• 제목/요약/키워드: semi-distributed model

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지표수-지하수 통합모형을 이용한 무심천 유역의 수문과정 해석 (Analysis of Hydrological Processes for Musim River Basin by Using Integrated Surface water and Groundwater Model)

  • 김남원;정일문;이정우;원유승
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권5호
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    • pp.419-430
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    • 2007
  • 지표수와 지하수의 통합모델링은 지속가능한 수자원과 수질개선에 대한 점증하는 요구를 만족시키기 위해 점차 중요성을 더해가고 있다. 본 연구에서는 준분포형 유역유출모형인 SWAT과 완전분포형 지하수 모형인 MODFLOW의 통합모형을 무심천 유역에 작용하여 유역단위의 수문과정을 재생하였다. 모의결과 2001-2004년의 관측수문곡선과 모의유량수문곡선간의 적합이 잘 나타나는 한편 계산된 지하수위 분포와 관측지하수위와의 보정결과도 양호하게 나타났다. 통합모형은 서로 다른 기간의 강수평균이 하천유출, 침루, 함양, 지하수 유출의 동적과정에 미치는 영향을 평가하는데도 활용되었다. 나아가, 윌별강수와 각 수문성문간의 관계를 살펴보고 함양량의 시공간적 변동성을 분석하기 위한 종합적인 모의를 수행한 결과, 수문성분 상호간에 높은 상관성을 보이며 소유역경사, 토지이용, 토양종류 같은 유역특성의 비균질성이 함양량의 공간변화에 주요 원인인 것으로 확인됐다. 통합모형은 시공간적으로 변모하는 유역단위의 지표수와 지표하 수문과정을 전반적으로 잘 표현하는 것으로 나타났다.

산림식생에 따른 유역 물수지 영향 평가 (Assessment of Forest Vegetation Effect on Water Balance in a Watershed)

  • 김철겸;김남원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제37권9호
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    • pp.737-744
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    • 2004
  • 본 연구에서는 산림식생에 따른 장기적인 측면에서의 유역 물수지 영향을 살펴보기 위하여 보청천 유역을 대상유역으로 선정하고, 준분포형 매개변수 모형인 SWAT 모형을 적용하여, 침엽수와 활엽수에 따른 증발산, 지표유출, 중간유출, 기저유출, 총 유출의 차이를 검토하였다. 먼저 SWAT 모형내 식생 생장 알고리즘을 수정하여 연중 일정한 엽면적지수를 갖는 국내 침엽수림의 생장 특성을 반영할 수 있도록 하였으며, 대상유역을 하나의 토지피복을 갖는 가상의 유역으로 설정한 후, 수정된 SWAT 모형을 적용하여 각 물수지 요소 변화를 모의한 결과, 침엽수가 활엽수에 비해 증발산 증가 및 유출 감소에 더 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나, 보다 정량적인 규명과 유출모형의 불확실성을 보완하기 위해서는 수종 외에 수령, 식재밀도, 식재위치, 토양특성자료 등 다양한 조건이 충분히 고려되어야 할 것이다.

준 분포형 수문모형에서의 MODIS NDVI/LAI 자료의 적용 및 평가 (Application and Evaluation of MODIS NDVI/LAI Data in Semi-Distributed Hydrological Model)

  • 김병식;김경탁;박정술;함창학
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1797-1801
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    • 2006
  • 수문모형은 많은 물리적, 식생적, 기후적, 인위적 요소들의 결과로 기인하는 수문학적 특성을 나타내는 유역의 복잡한 시스템을 현실적으로 표현하는 도구로써 인식되어 왔다. 공간적으로 분포된 수문모형들은 1960년대 처음으로 개발되었으며, 수문학과 수자원관리 분야에서 원격탐사데이터와 지리정보시스템의 그 역할은 급속도록 증가하였다. 비록 원격탐사자료가 수문학분야에 실제 적용된 경우는 매우 적지만, 그 효용성은 크다고 할 수 있다. 수문 모델링과 모니터링분야에서 원격탐사 자료를 이용함에 있어 가장 큰 장점 중의 하나는 시공간적인 정보를 지속적으로 생산할 수 있게 되었다는 점이다. 이와 같은 능력은 성공적인 모형의 분석과 예측, 검증을 위한 작업에 필수적이다. 본 연구는 준 분포형 수문학적 모형인 SLURP 모형을 경안천 유역을 대상으로 적용하였으며, MODIS 위성영상을 이용하여 제작한 엽면적지수(LAI), 정규식생지수(NDVI)를 수문모형의 입력자료로 활용하여 경안 수위표 지점에서 일 유출량 모의를 실시하였다. 또한, 각각의 원격탐사 자료가 모의된 증발산량의 민감도에 어떤 영향을 미치는 가를 분석하였다.

