• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.661-666
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• 2000

Near-wake flow field of a circular cylinder is studied by means of a cinematic PIV system with high sampling rate and large internal memory block. Experiments are conducted in a closed-cycle water tunnel system and a cross-correlation algorithm in conjunction with FFT (Fast Fourier Transform) analysis and an offset correlation technique is used for vector processing. With the help of very high sampling frequency compared to the shedding frequency, it is possible to obtain phase-averaged information of the three-dimensional wake, even though the shedding is not forced but natural. Phase-locked vortical structures observed simultaneously from the spanwise and cross-stream planes are displayed in the wake-transition regime where fine-scale secondary vortices have a spanwise wavelength or around one diameter. Spatial relations and temporal evolutions of the primary Karman vortex and the secondary vortex are also discussed schematically.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권4호
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• pp.87-96
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• 2019

The objective of this study was to develop a general inundation modeling technique considering the effect of drainage delay in the paddy field districts. In most studies, farmland inundation simulations have been conducted using previously developed watershed models. However, the water cycle in the paddy fields has a different structure from that of the general watershed, and the effect of the drainage delay should be considered. In this study, the drainage delay algorithm was developed using water balance equation, and the inundation modeling was performed for inundation-prone paddy fields located near Doowol stream. As a result, the depth of inundation was 43.1 cm and 45.2 cm, respectively, due to the 100-year and 200-year frequency rainfall. With the operation of drainage pump ($0.1m^3/s$), inundation depths decreased by 5.8 cm and 6.0 cm, respectively, and inundation time reduced by 20 hours and 21 hours, respectively for the 100-year and 200-year frequency rainfall. The result showed that the general inundation modeling technique developed in this study could reflect the effect of drainage delay due to the rise of external water level and the flooding reduction effect by operation of drainage pump. The results of this study are expected to be useful to establish measures for damage caused by farmland inundation.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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• pp.35-38
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• 2004

We developed a Near Real-Time Validation System (NRVS) for the Level-2 Products of AQUA Satellite. AQUA satellite is the second largest project of Earth Observing System (EOS) mission of NASA. This satellite provides the information of water cycle of the entire earth with many different forms. Among its products, we have used five kinds of level-2 geophysical parameters containing rain rate, sea surface wind speed, skin surface temperature, atmospheric temperature profile, and atmospheric humidity profile. To use these products in a scientific purpose, reasonable quantification is indispensable. In this paper we explain the near real-time validation system process and its detail algorithm. Its simulation results are also analyzed in a quantitative way. As reference data set in-situ measured meteorological data which are periodically gathered and provided by the Korea Meteorological Administration (KMA) is processed. Not only site-specific analysis but also time-series analysis of the validation results are explained and detail algorithms are described.

• 한국주조공학회지
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• 제13권3호
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• pp.268-275
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• 1993

In gravity die casting, die cooling systems are frequently employed with water cooling to remove the heat of the solidifying metal. Thermal modeling is an important technique in mold design for improving the productivity of the process. Computer simulation system which consists of pre-processor, main solidification simulator and post-processor has been developed for three dimensional solidification analysis of cyclic gravity die casting. The pre-processor is used for mesh generation in a PC system. The modified finite difference method is adopted for the main solidification simulation algorithm during all the casting cycles. The post-processor graphically presents the simulation results. Several experiments in automotive cast piston were carried out. The temperature variations in casting and mold with time are measured experimentally, and the results are compared with calculation results. The effects of cycle number on solidification pattern are also studied. Several experimental results for the prediction of shrinkage defects are compared with calculated results.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권6호
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• pp.867-882
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• 2022

Predicting the compressive strength of concrete (CSoC) is of high significance in civil engineering. The CSoC is a highly dependent and non-linear parameter that requires powerful models for its simulation. In this work, two novel optimization techniques, namely evaporation rate-based water cycle algorithm (ER-WCA) and equilibrium optimizer (EO) are employed for optimally finding the parameters of a multi-layer perceptron (MLP) neural processor. The efficiency of these techniques is examined by comparing the results of the ensembles to a conventionally trained MLP. It was observed that the ER-WCA and EO optimizers can enhance the training accuracy of the MLP by 11.18 and 3.12% (in terms of reducing the root mean square error), respectively. Also, the correlation of the testing results climbed from 78.80% to 82.59 and 80.71%. From there, it can be deduced that both ER-WCA-MLP and EO-MLP can be promising alternatives to the traditional approaches. Moreover, although the ER-WCA enjoys a larger accuracy, the EO was more efficient in terms of complexity, and consequently, time-effectiveness.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권4호
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• pp.339-352
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• 2022

