• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.13 no.2
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• pp.158-168
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• 2001

A numerical model based on the wide-angle parabolic approximation equation is developed for the accurate simulation of the directional spreading and partial breaking of irregular waves. This model disintegrates the irregular waves into a series of monochromatic wave components, and the simultaneous calculations are made for each wave component. Then, the computed wave components are superposed to get the wave height of irregular waves. To consider the partial breaking of irregular waves in the computation the amount of energy dissipation due to breaking is estimated using the superposed wave height. The accuracy of the developed model is tested by comparing the numerical results with the experimental measurements reported earlier. In the case of non-breaking waves a considerable accuracy of the model is observed for both regular and irregular waves. On the contrary it is found that the accuracy is significantly degenerated for the case of breaking waves. Some analyses for the accuracy degeneration are presented.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.18 no.3
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• pp.315-322
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• 2000

DSM(Digital Surface Model) is a digital model which represents the surface elevation of a region. DSM is necessary for orthoimage generation, and frequently used in man-made object extraction from aerial photographs nowadays. Image matching technique enables automatic DSM generation. This proposed a image matching method which can be applied to automatic generation of DSM for Built-up Area. The matching method proposed is to find conjugate points and conjugate lines from overlapping aerial images. In detecting conjugate points, the positional relation between possible conjugate point pair as well as correlation of pixel gray value is compared. In detecting conjugate lines, the color attribute of flank region of line, shape of line, positional relation between neighborhood points and lines, and the connection relation between lines are compared. The proposed matching method is assumed to be useful for DSM generation including Built-up Area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.138-138
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• 2023

본 연구에서는 유목과 연행침식을 고려한 토석류 수치모형을 개발하여 2011년 발생한 우면산 산사태의 관측데이터를 기반으로 수치모의를 수행하였다. 토석류 모형개발을 위해 천수방정식 기반의 침수모형인 Nays2DFlood 모형에 혼합유사농도의 이송확산, 토석류 지면전단응력, 연행침식모듈을 추가하였으며 유목생성과 유목거동 모의를 위해 입자법 기반의 유목동력학 모형을 결합하였다. 개발된 모형을 검증하기 위해, 민감도분석을 수행하였으며, 모의결과, 우면산 산사태 당시 래미안 APT에 피해를 끼친 충격수심과 충격유속, 최종 토석류 체적을 양호하게 재현한 것으로 판단된다. 또한 토석류를 구성하는 토사입경이 작을수록 토사점성에 의한 전단응력의 증가로 토석류 유속과 수심이 감소했지만 연행침식량이 증가하였으며, 토사입경이 증가하면 유속과 수심이 증가하고 연행침식량은 감소한 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서 개발된 토석류 거동모형은 토사입경, 침식 및 퇴적계수 등의 다양한 토석류 매개변수가 요구되기 때문에, 이러한 물성치 데이터가 현장 또는 실내실험에서 충분히 확보되어야 모형의 정확도가 향상될 것으로 판단된다. 따라서, 향후 연구에서는 본 연구에서 고찰된 모형의 적용성과 한계점을 고려하여 토석류 거동을 예측모의 한다면 보다 세부적으로 토석류와 유목거동을 예측분석해 볼 수 있을 것으로 사료된다. 또한 본 연구의 결과는 기후변화로 인한 강우발생의 불확실성과 이로 야기되는 토석류 발생을 사전에 예측하여 토석류 저감대응방안을 구축하는 일환으로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.15 no.2
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• pp.57-65
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• 2012

Various numerical methods in simulation of seismic wave propagation have been developed. Recently an innovative numerical method called as the Spectral Element Method (SEM) has been developed and used in wave propagation in 3-D elastic media. The SEM that easily implements the free surface of topography combines the flexibility of a finite element method with the accuracy of a spectral method. It is generally used a weak formulation of the equation of motion which are solved on a mesh of hexahedral elements based on the Gauss-Lobatto-Legendre integration rule. Variational formulations of velocity-stress motion are newly modified in order to implement ADE-PML (Auxiliary Differential Equation of Perfectly Matched Layer) in wave propagation in 3-D elastic media, because a general weak formulation has a difficulty in adapting CFS (Complex Frequency Shifted) PML (Perfectly Matched Layer). SEM of Velocity-Stress motion having ADE-PML that is very efficient in absorbing waves reflected from finite boundary is verified with simulation of 1-D and 3-D wave propagation.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.7 no.3
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• pp.218-226
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• 2020

This study investigated that the numerical experiment for analysis on free overtopping flow by a weir of levee type, as the first stage of the development of a numerical technique for prediction methodology based on a numerical model. Using 2-dimensional flow models, Nays2DH, we conducted numerical simulations based on existing experimental data to compare and verify the models. We firstly discussed the numerical reproducibility for the discontinued flow by weir shape, and calibrated the computational flow through preprocessing of channel bed. Further, we carried out and compared the simulations for prediction on the overtopping flow by the number of weir gates. As a result of simulations, we found that the maximum flow velocity of downstream of weir increases when the number of weir gates increases under the same cross sectional area of flow. Through such results, this study could present basic data for hydraulic research to consider the water flow and sediment transport depending on weir operation in the future work.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.7 no.2 s.25
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• pp.65-71
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• 2007

