• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.110-120
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• 2008

한국 주변해역$(30^{\circ}N{\sim}44^{\circ}N,\;117^{\circ}E{\sim}143^{\circ}E)$에 대한 30초 간격의 격자수심을 산출하였다 자료 생산을 위해 공개된 1분 수심 최신자료와 2007년 간행된 국립해양조사원의 모든 수치해도를 이용하였다. 격자수심의 기준면은 약 최저저조면이며 경위도는 WGS84 좌표계를 사용하였다. 특히 수치해도에서 측심자료를 추출하고 이를 WGS84 좌표로 변환하는 프로그램을 개발하여 자료의 정확성을 꾀하였고 보간법을 이용한 산출된 자료를 기존 자료와 비교 분석하였다. 본 수심자료에서는 기존 격자수심과 달리 보다 상세하고 정확한 지형을 볼 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권1호
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• pp.41-50
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• 2002

본 연구에서는 한국 근해인 황해, 동중국해 및 동해 전역의 1분 수평격자 간격의 표고와 수심자료와 한반도 주변해역인 동·서·남해안 해역의 1초수평격자 간격의 표고, 수심자료를 결합 생성한 방대한 데이터베이스를 창출하였다. 육상표고와 해양수심자료의 결합에서는 공통기준면으로서 평균해면을 사용한 자료결합이 시도되었으며, 편집된 1분 격자 수치수심은 지금까지 보고된 한국근해 수심자료로서는 가장 신뢰성이 있으며 심해인 동해와 대륙붕해 인 황해 및 동중국해의 조석, 해일, 순환과정을 상세하게 해상하는 중규모적 해양과정과 연안범람 수치시뮬레이션을 수행할 수 있는 기초자료를 형성하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권3호
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• pp.190-195
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• 2003

연안 및 해안에서 발생하는 파랑변형, 조석 전파, 부유사 이동 및 확산 현상 등을 예측하기 위해서는 수치모형이 주로 사용된다 대표적인 수치모형 기법으로는 유한차분법 및 유한요소법이 있다. 유한차분법을 사용하는 경우에는 관심영역의 각 격자점에서 유한차분 방정식을 풀어야하므로, 격자망 및 경계조건 등이 설정되어야 한다. 유한차분용 격자망은 유한요소법과는 달리 격자망이 간단하지만, 지형이 복잡한 경우에 편리하게 사용 할 수 있는 격자정보 생성기법이 별로 개발되어 있지 않다. 또한, 상업용으로 많이 개발되어 있는 프로그램도 대부분 유한요소법에 근거한 수치모형에서 사용하는 격자생성을 목적으로 하고 있다. 본 연구에서는 디지타이저(Summagrid IV 기종)를 사용하여 유한차분모형을 위한 동일한 간격의 직사각형 격자 수심자료를 만드는 세부과정을 자료로 소개하고자 한다. 필요한 프로그램은 Golden Software사의 Didger(dititiger 지원 S/W)와 Surfer(gridding & contouring S/W)로서, 비교적 간단하게 정확한 수심 자료를 얻을 수 있으며, 임의의 지점 떠는 영역에 제시된 정보로부터 필요한 직사각형 격자정보를 추출하는 방법에 적용이 가능하다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1998년도 추계 학술대회논문집
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• pp.175-184
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• 1998

본 연구에서는 제한된 수로를 운항하는 선체주위의 유동특성에 관한 연구를 수행하고자 하였다. 일반적으로 운하 또는 하천을 운항하는 선박의 경우 제한된 수심의 영향으로 천수효과가 발생하게 된다. 이러한 천수의 효과와 제한된 폭의 영향으로 선수부분에서 선체보다 선행하는 파도가 전파되어 나아가기도 하며, 이로 인하여 선박은 보다 많은 조파저항을 받게 된다. 본 연구에서는 임의의 형상을 갖는 선체가 폭과 수심이 제한된 운하를 임계속도 근처에서 운항하는 경우에 관하여 폭과 수심을 변화시켜가며 수치계산을 수행하여, 제한수로에서의 임의의 선체주위의 유동특성을 관찰하고자 하였다. 수치계산은 MAC(Marker And Cell)법을 기초로 한 유한차분법(Finite Difference Method)을 사용하였으며, 계산에 사용된 격자계는 임의의 형상에 관하여 격자생성이 용이한 직사각형 격자계(Rectangular Grid System)를 사용하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.57-57
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• 2011

