• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.674-678
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• 2010

하천 형상은 자연적인 흐름과 인간의 활동에 의해 다양한 형태로 변화되며, 이러한 변화과정을 통해 안정된 형상을 갖추어간다. 이러한 변화는 흐름과 상호작용 과정을 통해 진전되며, 하천의 형태를 변화시키는 흐름 또한 저수로 형태 및 수량적인 변화 등에 의해 다양한 특성을 갖게 된다. 본 연구에서는 하천 내의 형태가 인간의 활동에 의해 인공적으로 변화되었을 경우 하천의 수리학적 특성에 미치는 영향을 3차원 수치해석 모형인 EFDC(Environmental fluid Dynamics Code, 미국 버지니아 해양연구소 개발) 모형을 이용하여 검토하였다. EFDC 모형은 크게 유동, 퇴적물 이송, 수질의 세 부분으로 구성되어 있으며, 유동 모델은 수온과 염분이 고려된 3차원 천수방정식을 기본으로 하고 있다. EFDC 모형의 적용을 위한 Case1은 일반적인 저수로 형태 갖는 하천이며, Case2에서는 하천 저수로 내 인공적으로 하중도가 설치되었을 경우에 대하여 수리학적 특성을 모의하였다. 수치모의 결과 다음과 같은 결과를 확인 할 수 있었다. 수위변화는 하중도 유무에 따라 상하류 부분에서 전혀 다른 결과를 나타냈다. 유속분포는 Case1에 비하여 Case2의 경우 하중도 설치에 의해 하천의 상류부에서는 흐름의 정체부분이 나타났으며, 하류부에서는 급확대에 의한 유속의 감소가 나타났다. 그리고 하중도에 의해 저수로가 분기됨에 따라 저수로의 급축소부가 발생되고, 이로 인해 유속이 급속히 증가되었다. 본 연구의 Case2와 같이 하천에 하중도를 설치할 경우 만곡부 외측 부분에서는 유속의 현저한 증가가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 하중도의 설치 위치, 하중도의 규모 등에 따라 하중도 부분의 급격한 수위 및 유속 변화이 발생되는 것을 확인하였으며, 만곡부에 이와 같은 것을 설치할 경우 보다 정밀한 수리계산을 통해 안전성이 확보되는 하중도 설치가 필요할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.522-526
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• 2007

항공사진을 이용하여 하천의 경년변화를 조사하다 보면, 사주 변동에 따라 하천의 주 흐름이 다양하게 변화되고 있음을 알 수 있다. 이처럼 특정 하천의 지정된 구간에서의 흐름변동은 많은 시간에 걸쳐 이루어진다. 바꾸어 말하면, 짧은 시간 동안 자연하천에서의 주 흐름 변화를 관찰 하기는 일반적으로 매우 어렵다. 본 연구에서는 이틀이라는 짧은 시간 동안에, 하천에서의 주 흐름 변동에 따른 특성변화를 조사하였다. 이러한 조사는 "조정지 댐에서의 수문 조작"이라는 인위적인 방법을 동원함으로서 가능하였다. 모든 조정지 댐에서는 하천 유지를 위한 일정양의 물을 수문을 통하여 방류한다. 대청댐 하류에 있는 조정지 댐에는 폭이 약 10m에 이르는 10개의 수문이 있다. 평상시에는 우안으로부터 5번째에 있는 중앙의 수문을 개방하여 초당 약 18톤의 물을 방류한다. 그러므로 본 연구에서는 방류하고자 하는 지점의 수문높이를 조정하여 일정량을 유지한 채, 수문의 위치를 중앙에서 좌안 그리고 우안의 순으로 변경 하였다. 방류 수문 위치를 변경함에 따라 하천에서의 수리특성을 조사하기 위하여, 흐름이 안정 될 때까지 충분히 기다린 후, 각각의 경우에서의 하류지역을 대상으로 현지관측 및 수치실험을 실시하였다. 조사는, 첫째 지형측량, 유량측정 및 수위변동 등을 포함한 정밀현장조사, 둘째 일반적인 모델에 정밀조사 결과를 적용시킴으로서 얻을 수 있는 가시화 기법 개발 등의 순으로 진행하였다. 수치실험에 사용한 모델은 하천에서의 흐름거동을 2차원적으로 해석하는데 많이 사용되고 있는 상용프로그램인 SMS (Surface-Water Modeling System)의 RMA2 모형이다. 이모형은 RMA (Resource Management Associates, Inc.)에 의해 처음 개발된 2차원 유한요소 모델이며 지배방정식은 z방향을 수심 적분한 2차원 천수방정식으로, x와 y방향에 대한 Navier-Stokes 방정식과 연속 방정식으로 구성된다. 본 연구에서는 현장 조사 시 지배인자 파악의 중요성 및 수치계산을 위한 검증자료의 필요성을 강조하기 위하여, 일반적인 방법으로 수행한 계산 결과 및 다양한 현장 특성을 고려한 계산 결과를 비교 하였다. 그 결과 본 연구는 (1)최신 장비들의 도입 및 검증과 기존 장비의 활용 범위 확대, (2)기존의 상용 프로그램을 이용한 하천 흐름특성의 가시화 실현 등에 의의가 있다고 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.241-241
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• 2017

