• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.151-160
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• 2022

최근 폭발사고의 빈도수가 증가함에 따라 주요 구조부재의 손상을 저감시킬 수 있는 방호 구조물 설계에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나, 방호 구조물의 방호성능에 대한 국내 연구는 아직 미진한 실정이며, 아직 설계 가이드라인도 충분히 갖추어지지 못한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 FRP 시트 보강유무를 변수로 하여 RC 방호벽에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 해석은 LS-DYNA 프로그램을 활용하여 수행되었으며, 해석을 통해 RC 방호벽과 FRP 시트로 보강된 RC 방호벽의 변위-시간이력곡선, 압력-충격량 도표, 취약도 곡선을 도출하였다. FRP 시트 보강방법은 RC 방호벽의 방호성능을 향상시키는데 매우 효율적인 것으로 나타났다. 또한, 폭발하중의 크기가 클수록 RC 방호벽에 대한 FRP 시트의 보강효과는 높아지는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.127-127
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• 2023

지표수와 하상 경계층에서 발생하는 흐름 교환은 하천, 호소, 연안, 해안 등 자연계에 존재하는 수환경시스템에서 일반적으로 나타나는 수리학적 특성으로서, 흐름 교환이 발생하는 경계층 아래 하상층 영역을 혼합대(hyporheic zone)라 부른다. 수질오염사고 등에 의해 외부의 오염물질이 하천 내 유입될 경우, 혼합대 흐름에 의해 하상층으로 침투되고 지표수 대비 유속이 느린 하상 내 공극 흐름에 의해 거동함에 따라 이들의 하천 내 체류시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지표수와 하상 흐름을 연계한 수치해석 방법을 적용하여 혼합대가 지표수 내 용질 체류시간에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 연직 2차원 Reynolds 평균 Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Darcy 방정식을 연계하여 지표수와 하상 내 흐름을 해석하였다. 지표수 영역은 RANS 방정식을 이용하여 모의하였고, 지표수 흐름해석에서 얻어진 하상의 압력장을 경계조건으로 하여 Darcy 방정식과 함께 하상 내 흐름을 모의하였다. 여기서 하상의 형태는 자연계 하천에서 일반적으로 관찰되는 사련하상(Ripple bed)으로 모사하였다. 이후, 지표수-하상 연계모의를 통해 얻어진 흐름 결과를 바탕으로 지표수-하상 경계층에서 용질거동을 모의하였다. 흐름 모의결과를 과거 실험자료와 비교한 결과, 지표수 영역 내연직흐름 분포를 정확하게 재현하였고, 동시에 혼합대 흐름 구조에 큰 영향을 미치는 지표수-하상 경계층 압력 분포 역시 관측값과 유사하게 나타났다. 용질거동 해석을 통해 얻어진 용질의 체류시간을 분석한 결과, 혼합대 흐름이 고려된 경우(투수성 하상)와 고려되지 않은 경우(불투수성 하상)를 비교했을 때 전자에서 체류시간 분포의 감수곡선이 길어지고 첨두농도가 감소하는 것으로 나타났다. 아울러, 지표수 영역의 유입부 경계의 평균 유속이 증가함에 따라 최대 체류시간이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 지표수-하상 경계층에서의 압력 경사가 커져 혼합대 내 유속이 증가함에 기인하는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.501-501
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• 2023