지진해일은 진행속도가 빠르고 파장이 길며 파형의 변화 없이 먼 거리를 진행 할 수 있어 주변지역은 물론 멀리 떨어진 지역에도 심한 범람피해를 야기시킨다. 지진해일의 일반적인 특징으로 장파와 단파가 합성되어 있고 먼 거리를 전파할 경우 분산효과의 역할이 중요하게 된다. 특히 우리나라의 동해안에 영향을 주는 지진해일은 단주기파 성분이 강하고 파장에 비해 먼 거리를 전파하기에 분산을 고려하는 선형 Boussinesq 방정식을 지배방정식으로 사용하는 것이 바람직하다. 하지만 지금까지의 지진해일 전파모의를 위한 모형은 선형 Boussinesq 방정식의 복잡한 계산과 계산시간이 길다는 단점 때문에 선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하고 분산효과는 수치분산을 이용하여 고려해왔다. 지진해일 해석 시 일반적으로 사용되어 오던 기존의 leap-frog 유한차분 모형(Imamura et al., 1988; 조용식, 1996)은 지배방정식으로 선형 천수방정식을 사용하고 파의 분산효과는 수치분산을 이용하여 고려하므로 정해진 시간 간격에 대해 수심에 따라 격자 간격을 적절히 선택해야 하는데 수심이 복잡하게 변하는 경우 격자간격 조정이 불가능하여 분산효과를 정도 높게 고려할 수 없다. 이 문제점을 해결하기 위하여 윤성범 등(2004)은 파동방정식의 인위적인 분산항을 이용하여 Boussinesq 방정식의 분산효과를 고려할 수 있는 능동적인 분산보정기법을 제안하였고 Cho et al.(2007)는 일정한 수심에서 수치적인 분산오차가 Boussinesq 방정식의 물리적인 분산항을 대체하도록 수심, 격자 간격 및 계산 시간 간격 사이의 관계식을 유도하고 Boussinesq 방정식의 분산항과 일치하는 수치분산을 이용하여 실용적인 분산보정기법을 개발하였다. 이에 Ahn(2010)은 현재 컴퓨터의 계산 능력이 향상되어 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분하여 계산하는데 무리가 없다고 판단하여 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분한 모형을 개발하였다. 본 연구에서는 기존의 원해 지진해일 전파모의에 이용되어왔던 선형 천수방정식에 수치분산을 고려한 모형 대신 선형 Boussinesq 방정식의 유한차분 모형을 제안하였으며 기존의 선형 Boussinesq 방정식 모형의 격자와 수심간의 제약을 없애기 위해 차분 기법을 달리 한 2차 정확도의 유한차분 모형을 제안하였다. 검증을 위하여 선형 Boussinesq 방정식의 해석해(Carrier, 1991)와 비교하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.7-9
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• 2010

전자해도에는 해안선, 등심선, 수심, 항로표지, 위험물, 항로 등 선박의 항해와 관련된 모든 해도정보를 포함하고 있으며, 각 정보는 속성정보와 공간정보를 가지고 데이터 레코드 단위로 저장된다. 수심 정보의 경우 점 형태의 공간정보로서 전자해도 격자 구역에 포함되는 수백에서 수천 개의 수심 위경도 좌표와 수심정보를 포함하고 있다. 수심 정보는 전자해도 중첩의 주된 원인이 되어 수심정보의 최적표현 기법 개발이 요구되었다. 본 연구에서는 전자해도 수심정보의 표현 기준을 수립하고, 기준에 따라 수심정보의 최적표현 방법을 제안하였다. 세부 내용으로 전자해도 수심정보 표현기준을 작성하고 전자해도에서 수심정보를 추출한 다음 기준에 따라 수심정보를 분류 하였다. 또한 분류한 수심정보를 전자해도에 저장하고 그 결과를 확인 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.158-158
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• 2011

천수방정식과 같은 쌍곡선형 미분방정식의 불연속 해에 대한 Riemann 해법은, 1950년대 말 공기동역학 분야에서 S. K. Godunov의 선구적인 시도 이후, 다양한 영역에서 성공적으로 적용되고 있다. 당초 제안된 해법은 공간에 대해 1차 정도였으나, 2차의 정도를 얻을 수 있는 기법이 1970년대 말 B. van Leer에 의해 제안되었으며, MUSCL로 불린다. 서로 인접한 격자의 보존변수가 고려된 경사가 도입되어 두 격자에 의해 공유되는 변의 좌 우에서 선형으로 보존변수가 재구축되는 MUSCL은 제한자와 함께 이용될 때, 구조 격자 체계에서 비교적 단순하면서도 효과적인 적용성이 입증되었다. 그런데, 이 기법을 2차원의 비구조 격자 체계에 적용하는 경우, 인접한 모든 격자의 보존변수를 고려한 평면의 경사를 결정해야 하는 어려움이 따른다. 특히, 삼각형 비구조 격자에 적용할 경우 최적의 평면을 결정하기 위해 Green-Gauss 적분식이나 최소-자승법 등을 이용하게 된다. 이에 비해, 2010년 T. Buffard와 S. Clain이 제안한 다중경사 기법은 격자의 각 변에서 경사가 각각 결정되는 방법으로 계산량이 많은 Green-Gauss 적분식이나 최소자승법을 피할 수 있는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 정확해가 알려진 두 경우에 대해 몇 가지 제한자를 적용한 결과를 1차 정도의 해와 함께 비교하였으며, superbee 제한자에 의한 결과가 우수하였으나, 희유파와 충격파가 맞닿는 곳에서 수치 분산이 나타났다. minmod 제한자의 결과가 대체로 무난하였으며, 이를 2차원 댐 붕괴 문제에 적용하여 1차 정도의 해와 비교하였다. 마찰이 없고 초기 수심이 댐 상류에서 10 m, 하류에서 5 m로서 물이 차 있는 경우, 1차 정도의 해에서 나타나는 수치 소산이 2차 정도에서는 발생되지 않았다. 댐 하류에서 초기에 수심이 영으로 바닥이 드러난 경우에서 마찰의 영향을 검토하였다. 마찰이 있는 경우, 마찰 경사 항의 Manning 계수를 0.04로 두었으며, 마찰에 의한 영향이 잘 드러났다. 수심이 50 mm 보다 작은 경우에는 마찰을 적용하지 않았다. 이 연구는 환경부 '차세대 핵심환경기술개발 사업'의 지원에 의한 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.273-273
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• 2022

