• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.294-294
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• 2023

보나 댐에 설치된 배수관이나 지하에 매설된 상하수도관과 같이 물을 운반하기 위한 관로 뿐만 아니라 유류를 운송하는 관, LPG와 같은 기체를 운송하는 관처럼 유체를 운송할 때 다양한 관로를 사용한다. 그 중 사용범위나 제작에 대한 용이성 등에 의해서 원형관이 주로 사용된다. 따라서 위와 같은 원형관 내의 관수로 흐름분포에 대한 연구는 아주 중요하며 필요하다. 원형관 내 흐름분포는 관에 연결된 펌프 혹은 수조나 저수지의 수위에 의한 관내 압력에 의해 지배되어지며, 관 내부 표면의 거칠기나 관의 꺾인 정도 등 다양한 요인에 영향을 받는다. 본 연구에서는 일반적인 실험결과를 도출하기 위하여 직선의 원형관을 대상으로 실험과 수치모의를 동시에 수행한다. 실험은 높이 3m, 길이 4.5m, 폭 1.5m 수조의 바닥에서부터 0.45m 위에 위치한 1.8m 길이의 아크릴 재질의 원형관이 설치된 수조에서 진행되었으며, 수치모의 또한 동일한 규모에서 수행되었다. 수조의 수위를 변화시켜 여러가지 레이놀즈 수에 따른 관 내 흐름의 변화에 대하여 분석하는 것이 목적이며, 실험결과와 수치모의 계산결과 간의 비교검증을 통해 분석한다. 이 연구에서는 난류의 영향을 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)와 LES(large eddy simulation)을 혼합한 형태인 Hybrid RANS/LES 모형 중 하나인 DES(detacged-eddy simulation)기법을 이용하여 해석함으로써, 빠른 유속으로 인한 관 내의 강한 와(eddy)에 대한 효과를 예측하는데 한계가 있는 RANS 모형과 벽면근처에서의 흐름 해석을 위해 굉장히 높은 격자해상도가 요구되어 계산적 비용 측면에서 효율이 떨어지는 LES 모형의 한계를 극복하고자 한다. DES 모형은 벽에서 떨어진 와에 대하여 LES로 직접해석하고, 벽 근처에서의 흐름에 대해선 난류모형을 통해 모델링함으로써 벽 근처 계산격자와 계산량을 줄이면서 LES와 비슷한 결과를 얻을 수 있다. 실험결과와 수치모의 계산결과 사이의 비교검증을 통하여 관 내 흐름에 대한 수치모의의 적용성을 평가하고 실험에서 측정하기 어려운 난류강도와 압력변동의 상세한 특성을 수치모의를 통해 분석함으로서 관 내 흐름특성에 대하여 자세히 분석하였다.

• Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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• v.6 no.4
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• pp.188-193
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• 1999

Transport of pollutants in aquifer largely depends on groundwater flow which is governed by aquifer hydraulic parameters. Determination of these parameters and associated groundwater modeling become essential for adequate remediation of contaminate groundwater. The objective of this paper is to analyze groundwater flow and determine the optimum hydraulic parameters by performing groundwater modeling based on sensitivity analysis for unconfined sandy gavel aquifer constructed in a laboratory scale under various boundary condition. Results revealed that the simulated drawdown was lower than the observed drawdown irrespective of boundary conditions. and specific yield (S$_{y}$) had less effect on the grondwater flow than permeability (K) in the aquifer. Water balance analysis showed that the measured drawdown in neighboring observation wells during pumping was higher than either simulated or recovered water table. The indicated that a difference might exist in the water tables between aquifer and wells. The difference was investigated by time domain reflectometry (TDR) measurements on water contents in the region of water table and capillary fringe, and explained by a delayed response of water table during gravitational drainage as the water table was lowered as a result of pumping.g.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.5 no.1
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• pp.3-11
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• 2003