하천에서의 여가활동에 대한 수요가 증가함에 따라 각종 친수활동에 대한 안전도 평가가 사고예방을 위해 중요해지고 있다. 친수 활동의 안전은 수리 및 수질 인자에 크게 영향을 받지만 기존 친수지수는 수질 인자에만 집중되어 개발되어왔다. 하지만, 세일링, 패들링, 저동력보트 등 입수형 친수활동의 경우, 다양한 수리 현상에 큰 영향을 받기 때문에 유속, 흐름 방향, 수심 및 수면 폭 등의 수리인자를 친수지수에 반영할 필요가 있다. 또한, 친수활동에 위험이 되는 수리적 조건은 유량 조건과 하천의 평면적 공간에 따라 상이하게 발생하기에 이를 공간적으로 평가하는 것 역시 필요한 실정이다. 본 연구에서는 수리학적 요소를 기반으로 하천 친수 활동에 대한 안전도를 평가하기 위해 공간적으로 친수활동의 안정성을 평가할 수 있는 SRRI (Spatial River Recreation Index)를 제안하였다. SRRI의 개발을 위해 1단계에서는 다양한 유량 조건에서 EFDC 동수역학모형을 이용하여 수리 인자들의 공간적 분포를 재현한 후, 2단계에서는 퍼지합성법 (FSE)를 적용하여 수리인자의 모든 소속도와 가중치를 종합하여 하천 지점별 하천친수지수를 산정하였다. 개발한 SRRI를 낙동강-금호강 합류부에 적용한 결과, 유량 및 지형 조건에 따라 각 수리인자가 친수활동 안전성에 미치는 영향이 공간적으로 매우 상이하게 나타났다. 유향(흐름 방향)은 합류지점 부근에서 친수활동의 위험성을 크게 증가시키는 반면, 사행구간에서는 수심이 중요한 요인으로 나타났다. 고유량 조건에서는 유속이 세일링 및 패들링에서 가장 큰 영향을 미치는 요소로 작용하였다. 특히 세일링은 유량 변화에 민감하여 고유량시에는 주흐름부와 합류부 부근을 제외하고 일부 공간에서만 안전하게 이용이 가능한 것으로 나타났다. 반면 무동력 및 저동력보트는 유량 변화에 덜 민감하여 고유량 조건에서도 부분적으로 허용될 수 있었지만 사행구간의 고수심부에서는 위험 등급으로 권고되었다. 이러한 결과를 바탕으로 SRRI는 다양한 수리학적 조건을 기반으로 공간적 안전정보를 제공함으로써 많은 이용자들이 하천에서 보다 안전한 친수활동을 즐기는 데에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.53-53
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• 2020

오염물질 유출 사고가 발생했을 경우 안전한 수자원의 관리 및 공급을 위해 오염물질의 혼합거동에 대한 정확한 해석이 필요하다. 하천에 유입된 오염물질의 혼합 거동에 영향을 미치는 인자들은 다양하지만, 수리구조물 등에 의해 발생한 저흐름 영역에 의해 오염물질이 정체되는 현상에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 특히, 국내 하천에는 약 33,000여 개가 넘는 취수보가 설치되어 있으며, 이 보들은 대부분 광정보 형태의 농업용수 취수를 목적으로 하고 있다. 이러한 보에는 저유량 시기에 보 상하류간의 흐름을 원활하게 하기 위한 노치(notch) 형태의 배수로가 설치되어 있으며, 노치로 인하여 보 상류쪽에 연직방향 뿐만 아닌 수평방향 흐름장의 변화 및 저흐름 영역이 형성된다. 따라서 본 연구에서는, 노치가 설치된 보 구조물 주변에서의 수평 방향 흐름 구조 및 오염물질의 혼합 거동을 분석하여 하천 저장대 모형의 매개변수를 산정하였다. 저흐름 영역에 의하여 오염물질의 정체현상이 발생할 경우, 일반적으로 오염물질 혼합 해석에 사용되는 Fickian 이송-확산 모형은 농도의 공간 분포를 잘 재현하지 못하기 때문에 non-fickian 모형인 하천 저장대 모형이 널리 사용되고 있다. 하천 저장대 모형에서의 주요 매개변수로는 저장대 영역(저흐름 영역)의 면적과 질량교환계수가 있으며, 본 연구에서는 노치의 조건 변화에 따른 저장대 영역 및 질량교환계수의 변화를 분석하기 위하여 수리실험을 수행하였다. 노치의 조건 변화에 따른 저장대 모형의 매개변수 산정을 위하여 보 구조물이 설치되어 있는 개수로에서 수리실험을 수행하였으며, 광범위의 수평방향 흐름구조 및 오염물질의 혼합거동을 분석하기 위하여 LSPIV(Large Scale Particle-Image-Velocimetry) 및 PCA(Planar-Concentration-Analysis) 기법을 이용하여 유속 및 오염물질의 농도자료를 취득하였다. 취득된 유속 자료 및 농도자료를 바탕으로 보 상류에 위치한 저흐름영역의 크기 및 저흐름 영역과 주 흐름 영역 사이의 농도변화를 분석하였다. 실험자료 분석결과, 노치의 간격이 커질수록 저흐름영역의 크기 또한 증가하였으며, 오염물질의 체류시간 또한 증가하는 것으로 밝혀졌다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권3호
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• pp.655-662
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• 2023

