• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.546-550
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• 2010

흐름과 장파에 의하여 발생되는 난류의 subgrid scale mixing effects를 고려할 수 있는 수심적분형 모형(depth-integrated model)을 제시하였다. 완전비선형의 수심적분형 모형은 약분산(weakly dispersive) 환경에서 흐름의 회전성(rotational)을 고려하도록 perturbation approach를 이용하여 유도되었다. 동일한 방법을 이용하여 수심적분형 이송확산방정식(depth-integrated scalar transport equation)을 유도하였다. 방정식은 4차정확도의 유한체적기법을 이용하여 해석하였으며, 다양한 혼합양상을 보이는 흐름에 대한 수치모의를 수행하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.11
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• pp.989-1004
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• 2009

The objective of this study is to examine validation of Grid Reconstruction Method, which is developed to simulate drying/wetting in complex natural rivers with wetting and drying domain areas. To verify application of the developed model, the model was applied to natural rivers with wetting and drying domain areas such as Han river and Nakdong river. The simulation results have shown good agreements with observed data and the results for the developed model were more accurate and improved stability of numerical computation than those of RMA-2 model. If the analysis of contaminant advection-diffusion and sediment transport are performed with the study results, the results can be effectively applied to river flow analysis and ecological hydraulics.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.11
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• pp.1146-1153
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• 2008

Numerical simulation was carried out to study the trichloroethylene (TCE) degradation by permeable reactive barrier (PRB), and revealed the effect of concentration of TCE, iron medium mass, and concentration of iron-reducing bacteria (IRB). Newly developed model was based on axial dispersion reactor model with chemical and biological reaction terms and was implemented using MATLAB ver R2006A for the numerical solutions of dispersion, convection, and reactions over column length and elapsed time. The reaction terms include reactions of TCE degradation by zero-valent iron (ZVI, Fe$^0$) and ferrous iron (Fe$^{2+}$). TCE concentration in the column inlet was maintained as 10 mg/L. Equation for Fe$^0$ degradation includes only TCE reaction term, while one for Fe$^{2+}$ has chemical and biological reaction terms with TCE and IRB, respectively. Two coupled equations eventually modeled the change of TCE concentration in a column. At Fe$^0$ column, TCE degradation rate was found to be more than 99% from 60 hours to 235 hours, and declined to less than 1% in 1,365 hours. At the Fe$^{2+}$ and IRB mixed column, TCE degradation rate was equilibrated at 85.3% after 210 hours and kept it constant. These results imply that the ferrous iron produced by IRB has lowered the TCE degradation efficiency than ZVI but it can have higher longevity.http://kci.go.kr/kciportal/ci/contents/ciConnReprerSearchPopup.kci#

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.20 no.12
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• pp.537-546
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• 2020

This study deals with the development and improvement of a particle dispersion model for quick response to water pollutant accidents. The developed model is based on the shear dispersion theory where vertical mixing is done by step by step mixing by vertical and molecular diffusion algorithm. For the quick response to chemical accidents, an algorithm for multi-core modeling for the particle dispersion model is applied. After the application of multi-core operation using OpenMP directives to the model, the relation for the calculation time and particle size were determined along with the number of cores used for parallel programming to determine the model time for chemical accident responses. The results showed the adequate conditions for the modeling of chemical accidents for quick response and to increase the applicability of the model.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.12 no.6
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• pp.25-34
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• 2011