Studying slope stability is an important branch of civil engineering. In this way, engineers have employed machine learning models, due to their high efficiency in complex calculations. This paper examines the robustness of various novel optimization schemes, namely equilibrium optimizer (EO), Harris hawks optimization (HHO), water cycle algorithm (WCA), biogeography-based optimization (BBO), dragonfly algorithm (DA), grey wolf optimization (GWO), and teaching learning-based optimization (TLBO) for enhancing the performance of adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) in slope stability prediction. The hybrid models estimate the factor of safety (F_S) of a cohesive soil-footing system. The role of these algorithms lies in finding the optimal parameters of the membership function in the fuzzy system. By examining the convergence proceeding of the proposed hybrids, the best population sizes are selected, and the corresponding results are compared to the typical ANFIS. Accuracy assessments via root mean square error, mean absolute error, mean absolute percentage error, and Pearson correlation coefficient showed that all models can reliably understand and reproduce the F_S behavior. Moreover, applying the WCA, EO, GWO, and TLBO resulted in reducing both learning and prediction error of the ANFIS. Also, an efficiency comparison demonstrated the WCA-ANFIS as the most accurate hybrid, while the GWO-ANFIS was the fastest promising model. Overall, the findings of this research professed the suitability of improved intelligent models for practical slope stability evaluations.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권9호
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• pp.861-874
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• 2012

SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형의 적용성 검증을 위해서는 매개변수 민감도 분석 및 검 보정, 예측 불확실성 분석을 필요로 한다. 최근 SWAT 모형의 불확실성을 분석하기 위한 다양한 기법들이 개발되었는데, 본 연구는 충주댐 유역(6,581.1 $km^2$)을대상으로유역출구점의 실측 일 유출량자료(1998~2003)를 바탕으로 SWAT 모형의 유출관련 매개변수에 대한 불확실성 분석을 실시하였다. 이때 사용된 분석 기법으로는 SUFI2 (Sequential Uncertainty FItting algorithm ver.2), GLUE(Generalized Likelihood Uncertainty Estimation), ParaSol (Parameter Solution) 등을 적용하였다. 이러한 기법은 모두 SWAT-CUP (SWAT-Calibration Uncertainty Program; Abbaspour et al., 2007) 모형에 탑재되어있으며, 모형의 결과로써 검 보정, 매개변수의 민감도 분석, 각종 목적 함수 및 불확실성의 범위 등이 자동으로 산출되므로 모형의 사용자가 불확실성 평가 기법의 분석 및 비교를 손쉽게 할 수 있다. 그 결과 대표적인 목적 함수인 결정 계수($R^2$; Legates and McCabe, 1999)와 NS (Nash and Sutcliffe, 1970) 모형효율은 모두 0.67에서 0.92 사이의 값을 나타내어 대체적으로 모의가 잘 이루어졌음을 알 수 있었다. 그러나 불확실성의 범위를 나타내는 지표인 p-factor 및 r-factor에서는 평가 기법 별로 그 차이가 확연하게 드러났다. 여기서 p-factor는 불확실성 범위에 실측치가 포함되는 비율이며, r-factor는 불확실성의 상대적인 범위로 각각 1과 0에 가까울수록 모의기법의 성능이 우수함을 의미한다. 세가지 알고리듬 중에서 SUFI2의 p-factor가 약 0.79로 가장 높게 나타났으며, ParaSol의 r-factor가 0.03으로 가장 작게 나타났다. 본 연구의 결과는 SWAT 모형을 이용한 수문 모의에서 수문분석에 따른 예측결과의 불확실성을 정량적으로 평가함으로서, 모형의 적용성 평가 및 모의결과의 신뢰성 확보에 근거자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.471-479
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• 2011