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Nonlinear vibration of SSMFG cylindrical shells with internal resonances resting on the nonlinear viscoelastic foundation

  • Kamran, Foroutan;Habib, Ahmadi
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제84권6호
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    • pp.767-782
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    • 2022
  • In this paper, the nonlinear vibration behavior of the spiral stiffened multilayer functionally graded (SSMFG) cylindrical shells exposed to the thermal environment and a uniformly distributed harmonic loading using a semi-analytical method is investigated. The cylindrical shell is surrounded by a nonlinear viscoelastic foundation consisting of a two-parameter Winkler-Pasternak foundation augmented by a Kelvin-Voigt viscoelastic model with a nonlinear cubic stiffness. The distribution of temperature and material constitutive of the stiffeners are continuously changed through the thickness direction. The cylindrical shell has three layers consisting of metal, FGM, and ceramic. The interior layer of the cylindrical shell is rich in metal, while the exterior layer is rich in ceramic, and the FG material is located between two layers. The nonlinear vibration problem utilizing the smeared stiffeners technique, the von Kármán equations, and the Galerkin method has been solved. The multiple scales method is utilized to examine the nonlinear vibration behavior of SSMFG cylindrical shells. The considered resonant case is 1:3:9 internal resonance and subharmonic resonance of order 1/3. The influences of different material and geometrical parameters on the vibration behavior of SSMFG cylindrical shells are examined. The results show that the angles of stiffeners, temperature, and elastic foundation parameters have a strong effect on the vibration behaviors of the SSMFG cylindrical shells.

기후변화가 용담댐 유역의 유출에 미치는 영향 (Impact of Climate Change on Yongdam Dam Basin)

  • 김병식;김형수;서병하;김남원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제37권3호
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    • pp.185-193
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    • 2004
  • 본 연구는 기후변화가 유역의 유출량과 수자원에 미치는 영향을 조사하고 평가하는데 목적이 있다. 이를 위하여 먼저, YONU GCM의 제한실험과 점증실험을 실시하여 전구적 규모의 기후변화 시나리오를 작성하였으며, 통계학적 축소기법과 추계학적 일기발생기법을 이용하여 대상지점의 일 수문기상 시계열을 모의하였다. 이렇게 얻은 시계열자료를 2CO2 상황에서의 유출량자료로 변환하기 위해 준 분포형 강우-유출 모형인 SLURP 모형에 입력하였다. 본 연구에서는 이 방법을 용담댐 유역에 적용하였으며, 그 결과, 기후변화시 연 평균 유출량의 경우 현재상황에 비해 약7.6% 감소하는 것으로 모의되었으며, 계절적으로 볼 때 겨울철과 가을철에는 유출량이 증가하였으나 여름철에는 감소하였다. 그러나, 유출량의 계절적 패턴은 변화가 없는 것으로 모의되었다.

