• 한국항만학회지
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• 제14권4호
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• pp.451-461
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• 2000

The design and maintenance of navigation channel and water facilities of an harbor which is located at the mouth of river or at the estuary area are difficult due to the complexity of estuarial water and sediment circulation. Effects of deepening navigable waterways, of changing coastline configurations, or of discharging dredged material to the open sea are necessary to be investigated and predicted in terms of water quality and possible physical changes to the coastal environment. A borad analysis of the transport mechanism in the estuary area was made in terms of sediment property, falling velocity, concentration and flow characteristics. In order to simulate the transport processes, a two-dimensional finite element model is developed, which includes erosion, transport and deposition mechanism of suspended sediments. Galerkin’s weighted residual method is used to solve the transient convection-diffusion equation. The fluid domain is subdivided into a series of triangular elements in which a quadratic approximation is made for suspended sediment concentration. Model could deal with a continuous aggregation by stipulating the settling velocity of the flocs in each element. The model provides suspended sediment concentration, bed shear stress, erosion versus deposition rate and bed profile at the given time step.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제2권2호
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• pp.68-74
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• 2010

The development of a numerical model using the fractional area/volume obstacle representation (FAVOR) method for predicting a nearshore current field bounded by complicated geometric shapes, and a three-dimensional (3D) beach evolution was described in this article. The 3D model was first tested against three cases to simulate the nearshore current fields around coastal structures, a river mouth, and a large scale cusp bathymetry. Then, the morphodynamic model tests, which are adopting the nearshore current model, were applied for the computations of beach evolution around a detached breakwater and two groins. It was confirmed that the presented model associated with the FAVOR method was useful to predict the nearshore current field in the vicinity of the complicated geometric shapes. Finally, the model was applied to a tombolo formation in a field site of Kunnui fishery port, which is located in Hokkaido, Japan.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2B호
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• pp.211-217
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• 2010

본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 댐 발전방류로 인한 어류 물리 서식처의 변화를 분석하였다. 이를 위해 River2D 모형을 이용하였으며, 대상 어종은 피라미를 선정하였다. 먼저 구축된 모형의 검증을 위하여 계산된 수위를 기존의 현장 측정 데이터와 비교하였으며 잘 일치함을 보였다. 한편, 피라미의 성장 단계별 가중가용면적 및 유량 별 복합서식처적합도 분포도를 계산하여 비교하였다. 그 결과, 댐 하류 만곡부 부근에서 피라미 서식처가 가장 좋은 것으로 나타났으며, 약 9 $m^3/s$의 유량일 때 성어기 피라미의 가중가용면적이 최대의 값을 이루는 것으로 예측되었다. 또한 일주일 간의 발전 방류량 및 갈수량 조건에 대한 계산 결과, 일주일 평균 발전 방류량이 갈수량에 비해 약 39% 더 큰 것으로 나타났지만 계산된 가중가용면적은 약 60-100% 작은 것으로 예측되었다. 즉, 발전 방류로 인해 하류단 서식처의 면적이 크게 감소되는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1119-1130
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• 2021

불안정한 기후와 함께 나타나는 국지적 집중호우로 인한 도시 침수는 끊임없이 발생하고 있으나, 강우량을 포함한 기상정보 현황 또는 예보정보를 활용하여 공간적인 도시홍수 예측정보를 제공할 수 있는 체계는 아직 마련되지 못한 상황이다. 공간적인 홍수정보는 하천의 제방, 도시 하수관거의 통수능, 저류지, 펌프시설과 같은 구조물적 대책에 어려움이 있을 시 발생할 수 있는 최악의 홍수상황을 미리 파악함으로써 피해를 최소화하는데 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구에서는 기상청에서 제공되는 강수량, 도시 유역에 대한 2차원 침수해석 결과, 그리고 기계학습 모형 중 하나인 랜덤포레스트 회귀모형을 활용하여 실시간으로 도시유역에 대한 침수지도를 예측할 수 있는 방법론을 제시하고자 한다. 연구유역은 내수침수가 빈번하게 발생하는 울산시 우정태화지구로 선정하였다. 지속시간 6시간의 총강우량 50 mm, 80 mm 그리고 110 mm 대한 랜덤포레스트 회귀분석 예측 침수면적과 검보정된 2차원 물리모형의 침수해석 결과 비교시 각각 63%, 80%, 그리고 67%의 적합도를 보여주어, 빠른 시간안에 발생하는 도시 침수에 대한 대응, 대피를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 물과 미래
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• 제21권1호
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• pp.87-94
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• 1988