증발산은 토양 표면에서 일어나는 증발 과정과 식물의 광합성으로 인해 발생하는 증산 작용을 포함한 수문 기상인자로 수문 순환과정에서 중요한 역할을 차지한다. 현재 국내외에서는 증발산을 산정하고 공간적인 거동을 파악하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있지만 특정 지역에서의 토지 피복의 차이나 식생으로 인해 거동을 이해하는데 많은 제약이 따른다. 본 연구에서는 고해상도의 영상을 제공하는 Landsat 위성이 기반이 되는 원격탐사 기반 에너지 수지 모형인 Mapping EvapoTRanspiration with Internalized Calibration (METRIC) 모형과 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 위성 기반의 Penman-Monteith 알고리즘으로 산정된 증발산의 공간 분포를 비교하였다. 토지 피복별로 분류한 후 두 공간 분포를 비교하여 침엽수림과 활엽수림에서 가장 높은 상관관계를 갖는 것을 확인하였고 두 모형에 대한 적용성이 높음을 알 수 있다. 본 연구를 바탕으로 원격탐사 기반 고해상도 증발산 지도를 제작하여 시공간적 변동성과 계절 변화에 따른 거동을 파악할 수 있을 것이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2_spc호
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• pp.305-315
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• 2020

방사성폐기물의 심층처분에서 생물권에서의 방사성 핵종 이동을 핵종의 이동 경과 시간을 계산하여 평가하는 방법이 제안되었다. 방사성 핵종은 자연 방벽에서 유출되어 지하 천부의 지하수 흐름을 따라 대규모 지표수체에 도달한다고 가정하였다. 생물권은 기반암 위에 있는 대수층을 포함하는 천부 지하 환경으로 정의하였다. 제안된 방법을 이용하여, 계산 알고리즘을 수립하였고, 알고리즘을 수행하는 컴퓨터 코드를 작성하였다. 작성된 코드는 간단한 사례에서 계산된 모의 결과를 해석해 계산 결과 및 지표 부근에서의 방사성 핵종 이동에 의한 방사선량 평가에 널리 이용되는 공공 프로그램의 계산 결과와 비교하여 검증하였다. 사례 연구 조건을 가상의 심층처분장에서의 방사성 핵종 이동에 대한 이전 연구를 통해 작성하였다. 작성된 코드는 사례 연구에서 생물권의 하천으로 유출되는 핵종의 이동량을 계산하였다. 이전 연구에서는 가상의 처분장에서 모암까지의 방사성핵종의 이동만을 보여주었기 때문에, 이 코드는 모든 경로를 지나가는 방사성 핵종의 전체적인 이동을 파악하는데 도움이 될 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권6_1호
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• pp.947-960
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• 2017

토양수분은 지구복사에너지평형과 물순환에 영향을 미치는 중요한 인자이므로, 수문학 연구에 있어서 토양수분의 함량을 파악하는 것은 매우 중요하다. 현재 수동형 마이크로파 위성의 토양수분 자료는 10~36 km의 저해상도로서 국지규모의 수문분석에 사용하기에는 어려움이 있다. 또한 현장관측 토양수분자료는 지점 자료이므로 공간연속성을 보장하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 Sentinel-1의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 이용하여 우리나라 농지에서 10 m 해상도의 토양수분 산출 가능성을 살펴보았다. 2015-2017년 4월부터 10월까지 5개의 토양수분 지상관측지점을 대상으로, Sentinel-1 후방산란을 이용하여 선형회귀와 SVR(support vector regression) 방법으로 토양수분 산출을 수행하였다. 편파에 따라 후방산란계수의 토양수분에 대한 민감도가 다르지만, 산출정확도는 VV 편파와 VH 편파가 유사하였다. 토양수분은 식물계절학(phenology)보다는 수문기상과 지면특성에 보다 더 영향을 받기 때문에 토양수분 산출에 있어 특별한 계절성은 발견되지 않았다. 대체로 입사각이 작을수록 후방산란과 토양수분간의 관계 패턴이 더 뚜렷하게 나타났으며, 또한 지면에 수분이 충분히 고르게 분포하는 경우 표면 간섭이 줄어들어(시간적으로는 강수시, 공간적으로는 논에서) 산출정확도가 상대적으로 높게 나타났다. 전체적으로 RMSE(root mean square error) 6.5% 정도의 오차를 보였으나, 향후 지면 거칠기, 지형, 토성 등 다양한 지면 변수의 영향을 반영한다면 보다 더 정확도 높은 토양수분을 산출할 수 있을 것으로 사료된다.