Journal of Korean Society for Geospatial Information Science (대한공간정보학회지)

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Evaluation of Optimal Grid Resolution for Hydrodynamic Proper Simulation

수리동역학적 모의를 위한 적정 격자해상도 산정방법

  • 안정민 (한국수자원공사 물관리센터) ;
  • 박인혁 (한국수자원공사 물관리센터) ;
  • 류시완 (창원대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 허영택 (한국수자원공사 물관리센터)
  • Received : 2012.02.06
  • Accepted : 2012.03.06
  • Published : 2012.03.31
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Abstract

The effect of the grid resolution on the hydrodynamic simulation has been investigated by using CCHE2D and EFDC. Since a high resolution of the grid results in the increase of computation time, an appropriate grid resolution should be selected by considering the efficiency of simulation according to the objectives of projects. In order to understand the effect of grid resolution and determine the optimal grid resolution, several cases with different lateral grid resolutions have been simulated for the reach of Nakdong river at the confluence of Kumho river for the floods in 2006. Orthogonal curvilinear grids for the domain have been constructed from the survey products at the sections with the longitudinal interval of 20 m. Area-elevation curve and the comparison of simulated results with measured stage at the specific station have been used to check the effect of grid resolution. From the results, the existence of optimal grid resolution has been observed, which ensure both efficiency of computation and certainty of results.

본 연구에서는 CCHE2D와 EFDC모형을 이용한 모의를 통하여 격자의 횡단해상도에 따른 물리적 지형의 재현성과 모의결과에 대한 영향을 검토하고자 하였다. 낙동강 금호강 유입구간을 대상으로 2006년 강우사상에 대한 부정류모의를 통하여 면적고도곡선과 대상구간내 수위관측소 지점에서의 실측치와 모의치간의 비교를 통하여 구성격자망의 적정성 및 모의결과에 대한 영향을 각각 검토하였다. 일반적으로 격자 해상도의 증가는 계산시간의 증가를 야기하므로 수행 내용과 목적, 계산의 효율성 측면에서 적절한 격자해상도의 선택이 필요하다. 정밀한 모의를 위해서는 고해상도 격자를 이용한 모의를 수행해야 하나, 빠른 의사결정이 요구되는 홍수기와 같이 모형수행의 효율성을 고려해야 하는 경우에 적용 가능한 물리적 지형의 재현성과 결과에 대한 신뢰성을 보장할 수 있는 적정 격자 해상도가 존재함을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 강형식, 장재호, 안종호, 김익재, 2011, 유역 모형과 하천 모형의 연계를 통한 낙동강 본류 흐름 예측, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제44권, 7호, pp.577-590.
  2. 국토해양부, 2010, 낙동강 하천정비기본계획.
  3. 김연수, 장창래, 이기하, 정관수. 2010, CCHE2D 모형을 이용하여 급만곡부의 흐름특성을 분석, 한국방재학회논문집, 한국방재학회, 제10권, 5호, pp.125-133.
  4. 이지완, 이미선, 정인균, 박근애, 김성준, 2011, 안성천 중소하천의 하천분류 및 2차원 수리특성-하상변동모의, 한국지리정보학회지, 한국지리정보학회, 제14권, 4호, pp.77-91.
  5. 정인주, 이정민, 김상용, 이종출, 2002, DEM에 의한 지형인자 주출에 따른 격자크기의 영향에 관한 연구, 한국지형공간정보학회지, 한국지형공간정보학회, 제10권, 2호, pp.67-75.
  6. 지운, 김권한, 여운광, 2011, 하구둑에서의 하폭축소 방법을 이용한 퇴사저감 효과 분석, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제44권, 1호, pp.31-40.
  7. 지운, 여운광, 한승원, 2010, 낙동강 하구둑 상류 접근수로에서의 유사량 공식 및 유사 이송형태에 따른 하상변동 수치모의에 관한 연구, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제43권, 6호, pp.543-557.
  8. 최용준, 김주철, 2011, 공간해상도에 따른 배수경로길이 및 특성유속의 변화, 한국지형공간정보학회지, 한국지형공간정보학회, 제19권, 3호, pp.107-114.
  9. 허영택, 박진혁, 2009, EFDC 모형의 낙동강 하류부 수리해석 적용성 평가, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제42권, 4호, pp.309-317. https://doi.org/10.3741/JKWRA.2009.42.4.309
  10. 허영택, 류경식, 차기욱, 2010, 이동경계조건을 고려한 직교곡선격자 생성 기법 소개, 대한토목학회 학술대회논문집, 대한토목학회, p.2654.
  11. Blumberg, A. F., Mellor, G. L., 1987, A description of a three-dimensional coastal ocean circulation model, In Three-Dimensional Coastal Ocean Models, Coastal and Estuarine Science, American Geophysical Union, Vol.4, pp.1-19.
  12. Hamrick, J.M., 1996, A User's Manual for the Environmental Fluid Dynamics Computer Code(EFDC), The College of William and Mary, Virginia Institute of Marine Science, Special Report 331, p.234
  13. Jeong Sangman, Yeon Kyusung, Hur Youngteck, Oh Kukryul, 2010, Salinity Intrusion characteristics analysis using EFDC model in the downstream of Geum River, Journal of Environmental Sciences, Vol.22, No.6, pp.934-939. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(09)60201-1
  14. Jia, Y.F. and Wang, S.S.Y., 2001, CCHE2D: Two-dimensional Hydrodynamic and Sediment Transport Model for Unsteady Open Channel Flow Over Loose Bed, NCCHE Technical Report, NCCHE-TR-2001-01.
  15. Nassar, M.A., 2010, Multi-parametric sensitivity analysis of CCHE2D for channel flow simulations in Nile River, Journal of hydro-environment research, Vol.1. pp.1-9.
  16. Smagorinsky, J,. ,1963, General circulation experiments with the primitive equation, I. The basic experiment, Monthly Weather Review, Vol.91, pp.99-164. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1963)091<0099:GCEWTP>2.3.CO;2

Cited by

  1. Assessing Temporal and Spatial Salinity Variations in Estuary Reservoir Using EFDC vol.56, pp.6, 2014, https://doi.org/10.5389/KSAE.2014.56.6.139
  2. 다차원수리모형을 이용한 연계모의 GUI시스템 개발 vol.14, pp.3, 2012, https://doi.org/10.17663/jwr.2012.14.3.353
  3. 다차원 모형을 이용한 하천흐름 연계모의 vol.33, pp.1, 2012, https://doi.org/10.12652/ksce.2013.33.1.137