In this research, we made a one and two-dimensional analysis of numerical data collected from the bend curvature of a bended river section. According to the result from the numerical analysis, the inflow & output angle caused a water level deviation which increased with an increase of the flood discharge. From the water level deviation of our two-dimensional numerical model, we obtained the maximum slope of 6,67% when the inflow and output angle was 105 degrees and the flood discharge was 500 CMS. As for the right side, the differences with the one-dimensional numerical model were reduced when the angle was more than $90^{\circ}$. As for the left side the differences were reduced when the angle was more than $105^{\circ}$. For a river with more than 90 degrees bend curvature, a hydraulic experiment would be more appropriate than a numerical analysis.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.66-66
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• 2021

2011년에 일본 도호쿠 지방 태평양 해역에서 규모 9.0의 지진이 발생하여 거대한 쓰나미가 일본 본토 해안을 침수시켰다. 이로 인해, 정확한 피해규모가 파악되기 어려울 정도로 막대한 인명과 재산피해를 입게 되었다. 센다이지역의 경우 쓰나미로 인해 해안에 위치한 약 3.8 평방킬로미터의 방풍림이 모두 전복되었고 일부는 유목이 되어 쓰나미와 함께 내륙으로 흘러들어가 곳곳에 퇴적되어 농지를 훼손하고 가옥에 피해를 주었다. 따라서, 본 연구는 유목의 발생과 흐름에 따른 거동을 수치적으로 분석하여, 폭우나 쓰나미와 같은 거대흐름과 산지와 방풍림 등에서 발생하는 유목의 발생과 거동과정을 예측하고, 흐름과 유목 거동에 따른 피해지역을 선별할 수 있는 방법을 구축하기 위한 초기단계로서, 이를 위해 유목의 발생과정의 역학적 모델링을 수치모듈에 적용하였고 이를 활용하여 수치모의를 수행하였다. 흐름분석을 위해 쓰인 모형은 홍수범람 모형인 Nays2D Flood 이며 천수방정식을 기본으로 한다. 쓰나미의 흐름은 해안가의 방풍림지역을 상류단 경계조건으로 하여 발생 당시 관측된 수심변화를 본 모형의 상류단 경계조건으로 입력하였다. 상류단 경계조건에서 쓰나미의 유속은 수심에 따른 파속으로 계산하였다. 본 연구에서는 또한 유목의 발생과 흐름거동을 기존에 개발된 입자법 기반의 유목동역학모형을 활용하여 수치적으로 모델링 하였다. 유목은 유연성이 없는 원주형 강체로 가정하였고 초기설정으로는, 방풍림지역에 30만개의 유목이 하상의 수직방향으로 배치되어있는 것으로 가정하였다. 여기서, 본 연구에서는 쓰나미가 발생하면 흐름에 따른 항력으로 인해 수직방향으로 배치된 유목이 부러지며, 흐름과 함께 흘러가는 현상을 모델링하였다. 본 연구는 폭우나 쓰나미와 같은 거대흐름으로 인해 발생할 수 있는 유송잡물과 유목의 거동을 예측분석하는 기초연구자료로 활용될 수 있으며, 더 나아가 유목의 발생과정까지 수치적으로 재현하는 모델링을 수행하였기 추후에, 산지와 하천에서 발생할 수 있는 유송잡물의 발생과 연행 과정을 보다 세부적으로 예측할 수 있는 기초방법론으로 쓰일 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 1996.10a
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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)

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.1264-1268
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• 2005

본 연구에서는 2002년부터 2004년까지 3년에 걸쳐 한강고수부지(반포지구)에서 수목 식재에 따른 수리적 영향을 수치모형 및 현장조사를 통하여 평가하였다. RMA-2모형을 이용하여 분석한 결과 수목 식재전$\cdot$후로 수위는 3 cm 증가하고 유속은 4 cm/s 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 식재로 인한 수리량의 변화는 매우 미미한 것으로 나타났다. .현장조사를 통해 얻은 실측자료도 홍수 시 수목 식재에 의한 하천수리특성에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 그러나 매년 홍수기간 동안 보여 지는 침수양상에 따라 수리특성이 상이하게 나타났다. 그러므로 지속적인 자료 수집을 통하여 다양한 침수상황에 다른 기초 수리자료를 축척하고 정밀 분석할 필요가 있다. 또한 수리모형실험을 통해 현장조사 및 수치모형 결과와 비교$\cdot$분석하여 상호보완 할 필요성이 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1741-1745
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• 2006

본 연구에서는 하천에 유입되는 오염물질 중 대부분을 차지하는 비보존성 오염물질의 확산거동을 예측하기 위해 2차원 수심평균된 이송분산방정식에 유한요소모형을 적용하였다. 수치모형 구성을 위해 Galerkin법을 이용한 가중잔차법을 사용하였으며, 복잡한 하천경계를 보다 정확히 재현할 수 있도록 삼각 및 사각요소망의 혼용이 가능하도록 하였다. 모의대상 수질인자는 BOD, DO, 질소화합물, 인화합물, 수온, pH 및 대장균군수이며, 이 가운데 BOD와 DO는 상호 쌍을 이루는 방정식을 풀어야 하는 특수한 형태이므로 별도로 취급하였다. 순간주입 및 연속주입에 의한 비보존성 오염물질의 확산거동을 모의하였으며, 시간에 따른 민감도를 분석하기 위해 보존성 오염물질의 확산거동과 비교하였다. 해석해를 이용해 순간주입된 오염물질의 오염운을 구하는 식을 유도하고 해석해와 본 연구에서 개발한 수치모형에 의한 수치해를 비교하였다.