• 물과 미래
• /
• 제29권5호
• /
• pp.215-222
• /
• 1996

본 논문에서는 다공성 매질의 특수율이 비정체형인 경우 대수투수계수-수두 교차공분산에 관한 식을 유도하였으며, 이 교차공분산은 수두분포로부터 특수장의 통계학적 특성을 유추하는데(inverse problem) 매우 중요한 역할을 담당한다. 비정체형 대수투수계수는 일정한 선형경향과 정체형인 미소 변동의 합으로 구성되었으며, 2차원 포화대수층에서 정상 유동문제를 추계학적으로 해석하여 수두분포를 얻었고 이로부터 교차공분산을 유도하였다. 투수계수의 상관함수가 가우스분포를 가지고 그 경향이 수두 경사와 평행이거나 직교하는 두 가지 경우에 대하여 교차공분산을 살펴 본 결과, 투수장의 경향이 주 흐름방향과 평행한 경우 흐름방향 쪽만 제외하고는 정체형임이 밝혀졌다. 또한, 흐름방향과 직교하는 쪽으로의 교차공분산은 정체형 모델 결과와 달리 영이 아님를 알 수 있었다. 따라서 지하수 유동이나 오염물질 확산문제를 다룰 경우, 투수계수장에 어떤 경향이 존재한다고 의심될 때에는 반드시 그 경향을 해석과정에 포함시켜야 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제20권2호
• /
• pp.132-136
• /
• 1988

지하수 오염물질의 이동모형 개발에 있어서 중요한 문제의 하나가 각각의 폐기물 저장용기 나 드럼을 독립된 선원으로 볼 것이냐 아니면 상응하는 합쳐진 선원으로 볼 것이냐 하는 문제이다. 본 논문에서는 포화된 다공성 매질에서의 분산된 선원에 대한 연구를 소개한다. 지하수의 유동이 있는 다공성 매질에서 평면상에 분산된 점 형태의 선원들을 가정하여 얻어 진 지하수내의 오염물질의 농도분포를 상응하는 크기를 가진 무한한 평면선원이나 하나의 점 선원을 농도분포들과 비교하였다. 본 연구의 결과로 다음의 세 영역을 찾아낼 수 있었다. 즉, (1) 선원에 가까운 관계로 인근 선원의 영향이 커서 각각의 선원들을 따로 고려한 모형을 사용하여야 하는 영역, (2) 선원에서 몇 미터 떨어진 지점으로부터 수백 내지 수천미터 떨어진 지점까지의 각각의 선원 대신 상응하는 유한한 평면 선원만이 정착한 결과를 얻게 하는 영역, (3) 선원으로부터 충분히 멀리 떨어져 있어서 상응하는 유한한 평면 선원만이 정확한 결과를 얻게 하는 영역이다

• 비파괴검사학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.112-118
• /
• 2008

본 논문에서는 유체에 포화된 다공성 매질에 적용되는 Biot 모델 및 modified Biot-Attenborough (MBA) 모델을 이용하여 해면질골에서 다공율 및 주파수에 대한 초음파 위상속도의 의존성을 예측하였다. 또한 선행 연구자들에 의하여 사람 및 소의 해면질골에서 측정된 값과 비교하였다. 해면질골에서 위상속도는 다공율 및 주파수가 증가함에 따라 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 전파각 효과를 포함하도록 수정된 Biot 모델 및 MBA 모델뿐만 아니라 Schoenberg 모델을 이용하여 해면질골에서 전파각에 대한 위상속도의 의존성을 예측하였다. 본 논문에서 이용된 이론적인 모델들은 초음파와 해면질골의 상호작용에 대한 물리학적인 이해를 증진시키는데 기여할 뿐만 아니라 골다공증을 진단하기 위하여 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 물과 미래
• /
• 제28권4호
• /
• pp.215-222
• /
• 1995

비포화 흐름의 지배방정식인 Richards식을 수치해석하기 위해 필요한 물보유함수는 이력현상을 가지고 있으며 이러한 이력현상은 비포화 흐름특성에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 토양시료의 물보유함수 실측치를 이용하여 기존의 이력현상 모형들의 정확성을 검토하였다. 이를 위해 물보유함수 이력현상을 실측할 수 있는 실험장치를 개발하여 국내 토양시료를 대상으로한 주젖음과정과 주마름과정의 실측치를 구하였고, 이 자료로부터 물보유함수 추정식인 van Genuchten식의 매개변수를 추정하였다. 추정된 주젖음곡선을 이력현상 모형인 Model I-1(Mualem), Model II-1(Mualem) 과 Model III-2(박과 선우)에 적용하여 주마름곡선을 모의한 결과, Model I-1의 모의곡선은 주마름곡선의 실측치를 과대 모의하고 Model II-1은 과소 모의하지만 Model III-2는 실측치에 근접하게 모의하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제31권4호
• /
• pp.363-373
• /
• 1998