Dredged and reclaimed ground in progress at the West Coast has a high content of coarse particles. There will be different behaviors depending on the location of outlet and engineering properties of soil when its ground is dredged by a pump. Therefore, the experiments were conducted that were manufactured about the chamber equipment of length 2,650mm, width 770mm, height 735mm, experimented step filling method and water content about 300%, 500% and 700% respectively with SM and ML samples in order to realize segregating sediment characteristics of dredged ground with changing much fine. With results of analysis, ML sample by higher initial water content was reached to the period of complete sedimentation and coefficient of sedimentation consolidation increased with increases of diffusion distance. SM samples showed behavior of coarse soil with diffusion distance 120cm, diffusion distance of more than 120cm showed a similar tendency with ML sample under the influence of fines. In ML sample, it could be also found that lower depth and the more increasing diffusion distance increase in percentage of sieve #200 but water content decreases. In SM sample, it could be also found that coarse soil was piled at near the diffusion distance zone but fine soil was piled at the far diffusion distance zone and prominent difference showed between percentage of sieve #200 and water content(%) by boundary point 120cm~160cm of both samples. Also, shear strength was expressed ML-maximum 2.97kPa, SM-maximum 10.2kPa with diffusion distance.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.723-727
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• 2009

본 연구에서는 유사량 측정의 적절성과 산정결과에 대한 정확성을 도모하고자 총유사량과 하상토유사량을 일관적으로 계산하고, 분석 및 관리할 수 있는 유사량산정시스템(Sediment Discharge Computation System; SDCS)을 개발하였다. 유사량산정시스템(SDCS)은 Microsoft사의 Excel VBA(Visual Basic for Applications)로 개발되어져 실행 및 분석이 간단 용이하고, 또한 유사량 산정결과를 저장하고 관리할 수 있는 DBFPAD가 내재되어 있다. 본 시스템은 크게 총유사량과 하상토유사량 산정 모듈로 구성되어 있어 각각의 모듈에서 유량규모에 대응하는 유사량과 농도를 산정할 수 있다. 총유사량 산정 모듈은 대표적인 확산-이송형 모형이라 할 수 있는 Modified Einstein 공식을 토대로 하였으며, 하상토유사량 산정 모듈은 Einstein, Ackers & White, Engelund & Hansen, Yang의 유사량 공식을 근간으로 되었다. 본 시스템은 크게 총 5개의 모듈을 가지며, 총 20개의 부프로그램(Subroutine Program)과 23개의 사용자정의함수 구문으로 개발되었다. 또한 단면의 특성변화 분석모듈과 DBFPAD 저장 및 관리모듈이 포함되어 있어 산정된 결과를 용이하게 비교 분석할 수 있고, 기존 자료와의 비교도 쉽게 수행할 수 있도록 구성하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.6
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• pp.1357-1363
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• 1994

A Monte-Carlo simulation model is developed to predict size distribution produced by the coalescence of air bubbles in turbulent shear f1ow. The simulation consists of generating a population of air bubbles into the initial positions at each time step and tracking them by simulating motions and checking collisions. The radial displacement of air bubbles in the simulation model is produced by numerically solving an advective diffusion equation. Longitudinal displacements are generated from the logarithmic flow velovity distribution and the bubble rise velocity. Collision of air bubbles for each time step is detected by a geometric test using their relative positions at the beginning of the time step and relative displacements during the time step. At the end of the time step, the total number of bubbles, their positions, and sizes are updated. The computer program is coded such that minimum storages for sizes and positions of bubbles are required.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.7 no.3
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• pp.233-240
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• 1995

A large part of shoaling of navigation channel surrounded by fine sand is caused by suspended sediment in non-equilibrium state. We develop a numerical model for predicting shoaling of navigation channel where concentration of suspended sediment in such state is accurately simulated. In this study, effects of channel geometry on the shoaling of the channel are investigated numerically. A composite slope of navigation channel is also proposed to reduce non-equilibrium property of suspended sediment. It is found that the composite slope can effectively reduce non-equilibrium property of suspended sediment and the amount of sediment deposited in the main channel.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.758-763
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• 2009

