• 제목/요약/키워드: 수치해석모형

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Flow Resistance of Model Cage Net (모형 우리 그물의 유수저항)

  • KIM Tae-Ho;KIM Dae-An;RYU Cheong-Ro;KIM Jae-O;JEONG Eui-Cheol
    • Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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    • v.33 no.6
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    • pp.514-519
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    • 2000
  • In order to develop the method for the calculation of flow resistance acting on cage net, the relation between the velocity reduction factor and $S_n/S$, the ratio of total area of netting projected to the perpendicular to the water flow $S_n$ to wall area of netting S, was derived based on the numerical and experimental analysis of the wake flow through a netting twine simplified by a cylinder and a netting panel. The velocity was reduced in accordance with the velocity reduction factor when the flow passed the netting panel upstream of a cage net. The proposed method for the calculation of fluid force acting on a square cage net was based upon the assumption that it could be divided into four side panels and one bottom panel. It was proved that the force could be calculated by the sum of the drag forces acting on the individual netting panels.

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Numerical Modeling of Local Scour Around a Coffer Dam (물막이댐 주변에서의 국부세굴현상 모의)

  • Noh, Joon woo;Kim, Woo Gu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2004.05b
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    • pp.419-423
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    • 2004
  • 하상변동은 유속에 의해 얻어지는 전단력에 직접적으로 영향을 받게 된다. 특히 교대나 교각, 그 밖에 수제공 등을 비롯한 수공구조물의 설치에 의하여 흐름단면이 급격히 감소되는 구간에서는 이러한 현상이 매우 활발하게 일어나게 되는데 이는 국부세굴의 직접적인 원인이 되기도 한다. 본 논문에서는 단면축소에 기인한 유속증가에 의해서 발생되는 국부세굴현상을 2차원 유한요소 모델을 사용하여 모의하고 주변의 전반적인 하상변동현상을 규명해 보았다. 먼저 2차원 흐름모형으로부터 유속성분을 구하고 전단력을 구한 다음 소류사 이동공식을 적용한 하상토 보존방정식을 풀이함으로써 국부세굴에 따른 하상의 변동을 수치모델로 예측할 수 있게 된다. 본 논문에서는 유한요소법을 이용, 하상토 보존방정식을 계산한 다음 일정시간동안 모델수행을 통해서 변동이 거의 없을 때까지 하상의 변동사항을 순차적으로 모의하고 예측해 보았다. 적합한 구간을 선정하여 단면축소에 기인한 유속증가로 인한 국부 세굴을 모의하기 위하여 본 모델을 개발, 적용하였다. 미국 미시시피 강에서 Lock & Dam No. 26을 교체하는 제 1단계 작업 중 물막이댐 건설로 인하여 흐름단면이 약 $50\%$ 감소하게 된다. 주로 단면축소 구간을 적용대상으로 선정하여 물막이댐 주변의 하상변동을 모의한 다음 실제 관측치와 비교하여 본 모델의 효용성을 입증하였다. 모형은 기본적으로 유한요소법을 이용해서 하상토 보존 방정식을 풀이한 것으로 van Rijn 소류사 이동공식을 적용하였다. 세굴현상에 기인한 수심증가로 인한 전단력 감소현상도 흐름의 연속조건을 도입하여 모의가능 하게끔 작성하였다.. 상대적으로 적은 것으로 분석되었다. 이번 연구를 통하여 WEP 모형이 유역 물순환 해석에 적절한 모형임을 확인할 수 있었으면, 향후 청계천 유역의 물리적 특성에 대한 매개변수와 인공계 물순환 자료의 보완을 통해 보다 향상된 모의가 가능할 것으로 판단된다. 하였던 Cd과 Mg이 Ca 및 Ca과 vitamin D의 동시(同時) 급여(給與)로 감소(減少)하였고 Cu는 전체적(金體的)으로 변화(變化)가 없었으며 Zn은 Cd 급여(給與)로 감소(減少)하였으나 Ca과 vitamin D의 급여(給與)에 의하여 증가(增加)하였고 Ca은 Ca과 viamin D의 급여(給輿)로 유의(有意)하게 증가(增加)하였다. 신장(腎臟)중의 무기질(無機質) 함량(含量)은 Cd급여(給輿)로 Cu, Mg은 감소(滅少)하였으나 Ca, Zn은 변화(變化)가 없었고 Ca 및 Ca과 Vitamin D의 급여(給與)로 Cd, CU, Zn은 증가(增加)하였다.ce area)는 수술 전100.8$\pm$25.6 mm/$m^{2}$에서 79.3$\pm$ 15.8 mm/$m^{2}$로 감소한 소견을 보였다. 승모판 성형술은 전 승모판엽 탈출증이 있는 두 환아에서 동시에 시행하였다. 수술 후 1년 내 시행한 심초음파에서 모든 환아에서 단지 경등도 이하의 승모판 폐쇄 부전 소견을 보였다. 수술 후 조기 사망은 없었으며, 합병증으로는 유미흉이 한 명에서 있었다. 술 후 10개월째 허혈성 확장성 심근증이 호전되지 않아 Dor 술식을 시행한 후 사망한 예를 제외한 나머지 6명은 특이 증상 없이 정상 생활 중이다 결론:

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Simulation of soil moisture on Youngdam Dam basin using K-DRUM (K-DRUM 모형을 이용한 용담댐 유역의 토양수분 변화 모의)

  • Hur, Young Teck;Lim, Kwang Suop;Park, Jin Hyeog;Park, Gu Young
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.281-281
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    • 2016
  • 기후변화로 인한 기상학적 자연재해로부터 대비하고 안정적인 용수공급을 위해 유역의 다양한 수문 요소들에 대한 분석 필요성이 증가하고 있다. 계절적 강수량의 편차가 큰 우리나라는 유역 통합 물관리가 중요하며, 효율적 수자원 관리와 물안보 확보를 위해 유역내 물순환을 이해하는 것이 중요하다. 유역의 유출을 결정하는 요소들에는 강우, 증발산량, 토양 수분 및 지하수 등이 있으며, 시간적으로는 홍수와 같이 단기에 발생하는 유출과 장기적으로 발생하는 유출이 있다. 장기 유출은 단기 유출에 비해 토양내 수분량이 무시할 수 없을 정도로 영향을 미치게 되므로, 1년 이상의 장기 유출 해석을 위해서는 강우가 발생하지 않는 기간 동안의 토양 수분량 변화와 증발산 영향을 고려할 필요가 있다. K-water에서 자체 개발된 분포형 장단기유출 모델인 K-DRUM은 유역을 격자(grid)단위로 구분하고 각 셀들에 대한 매개변수는 흐름방향도, 표고분포도, 토지이용도, 토지피복도 등을 GIS처리하여 일괄 입력할 수 있도록 함으로써 매개변수 산정과정에서 문제가 되는 경험적인 요인을 제거하였다. 흐름의 구분은 얕은면 흐름, 지표하 흐름, 지하수 흐름으로 구분하여 운동파법과 선형저류법을 적용하였다. 또한 초기 토양함수 자동보정기법으로 실제의 기저유출량을 재현하여 전체적인 유출모의 정확도를 높였으며, FAO-56 Penman-Monteith법을 적용한 증발산량 산정모듈과 Sugawara et al.(1984)이 제안한 개념적 융설 및 적설모듈을 추가하였다. K-DRUM모형을 이용한 유출분석은 용담댐 시험유역을 대상으로 2013년도 1년간의 유출모의를 수행하였다. 입력자료는 용담댐 유역의 지형, 토양 및 토지특성 정보와 시단위 강우 및 기상정보(온도, 바람, 일사 등)를 활용하였다. 분석 결과, 총 관측유출량은 7,151 ㎥/s이고 총 계산유출량 $8,257m^3/s$이며, 관측유출량 대비 계산유출량은 약 115% 정도로 나타났다. 연간 총 강우량은 1303.5 mm로 유역면적 약 $930km^2$을 적용하여 유역 총 강우량을 산정하면 $14,030m^3/s$로서 관측유출량은 유역 총 강우량 대비 51%이고 계산유출량은 59% 정도로 나타났다. 즉 유역 유출율은 약 51% 수준으로 보통의 유역과 유사한 수준이다. 관측된 토양수분량과 K-DRUM 모형의 계산된 토양수분량을 비교하기 위하여 관측 토양수분량의 비율을 이용하여 비교하였다. 모의결과 토양수분은 강우에 의해 변화하며, 관측결과와 유사한 형태로 나타남을 알 수 있었다.

