Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers (한국해안해양공학회지)

Korean Society of Coastal and Ocean Engineers (한국해안·해양공학회)
권호 표지

Setting Up of Parallel Cluster System and Reproduction of the Yellow Sea Tidal Hydrodynamics Using a FEM Model

병렬 클러스터 시스템 구축 및 유한요소모형을 이용한 황해 조석재현

  • Published : 2007.02.28
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Abstract

In this study 8 nodes parallel linux cluster system is constructed and tested for the evaluation of computational efficiency and reliability of the Yellow Sea tidal hydrodynamics prior to compute storm surge inundation along the west coast of the Korean Peninsular. Computational efficiency increases up to 7 times based on NPB bench-marking test. Simulated results by pADCIRC on reproduction of the Yellow Sea tidal hydrodynamics resemble well with previous studies. According to model parameter tests, bottom friction coefficient, which should be appropriately represented shallow depth along the west coast, is essential factor in simulation.

서해연안역의 폭풍해일고 산정을 위한 초기 연구 단계로, 8 node 병렬 리눅스 클러스터의 효율성과 함께 황해 조석 모의결과의 신뢰성을 검토하였다. NPB 벤치마크 결과 7배에 이르는 계산 효율의 성능향상을 보였다. pADCIRC 모델을 이용한 황해 조석재현 결과는 선행된 연구들과 비교하여 만족스런 신뢰성을 나타냈다. 모델 변수 선정에 따른 영향을 살펴본 바에 따르면, 우리나라 서해연안과 같은 천해역의 조석수동역학 해석에는 수심에 따른 바닥마찰계수의 적절한 사용이 필수적인 것으로 분석되었다.