Face stability of a tunnel is a main concern during tunnel excavation. However, there has been only a few studies on this problem while a lot of researches on the support systems have been carried out. In addition, when tunneling is performed below the groundwater level, the groundwater flows into the tunnel so that the seepage forces generated on the tunnel face might give rise to a serious potential for the face instability. In this study, the face stability was evaluated by simultaneously considering two factors: one is the effective stress calculated by upper bound theorem; the other is the seepage forces acting on the tunnel face obtained by numerical analysis under the condition of steady-state groundwater flow. Tunneling in difficult geological conditions often requires auxiliary techniques to guarantee safe tunnel excavations and/or to prevent damage to structures and services around the tunnel. The steel pipe-reinforced multistep grouting has been recently applied to tunnel sites in Korea. Face stability of a tunnel with the steel pipe-reinforced multistep grouting was also analyzed in this study.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.245-245
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• 2022

최근 국내 기후변화에 따른 국지성 집중호우로 인한 시간당 강우량의 증가로 도로부 유출량의 증가와 배수관거에서의 내수배제 불량에 따른 도심지 내수침수 피해가 증가함에 따라 이를 해결하기 위한 우수유출저감시설이 설치되고 있다. 그러나 대단위의 지하 저류시설의 지속적인 설치는 과밀화된 도심지에서 설치 지하공간의 구조적인 한계 및 적정 설치 위치의 미확보 등의 다양한 문제가 발생하여 저류시설의 침수저감 효과에 대한 추가적이고 새로운 저류시설에 대한 연구가 필요한 실정이다. 이에 내수 침수 저감 및 배수 능력 향상을 위한 도로 배수시설과 연계된 도로 측구부 저류시스템 구축이 필요하다. 이를 위해 역류 방지 및 노면수 저류 빗물받이에 적용되는 부력식 역류차단장치를 개발하였으며, 역류차단장치의 최적 형상 개발을 위해서 기존 빗물받이 연결관과의 통수능 비교 및 분석이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존 빗물받이 연결관 및 연결관 내에 역류차단장치가 적용된 역류차단 빗물받이의 흐름분석을 위해 Fluent 모형을 이용하여 3차원 수치모의를 수행하였다. 수치모의 구성으로는 전체 형상을 40×50cm의 빗물받이 유입부와 50×50cm의 빗물받이로 결정하고 격자는 빗물받이 내부의 복잡한 3차원 흐름을 모의하기 위해 1.2~2mm 크기로 생성하였다. 다상유동 해석을 위해 VOF(Volume of Fluid)방법을 적용하였고, 수치해석 방법으로는 비정상류, 난류 모형으로는 SST k-𝜔모형을 적용하였다. 해석조건으로는 김정수(2021) 등이 제시한 4차선 기준 설계빈도별(5~30년) 빗물받이 유입유량을 산정하여 빗물받이 유입조건으로 선정하였으며, 빗물받이와 연결관에서의 통수능력 분석 조건으로는 빗물받이에 기존 연결관이 부착된 조건과 연결관 내에 역류차단장치가 설치되어 역류차단장치가 개방된 조건에서의 통수능을 비교하였으며, 역류상황을 가정한 연결관에서의 통수능을 비교하기 위하여 역류차단장치의 개폐정도를 15도(통수단면 33%감소) 닫힌 상태 및 30도(통수단면 67% 감소) 닫힌 상태 조건을 대상으로 빗물받이와 연결관에서의 흐름을 모의하였다. 수치모의 결과 역류차단장치의 계폐조건에 상관없이 5년 빈도유입량 조건에서는 완전 배수가 되었으며, 개폐조건 15도에서는 10년 빈도의 유입량에서는 완전 배수가 되었으나 20년 빈도 이상의 유입량 조건에서 빗물받이 유입부로의 역류가 발생하였으며, 개폐조건 30도에서는 5년 빈도 이상 유입량 조건에서 빗물받이 유입부로 역류가 발생하는 것으로 나타났다. 특히, 30년 빈도 이상의 유입량부터는 빗물받이 연결관 내에 역류차단장치 개페조건과 관계없이 빗물받이 유입부로의 역류로 인한 도로 침수가 발생하기 때문에 유휴공간인 도로 측구부를 저류공간으로 활용할 수 있는 도로 측구부 저류시스템의 구축은 필수적이라고 판단되며, 유량 조건에 따른 빗물받이 내부 와 흐름과 유출부에서의 유속 변화 특성을 확인하였다. 그러므로 측구 저류조 개발 형상과 연결한 3차원 흐름의 구현 및 분석에 Fluent 모형의 적용이 가능하다고 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.205-205
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• 2011