사회과학 분야에서 빅데이터 연구는 기존의 사회과학 연구방법을 보완하는 역할을 하고 있다. 사회과학자들이 선호하는 서베이 및 실험 방법이 주로 회상 기억에 의존하여 다소 부정확하다면 빅데이터는 실시간 기록이라 보다 정확하다. 기존의 사회과학 연구가 시간과 비용 등의 이유로 연구대상을 전수 조사하기보다 표집에 의한 표본 조사를 주로 하는 것과 달리 빅데이터 연구는 전수에 가까운 데이터를 분석한다. 그렇지만 시간의 흐름에 따라 사회 분위기가 변할 수 있고, 연구대상도 동일하지 않아 연구의 반복 및 재현은 둘 다 쉽지 않다. 무엇보다 기존의 사회과학 연구가 '이론-방법-데이터'의 삼각구조가 튼튼한 데 반해 빅데이터를 활용한 분석은 이론의 빈약함을 보이고 있어 심각한 문제다. 과학적 설명논리로서의 이론이 없으면 연구결과를 얻고서도 제대로 해석하지 못하거나 온전히 활용 할 수 없기 때문이다. 그러므로 빅데이터 연구가 진정한 방법론적 혁신이 되기 위해서는 새로운 이론(블랙박스)을 창출하기 위한 연구자들의 노력과 함께 빅 씽킹(big thinking)이 필요함을 제안했다.

• 한국전통조경학회지
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• 제30권1호
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• pp.76-89
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• 2012

본 연구는 고창 취석정원림 조영에 깊은 영향을 준 것으로 판단되는 핵심적 조영언어에 대한 의미론적 해석이다. 은일(隱逸) 취석(醉石) 그리고 칠성암(七星巖)이라는 키워드를 통해 그 속에 깃는 은유와 상징성 등 조영자 및 관련자들의 송 수신의미를 통해 파악함으로써, 16세기 은일의 정신문화가 원림 조영에 어떠한 영향을 끼쳤는가를 유추하고자 하였다. 먼저 원림 내부에 의도적으로 '칠성(七星)'을 상징하기 위한 '담두르기'가 이루어졌음이 확인되었다. 이는 일종의 평면적 '선두르기'이며 적극적 의미경관 연출의 결과이다. 의도적으로 모여진 칠성암을 통해 조영자 노계 김경희 자신이 둔세한 취석정원림이 바로 우주 운행의 중심이라는 유학자로서의 천문학적 사고와 인식을 새겼을 것으로 추론된다. 노계집에 나타난 어휘소 분석 결과, 노계와 취석정 관련자들의 기문에서는 술 또는 취석, 도연명 그리고 그의 은일처인 율리(栗里)가 주로 언급되고 있음을 볼 때, 은일의 심정으로 자연에 귀의해 술을 마시며 한가로운 생활을 한 노계를 도연명에 비견하고 있다. '술취함'은 도연명과 같은 자유를 갈구하며 산수상영지락(山水觴詠之樂)을 취했던 노계의 심경을 토로한 것으로, 도연명과 마찬가지로 노계 스스로에게 술은 물아일체의 경지에 이르게 하는 자유의 표상으로 해석된다. 이는 도연명에 대한 흠모를 기반으로 한 행동 재현과 의미 모방이기도 하다. '다른 것으로 말하기'라는 알레고리가 함축하듯이, 도연명의 고사에서 유래된 '취석(醉石)'은 여러 겹의 의미읽기가 가능한데, 표면적으로는 원림 내 존재하는 '술 취해 잘만한 바위'와 개인적 근심을 해소시켜주는 '망우물(忘憂物)'이다. 더불어 내면적으로는 '취(醉)'의 정신적 일탈을 통해 욕심 없는 마음을 지키는 자유의지'이자, 은일을 택한 노계가 도연명의 자족의 심정을 빌어 '자연지도(自然之道)에 이르기 위한 수단'이라는 은유적 확대적 해석의 알레고리가 가능하다. '취석'은 유가적(儒家的) 가치관을 투영, 본인의 상황을 고결한 도연명의 심정에 감정이입하여 표현한 원림 조형언어로, 도연명에 대한 흠모를 바탕으로 한 알레고리이자 행동적 미메시스(mimesis)이며, '객관적 현실의 미적 반영'으로 볼 수 있다. '도연명'에 대한 표현적 행태적 미메시스가 중국을 비롯해 국내에서도 취석 각자(刻字)와 동명이정(同名異亭)의 취석정 건립을 통해 반복 재현됨은 결코 우연이 아니다.