Effects of Dietary Garlic Powder on Growth, Feed Utilization and Whole Body Composition Changes in Fingerling Sterlet Sturgeon, Acipenser ruthenus

  • Lee, Dong-Hoon;Lim, Seong-Ryul;Han, Jung-Jo;Lee, Sang-Woo;Ra, Chang-Six;Kim, Jeong-Dae
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제27권9호
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    • pp.1303-1310
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    • 2014
  • A 12 week growth study was carried out to investigate the supplemental effects of dietary garlic powder (GP) on growth, feed utilization and whole body composition changes of fingerling sterlet sturgeon Acipenser ruthenus (averaging weight, 5.5 g). Following a 24-h fasting, 540 fish were randomly distributed to each of 18 tanks (30 fish/tank) under a semi-recirculation freshwater system. The GP of 0.5% (GP0.5), 1% (GP1), 1.5% (GP1.5), 2% (GP2) and 3% (GP3) was added to the control diet (GP0) containing 43% protein and 16% lipid. After the feeding trial, weight gain (WG) of fish fed GP1.5, GP2 and GP3 were significantly higher (p<0.05) than those of fish fed GP0, GP0.5 and GP1. Feed efficiency and specific growth rate (SGR) showed a similar trend to WG. Protein efficiency ratio of fish fed GP1.5, GP2, and GP3 were significantly higher (p<0.05) than those of fish groups fed the other diets. A significant difference (p<0.05) was found in whole body composition (moisture, crude protein, crude lipid, ash, and fiber) of fish at the end of the experiment. Significantly higher (p<0.05) protein and lipid retention efficiencies (PRE and LRE) were also found in GP1.5, GP2, and GP3 groups. Broken-line regression model analysis and second order polynomial regression model analysis relation on the basis of SGR and WG indicated that the dietary optimal GP level could be greater than 1.77% and 1.79%, but less than 2.95% and 3.18% in fingerling sterlet sturgeon. The present study suggested that dietary GP for fingerling sterlet sturgeon could positively affect growth performance and protein retention.

반촉성 시설수박 재배농가의 경제적 효율성 분석 (A Study on Economical Efficiency Evaluation of Semiforcing under Structure Watermelon Cultivators)

  • 김웅;김재홍
    • 농업과학연구
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    • 제33권2호
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    • pp.179-193
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    • 2006
  • Technical efficiency of semiforcing watermelon growers is 0.8248 on average, and distributed between 0.6744 and 0.9268. The result showed that semiforcing watermelon growers had by 18% of technical inefficiency and could be assumed that increasing technical efficiency could induce watermelon production more increase. Consequently, if growers' technical efficiency were improved while other environments were constant, watermelon production could be increased. Following the results from the inefficiency effect model, all assumption coefficient such as growers age etc, are significant at 10% level. Estimate of dispersion parameter ${\gamma}$ is 0.89, which confirms those differences between practical output and frontier output were derived from the technical efficiencies among growers. Differences of production system between high and low level growers in production efficiency were showed at side altitude, ventilation and heat-retaining in section of facilities and automation, soil test and calcium application in section of environment management, transplant preparation and duration of pollination in section of crop management and shipment place, sorting degree and management record analysis in section of business management respectively. As a result of analyzing consulting data by using standard diagnosis table of watermelon cultivation under structure which cultivated on semi-forced watermelon growers, gap between high and low level growers was 7.0 points in facility automation section, 7.1 points in environment section, 8.8 points in crop management section and 13.6 points in business management section, respectively, which were the biggest one among them. In case of excluding information-related items from the evaluation index of business management section, changes of business achievement are to occur. Therefore, it is recommended for us to review the standard diagnostic table of watermelon cultivation under structure by dividing evaluation index of management section into management and information.

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SWAT을 활용한 충주댐 유역의 융설 영향 평가 (An Evaluation of Snowmelt Effects Using SWAT in Chungju Dam Basin)

  • 김남원;이병주;이정은
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제39권10호
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    • pp.833-844
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    • 2006
  • 본 연구는 준 분포형 장기유출모형인 SWAT모형을 이용하여 융설모의에 따른 유출 및 수문성분의 영향을 분석하고자 하는데 그 목적이 있다. 대상유역으로는 충주댐 유역을 선정하였으며 융설 매개변수를 산정하였다. 충주댐지점에서의 관측유량과 융설모의 전후의 모의유량을 비교한 결과 융설모의를 수행한 유출거동이 관측치와 유사하게 모의되었으며, 특히 3, 4월에 융설 영향이 큰 것으로 나타났다. 상류유역 2개 지점에 대해서도 유사한 결과를 보였다. 또한, 융설 모의시 표고밴드 설정에 따른 영향을 분석하였으며, 융설 고려에 따른 각 수문성분들이 시간적, 양적으로 다른 거동을 보이는 것을 제시하였다. 다만, 융설 모의시 융설 발생 임계온도 전후의 온도변화에 따라 유출량이 민감하게 반응하는 문제가 도출되었으며, 이는 향후 연구를 통해 개선되어야 할 것으로 판단된다.