본 연구에서는 여주 외 5개 지점에서 유사 이동이 활발한 시기인 홍수기 및 저 평수기(홍수전 후)에 부유사와 하상토를 측정하고 이를 통해 유사량 특성을 파악하였다. 시료분석은 그 목적에 따라 여과법, BW관법, 체분석법으로 $Od{\acute{e}}n$ Curve와 입도분포곡선 등을 작성하여 총유사량 추정시 이용하였다. 또한 총유사량을 추정하는 데 있어 에너지 개념을 이용한 Ackers & White(1973년), Engelund & Hansen(1967년), Yang(1973년, 1979년)의 방법과 확산-이송 개념의 Modified Einstein(1955년) 방법을 적용하였다. 연구결과, 유량-부유사농도, 부유사량, 총유사량 관계에 있어 동일 유량에 대한 변동성과 추정방법에 따른 총유사량의 상충을 볼 수 있었다. 이는 강우사상별 특성 및 하천의 수리 및 유사특성에 따른 원인과 추정방법에 대한 서로 다른 제한된 범위의 자료들을 적용한 데에서 오는 오류로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.318-318
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• 2011

자연수를 가압(4~5기압)하면서 물과 공기의 비를 4:1~3:1로 혼합하면 수체 내 초미세기포(Diameter $3{\sim}10{\mu}m$)가 발생하는데 이를 산소용해수라 하며 수질정화시설 또는 양식장 등에 널리 사용되고 있다. 산소용해수의 특징은 기포의 비표면적이 넓고 10시간 이상 포화 농도를 유지하여 수체에 잔류하는 시간이 길기 때문에, 일반 산기석을 활용한 포기나 순산소 용해 등의 타 방법과 구별된다. 산소용해수의 산소전달효율은 기존 방법과 큰 차이를 보이기 때문에 실제 적용시에는 대상수를 이용하여 산소전달계수($K_{L}a$)를 사전에 산정할 필요가 있다. 본 연구에서는 한국건설기술 연구원의 안동 수자원 환경실험센터 내 실외형 콘크리트 사각반응수조에 산소용해장치 및 확산장치를 결합한 일체형 시스템을 적용시켜 2010년 9월~2011년 1월의 5개월간 결과를 분석, 본 장치의 $K_{L}a$를 산정 후 수질정화의 활용 면에서 검토하였다. $K_{L}a$의 산정에는 다양한 방법이 이용되나 용존 산소 농도의 제어에 한계가 있는 실외 대형실험장에 적합한 Lewis and Whitman의 Two-film 이론에 근거한 정상포기법을 적용하였다. 체적 $80m^3$의 수조 내에서 현장 유지용수를 대상으로 실험한 결과 산소전달계수는 $0.324\pm0.050$/min, 포화농도는 8.64 mg $O_2$/L, 도달시간은 11 /min이 산정되었으며, 이는 기존 산기석 포기의 산소전달계수 범위인 $0.105\pm0.019$ /min보다 약 3.1배 높은 결과를 보였다. 또한, 확산장치의 수류 순환 방향 및 정도를 검토하기 위하여 실험수조에서 1m단위로 격자를 구성한 후 초음파 유속계로 실측한 결과 0.0~2.5 m/s 의 평면적 유속범위를 도출하였다. 그리고 전체 순환을 고려했을 때 용존산소는 약 8시간 후 8.64 mg $O_2$/L 값에 도달하여 안정화 되었으며, 강한 수류순환과 산소용해수에 의해 하상에 존재하는 퇴적물들의 이송 및 산화촉진을 유도하였다. 이를 근거로 실험수조의 체적과 기준 가동시간인 8시간을 적용시켰을 때, 실험구 수질은 대조구와 비교하여 COD, T-N, T-P가 모두 25~35% 개선되었다. 이 결과는 여과공정 없이 단순 순환만을 고려한 물리적 수질정화 방법의 단독 활용 가능성을 나타내며, 기존 연구에서 나타난 SOD (Sediment oxygen demand) 저감 능력을 감안할 때 향후 폐쇄성 수역의 수질관리에도 효율적으로 활용할 수 있음을 시사한다.