• 제목/요약/키워드: 수심적분

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Compact Finite Volume Method를 이용한 수심적분형 흐름 및 이송-확산 모형 개발 (Development of 2D Depth-Integrated Hydrodynamic and Transport Model Using a Compact Finite Volume Method)

  • 김대홍
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권5호
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    • pp.473-480
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    • 2012
  • 고정확도를 보장할 수 있는 Compact Finite Volume Method를 이용하여 수심적분형 흐름 모형과 수심평균된 이송확산 방정식을 해석하는 수치모형 개발과정을 기술하였다. 이차원의 흐름과 파랑의 상호작용에 대한 실험결과와 제시된 수치모형을 이용한 계산결과는 양호하게 일치하였다. 일차원과 이차원공간에서의 흐름에 의한 스칼라의 이송에 관한 수치모의에서도 수차확산이 거의 발견되지 않았고, 매우 정확히 일치하였다. 개수로에서의 난류혼합에 관한 수치모의 결과에서도 합리적인 스칼라의 혼합양상이 관찰되었다.

혼합경계적분 요소법을 사용한 직교입사파랑의 반사률계산 모델 (A Hybrid Boundary Integral Equation Model Applied for the Calculation of Normal Incident Waves)

  • 서승남;김상익
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.170-175
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    • 1991
  • 지형에 의한 파랑의 반사율을 계산하기 위하여 혼합 경계적분 요소법(HBIEM)을 사용하였다. 선형요소를 사용한 수치모델의 결과를 기존의 결과와 비교하여 정확도를 검증한 후 입사 파랑의 조건에 따른 반사율과 투과율을 계산하였다. 계단식 지형에 대한 본 모델의 결과는 기존의 결과에 잘 부합되었으며 계단식 지형의 반사율은 수심이 깊어짐에 따라 단조 감소하나 일정한 수심위에 놓인 sinusoidal 둔덕의 반사율은 수심이 깊어짐에 따라 증가하여 최고점에 이른 후 다시 감소하는 형태를 보인다. 한편 두 재의 둔덕(hump)에 의한 반사율은 상호작용에 의해 그 형태가 현저하게 바뀌며 파랑조건에 따른 반사율이 도시되었다.

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식생 수로에서의 수리특성 모의를 위한 수심적분 2차원 수치모형의 개발 및 적용 (Development and Application of Depth-integrated 2-D Numerical Model for the Simulation of Hydraulic Characteristics in Vegetated Open-Channels)

  • 김태범;배혜득;최성욱
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권6B호
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    • pp.607-615
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    • 2010
  • 개수로에 식재된 식생은 항력을 유발하여 유수의 평균유속을 감소시키고 수위를 상승시키는 역할을 한다. 기존 식생수로에 관한 연구는 주로 수직 난류모형에 의한 수직 흐름특성 변화나 1차원 모형에 의한 종방향 흐름특성 변화에 초점을 맞추고 있다. 그러나, 이러한 수치모형을 실제 자연하천에 적용하기란 쉽지 않고, 실무적인 측면에서도 비실용적이다. 따라서, 본 연구에서는 실무적으로 적용성 및 활용도가 높은, 식생항력 개념을 적용시킨, 수심 평균된 2차원 수치모형을 개발하였다. 우선 원주형의 곧은 식생을 가정하여 식생밀도를 정의하고, 식생항력 식을 유도하였으며, 유도된 식생항력 항을 흐름 지배방정식에 추가하여, 식생의 영향을 수치계산에 반영하였다. 개발된 모형의 검증을 위해 단단면 및 복단면 실험수로에서 실측된 수위와 유속 결과를 수치모의 결과와 비교하였으며, 매우 만족스러운 결과를 얻었다. 검증된 모형을 자연하천에 적용하여, 홍수터 식생에 의한 흐름 특성 변화를 모의하여, 식생이 흐름특성에 미치는 영향을 분석하였다.

일정 수심 위를 진행하는 파낭의 시간에 따른 변화 (Propagation of Transient Waves over a Constant Depth)

  • 서승남
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.279-287
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    • 1993
  • 일정 수심 위를 전파하는 삼차원 파낭의 시간에 따른 변화를 Green함수를 사용하여 나타내었다. 본 논문에서 구한 해에 적절한 가정을 부여하면 기존의 해가 유도되므로 본 해는 보다 일반적인 해임을 입증하였다. 유도한 해를 수치적분하여 파낭 분산효과에 의한 파고 감소를 나타내고 이를 분석하였다.

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레블? 기법을 이용한 자유수면의 모의 (Modeling of Free Surface by the Level Set Method)

  • 이해균
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2010년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.319-321
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    • 2010
  • 수리학에서 다루는 유체 현상은 물과 공기의 경계면인 자유수면을 포함할 때가 많다. 수표면의 곡률이 작은 경우에는 정수압 가정이 적절하지만, 그렇지 않은 경우에는 비정수압 분포를 고려하여야 한다. 이와 같은 문제에서는 수심적분된 천수방정식이 아닌, 네비어-스토크스 방정식(Navier-Stokes equations)에 의존해야 할 때가 많다. 특성이 다른 두 유체, 예를 들면, 물과 공기, 물과 기름과 같이 섞이지 않는 두 유체의 모의를 위하여 본 연구에서는 레블? 기법을 적용하였다. 고전적인 문제인 댐파괴 문제에 적용하여 이를 실험결과, 기존 수치모델링 결과와 비교하여 이의 효율성을 확인하였다.