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Reduced model experiment to review applicability of tunnel pillar reinforcement method using prestress and steel pipe reinforcement grouting (프리스트레스 및 강관보강 그라우팅을 이용한 터널 필라부 보강공법의 적용성 검토를 위한 축소모형 실험)

  • Kim, Yeon-Deok;Lee, Soo-Jin;Lee, Pyung-Woo;Yun, Hong-Su;Kim, Sang-Hwan
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.24 no.6
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    • pp.495-512
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    • 2022
  • Due to the concentration of population in the city center, the aboveground structures are saturated, and the development of underground structures becomes important. In addition, it is necessary to apply the reinforcement construction method for the pillar part of the adjacent tunnel that can secure stability, economy, and workability to the site. In this study, the tunnel pillar reinforcement method using prestress and grouting was reviewed. There are various reinforcement methods that can compensate for the problems of the side tunnel, but as the tunnel pillar construction method using prestress and grouting is judged to be excellent in field applicability, stability, and economic feasibility, it is necessary to review the theoretical and numerical analysis of the actual behavior mechanism. Therefore, a scaled-down model experiment was conducted. The reduced model experiment was divided into PC stranded wire + steel pipe reinforcement grouting + prestress (Case 1), PC strand + steel pipe reinforcement grouting (Case 2), and no reinforcement (Case 3), and the displacement of the pillar and the earth pressure applied to the wall were measured. Through experiments, it was confirmed that the PC stranded wire + steel pipe reinforcement grouting + prestress method is the most excellent reinforcement method among various construction methods. It was judged that it could be derived.

Kinematics and Structural Analysis for Optimization of an Electro-Hydraulic Sliding Deck Systems (전동 유압 슬라이딩 데크 시스템 최적화를 위한 기구학 및 구조해석)

  • Moon, Hyeok-Joo;Ryuh, Beom-Sahng;Oh, Young-Sup;Kim, Man-Jung;Lee, Jung-hun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.6
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    • pp.21-28
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    • 2017
  • Electro-hydraulic sliding deck systems have been developed to reduce the weight for the loading of an agricultural machine. The extension length of the sliding deck was calculated according to the bed's dump angle. The optimum thickness and material were determined using a large and heavy load at acceptable angles. In addition, the degrees of freedom were calculated to obtain the input/output relationship of the system. An equation was derived using a simplified model formula for the extended length of the sliding deck according to the bed's dump angle. Also, the advance length at the maximum and minimum angles of the system was determined using numerical analysis. A down-scaled model of the system was constructed and verified by experiments. The deck was simplified to determine the material and thickness of the sliding deck and for the selection of the two representative materials. The simplified model was tested in deformation tests and stress tests with different thicknesses and materials using a structure analysis program. The analysis results show that ATOS80 is the best among the two materials for reducing the weight of the system.

Traveltime estimation of first arrivals and later phases using the modified graph method for a crustal structure analysis (지각구조 해석을 위한 수정 그래프법을 이용한 초동 및 후기 시간대 위상의 주시 추정)