기후변화로 인하여 강우의 불확실성이 가중되고 홍수, 가뭄 등 물 관련 재해의 발생빈도 및 강도가 증가함에 따라 안정적인 용수공급 등 수자원 관리 및 운영에 어려움을 겪고 있어 예측기반의 수자원 계획 및 운영이 요구되고 있는 실정이다. 우리나라 기상청에서는 2010년 6월 영국기상청과 장기 계절예측시스템의 구축 및 운영에 관한 협정을 체결하였으며 2014년부터 전지구 계절예측시스템 GloSea5(Global seasonal forecasting system version 5)을 현업에 활용하고 있다. GloSea5 모델은 대기(UM), 지면(JULES), 해양(NEMO), 해빙(CICE) 모델이 커플러(OASIS)에 의해 결합된 통합 시스템으로 일단위 자료로 제공된다. 현재 수자원 분야에서는 장기예보자료가 제공되고 있음에도 불구하고 장기예보자료의 불확실성 및 수문 모형 입력자료로의 활용 어려움, 예측자료의 검증 미흡 등으로 기상청에서 제공하는 장기예보를 참고할 뿐 실제로는 과거 관측자료를 기반한 빈도해석 결과를 활용하여 댐 운영 계획을 수립하고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 GloSea5모델에서 제공되는 일 단위 예측 강수량을 수자원 장기이수계획 및 관리에 활용하고자 GloSea5모델의 예측력을 평가하고 수치모델이 가지는 시스템 에러에 대하여 편의보정 및 지점 상세화를 수행하였다. 본 연구의 분석결과는 향후, 저수지 운영계획 및 증가하는 물수요와 불확실한 공급에 대한 의사결정 지원, 가뭄 대비를 위한 물 공급 제한 등에 활용 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.24 no.3
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• pp.31-38
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• 2019

In this paper, we design a green supply chain (gSC) network model. For constructing the gSC network model, environmental and economic factors are taken into consideration in it. Environmental factor is to minimize the $CO_2$ emission amount emitted when transporting products or materials between each stage. For economic factor, the total cost which is composed of total transportation cost, total handling cost and total fixed cost is minimized. To minimize the environmental and economic factors simultaneously, a mathematical formulation is proposed and it is implemented in a genetic algorithm (GA) approach. In numerical experiment, some scales of the gSC network model is presented and its performance is analyzed using the GA approach. Finally, the efficiencies of the gSC network model and the GA approach are proved.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.19 no.5
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• pp.484-491
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• 2007

Numerical experiments using a numerical wave tank have been performed to verier the nonlinear interaction between monochromatic waves and a submerged horizontal plate. As a model for numerical wave tank, we used a higher-order Boundary Element Method(BEM) based on fully nonlinear potential flow theory and CADMAS-SURF for solving Navier Stokes equations and exact free surface conditions. Both nonlinear models are able to predict the higher harmonic generation in the shallow water region over a submerged horizontal plate. CADMAS-SURF, which involves the viscous effect, can evaluate the higher harmonic generation by flow separation and vortices at the each ends of plate. The comparison of reflection and transmission coefficients with experimental results(Patarapanich and Cheong, 1989) at different lengths and submergence depths of a horizontal plate are presented with a good agreement. It is found that the transfer of energy from the incident fundamental waves to higher harmonics becomes larger as the submergence depth ratio decreases and the length ratio increases.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.10 no.4
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• pp.255-262
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• 2012