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흐름상 천해 반사파의 수치해석 (Numerical modelling of reflective waves on counter current)

  • 유동훈;김숭경;이석우
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1991년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.1-5
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    • 1991
  • 1572년도에 발표된 두 수치모형 중 하나인 쌍곡형모형은 조석수치모형에 사용되는 수심적분된 두 방정식 (연속방정식과 운동량보존식)과 유사한 형태의 기본식을 사용하는데, 최초에 Ito and Tanimoto (1972)가 발표한 수식을 파의 군속도가 파속에 일치하지 않는 해역에서 오차가 발생한다.(중략)

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3차원 수치모형을 이용한 이안류 재현 (Generation of Rip-currents using Three-dimensional Numerical Model)

  • 정태화
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2016년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.437-438
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    • 2016
  • 3차원 수치모형을 이용하여 이안류 흐름을 재현하였다. 이안류 흐름이란 지형의 변화 또는 다방향 입사파의 영향으로 연안지역에서 외해방향으로 흐르는 흐름을 의미한다. 이러한 흐름은 그 발생원인이 다양하여 정교한 수치모의를 수행하여야 하나 지금까지는 주로 수심적분된 이차원 모형을 이용하여 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 N-S방정식을 직접 수치모의하는 3차원 모형을 이용하여 이안류를 재현하고 그 현상을 분석해보았다.

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양식장 수차의 수치모델 개발 및 적용

  • 강윤호
    • 한국어업기술학회:학술대회논문집
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    • 한국어업기술학회 2001년도 춘계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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    • pp.307-308
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    • 2001
  • 축제식 양식장 호지의 노령화를 방지하기 위해 수차를 이용하여 호지에 폭기 및 순환작용을 활성화하여 수질과 저질을 개선하는 방법이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 이차원 수심적분 Reynolds 방정식을 지배방정식으로 하였고 이를 유한차분식으로 이산화한 수치모형(PDM)을 개발하였다. PDM은 수차 1대에 의한 유속발생에 적용하여 수차로부터 l0m 거리마다 층별 유속을 측정한 자료와 비교하여 검증하였다. (중략)

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천해에서 가상모드가 포함된 음파전달에 관한 모형실험 (Model Experiments on sound propagation included rirtual modes in shallow water)

  • 김성부
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1996년도 제11회 수중음향학 학술발표회 논문집 11th Underwater Acoustics Symposium Proceedings
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    • pp.69-75
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    • 1996
  • 40-100m 수심에 평탄한 모래층으로 구성된 구성된 친해를 1/1,000모형으로 축소시킨 무향수조내에서 Pekeris 모델에 대한 normal mode 관측실험을 점수신기로 수행하였다. 무향수조에 사용된 쐐기형 흡음재가 50kHz이상에서 20-25dB의 반향음 감쇠율을 가지므로 해서 이 수조가 해양과 유사한 조건을 갖게 되었으며, 실험에 사용된 점수신기는 B&K의 8130 수중청음기에 음향중심으로부터 조그만 크기의 사각형 틈을 제외하고 pressure-release 물질을 씌움으로써 얻을 수 있었다. 이 실험을 통해 얻은 결과들을 종합해 보면 연속모드의 피적분함수가 cut-off로부터 멀어지면 불연속모드의 합으로만 된 이론식과는 대략 수심의 10배 이내에서 다소 차이를 보일 뿐 전 관측거리에서 실험결과와 비교적 잘 일치하고 있다. 그러나 연속모드의 공진이 cut-off에 가까워 질수록 가상모드가 음향에 미치는 역할이 증대되어 근거리에서는 불연속모드의 합으로만 된 이론식과 큰 차이가 날 뿐만 아니라 영향이 미치는 거리가 수심의 수십배까지 증가함을 볼 수 있다. 특히 불연속모드의 개수가 2개이고 cut-off로부터 아주 가까운 가상모드가 존재할 경우, 가상모드가 수심의 60배 가까운 거리까지 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다.

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일정 경사면에서 마찰을 고려한 파랑계산 (Calculation of Wave Height due to Shoaling, Refraction and Bottom Friction on a Sloping Beach)

  • 서승남;오병철
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.128-133
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    • 1990
  • 일정 경사면 위를 진행하는 파랑이 저면마찰에 비해 감쇠되는 경우 파랑 변형을 나타내는 식이 제시되었다. 적분식으로 표시된 파고 추산식은 수치 적분법과 근사식을 이용한 적분법으로 각각 계산되었다. 수치적분에 의한 결과와 근사식을 이용한 방법의 결과를 여러 입사도에 대해 비교하였고 두 방법은 거의 동일한 결과를 보이는 것으로 밝혀졌다. 입사각이 커짐에 따라 마찰 감쇠가 증가하며 수심에 대한 파고 변화가 표시되었다. 직교입사의 경우 본 파고 추산식으로부터 혼재식(Bretschneider and Reid. 1954)을 유도할 때 부여되어야 할 조건들이 명시되었다.

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