• 한국수자원학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.815-825
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• 2000

Einstein(1942)의 부유사량 산정식 유도과정에 있어 몇 가지 문제점들을 개선하였다. 수류조건을 판별하여 완난류 조건에서 유속의 영점높이를 산정하는 방법을 제시하고 부유사량 산정식을 일반화할 수 있는 무차원수를 도입하였다. 또한, 기준점 농도 산정의 정확성을 개선하기 위하여 최근에 개발된 소류사량 산정식으로부터 관련치를 추정하였으며, 수치적으로 또는 도표를 이용하여 해를 구해야 하는 수심적분치의 근사식을 개발하였다. Einstein의 기존 부유사량 산정식과 개선된 부유사량 산정식의 정확도를 검토하여 Brownlie(1981)가 수집한 자료에 대한 산정결과를 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.414-414
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• 2020

고전 천수방정식을 적용한 2차원 도시홍수 모델링에서는 지형의 정확한 반영을 위해 고해상도 격자가 요구되며 이는 많은 계산시간과 노력을 필요로 한다. 최근에는 다공성 천수방정식을 적용한 도시홍수해석으로 많은 계산 노력이 요구되는 도시홍수모델링의 한계를 극복한 연구가 많이 이루어지지고 있다. 이러한 연구는 도시 홍수에서 흐름이 공간적으로 변화할 때 불균일 공극이 존재하므로 격자의 크기를 다르게 하여 이러한 불균일성을 해결하고자 하는 등방성 천수모형의 적용에서 시작되었다. 하지만, 등방성 공극을 고려한 도시홍수 해석모형은 대표요소체적(REV)보다 더 큰 격자의 적용을 해야 하는 제한성을 가진다. 반면, 비등방성 공극은 대표요소체적의 적용이 필요하지 않아 불균일 공극의 크기에 관계없이 이론상으로는 동일한 해상도의 격자가 사용가능하긴 하지만, 실제 도시홍수 해석에서 중요하면서도 도전적인 연구이다. 본 연구에서는 도시홍수의 효율적 계산을 위해 비등방성 공극을 고려한 적분형 다공성 천수방정식을 기반으로 하는 2차원 도시홍수 해석모형을 개발하였다. 모형의 개발을 위해, 적용 격자내에서 도시지역의 건물이 차지하는 길이 및 면적을 산정하고 그 값을 2차원 천수방정식에 적용 가능하도록 체적공극(𝜙_j)와 면적공극(𝜓_k)을 2차원 고전 천수방정식에 추가하였다. 개발모형은 고전 천수방정식, 등방성 공극 고려(미분형 다공성) 천수방정식 및 비등방성 공극 고려(적분형 다공성) 천수방정식의 적용이 가능하여, 각 모형에 적합한 2차원 격자 생성, 각 모형의 매개변수를 보정 그리고 정확성, 효율성, 적용성이 비교 가능하다. 각 모형의 정확성과 효율성 비교를 위해 3가지의 오차 비교 (구조적 오차, 격자크기 오차, 공극 모형 오차), 계산시간 비교, 공간 변동성 검증을 위한 수심 종단형상 비교하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권4호
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• pp.204-210
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• 1998