Keywords

References

  1. 국립방재연구소 (2004). 태풍 매미 내습시 경남해역의 조석 및 폭풍해일 모의
  2. 김경옥 (2000). 유한요소모형을 이용한 황해 및 동중국해의 조석산정. 석사학위논문, 성균관대학교
  3. 김종현 (2004). 병렬컴퓨터구조론, 생능출판사
  4. 서승원 (1998). 금강하구역의 수동역학적 변화(1) -관측자료 중심으로-. 한국해안.해양공학회지, 10(1), 10-17
  5. 서승원 (1999a). 3차원 유한요소모형을 이용한 황해 및 동중국해의 조석 수동역학 해석. 대한토목학회논문집, 19(II-3), 375-387
  6. 서승원 (1999b). 비선형 3차원 조화유한요소모형을 이용한 황해의 천해조석 발생. 대한토목학회논문집, 19(II-3), 389-399
  7. 서승원 (2000). 유한요소 수동역학 모형에서의 질량보존 평가. 대한토목학회논문집, 20(2-B), 305-315
  8. 서승원, 김정훈 (2003). 조석수동역학 모의에서 조간대 침수-노출 고려효과 비교연구, 한국해안.해양공학회지, 15(2), 97-107
  9. 서승원, 조완희 (2005). 홍수전파와 배수갑문 운영에 따른 새만금호 내부 수리특성의 동적응답. 한국해안.해양공학회지, 17(4), 269-279
  10. 한국해양연구소 (1996). 한반도 주변 조석 조화상수 자료집
  11. 최병호, 변상신, 김경옥 (2001). 병렬유한요소 모형에 의한 황해의 조석산정. 한국해안.해양공학회 발표논문집, 12, 108-118
  12. 최병호, 홍성진 (2005). 둥지형 동적결합 조석 모형을 이용한 황해 및 동중국해의 조석모형. 한국해안.해양공학회지, 17(4), 243-258
  13. 최병호, 에핌 페리놉스키, 홍성진 (2006). 병렬 FEM 모형을 이용한 1983년 동해 중부 지진해일 시뮬레이션. 한국해안.해양공학회지, 18(1), 21-34
  14. Bailey, D., Harris, T., Saphir, W., van der Wijngaart, R., Woo, A. and Yarrow, M. (1995). The NAS Parallel Benchmarks 2.0. Report NAS-95-020, December, 1995
  15. Blain, C.A. (1995). An evaluation on tidal Predictions in the Yellow and East China Seas. in Proceedings of 4th intl. conf. on Estuarine and Coastal Modeling, 429-441
  16. Blain, C.A. (1997). Development of a Data Sampling Strategy for semienclosed seas using a shallow-water model. J. of Atmospheric and Oceanic Technology, 14, 1157-1173 https://doi.org/10.1175/1520-0426(1997)014<1157:DOADSS>2.0.CO;2
  17. China Ocean Press (1992). Marineatlas of Bohai Sea, Yellow Sea, East China Sea hydrology, Beijing
  18. Chipada, S., Dawson, C.N. and Wheeler M.F. (1996). Parallel Computing for Finite Element Models on Surface Water Flows. Computational Methods in Water Resources XI, Computational Mechanics Publications, Southampton, U.K.: 63-70
  19. Choi, B.H. (1989). A fine-grid three-dimensional tidal model of the East China Sea in Oceanography - Mathematical models I. 167-185, editor, Davies, A. M. CRC Press Inc
  20. Choi, B.H. (2000). Predicting change in tidal regime. Proceedings of international workshop on Tides in the East Asian Marginal Seas (TEAMS). 133-141
  21. Choi, B.H. (2001). Effect of Saemangeum Tidal Barriers on The Yellow Sea Tidal Regime. Asian and Pacific Coastal Engineering
  22. Choi, B.H. and Lee, H.S. (2003). Perturbation in Yellow Sea tidal current regime due to barrier construction at Saemangeum. Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference, 14, 143-153
  23. Choi, B.H., Eum, H.M., Kim, H.S. and Lavrenov, V. (2004). Coupled storm surge and wave simulation for neighboring seas of Korea Peninsula. Workshop on Wave, Tide Observations and Modelings in the Asian-Pacific Region, 173-209
  24. Kang, S.K., Lee, S.R., Jung, K.T., Chang, C.J. and Kang, H.W. (2003). Tidal regime change of the Yellow and East China Seas due to the construction of Saemankeum tidal barrier. International Symposium for PEACE, 121-141
  25. Karypis, G. and Kumar, V. (1998). A Software Package for Partitioning Unstructured Graphs, Partitioning Meshes and Computing Fill-Reducing Orderings of Sparse Matrices Version 4.0. University of Minnesota, Department of Computer Science/Army HPC Research Center
  26. Le Fevre, F., Le Provost, C. and Lyard, F.H. (2000). How can we improve a global ocean tide model at a regional scale? A test on the Yellow Sea and the East China Sea. Journal of Geophysical Research, vol. 105, 8707-8725 https://doi.org/10.1029/1999JC900281
  27. Luettich, R.A., Jr., Westerink, J.J. and Scheffner, N.W. (1992). ADCIRC: an advanced three-dimensional circulation model for shelves coasts and estuaries. report 1: Theory and methodology of ADCIRC-2DDI and ADCIRC-3DL, Dredging Research Program Technical Report DRP-92-6, U.S. Army Corps of Engineers Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS
  28. Naimie, C.E., Blain, C.A. and Lynch, D.R. (1998). Seasonal mean circulation in the Yellow Sea - A model-generated climatology. NML report 98-11, Dartmouth Coll., Hanover, N.H
  29. Turner, P.J. and Baptista, A.M. (1993). ACE/Gredit user's Manual, CCALMR, Oregon Graduate Institute, OR
  30. Turner, P.J. and Baptista, A.M. (1999). ACE/gredit Online Documentation, www.ccalmr.ogi.edu/CORIE/software/ace/docs/gredit
  31. Weaver, R.J. and Slinn, D.N. (2004). Effect of Wave Forces on Storm Surge, submitted to Coastal Engineering
  32. Westerink, J.J., Feyen, J.C., Atkinson, J.H., Luettich, R.A., Dawson, C.N., Powell, M.D., Dunion, J.P., Roberts, H.J., Kubatko, E.J. and Pourtaheri. H. (2004). A New Generation Hurricane Storm Surge Model for Southern Louisiana. ICES Report, 04-43