• 영상문화
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• 제23권
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• pp.463-524
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• 2013

본 논문에서는 인도 신화의 우주적 감각의 세계관을 발레리가 과연 어떻게 물리적 현상으로 재현하며, 특히 어떻게 시간과 공간의 운동성을 우주와의 교감 작용으로서 묘사하는 지에 관하여 분석하고 그것의 신화적 근원을 밝히고 있다. 인도 신화의 근원으로부터 출발하여 무용의 인위적인 예술의 표현에 이르기까지 춤의 행위는 발레리에게 자의적이든 아니면 비 자의적이든 시간과 공간 속에 복합적으로 내재하는 정신과 감각에 의한 유기적인 '운동성' 의 몇 가지 원초적인 영감을 제공해주고 있다. 나아가 발레리에게서 춤과 헤엄은 합리적 원칙의 운동성과는 달리 인간의 가장 심오하고 원초적이며 본성적인 감각의 재현이라는 점에서 서로 일치한다. 그리고 발레리가 상기하는 '우주의 물'은 모태 본능의 순순함 그 자체로서 완벽한 평화와 생명력으로 가득한 어머니의 자궁이다. 그것은 지중해이며 곧 인도 신화의 주제에서 빌려오는 '우유의 대양'을 의미한다. 바로 이 '순수하고 깊이 있는 본질'의 '신성한 쓴맛'을 내는 영생의 신주를 마시는 것, 이것은 자신의 존재를 위해 본성적 사랑을 비유하는 놀이, 그리고 어머니의 품속으로 되돌아가려는 본능적인 욕망의 표현, 즉 우주의 본질을 향한 영원한 회귀일 것이다. 여기서 발레리는 '자아'에 관한 인본성의 본질적 사랑을 구현하기 위해 또 다른 회귀를 시도한다. 인도신화의 신비적 감각 세계를 재현하는 우주적 춤과 성행위는 자아를 소멸하여 우주의 에너지와 교감하는 방식으로 발전한다. 브라흐만 철학과 불교 철학의 사고를 통 털어 신화적 깊이에 있어서 춤과 성행위는 무화의 절대적 상태로 들어가는 동일한 과정으로 설명될 수 있다. 결국 망각의 황홀경은 육체적 감각의 절정과 더불어 영원한 자유를 얻는다. 우유의 대양에서 명상에 잠겨 잠들어 있는 '나라야나' 의 상징성의 본질은 발레리에게 영원한 평화의 안식처, 초월적인 '자아'의 우주적 감각을 발견케 하고 있다. 발레리는 인도 신화의 우주 발생론을 토대로 인간 존재의 필수적인 감각 조건을 만족시키는 심리적 원형에 대하여 고민하고 있다. 인간에게 본성적으로 아니면 존재 그 자체에 있어서 '경이로운 불안감'은 예술의 창조 작업을 위한 숭고한 감감작용이 되고 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.135-147
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• 2015

최근 지하공동구(Underground Common Utility Tunnels)는 도시민이 일상생활을 영위하는데 필요한 전기, 통신, 상수도, 도시 가스, 하수도뿐만 아니라 냉난방시설, 진공 집진관, 정보처리케이블 등의 시설물을 2종 이상 공동으로 수용하기 위한 지하시설물로서 국가의 중추기능을 담당하는 시설이지만, 화재 사고시 신속한 대처가 힘들고 각종 케이블 연소시 발생하는 유독가스 및 연기에 의해 공동구 내에 진입하여 진압하기가 힘들다. 따라서 화재발생시 막대한 재산피해 및 통신두절 등 국가의 중추신경이 마비됨은 물론 시민불편사항을 초래하게 된다. 따라서 본 논문은 지금까지 발생 되어온 국내,외 공동구 화재사례에서 화재발생의 주요원인으로 전기공사로 인한 합선 및 가연성케이블에 의한 열화접촉으로 화재가 발생하는 것이 대다수를 차지하고 있음에 착안하여 실제 공동구 모형을 제작하고 화재를 재현함으로서 과학적으로 화재의 성상을 분석하는데 그 목적이 있다. 화재실험은 지하공동구 내에 정온식 감지선형 감지기(Line type fixed temperature detector), 방화문(Fire door), 연결살수설비(Connection deluge set), 및 환기설비를 설치하고, 송 배전케이블은 일정구간 내화(Fireproof)도료로 도장하며, 난방관은 내화 피복된 상태에서 실험하였다. 그 결과 Type II의 경우 최고온도가 $932^{\circ}C$로 측정되었고, 일정한 온도에서 정온식감지선형감지기가 화재위치를 정확하게 수신반에 표시되었다. 그리고 Type III의 경우인 송 배전케이블은 일정구간 내화도료로 도장한 것은 내화성능이 없는 것으로 나타났고, 내화피복(Fireproof covered)된 난방관은 약 30분 정도의 내화성능이 있는 것으로 나타났다. 또한 화재뮬레이션 결과는 실물화재시험시의 화재하중(Fire load)을 입력하여 실시한 결과로서 최고온도가 $943^{\circ}C$로 실물화재실험시의 $932^{\circ}C$와 거의 일치 하였다. 따라서 공동구 화재하중만으로 화재시뮬레이션을 실시하여 화재성상에 대한 예측이 가능한 것으로 판단되며 시뮬레이션으로 얻은 열방출률(Heat release rate), 연기층의 높이, 산소(O2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)의 농도 등의 결과 값들은 실제 화재실험시의 값으로 적용시킬 수 있는 것으로 판단된다. 향후 본 연구에서 구축한 국내 지하공동구 화재사고에 대한 실험자료 및 매년 지속적으로 화재사례들을 분석하여 축적하고 법 규정 및 관리 메뉴얼 등을 보완함으로써 국내 지하공동구 화재사고에 대한 보다 신뢰성 있는 정보를 제공해 줄 수 있을 것이며, 효과적이고 체계적으로 지하공동구의 신설 및 유지 관리 보수에 기여할 것으로 기대된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.35-45
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• 2016