Numerical simulations were performed to evaluate the dispersion characteristics of the pollutant around a Wolsung coastal area at located nuclear power plants. Numerical experiments by using EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) showed good agreements by comparison with the time series and harmonic analysis of the tidal elevations. The released pollutants moved in north direction at flood tide and in south direction at ebb tide. The calculated salinity and temperatures showed good agreements with the observed results by NFRDI(National Fisheries Research & Development Institute). The water circulation due to the variations of the temperature, salinity and tidal components were analyzed to estimate the dispersion characteristics of the pollutant.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.1
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• pp.16-24
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• 2011

EFDC model was applied to reproduce velocity fields and to evaluate the dispersion characteristics of suspended sediments (SS) around a Daesan port. Numerical results using two-dimensional hydrodynamic model of EFDC showed good agreements through comparison with the time series and harmonic analysis of the tidal elevations. The dispersion patterns of the suspended sediments using the calculated velocity fields were calculated to move from east to northeast direction in flood tide and from west to southwest in ebb tide for dredging of sea route, respectively. Also, the suspended sediments were widely dispersed into the front areas of a Daesan port, Nanji-do and Garorim bay in the long-term. Therefore, it was inferred that the environmental problems for sea pollution would be occurred seriously if the dredging for sea route would be continued in the long-term.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.51 no.7
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• pp.575-584
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• 2018

An increase in heavy rainfall and floods have been observed over South Korea due to recent abnormal weather. In this perspective, the high-resolution weather forecasts have been widely used to facilitate flood management. However, these models are known to be biased due to initial conditions and topographical conditions in the process of model building. Theretofore, a bias correction scheme is largely applied for the practical use of the prediction to flood management. This study introduces a new mean field bias correction (MFBC) approach for the high-resolution numerical rainfall products, which is based on a Bayesian Kriging model to combine an interpolation technique and MFBC approach for spatial representation of the error. The results showed that the proposed method can reliably estimate the bias correction factor over ungauged area with an improvement in the reduction of errors. Moreover, it can be seen that the bias corrected rainfall forecasts could be used up to 72 hours ahead with a relatively high accuracy.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.4B
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• pp.429-439
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• 2008

The purpose of this study is to examine the characteristics of run-up height over sandy beach due to the shape of submerged breakwater. For the discussion on it in detail, 3-Dimensional numerical model with Large Eddy Simulation, which is able to simulate directly interaction of Wave Structure Sandy beach (hereafter, LES-WASS-3D; Hur and Lee, 2007) has been used to simulate run-up height over sandy beach as well as wave field around submerged breakwaters. Using the results obtained from numerical simulation, the effects of the shape of submerged breakwaters (crown height, crown width, crown length and submerged breakwater's slope gradient) on run-up height over sandy beach have been discussed related to the wave height distribution and characteristics of up-layer flow around ones.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.3B
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• pp.345-354
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• 2008

In this present study, we made a first attempt to investigate physical transformations of incident waves in surf and swash zone and hydrodynamic phenomena of detached and submerged breakwaters. For an accurate simulation of the complicated wave deformation, Three-Dimensional numerical model with Large Eddy Simulation has been developed recently and expanded properly for the current applications, which is able to simulate an accurate and direct WAve Structure Sandy seabed interaction (hereafter, LES-WASS-3D). LES-WASS-3D has been validated through the comparison with experimental results for limited cases, and has been used for the simulation of wave run-up on sandy beach, mean fluid flows over and around submerged structures and swash zone (alongshore/rip current), and spatial distribution of wave height in wide fluid regions. In addition, a strategy of efficient deployment ($Y/L_i=1.50{\sim}1.75$, $W/L_r=0.50$) of the submerged breakwaters has been discussed.