금강하구의 비선형(비대칭) 조석을 관측결과로부터 조사하였는데 하구에서의 강한 해저마찰에 의한 에너지소산에도 불구하고 M4 분조는 확폭되어 강한 조석비대칭현상을 야기시킨다. 관측된 조석비대칭은 긴 지속시간의 낙조보다 상대적으로 짧은 지속시간의 강한 장조류속이 토사의 이동을 증대시키는 데 이 현상이 하구의 매몰을 유발시켜 M2 내역에 분포된 사주의 형성요인인 것으로 추정된다. M2 분조와 M4 분조에 관련된 첨두해안응력의 분포를 2차원조류 수치모델에 의해 산정했는데 결과는 현존의 조류퇴적체계중 소류사의 분포는 하구둑 건설로 인해 외항접근수로와 하구둑 사류부에 변화를 가져올 것으로 초기추정된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제32권2호
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• pp.189-198
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• 2019

This paper aims to study the mechanical performance of three-tower four-span suspension bridges with steel truss girders, including the static and dynamic characteristics of the bridge system, and more importantly, the influence of structural parameters including the side-main span ratio, sag-to-span ratio and the girder stiffness on key mechanical indices. For this purpose, the Oujiang River North Estuary Bridge which is a three-tower four-span suspension bridge with two main spans of 800m under construction in China is taken as an example in this study. This will be the first three-tower suspension bridge with steel truss girders in the world. The mechanical performance study and parametric analysis are conducted based on a validated three-dimensional spatial truss finite element model established for the Oujiang River North Estuary Bridge using MIDAS Civil. It is found that a relatively small side-main span ratio seems to be quite appropriate from the perspective of mechanical performance. And decreasing the sag-to-span ratio is an effective way to reduce the horizontal force subjected to the midtower and improve the antiskid safety of the main cable, while the vertical stiffness of the bridge will be reduced. However, the girder stiffness is shown to be of minimal significance on the mechanical performance. The findings from this paper can be used for design of three-tower suspension bridges with steel truss girders.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.115-125
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• 1992

광양만의 지형변화에 따른 유황변화를 수심방향으로 적분된 2 차원 조석방정식을 사용하여 검토하였다. 연구결과 부두건설에 따른 해수면적의 감소로 인해 광양만으로 유입하는 조석량이 작아졌으며, 이로 인해 묘도를 중심으로한 만 외측에서는 조위차가 약간 커졌으며, 만내측에서는 전반적으로 수위가 하강한 것으로 나타났고, 특히 간조시의 수위 하강현상이 뚜렷하게 나타났다. 유속의 변화양상은 광양만 전체에 걸쳐 건설전 보다 작아졌으나, 광양동천에서 만으로 유입되는 수로에서는 수로 단변의 축소로 유속이 증가한 것으로 나타났다. 또한 대조기 시에 광양만으로 유입하는 수어천, 광양동천, 그리고 만의 외부경계인 섬진강으로 부터의 홍수량을 100 년 빈도로 한 결과, 섬진강하구에서는 약 1.2 m 그리고 광양만 내측에서는 약 0.3 m 의 수면상승을 초래하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권12호
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• pp.1079-1089
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• 2009

