• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.388-388
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• 2021

하천에서 호안이나 교량의 교각 등은 홍수 시 주변 하상의 세굴에 의한 피해가 많이 발생한다. 하상보호를 위해서 하천 수공구조물 주변 하상에 자갈, 호박돌, 전석 등을 깔기도 한다. 이 재료들은 다공성 집단을 이루며 유수에 의한 소류력과 항력이 작용한다. 다공성 집단체 공극의 흐름에 의한 항력은 외부 흐름이 가하는 소류력에 비해 작으나 집단의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 집단체에 작용하는 항력은 공극 내의 흐름의 유속과 항력계수를 이용하여 구할 수 있다. 본 연구에서는 다공성 매질 내 흐름에 대한 항력계수를 조사하기 위하여 수리실험을 이용하여 자갈 매질의 공극을 흐르는 물이 일으킨 항력과 동수경사를 측정하였다. 수리실험을 위한 대공극 매질은 상업용 연마 자갈을 사용하여 크기에 따라 작은 자갈(5~10mm), 중간자갈(15~25mm), 큰 자갈(25~50mm)로 구분하였다. 대표입경 D₅₀은 작은 자갈 8.0 mm, 중간 자갈 17.6 mm, 큰 자갈 32.2 mm이고, 형상계수는 각각 0.28~0.74, 0.29~0.58, 0.38~0.68의 범위였다. 자갈 매질의 공극율은 각각 0.405~0.422이었다. 매질 내의 흐름 길이는 24.2cm로 하였다. 실험결과 자갈 매질 내 흐름의 입자 레이놀즈수 Re_p에 따른 내부항력 F_D와 항력계수 C_D는 Fig. 1 및 Fig. 2와 같다. 실험에서 Re_p는 31.5~3,175.4였다. 자갈 매질의 내부항력은 Re_p가 증가하면 비선형적으로 증가하였으며 입자가 클수록 작았다. 항력계수는 작은 자갈과 중간 자갈 매질에 차이가 거의 없었으나 큰 자갈의 경우 작은 것으로 나타났다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.50 no.5
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• pp.325-334
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• 2017

In this study, the numerical investigation of the non-linear behavior of the fluid flow with physical properties, such as porosity and intrinsic permeability of a porous medium, and kinematic viscosity of a fluid, are carried out. The applied numerical model is ANSYS CFX which is the three-dimensional fluid dynamics model and this model is verified through the application of existing physical and numerical results. As a result of the verification, the results of the pressure gradient-velocity relationship and the friction coefficient-Reynolds number relationship produced from this study show relatively good agreement with those from existing physical and numerical experiments. As a result of the simulation by changing the porosity and intrinsic permeability of a porous medium and the kinematic viscosity of a fluid, the kinematic viscosity has the biggest effect on the non-linear behavior of the fluid flow in the porous medium.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.29 no.6
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• pp.23-29
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• 2024

In this paper, we propose a fast GPU-based method for representing pore flow, absorption, emission, and diffusion effects represented by cloth-liquid interactions using smoothed particle hydrodynamics (SPH), a particle-based fluid solver: 1) a unified framework for GPU-based representation of various physical effects represented by cloth-liquid interactions; 2) a method for efficiently calculating the saturation of a node based on SPH and transferring it to the surrounding porous particles; 3) a method for improving the stability based on Darcy's law to reliably calculate the direction of fluid absorption and release; 4) a method for controlling the amount of fluid absorbed by the porous particles according to the direction of flow; and finally, 5) a method for releasing the SPH particles without exceeding their maximum mass. The main advantage of the proposed method is that all computations are computed and run on the GPU, allowing us to quickly model porous materials, porous flows, absorption, reflection, diffusion, etc. represented by the interaction of cloth and fluid.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.384-384
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• 2017

In this study, the numerical investigation of nonlinear flow in a porous medium was carried out. The applied numerical model is ANSYS CFX which is a three-dimensional fluid dynamic model, and the verification of this model was carried out by using the experimental data obtained from Mayer et al works(2011). The experimental and numerical results of velocity and Reynolds number-friction coefficient relationship show relatively a good agreement. Based on the experimental results, we analysed numerically the velocity and Reynolds number-friction coefficient relationship with the variation of permeability, dynamic viscosity and porosity and quantitatively the variation by applying the best curve fitting for each case.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 1998.06a
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• pp.33-37
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• 1998