혼합층(Mixed layer)은 온도가 일정한 수심층으로, 해수표면에 작용하는 바람의 영향으로 인하여 해수가 위아래로 섞여 형성된다. 이러한 혼합층은 영양염의 순환과 산소의 공급 등과 함께 일차생산량을 결정하는 중요한 요인이 될 수 있으며 혼합층 두께의 변동은 양식 산업에 영향을 미칠 수 있다. 최근에는 기후변화로 인한 해수면 상승 및 해수온 상승 등이 지속되고 있으며, 이러한 현상은 해양생태계의 변화를 초래하여 수산업의 피해를 유발할 수 있다(강원연구원, 2017). 이에 국립수산과학원, 기상청, 국립해양조사원 등 유관기관에서는 정선해양 수온 관측 및 해수순환모델을 이용하여 혼합층의 분석을 수행하고 있으나 격자 구축 및 초기·경계장 설정의 한계가 존재하여 정밀하고 정확한 혼합층 분석에는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 비정형격자를 사용하여 격자 구축에 제약이 없는 SCHISM (Semi-implicit Cross-scale Hydroscience Integrated System Model)을 이용하여 우리나라 연안해역의 계절변화 및 기후변동성에 따른 혼합층 두께의 변화를 검토하고자 한다. 연구대상지는 서해·동해·남해를 포함한 우리나라 전체 연안 해역(위도: 32°N ~ 39°N, 경도: 124°E ~ 132°E)으로 선정하였으며, 격자크기 100 ~ 3,000 m인 삼각격자로 격자를 구축하였다. 혼합층을 분석하기 위하여 수직격자 층은 50층으로 SZ(Sigma Z coordinate system)좌표계를 사용하였다. 초기·경계장은 FES(Finite Element Solution)2014, HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model) 및 대기모델 결과를 이용하여 설정하였다. 수치모형 검증을 위하여 수온관측소에서 수심별 측정한 수온 값과 SCHISM 결과 값을 비교하였고, 상대오차가 약 10% 이내로 나타나 모형의 정확도를 확인하였다. 최종적으로 해수면 상승 및 해수온 상승 시나리오를 고려하여 계절별 연안해역의 혼합층 두께의 변화 양상에 대하여 검토하였다. 향후에는 보다 정밀한 대기모델과의 혼합모형 구축 및 다양한 수심 별 관측자료를 활용한다면 실무에서 적용 가능한 혼합층 분석 및 수산업 피해 발생 지역에 대한 피해저감 대책 수립이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1998년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• pp.31-35
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• 1998

지진해일 수치해석시 일반적으로 사용되어오던 Shuto의 유한차분모형(Goto ＆ Shuto, 1983)은, 천수방정식을 사용하고 파의 분산효과는 수치오차를 이용하여 고려하므로, 정해진 계산시간간격($\Delta$t)에 대해 수심에 따라 격자간격을 적절히 선택하여야 한다. 또한 Shuto 모형은 leap-frag 기법을 사용하므로, 격자 및 계산시간간격이 심해에서 수치분산을 위한 조건을 만족시켰다 할지라도, 천수화에 의해 파장이 점점 작아져 파수(k)가 $\pi$/$\Delta$x가 되는 수심(2$\Delta$x wave)에 이르면 파가 더 이상 진행하지 못하고 반사하게 되므로 실제 현상과는 다른 결과를 보이게 된다. (중략)

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.785-794
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• 2009

워게임모델에서 가상환경격자정보에 관한 개선과 구축기법을 연구하였다. 가상환경자료는 지상, 해상, 공중으로 구분하여 관리 및 운용한다. 가상환경자료는 지리정보와 지형형태정보로 구축 및 관리한다. 지리정보는 격자(Grid) 형태로서 격자위치좌표와 수심을 파일로 관리한다. 그 격자정보파일의 수심값을 이동가능대표값(GCV)으로 개선하고, 조석차가 심한지역에 대해서 동적가상환경구축기법을 제안하였다. 제안된 시스템 의 구현 및 시험을 통하여 동적 가상환경을 워게임모델에 적용이 가능하다는 것을 알 수 있었다.