본 연구에서는 마른하도 및 복잡한 지형에서의 파의 전파와 같은 수공학 분야에서 해결하기 어려운 문제를 해석하기 위한 고정확도 2차원 수치모형을 개발하기 위해, unsplit 유한체적기법과 HLLC Riemann 해법을 이용한 흐름율 계산으로 쌍곡선형 적분 보존형의 2차원 천수방정식을 해석하였다. Unsplit 기법의 적용을 위해 하상경사항은 발산정리를 이용하여 이산화한 형태를 적용하였으며, 흐름율과 생성항의 균형을 이루기 위해 수면경사법을 시간과 공간에 대해 2차정확도를 가지는 MUSCL 기법과 연계하였다. 그리고 적용한 생성항 처리기법과 흐름율과의 보존특성이 만족함을 보였다. 2차정확도의 사용으로 불연속 지점에서 발생할 수 있는 수치진동을 제거하기 위해서 경사제한자를 사용한 TVD 기법을 적용하였다. 개발모형을 정확해가 존재하는 생성항이 없는 1차원 댐 붕괴 흐름에 적용하여 흐름율 계산의 정확성을 검증하였고, 하상융기를 가진 하도의 정상류 및 천이류 모의를 통해 개발모형의 보존특성을 검증하였으며, 하상경사 및 단면의 확대/축소구간이 존재하는 2차원 댐 붕괴 흐름에 적용하여 개발모형의 적용성을 검증하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권3호
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• pp.317-329
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• 2012

최근 하천환경을 보전하고 하천개발이 필요한 경우라도 가급적 자연에 가까운 하천생태계를 보전하려는 노력이 점차 증가하고 있다. 하천에 보설치 등 단절이 발생할 경우, 어종 다양성을 확보하고 기존생태계를 보전하기 위한 노력으로 어도를 설치운영하고 있으며, 현재 하천에 설치되어 있는 어도에 대하여 그 기능에 대한 충분한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통해 백제보 우안에 설치된 자연형어도의 수리특성을 분석하였다. 수리특성분석결과, 어도의 흐름은 우점종인 피라미 서식조건 범위내의 수심과 유속을 갖는 것으로 나타나 적정 설계기준을 만족하는 것으로 나타났다. 자연형어도의 적정성을 평가하기 위하여 2차원 수치해석모형을 이용하여 평수량 흐름에 대한 가중가용면적을 산정하였다. 자연형 어도의 웅덩이 폭을 변화시켜가면서 가중가용면적을 비교 검토한 결과 피라미의 성어기에서는 현재 웅덩이 폭이 가장 적정한 것으로 나타났으며, 산란기에서는 현재의 어도에 비해 웅덩이 폭을 1m 증가할 때 가장 큰 가용면적을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1184-1188
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• 2005

The impacts of turbidity flow induced by summer rainfall events on water supply, aquatic ecosystems, and socioeconomics are significant and major concerns in most of reservoirs operations. As a decision support tool, the real-time turbidity flow monitoring and modeling system RTMMS is under development using a laterally integrated two-dimensional (2D) hydrodynamic and water quality model. The objectives of this paper is to present the preliminary field observation results on the characteristics of rainfall-induced turbidity flows and their density flow regimes, and the model performance in replicating the fate and transport of turbidity plume in a reservoir. The rainfall-induced turbidity flows caused significant drop of river water temperature by 5 to $10^{\circ}C$ and resulted in density differences of 1.2 to $2.6kg/m^3$ between inflow water and ambient reservoir water, which consequently led development of density flows such as plunge flow and interflow in the reservoir. The 2D model was set up for the reservoir. and applied to simulate the temperature stratification, density flow regimes, and temporal and spatial turbidity distributions during flood season of 2004 After intensive refinements on grid resolutions , the model showed efficient and satisfactory performance in simulating the observed reservoir thermal stratification and turbidity profiles that all are essentially required to enhance the performance of RTMMS.