• 한국수자원학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.751-760
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• 2003

시간 및 공간가중치를 고정하지 않는 Muskingum-Cunge 홍수추적방법에 대한 오차해석을 수행하였다. 오차해석 결과 시간가중치와 공간가중치의 합이 1.0이상인 경우에는 홍수파가 진행하면서 증폭되어 수치해가 발산하였다. 시간가중치와 공간가중치의 합이 작을수록 수치확산이 크게 발생하였다. 격자의 해상도가 낮을수록 수치확산 및 수치진동이 크게 발생하였다. 수치실험과 자연하천에 대한 적용 결과, 공간가중치를 고정하지 않는 경우에는 공간가중치를 0.5로 고정하는 전통적인 Muskingum-Cunge방법보다 첨두의 감쇄가 큰 홍수파 모의에 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.499-509
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• 2001

자연하천에서의 이송-확산 과정의 모의를 위하여 입자위치의 이산확률분포에 기초한 2차원 수송 모형을 개발하였다. 제안된 모형에서는 단위 시간간격동안 격자간의 질량이송을 예측하기 위하여 평균과 분산의 함수로 나타내어진 확률분포를 사용하였다. 개발된 모형은 유속, 확산계수, 단면적이 일정한 단순영역에 대하여 수치확산이 없는 해를 구하였고, 양의 확률을 만족시키는 안정조건이 성립한다면, 해석해와 다른 유한차분법과 비교하였을 때, 좋은 결과를 나타내었다. 본 모형의 현장적용성을 검토하기 위하여 캐나다에 위치한 Grand River를 대상을 얻은 수치실험 결과를 정상상태의 색소실험 결과와 비교하였다. 그 결과로서 본 모형은 자연하천에서의 2차원 이송-확산을 잘 모의할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1987년도 제29회 수공학연구발표회논문초록집
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• pp.201-214
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• 1987

하천에서 종, 횡방향이 고려된 확산-이송 현상을 수치기법인 유한요소법을 이용하여 2차원으로 해석하였다. 유한요소법으로는 Galerkin의 가중잔차 방법을 수십에 대해 적분을 취한 연속, 운동량 및 확산-이송방정식에 적용하였고, 선형보간함수와 선형삼각형요소가 이용되었다. 모형의 타당성을 입증하기 위해 단순화된 1차원 수로에서 수차례 검정한 결과 정확해와 거의 일치하는 만족할만한 결과가 도출되었다. 개발된 모형의 실험이 2차원수로에서 행하여져 지류의 유입에 따른 확산-이송현상이 모의되었으며, 실험적용은 개발사업후의 한강본류 9km 구간에 적용되어 탄천과 중량천의 지천 영향을 받는 오염 농도가 2차원적으로 도시되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권4호
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• pp.185-196
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• 1991

좌표변환된 측방향 평균 X-Z 수치모형을 수립하여 하구에서 염도확산을 분석하였다. 중력항과 깊이에 따른 밀도변화에 대한 검토와 염도 경계조건의 재평가 등이 이루어 졌으며, 특히 지배방정식중 확산항의 처리에 시간분별방법(fractional step method)을 이용하여 수치해의 안정성 및 간편성을 도모하였다. 개발된 모형을 금강하구에 실제 적용하여 Manning 계수·확산계수 등의 물리적 및 수치적인 특성을 조명하였고, 염도 확산범위를 비롯하여 갈수기의 영향과 대조 및 소조시 염도분포도 파악하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제1권1호
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• pp.93-101
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• 1998

연안해역에서 해수순환과 오염물질의 확산과정을 연구하기 위해 수치모형이 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 3차원 모형의 개발과 적용이 증가하고 있다. 연안해역에서 해수유동과 확산현상을 해석할 수 있는 3차원 수치모형을 수립하여 발전소 주변해역에서 해수유동과 온배수 문제에 적용하고 현장관측자료와 비교하였다. 수치모형은 실제 연안해역에서 유속분포와 수온분포를 비교적 정확히 재현하였다. 따라서, 수립된 모형은 연안해역의 해수유동 및 확산문제를 해석하는 데 널리 활용될 수 있을 것이다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1996년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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• pp.84-88
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• 1996

본 연구에서는 전회의 남해도해역조석수치모형(최 등, 1995)을 확장하여 가막양이 포함되도록 조석수치모형을 수립하였다. 개체 식별 가능한 다수의 입자가 M$_2$ 조석 주기 동안 이동되도록 수치실험을 행하였고 여수해만 입구와 노량수도 및 창선해협과 대방수도를 경계로 교환량을 평가하고 광양만 및 진주만의 해수 교환률을 산정하였다. 95년 7월의 씨프린스호 사고에 이어 7월 17일 호남정유의 호남 사파이어호의 누출유 사고는 18일 밤부터 여수시 돌산대교를 거쳐 청정해역인 가막양으로까지 확산되었는바 본 고에서는 광양만 일대의 오염물질 확산거동을 수치적으로 연구하기 위한 초기단계의 과업을 수행하였다. (중략)

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제16권1호
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• pp.21-28
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• 1984

수치확산을 포함한 truncation오차의 줄임은 수치해석의 중요한 과제가 되어왔다. Stream line방법이 교차수치 확산과 비확산형의 truncation 오차를 제거하기 위하여 고안되었다. 또한, stream line방법과 유한 차분법이 합쳐진 2단계 stream line방법이 비압축성 난류유동의 지배 방정식을 풀기 위하여 고안되었다. 이 방법은 유한 차분법과 비교되었으며, 두 방법 모두 실험자료와 비교되었다. 그리고, 두 방법의 truncation 오차를 비교하기 위하여 truncation 오차 분석이 행해졌다