  • Kubota, Ryuji;Nishiyama, Eiichiro;Murase, Kei;Kasahara, Junzo
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.12 no.1
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    • pp.105-113
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    • 2009
  • The interpretation of observed waveform characteristics identified in refraction and wide-angle reflection data increases confidence in the crustal structure model obtained. When calculating traveltimes and raypaths, wavefront methods on a regular grid based on graph theory are robust even with complicated structures, but basically compute only first arrivals. In this paper, we develop new algorithms to compute traveltimes and raypaths not only for first arrivals, but also for fast and later reflection arrivals, later refraction arrivals, and converted waves between P and S, using the modified wavefront method based on slowness network nodes mapped on a multi-layer model. Using the new algorithm, we can interpret reflected arrivals, Pg-later arrivals, strong arrivals appearing behind Pn, triplicated Moho reflected arrivals (PmP) to obtain the shape of the Moho, and phases involving conversion between P and S. Using two models of an ocean-continent transition zone and an oceanic ridge or seamount, we show the usefulness of this algorithm, which is confirmed by synthetic seismograms using the 2D Finite Difference Method (2D-FDM). Characteristics of arrivals and raypaths of the two models differ from each other in that using only first-arrival traveltime data for crustal structure analysis involves risk of erroneous interpretation in the ocean-continent transition zone, or the region around a ridge or seamount.

Advanced C.I.P Method to Use the Steel-Casing with Inner Joint (조인트 부착 강관 케이싱을 이용한 개량형 C.I.P 공법)

  • Jang, Seoyong;Choi, Jaesoon;Song, Byungwoong;Choi, Yoonyoung;Yoon, Joongsan
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.13 no.2
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    • pp.95-102
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    • 2012
  • In this study, practical verifications for an advanced C.I.P(Cast in Place Pile) construction method were carried out. The structural characteristics of the method is to attach an angular joint in the steel-casing. This joint plays an important role in boring vertically, connected pile to pile, and protects the permeation of the ground water. For verifications, experimental research and numerical analysis were performed. In the experimental research, two model-tests were set up with the real scale steel-casing. One is to examine the leakage in the joint of piles and the other is to compare earth pressures in the front and the joint, respectively. In addition, 3 point bending test and compressive loading test were carried out and numerical analysis was performed to simulate the loading test. As a result of model-tests, the leakage in the pile joints was not shown up to 300 KPa of water pressure and stress concentration in the joint is out of the question. From the results of bending and compressive test, it was found that the new advanced C.I.P method is more convenient and superior than the conventional method.

Pile and adjacent ground behaviors depending on horizontal offset between pile and tunnel subjected to horizontally loaded single pile (수평하중을 받는 단일 말뚝 하부 터널굴착 시 말뚝-터널 수평이격거리에 따른 말뚝 및 인접 지반 거동)

  • Ahn, Ho-Yeon;Oh, Dong-Wook;Lee, Yong-Joo
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.19 no.5
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    • pp.685-703
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    • 2017
  • Recently, as the number of high-rise building and earthquake occurrence are increasing, it is more important to consider horizontal load such as wind and seismic loads, earth pressure, for the pile foundation. Also, development of underground space in urban areas is more demanded to meet various problem induced by growing population. Many studies on pile subjected to horizontal load have been conducted by many researchers. However, research regarding interactive behavior on pile subjected to horizontal load with tunnel are rare, so far. In this study, therefore, study on the behaviors of ground and horizontal and vertical loads applied to single pile was carried out using laboratory model test and numerical analysis. The pile axial force and ground deformation were investigated according to offset between pile and tunnel (0.0D, 1.0D, 2.0D: D = tunnel diameter). At the same time, close range photogrammetry was used to measure displacement of underground due to tunnelling during laboratory model test. The results from numerical analysis were compared to that from laboratory model test.

Consistent Boundary Condition for Horizontally-Polarized Shear (SH) Waves Propagated in Layered Waveguides (층상 waveguide에서의 SH파 전파 해석을 위한 경계조건)