최대 엔트로피 방법을 이용하여 강한 비정규분포과정의 특성을 갖는 비선형 불규칙 파고의 확률밀도 함수를 유도하였다. 파랑의 파고가 쇄파고(또는 수심)에 의해 제한되고 파고의 1, 2차 모멘트만 주어졌을 경우, 유도된 확률밀도함수는 $H_{b}$ (쇄파고), $H_{m}$(평균파고), $H_{rms}$(파고의 제곱평균평방근)의 매개변수로 폐합형(closed form)으로 표시된다. 파고의 3차 이상의 모멘트가 주어진 경우에는 최대 엔트로피를 갖는 확률밀도함수의 매개변수를 구하기 위해서 비선형 적분 방정식 계를 Newton-Raphson 방법을 이용하여 수치적으로 구하였다. 최대 엔트로피 방법을 이용하여 유도된 파고의 확률밀도함수를 비정규분포의 특성이 강한 실측자료와 비교하였다. 실측자료는 폭풍시 중간수심과 천해에서 측정된 쇄파고에 가까운 자료로서 강한 비선형 불규칙 파랑의 특성을 지니며, 이 경우에도 유도된 확률밀도함수가 측정된 파고의 막대그래프와 잘 일치하였다. 강한 비선형 불규칙파의 특성을 갖는 파랑의 파고일 경우에도 파고의 1, 2차 모멘트만으로도 파고의 분포를 잘 나타낼 수 있었다. 최대 엔트로피 방법을 이용하여 구해진 파고의 확률분포함수는 해안구조물의 설계파를 결정하는 극치파고분포와 파고의 통계적인 특성을 추정하는데 매우 유용하게 이용될 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권1호
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• pp.24-37
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• 2001

본 연구는 1998년과 1999년 지구기후변화(El Nino/na Nina)의 직접적 영향권에 있는 북동적도태평양 해역에서 수층 구조변화에 따른 표층의 화학적 환경 특성을 조사하였다. 1998년 연구해역의 수온약층은 수심 90～110 m 사이에 형성되었고, 아질산염을 포함한 질산염 및 인산염은 표면혼합층이 발달된 수심 100 m 부근까지 낮은 농도를 보였다. 그러나 1999년에는 수온약층의 상승과 하강에 따라 위도별로 커다란 차이를 보였다. 이러한 수층구조의 변화로 영양염 분포 또한 영향을 받은 것으로 판단된다. 유광층대에서 수심별 적분된 질소와 인의 총량은 1998년 34 gN/m²과 7 gP/m²인 반면, 1999년은 130 gN/m² 18 gP/m²로 증가되었다. 따라서 연구해역의 유광대는 질소 96 gN/m²와 인 11 gP/m²이 용승 및 침강 자용에 의해 표층으로 유입되었음을 시사한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.165-172
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• 2009

연직 2차원 평면을 대상으로 하는 연속방정식을 수심방향으로 이중적분 하여 수평1차원 파랑방정식을 구하였다. 새 방정식은 복소수 포텐셜 함수로 구성되어 있으며, 파랑의 진폭과 위상경사함수를 도입하여 한 세트의 실수방정식으로도 변형되었다. 파랑진폭과 위상경사함수를 포함한 한 세트의 식은 각각 1차, 2차 상미분방정식이며, 한쪽 경계에서 경계조건을 적절히 지정하여 전 영역에서의 해를 한 방향으로 진행하면서 구할 수 있다. 이때 경계조건으로는 파랑진폭 값, 파랑진폭의 경사, 위상 경사 값이다. 단순한 중앙차분식을 이용하여 식을 차분화 하였다. 새 방정식을 Booij의 경사판, Massel의 부드러운 저면, Bragg의 싸인 함수의 저면에 대하여 적용하여 보았다. 본 방정식은 Massel의 수정완경사방정식, Berkhoff의 완경사방정식, 완전 선형방정식과 비교하여 유사한 결과를 나타내었으며, 유용함을 보였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.12-22
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• 1994

외력에 의해 생성된 일정 수심 위를 전파하는 파랑변위의 시간변화를 점근 근사법을 사용하여 분석하였다. Stationary Phase 방법, Steepest Descents 방법 그리고 선두파랑 근사법을 사용하였다. 1차원 파랑과 2차원 파랑의 해면변위에 대한 근사법을 검증하기 위해 근사식과 수치적분으로 계산한 변위를 도시하였다. 파고 감소율에 대한 기존의 결과인 1차원 선두파랑의 감소율은 t$^{-1}$3/, 후속파랑은 t$^{-1}$2 그리고 2차원 후속파낭은 t$^{-1}$로 이들 근사식의 타당함을 입증하였다. 그러나 2차원 선두파랑의 감소율은 기존 Kajiura의 결과인 t$^{-4}$ 3/과 다른 t$^{-5}$6/이 적합함을 나타내었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권3호
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• pp.149-155
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• 1999

