• 한국토양환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.89-102
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• 1996

지하의 유체 유동 및 물질 변환을 해석하기 위하여 다중다상이론을 이용한 통합 모형을 개발하였다 종합적 지배식은 4개의 상내의 화합물들의 물질 및 힘평형 관계를 고려하여 유도되었다. 복합한 이동 및 변환 현상을 설명하고, 공간적 차원을 변동적으로 나타내기 위하여 관계된 모든 변수 및 식들을 함축적이면서 조직적으로 표현하였다. 도출된 비선형시스템은 다차원 유한요소프로_I램으로서 해를 구하였다. 본 개발된 프로그램은 역동적으로 메모리 용량을 조절하여 일이삼차원 문제를 PC부터 SP2슈퍼컴퓨터까지 여러 종류의 기종에서 해석할 수 있다. 계산시간과 저장용량을 줄이기 위하여 시스템식을 분리시키고, 슈퍼컴의 벡터 및 병렬처리를 이용하여 띠행렬의 해를 구하였다. 유속이 우세한 경우의 수치해석상의 불안정한 문제를 해결하기 위하여 상류가중, 질량묶음, 요소별 파라미터 평가법 등을 적용하였다. 일차원 이동문제에 대하여 유한요소법과 유한차분법의 수치해의 안정성 조건을 검토하였다. 구체적인 지하수 유동 및 오염문제에 대한 모델링 예는 본 논문집의 연계 논문에 수록하였다.

• 환경영향평가
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• 제29권6호
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• pp.403-413
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• 2020

최적의 염소 소독 전략을 구축하기 위해 8개의 연립 준선형 편미분방정식으로 구성된 수학적 모형이 제안되었다. 다차원 수치 프로그램을 개발하기 위해 상류 가중 유한요소법을 사용하였다. 프로그램은 세 가지 유형의 반응기에서 측정된 농도에 대해 검증되었다. 16개의 실험 결과에 대해 경계 조건 및 반응 속도를 보정하여 측정된 값을 재생시켰다. 모델링 결과로부터 8개의 반응 속도계수가 추정되었다. 반응 속도계수는 pH 및 온도로 표현되었다. 반응 속도계수를 추정하기 위해 수치 오차의 제곱의 합을 최소화하는 자동 최적 알고리즘의 프로그램을 개발하고 모형에 결합하였다. 최종 사용지에서 염소 및 오염물의 농도를 최소화하기 위해서는 정수장의 염소소독공정으로부터 최종 사용지까지의 수질 변화를 모형에 의해 예측하고 이를 기반으로 유입수 수질에 따라 염소소독공정을 운영하는 실시간 예측 제어 시스템이 필요하다. 본 모형을 이용하여 정수장에 이러한 시스템을 구축할 수 있을 것이다.

• 환경영향평가
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• 제10권4호
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• pp.319-326
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• 2001

This study is aimed at the development of a comprehensive web-based partial differential equation solver (WPDES) using multidimensional finite element method, which can be operated on the basis of world wide web. Overall issues of engineering and environmental information management and facility control could be implemented using this solver. This paper describes the development technique of the model, which is first part on development of partial differential equation solver. Conventional commercial general solver of computational fluid dynamics problems were investigated. All the relevant environmental models were analyzed to develop integrated environmental management system using WPDES. The governing equations and the parameters of investigated models were analyzed and integrated. Several numerical modules were invented for each partial differential term in partial differential equation of many related modeling problems. Each module was coded in the fashion of object oriented method, and was combined independently for the overall governing equation. WPDES has unique characteristic, which can analyze the problem through the suitable combination of modules without development of additional models for each environment problem with different governing equation, main variables, and parameters.

• 환경영향평가
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• 제8권4호
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• pp.47-57
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• 1999

본 연구는 G7 과제의 일환으로서, Internet상에서 운영될 수 있는 광역적 환경 관리 시스템의 개발에 목표를 두었다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 아직 더 많은 연구가 수행되어야 하지만, 예비적인 개발 성과를 다음과 같이 요약할 수 있다 : 1) 통합적 환경 정보 관리 시스템, 2) web 기반의 제어 엔진, 3) 지표수환경 관리 시스템, 4) 지하수환경 관리 시스템, 5) 하수도 및 시설 관리 시스템. 본 엔진의 핵심 방법론은 다양한 편미분 방정식의 해석에 있어서 각 미분항을 서술하는 범용적 다차원 유한요소 행렬이다. GUI 지향적인 web 기반의 시스템을 구축하기 위해 공간 정보 관리 시스템(ArcView) 및 Visual Basic이 폭넓게 사용되었다. 개발된 시스템들은 환경 문제의 복합적인 관리의 필요성으로 인해 매우 집약적인 프로그램으로 구성되었다. web 기반의 엔진은 환경관련 사업의 통합적인 관리를 위한 정책 결정 도구로 제공될 수 있을 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.39-45
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• 2010

동절기 온도가 영하로 떨어짐에 따라서 지표면 부근의 수분을 포함한 흙은 공극속의 수분이 얼음으로 변하면서 부피가 팽창하고, 이렇게 팽창된 지반은 주변 구조물에 영향을 미쳐 지반 구조물의 안전에 위험한 영향을 초래할 수 있다. 동상현상은 토립자, 간극수, 공기로 구성된 다상(multi phase) 구조 속에서 동결이 형성됨에 따른 수분의 이동과 수분이 얼음으로의 상변화(phase change) 등 다변수의 복합적인 물리적 현상을 포함하고 있기 때문에 현재까지 다차원 수치해석에 구성방정식으로 사용할 수 있는 검증되고 신뢰성 있는 모델은 아직도 연구 단계에 있다. 본 논문에서는 간극수의 상변화에 따라 갑작스러운 열용량 증대로 발생하는 수치해석상의 문제를 극복할 수 있는 효율적인 간편식을 유도하고, 포화된 토사나 다공성 암반이 동결할 때의 거동을 재현할 수 있는 열전도 구성방정식과 해석법을 제안하였다. 제안된 식을 사용한 수치해석 결과는 알려진 이론해 및 실내 모형시험 결과와 잘 일치하였다.