• 대한토목학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1385-1394
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• 1994

밀도효과(密度效果)를 고려한 물의 유동(流動)에 관한 3차원(次元) 수치모형(數値模型)을 수립하여, 정상수역(靜上水域)으로의 표면온배수(表面溫排水) 확산문제(擴散問題)를 해석하였다. 수립된 수치모형(數値模型)은 수심방향에 대해 정규화(正規化)한 좌표(座標)(${\sigma}$-coordinate)에서 무차원화(無次元化)된 식들을 사용하며, 시간(時間) 적분방법(積分方法)으로는 반음해법(半陰解法)을 사용하여 계산시간의 효율성(效率性)을 도모하였다. 온배수확산(溫排水擴散) 수리실험결과(水理實驗結果)와의 비교를 통하여 모형의 신뢰성(信賴性)을 검토하였으며, 온배수(溫排水) 확산(擴散)(밀도류(密度流)) 계산시 연직확산계수(鉛直擴散係數)와 성층효과(成層效果)를 고려하기 위해 사용되는 안정함수(安定函數)의 여러 형태에 대한 계산결과를 비교하였다. 수립된 모형은 수리실험자료(水理實驗資料)와 일치하는 양호한 계산결과를 보였다. 온배수 확산 모의시 연직(鉛直) 확산계수(擴散係數)의 공간적(空間的) 분포(分布)를 고려해야함을 확인할 수 있었으며, 표면온배수 확산을 정확히 모의하기 위해서는 기존에 널리 사용되는 안정함수(安定函數)가 수정될 필요가 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.751-762
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• 1999

본 연구에서는 천이상태의 비포화 오염원 이송확산 특성을 분석하기 위하여 토양의 물리, 화확적 특성을 알고 있는 두 종류의 현장토양(SUS,KUS)을 이용하여 1차원 실내실험을 수행하였는데, 천이상태의 토양내 함수량과 오염원의 농도를 측정하기 위하여 본 연구에서 개발한 TDR을 이용한 농도측정법을 이용하였으며, 질량평형을 이용하여 측정방법의 정도도 분석하였다. 실험결과에 의하면 급격한 습윤전선의 전진에 따른 종형의 함수량 변화를 관측할 수 있었고, 이때 오염원의 이송확산은 습윤전선을 추월하지 않으면서 농도 천이구간의 중심점으로부터 전방영역의 농도분포가 습윤전선에서의 함수량 분포와 유사한 종형을 이루고 있음을 관측할 수 있었다. 본 연구에서 제안한 측정법을 적용한 결과 함수량이 0.15이상일 경우 매우 좋은 결과를 보였으며, 측정오차를 검토한 결과 10%이하의 오차율을 보였다. 따라서 본 논문에서 개발된 천이상태의 오염원 농도 측정법은 기존의 방법에 비하여 정확하고 적용이 용이한 측정방법으로 판단된다. 수치모형 HYDRUS를 수행한 수치결과와 실험결과를 비교하였는데, 비포화 흐름특성은 실험결과와 수치결과가 일치하고 있으나, 오염원 이송확산 특성은 수치결과가 실험결과를 더 많이 확산되는 경향을 보였다. 따라서 수치모형을 현장에 적용할 경우 수치모형에 적용할 확산지수는 BTC 실험을 통하여 측정한 확산지수, 수차확산, 흡착계수, 적용영역의 크기 등을 고려하여 결정하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.109-109
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• 2019

본 연구에서는 강우-유출 과정 모의를 위한 GPU 기반 확산파 모형을 개발하였다. 확산파 방정식을 풀기위한 수치기법으로는 유한체적법을 이용하였으며, van Leer TVD limiter를 적용한 MUSCL 기법을 이용하여 각 셀의 인터페이스의 물리적 성질을 재구성하여 구하였다. 또한, 침투를 고려하기 위하여 Horton 침투 모형을 이용하였다. 개발된 모형을 이용하여 1D single overland plane과 2D V-shaped overland에서 강우-유출 과정을 모의실험을 하였으며, 각각 해석해와 dynamic wave model을 이용하여 계산된 수치 결과와 비교하여 본 모형의 정확성을 검증하였다. 또한, 1D와 2D의 기복이 심한 지형에 적용하여 강우-유출과정이 본 모형을 통하여 물리적으로 타당한 해석이 가능함을 검증하였다. 마지막으로 복잡한 실제 지형에 적용하였으며, 측정값과의 비교를 통하여 실제 유역에서의 확산파 모형의 적정성을 검증하였다. 또한, 본 연구에서는 NVIDIA사의 GPU인 Geforce GTX 1050과 GPU의 병렬 연산 처리 능력을 활용할 수 있는 NVIDIA사의 CUDA-Fortran을 이용하여 GPU 기반 확산파 모형을 개발하였다. PC windows에서 CPU(Intel i7, 4.70 GHz) 기반 모형 대비 GPU 기반 모형의 계산속도 성능을 비교한 결과, 격자 간격이 증가할수록 CPU 기반 모형 대비 GPU 기반 모형의 연산 효율이 증가하였으며, 격자 간격이 $3200{\times}3200$일 때, CPU 기반 모형 대비 GPU 기반 모형의 연산 효율이 최대 약 150배 증가하였다.