수 있으며, 이 두 가지 추적방법은 계산효율과 수치 오차에 있어서 상이한 특성을 나타내었다. 경계처리에 있어서 입자추적모형과 상이한 방법을 사용하는 퍼프모형은 폐경계에서는 입자추적모형과 동일한 결과를 나타내지만 개경계에서는 다른 결과를 나타내었다. 또한 오염원이 임의의 공간적 분포를 갖는 경우, 퍼프모형은 입자추적모형보다는 적은 수의 퍼프를 사용할 수 있지만 이에 따른 경계면에서의 수치오차를 발생하였다. 흐름이 일정한 경우와 전단흐름의 경우에 대하여 이송 확산 수치모의를 수행하였으며, 이를 각각의 경우의 해석해 결과와 비교 분석하였다. 후방추적 퍼프모형은 전방추적 퍼프모형에 비하여 사용된 퍼프수와 관계없이 작은 오차를 발생하였으며, 전체적으로 퍼프모형이 입자모형보다는 훨씬 적은 수의 계산을 통해서도 작은 오차를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Gaussian 분포를 갖는 퍼프모형은 전단흐름에서의 긴 유선형 농도분포를 모의할 수 없었고, 이에 관한 오차는 전단계수가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 이와 같이 퍼프모형은 다양한 수환경에 적용할 경우, 뛰어난 효율성에 비해 정확도가 다소 감소하는 경향이 있지만, 입자추적모형과의 연계 모의 등을 통해 준설지점 인근의 근역에서의 오염원 해석에 사용될 수 있다.