Nwogu의 확장형 Boussinesq 방정식에 쇄파모형을 추가하였다. 입사조건으로 내부조파기법을 사용하였고 경계에는 스폰지층을 사용하였다. 수치적분은 시간에 대해 4차의 Adams 기법을 사용하였고 공간에 대한 1계 미분은 4차의 차분식을 사용하므로써 모든 차분 오차가 분산항보다 작아지도록 하였다. 면내부조파기법을 이용하여 목적파를 잘 재현할 수 있었고 스폰지층에서 파를 감쇄시키므로써 경계에서 연산영역 내부로의 재반사를 억제할 수 있었다. 천수실험을 통해 수심 변화에 따른 파고와 파장의 변화를 살펴보았고 쇄파전후의 파고 변화는 실험치와 전반적으로 일치하였지만 쇄파후의 파고는 실험치보다 큰 값을 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.75-81
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• 1985

정지상태의 수역에서 연직상향으로 방류(放流)되는 평면부력(平面浮力)?의 발달과정(發達過程)흐름영역(領域)의 거동이 질량(質量), 운동량(運動量) 및 추적물보존(追跡物保存)의 적분방정식(積分方程式)에 의하여 해석된다. 이 해석은 밀도(密度)후르드수(數)와 핵(核)에 대한 퍼짐비 및 발달과정(發達過程)흐름영역(領域)의 길이를 포함한다. 발달과정(發達過程)흐름영역(領域)의 끝에서 중심선속도(中心線速度)는 특히 낮은 밀도(密度)후르드수(數)에서 부력(浮力)의 영향을 크게 받는다. 이 결과는 발달(發達)된 흐름영역(領域)의 해석(解析)에 필요한 초기조건(初期條件)을 제공한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권3호
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• pp.266-274
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• 1994

우리나라 서해안에 위치한 인천해역의 개발에 따른 조석특성을 분석하기 위하여 2차원 수치모형을 이용한 수치분석을 수행하였다. 먼저 기존 및 새로운 조석관측 자료를 분석하고, 수학적 모형으로서 수심 적분한 천수방정식을 선정하였으며, 이에 따른 수치모형은 Flather and Heaps(1975)의 모형을 사용하였다. 관측된 2개 주요분조 M$_2$와 S$_2$를 외해 경계조건으로 입력하여 모형을 수립하고, 수립된 모형을 2종류의 인천해역 개발안에 따라 적용하였다. 이 해역이 개발될 때 대조시 조석 변화양상을 평가한 결과 진폭변화는 미약하나 조류변화는 부분적으로 크게 나타낸다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권1호
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• pp.18-27
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• 1996

표층으로 방류되는 온배수의 거동을 효율적으로 해석하기 위하여 실시된 본 연구에서는 근역의 특성을 전문가 기법이 응용된 CORMIX3로부터 주변수 유동장의 변화를 고려하여 노출하였고, 이 결과를 원역모형인 2차원의 유한요소모형에 patch형태로 격자체계상에 위치시킨 후 Gaussian puff 개념을 도입하여 해석하였다. 실제의 임해발전소를 대상으로 하여 4회에 걸쳐 관측된 현장자료를 분석하여 연직 및 수평적인 표층온수의 방출특성을 면밀히 살펴보았고, 본 연구에서 제시한 방법을 적용하여 측정치와 비교한 결과 근역에서 뿐만 아니라 원역에서도 본 방법에 의하여 계산된 결과가 관측치와 거의 일치되는 매우 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다. 배출 인근의 근역을 l0m내외로 이산화한 유한요소모형과 근역특성이 결합되어 초기 제모멘텀과 주변 유동장에 의하여 매우 불규칙한 온배수의 분포특성이 전역에 걸쳐 해석됨으로써 본 연구에서 제시한 방법이 온배수확산 거동해석에 경제적으로 적용되어 질 수 있다.