Vibration analysis of FG porous rectangular plates reinforced by graphene platelets

  • Zhou, Changlin;Zhang, Zhongxian;Zhang, Ji;Fang, Yuan;Tahouneh, Vahid
    • Steel and Composite Structures
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    • 제34권2호
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    • pp.215-226
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    • 2020
  • The aim of this study is to investigate free vibration of functionally graded porous nanocomposite rectangular plates where the internal pores and graphene platelets (GPLs) are distributed in the matrix either uniformly or non-uniformly according to three different patterns. The elastic properties of the nanocomposite are obtained by employing Halpin-Tsai micromechanics model. The GPL-reinforced plate is modeled using a semi-analytic approach composed of generalized differential quadrature method (GDQM) and series solution adopted to solve the equations of motion. The proposed rectangular plates have two opposite edges simply supported, while all possible combinations of free, simply supported and clamped boundary conditions are applied to the other two edges. The 2-D differential quadrature method as an efficient and accurate numerical tool is used to discretize the governing equations and to implement the boundary conditions. The convergence of the method is demonstrated and to validate the results, comparisons are made between the present results and those reported by well-known references for special cases treated before, have confirmed accuracy and efficiency of the present approach. New results reveal the importance of porosity coefficient, porosity distribution, graphene platelets (GPLs) distribution, geometrical and boundary conditions on vibration behavior of porous nanocomposite plates. It is observed that the maximum vibration frequency obtained in the case of symmetric porosity and GPL distribution, while the minimum vibration frequency is obtained using uniform porosity distribution.

반도체 검증을 위한 MPI 기반 클러스터에서의 대용량 FDTD 시뮬레이션 연산환경 구축 (Implementation of Massive FDTD Simulation Computing Model Based on MPI Cluster for Semi-conductor Process)

  • 이승일;김연일;이상길;이철훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.21-28
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    • 2015
  • 반도체 공정에서는 소자 내부의 물리량 계산을 통해 불순물의 움직임을 해석하여 결점을 검출하는 시뮬레이션을 수행하게 된다. 이를 위해 유한 차분 시간 영역 알고리즘(Finite-Difference Time-Domain, 이하 FDTD)과 같은 수치해석 기법이 사용된다. 반도체 칩의 집적도 향상으로 인하여 소자의 크기는 나노스케일 시대로 접어들었으며, 시뮬레이션 사이즈 또한 커지고 있는 추세이다. 이에 따라 CPU와 GPU 같은 하나의 연산 장치에서 수행할 수 없는 문제와 다중의 연산 장치로 구성된 한 대의 컴퓨터에서 수행할 수 없는 문제가 발생하기도 한다. 이러한 문제로 인해 분산 병렬처리를 통한 FDTD 알고리즘 연구가 진행되고 있다. 하지만 기존의 연구들은 단일 연산장치만을 이용하기 때문에 GPU를 사용하는 경우 연산 속도는 빠르나 메모리의 제한이 있으며 CPU의 경우 GPU에 비해 연산 속도가 느린 단점이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 CPU, GPU의 이기종 연산 장치를 포함하는 컴퓨터로 구축된 클러스터 상에서 작업 사이즈에 제한되지 않고 시뮬레이션 수행이 가능한 컴퓨팅 모델을 구현하였다. 점대점 통신 기반의 MPI 라이브러리를 이용하여 연산 장치 간 통신을 통한 시뮬레이션을 테스트 하였고 사용하는 연산 장치의 종류와 수에 상관없이 시뮬레이션이 정상 동작함을 확인하였다.