인간의 생체리듬 조절에 관여하는 멜라토닌 호르몬은 빛의 특정 단파장 비율에 따라 민감하게 반응한다. 단파장 비율이 고정된 기존 조명 빛은 재실자 생체리듬 교란 및 수면장애 현상을 초래한다. 특히 교대근무자의 경우, 일정치 않은 근무시간과 항시 동일한 빛 환경으로 인해 생활패턴이 불규칙적으로 변화하여 집중력 저하로 사고 발생의 위험도가 높아지거나 퇴근 이후 숙면을 취하지 못하는 등 건강한 일상생활을 유지하는 데 부정적 영향을 초래한다. 본 논문에서는 교대근무자를 대상으로 근무 또는 퇴근 시점에 따라 각성 및 수면에 적합한 조명 빛을 손쉽게 계측 및 제어할 수 있는 스마트폰 기반의 파장 제어 가능한 LED 조명시스템을 제안한다. 먼저, LED 조명을 대상으로 조광제어비율에 따라 변화하는 조명 빛 특성을 스마트폰에 내장된 컬러센서 및 외부에 연동된 소형 스펙트로미터(Mini-Spectrometer)를 통해 계측한 후 데이터베이스에 저장하고, 저장된 광 특성 데이터를 기반으로 계측 모듈과 조명제어모듈을 구현한다. 교대근무자를 대상으로 시스템 처리 절차에 따라 '근무' 시간대에는 각성이 필요한 시점으로 파악하여 작업유형에 따라 분류한 목표조도를 고려하여 단파장 비율이 최대치인 제어비율로 서비스하고, '퇴근' 무렵에는 자연스럽게 수면 상태에 진입할 수 있도록 단파장 비율이 최소치인 제어비율로 조명 빛을 가변화한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.42-50
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• 2015

도심지역을 단순 모델링한 실규모 공간에서 누출된 프로판 확산과정에 대해 대와동모사(Large Eddy Simulation: LES), 분리와동모사(Detached Eddy Simulation: DES) 및 비정상 레이놀즈평균기법(Reynolds Averaged Navier-Stokes: RANS)을 이용한 3가지 전산해석을 수행하였다. 전산해석은 FLUENT 14를 이용하였고 격자계는 ICEM-CFD를 이용하여 구성하였다. 그 결과 건물 주변의 프로판 농도분포는 주변 와구조와 밀접한 관련이 있어 이러한 와구조를 합리적으로 예측하는 정도에 따라 농도분포가 크게 차이날 수 있음을 알았다. LES와 DES는 비교적 유사한 와구조와 프로판 농도분포를 보이지만 RANS는 너무 부드러운 농도분포를 보여 복잡한 비정상적인(Unstedy) 난류 유동장을 재현하는데 한계가 있어 가스연료 누출 초기의 농도분포 전개과정을 예측하는 데에는 어려움이 있을 것으로 판단된다. 해석결과와 계산시간까지 고려한다면 DES 방법이 실규모에서의 가스연료 누출 확산과정에 대한 CFD 해석방법으로 적합할 것으로 판단된다.