  • Lee, Jin Ho
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.34 no.2
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    • pp.113-120
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    • 2021
  • The wave-propagation phenomenon in an infinite medium has been used to describe the physics in many fields of engineering and natural science. Analytical or numerical methods have been developed to obtain solutions to problems related to the wave-propagation phenomenon. Energy radiation into infinite regions must be accurately considered for accurate solutions to these problems; hence, various numerical and mechanical models as well as boundary conditions have been developed. This paper proposes a new boundary condition that can be applied to scalar-wave or horizontally-polarized shear-wave (or SH-wave) propagation problems in layered waveguides. A governing equation is obtained for the SH waves by applying finite-element discretization in the vertical direction of the waveguide and subsequently modified to derive the boundary condition for the infinite region of the waveguide. Using the orthogonality of the eigenmodes for the SH waves in a layered waveguide, the new boundary condition is shown to be equivalent to the existing root-finding absorbing boundary condition; further, the accuracy is shown to increase with the degree of the new boundary condition, and its stability can be proven. The accuracy and stability are then demonstrated by applying the proposed boundary condition to wave-propagation problems in layered waveguides.

Temporal and Spatial Analysis of Extended Sewer Surcharge on Anyangcheon Watershed Using PCSWMM (PCSWMM 모형을 이용한 안양천 유역에서 내수침수의 시간적.공간적 해석)

  • Lee, Kil-Seong;Kim, Sung-Eun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1150-1155
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    • 2006
  • 대부분의 도시지역은 불투수면적 비율이 상당히 높은 특징으로 인한 유출용적 및 첨두유출량의 증가와 외수위보다 낮은 지반고의 지형학적 특징으로 인한 내수배제의 불량으로, 저지대의 침수위험도가 상당히 높다. 이러한 이유로, 빈도별 설계홍수량을 산정하여 침수위험지역을 파악하고 관리하는 공간적인 치수관리가 이루어지고 있지만, 효율적인 치수관리를 위해서는 공간적인 측면뿐 아니라, 침수위험지역 내 침수발생의 시간적인 측면도 고려하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 침수위험지역 내 내수침수발생에 대하여 공간적.시간적으로 살펴보고, 내수침수발생 위험지역 및 우선관리지역을 선정하였다. 대상유역으로는 안양천 유역에서 대부분의 침수가 발생하는 서울시에 포함된 안양천 하류유역으로 하였다. 서울시에 포함된 안양천 하류지역에서 내수침수발생의 주원인으로는 외수위보다 낮은 지반고와 배수계통의 통수능력 부족으로 나타나고 있어, 이들 지역의 침수위험지역을 파악하기 위해 하도 및 관거의 유출해석에 우수한 SWMM 모형의 EXTRAN block을 이용하여 모의를 실시하고 맨홀이 월류되는 지역을 내수침수 위험지역으로 선정하였다. 각 빈도별 지속시간별 모의결과, 목감천 하류부의 고척 1동, 신월 1동, 화곡 2동, 도림천과 봉천천, 대방천이 만나는 구로동, 대림 1동, 대방동에서 침수가 발생하기 시작하였다. 이들 지역은 또한 10년에서 30년 빈도별 모의에서도 모두 침수위험이 높은 지역으로 선정되어, 우선관리지역으로 선정하였다. 우선관리지역의 선정은 홍수예.경보 측면에서는 주민의 신속한 대피와 같은 홍수대처능력과 치수관리측면에서는 소요되는 자원의 효율적 배분을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 대상으로 홍수범람모의시스템을 구축하여 분석결과를 피해지역주민 및 관련기관 실무자들에게 제공함으로써 시간과 공간에 구애받지 않는 재해관리와 신속한 재해 상황 대처가 가능해 질 것으로 사료된다.는 또 다른 형태의 주제도라고 볼 수 있으며, 이를 구축하기 위해서는 자료변환 및 가공이 필요하다. 즉, 각 상습침수지구에 필요한 지형도는 국립지리원에서 제작된 1:5,000 수치지형도가 있으나 이는 자료가 방대하고 상습침수지구에 필요하지 않은 자료들을 많이 포함하고 있으므로 상습침수지구의 데이터를 인터넷을 통해 서비스하기 위해서는 많은 불필요한 레이어의 삭제, 서비스 속도를 고려한 데이터의 일반화작업, 지도의 축소.확대 등 자료제공 방식에 따른 작업 그리고 가시성을 고려한 심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상

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