본 연구에서는 다공성 지하에서 침출수에 지하 환경의 오염 및 대처 방안의 효과를 수치적으로 예측하였다. 연구대상으고 매립지 지하에서의 침출수의 흐름은 Darcy 법칙을 사용하여 해석하였고, 오염물질의 이동은 이산-분산 모델에 수착의 효과를 고려하여 해석하였다. 침출수의 흐름 및 오염물질의 이동 방정식을 2차원 계를 대상으로 하여 Galerkin유한 요소법을 사용하였다. 수치해석 결과 침출수의 흐름은 매립지 제방 근처에서 강하게 일어나는 것으로 나타났다. 연직 차수막은 오염물질의 이동을 막는데 별 도움을 주지 못하나, 수착은 오염물질의 이동을 지연시키는데 상당한 효과가 있는 것으로 보인다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.23 no.3
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• pp.150-156
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• 2014

In this study, we implemented a research for improving performance of redox flow battery (RFB) via enhancing reaction rate of vanadium reaction ($[VO]^{2+}/[VO_2]^+$) that was a rate determining step. For doing that, porous catalyst, CMK3 was employed and its perfoamance was compared with that of Vulcan(XC-72) and commercial Pt/C (Johnson-Matthey Pt 20wt.%). Cyclic voltammetry (CV) was used for inspecting reactivity, while its structural feature was measured by TEM and BET&BJH. Also, Charge-discharge trend was evaluated by single cell tests. As result, CMK3 showed 6 times better catalytic activity and twice better reversibility than Vulcan(XC-72), while it showed larger surface area than Vulcan XR due to its porous structure. Furthermore, CMK3 indicated 85% of reactivity and reversibility of commercial Pt/C despite its Pt-less situation. In single cell tests, when RFB adopted CMK3 as catalyst for positive electrode, its charge-discharge curve result was better than that adopted commercial Pt/C.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.272-272
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• 2021

해안지역에서 염수침입을 저감하기 위한 지하댐은 전세계적으로 많이 사용되고 있으며, 일반적으로 염수를 포함하고 있는 지하수의 이동을 차단하는 역할을 한다. 이러한 차단으로 인해 지하댐 내 바다 방향으로 향해있는 영역과 해안 내륙에서의 오염물질과 염분의 축적이 발생될 수 있다. 기존의 염수칩입을 저감하기 위해 이용되는 지하댐의 연구는 대부분 불투수성으로 고려하여 수행되었으나 본 연구에서는 투수성 다공성 지하댐에 대한 효과를 수치적 기법을 이용하여 분석하였다. 이러한 투수성 다공성 지하댐은 해수위의 변화에 따라 염수와 담수의 흐름을 원활하게 할 수 있으며, 이로 인해 오염물질과 염분의 축적이 최소화 될 수 있을 것으로 기대할 수 있다. 본 연구에서는 상용 유동모의 및 해석 소프트웨인 ANSYS CFX 모형을 이용하여 투수성 다공성 지하댐의 유효높이와 유효폭 그리고 단일 그리고 다중 양수에 따른 염수침입의 특성을 분석하였으며, 이에 대한 지하댐의 최적 위치에 대한 분석을 수행하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1993.07a
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• pp.183-190
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• 1993

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2023.01a
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• pp.395-398
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• 2023

본 논문에서는 물리 기반 옷감 시뮬레이션과 SPH(Smoothed particle hydrodynamics) 기반의 유체 시뮬레이션 간의 상호작용에서 표현되는 다양한 물리적 효과를 GPU 기반으로 빠르게 표현할 수 있는 프레임워크를 제안한다. 기존 기법과는 다르게 수치적 안정성을 개선하기 위해 CCD(Continuous collision detection)를 활용하였으며, 모든 연산이 GPU에서 동작하기 때문에 매우 빠르게 옷감과 유체의 상호작용 장면인 다공성 재질, 기공 흐름, 흡수, 방사, 확산을 모델링할 수 있다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.1
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• pp.11-24
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• 2014

In this study, the characteristics of the propagation of dam-break wave through a porous structure in a water tank is numerically analyzed by using the three-dimensional numerical model (ANSYS CFX model). As results of comparison between the existing measured and simulated water depth distributions in and around a porous structure, the agreement is relatively well satisfied. Moreover, for the case of the presence in part of a porous structure in a water tank, the three-dimensional flow structure is numerically analyzed In general, compared with in the area with a porous structure, the abrupt variation of water depth occurs in the area without a porous structure. It is shown that the porous structure can play a role to decrease the abrupt variation of water depth.