본 논문에서는 다공성 매질의 투수계수장이 비정체형인 경우 대수투수계수 및 수두와 속도의 교차공분산을 통하여 불규칙한 유동장을 규명하였으며, 포화대수층 내의 속도 및 수도 분포는 유입이 없는 2차원, 정상 유동문제를 추계학적으로 해석하여 구하였다. 이들 교차공분산들은 준 해석적 형태로 나타낼 수 있으며 비정체형 투수장과 수두의 평균 기울기를 나타내는 매개변수들로 표현된다. 투수계수의 상관 함수가 가우스 분포를 가지고 그 경향이 평균 수두 기울기와 평행한 경우와 수직인 두 특수한 경우의 교차공분산을 평균 유동 방향과 같은 방향이거나 수직 방향에 관하여 해석하였다. 이 교차공분산들은 투수계수장이 비정체형인 경우에 물질 이동의 예측 및 현장에서 측정시 conditioning에 유효하게 쓰일 수 있고 비정체형 수치해석 프로그램의 검증에도 활용할 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제12권6호
• /
• pp.60-69
• /
• 2007

토양에서 휘발성 유기화합물(VOC, volatile organic compound)의 유동특성을 이해하는 것은 오염물질의 확산을 예측하고 오염의 정도를 평가하며 대책을 수립하는 데 있어서 매우 중요하다. 토양과 같은 다공성매질에서 유동하는 물질의 출현곡선에 대한 모멘트의 분석을 통하여 화학물질의 유동속도, 플룸의 폭 및 비대칭정도를 평가할 수 있다. 본 연구에서는 실험실 규모의 토양 컬럼실험을 사용하여 VOC의 가스상 유동실험을 실시하였으며, 모두 네 가지의 VOC에 대하여 포화도(water saturation)범위 0.04-0.46에서 출현곡선을 측정하였다. 또한 포화도 0.21에서 열한가지의 VOC에 대하여 출현곡선을 측정하였다. 측정된 출현곡선의 중심 2차(central second)및 중심 3차(central third)모멘트는 포화도와 1차 모멘트(또는 지체상수)와 비교 분석되었다. VOC 출현곡선의 모멘트분석 결과 2차 및 3차 모멘트는 1차 모멘트의 2.23제곱 및 3.16제곱 함수로서 증가하였으며, 3차 모멘트가 2차 모멘트에 대하여 보다 민감하게 반응하였다. 이는 VOC가 토양가스상에서 이동할 때, 지체상수에 비례하여 가스 플룸의 폭과 비대칭성이 증가한다는 사실을 나타낸다.

• 터널과지하공간
• /
• 제32권2호
• /
• pp.144-159
• /
• 2022

본 연구에서는 지반의 열-수리-역학적 복합거동을 모델링하기 위한 순차적 접근법 기반의 시뮬레이터를 개발하고 적용된 연계해석 알고리즘의 계산성능을 분석하였다. 본 연구의 순차적 연계해석에서는 다공성 매질의 열 및 유체거동 분석을 위한 오픈소스 기반의 OpenGeoSys 수치코드와 역학해석을 위한 상용 소프트웨어 FLAC3D가 연동되었다. 해석해가 주어진 열-수리-역학적 복합거동 문제를 토대로 개발된 시뮬레이터에 대한 벤치마크 테스트가 수행되었다. 적용된 벤치마크 문제는 완전포화된 지반 내 점열원 작용 시 지반거동(시간에 따른 온도, 간극수압, 응력, 변형 변화)과 관계된다. 해석해와 수치해석 시뮬레이션 결과를 비교 분석하고 연계해석 시뮬레이터의 적정성을 조사하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.35-41
• /
• 2012

전 세계적으로 주목받는 탄소 포집 및 저장 기술(CCS)은 현재 많은 연구가 이루어져서 대규모 탄소 포집이 가능한 시점에 있다. 이에 대규모 이산화탄소 포집에 적합한 저장 기술 또한 주목을 받고 있는데, 그 중 하나가 이산화탄소 원유 회수증진 공정($CO_2$-EOR)이다. 이는 이산화탄소의 지중저장은 물론 원유 회수를 증가시키므로, 환경적인 측면과 경제적인 측면을 모두 만족시킬 수 있는 방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 다공성 매질인 저류층을 통과하는 원유와 이산화탄소 혼합유체의 흐름을 모델링하고, 모델링을 통해 이산화탄소 저장 및 원유 회수 증진의 효과를 보이고자 하였다. 혼합유체를 모델링하기 위해 Darcy-Muskat의 법칙으로부터 확산성, 점도 변화를 추가 고려하여 저류층 내 압력과 포화도를 계산하였고, 수치 해석적 모델링을 위해서 유한체적법(finite volume method)을 이용하였다. 그 결과, 저류층 내 원유와 물, 이산화탄소를 주입했을 경우 각 주입물질별 시간에 따른 압력과 포화도의 변화를 예측할 수 있었고, 이산화탄소 주입 방법이 물을 주입하는 방법보다 원유 회수 측면에서 더 유리한 것을 확인할 수 있었다.