우리나라의 중소하천에는 하상경사 조정과 농업용수 확보 등의 목적으로 많은 보가 설치되어 있다. 하천에 보를 설치하면 보를 기준으로 상 하류의 흐름특성이 변하고, 홍수시 소통이 원활하지 않아서 제방이 붕괴되는 등의 피해를 발생시킨다. 또한 유입유사의 흐름을 차단하여 상류단에 퇴적이, 하류단에는 침식을 발생시켜 하상변동이 일어나게 된다. 하상변동은 단기적으로는 하천에서의 취수, 배수와 주운 등 하천관리에 직접적인 영향을 주고, 장기적인 면에서는 하천 시설물의 안정, 홍수위 및 지하수위의 변화, 하천부지의 변화 등 하천 및 유역관리에 광범위한 영향을 주고 있다. 따라서 하천의 유황 및 하상재료의 인위적인 변화에 의한 하상변동을 예측하고 분석하는 것은 하천계획 및 운용 관리면에서 매우 중요하다. 본 연구는 경안천 유역에 설치된 보를 대상으로 설치 전의 지형자료 및 수리학적 자료를 이용하여 모델링을 하였고, 이를 토대로 설치 후의 수리학적 특성 및 하상변동을 분석하였다. 모델링은 종 횡단으로 모의할 수 있는 2차원 유한요소모형인 RMA-2를 이용하여 보를 설치하기 전 후의 수위, 유속 등의 흐름특성을 모의하였고, SED-2D를 이용하여 하상변동 특성을 비교 분석하고자 하였다. 그 결과 경안천 유역에 설치된 보로 인해 보의 상류단에서는 수위가 상승하고 유속이 감소하는 경향을 나타내고, 유사의 퇴적으로 인해 하상 상승이 발생하였다. 또한 보의 하류단에서는 보월류시 유속이 증가하여 수위가 하강하는 흐름특성을 보였고 침식이 발생하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.33 no.6
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• pp.2277-2284
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• 2013

In this study, a groundwater table fluctuation method is suggested to predict groundwater level by means of groundwater table fluctuation due to recharge and discharge under unsteady condition. This model analyzes groundwater variation characteristics by using reaction factor related with groundwater flow and specific yield related with recharge. For the test of this model, measured groundwater level at JD Yongdam 1 and JW Konghang for 5 years (2006-2010) were used. At JD Yongdam 1, the estimated specific yield was 0.023, and the estimated reaction factor was 0.039. At JW Konghang, the estimated specific yield was 0.009 and the estimated reaction factor was 0.028, respectively. This model can estimate recharge and saturated parameters, thus it is expected that this model would be the proper tool for checking the parameter of hydrologic model and percolation features.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.35 no.1
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• pp.65-75
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• 2002

The objectives of this study are to analyse model-based soil moisture variations depending on model parameters m and $T_0$ and to evaluate the model performance for the simulation of soil moisture variations by the comparison of observed groundwater levels and model-driven soil moisture amounts and observed and simulated river discharges at the basin outlet. The selected study area is the Pyungchang IHP river basin with outlet at Sanganmi station and the summer flooding events during '94-'98 are used for the analysis. As a result, soil moisture holding capacity is increased according to increase the parameter m that represents effective groundwater depth. This phenomenon is especially dominant when higher m and $T_0$ values are used. The qualitative comparison of computed base flow and observed groundwater level shows that the base flow peaks are reasonably simulated and the decreasing limbs of hydrograph are mainly caused by base flows. It is concluded that TOPMODEL can be used effectively for simulating basin-averaged soil moisture variations in addition to river flow generations.

• Journal of the Economic Geographical Society of Korea
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• v.20 no.2
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• pp.158-172
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• 2017

This study analyzes the time-space variability for the weekly passenger flow of the Seoul Subway system based on the dynamic visualization methods. For the purpose, we utilize one-week T-card transaction databases. By applying data mining algorithms, we extract passenger data for edge flows, on/off passengers at each subway station per minute interval time. It is practically intractable to analyze such spatio-temporal passenger flows by general statistical techniques. We employ dynamic visualization methods to analyze intuitively and to grasp effectively characteristics of the diurnal passenger flows on the Seoul Metropolitan Subway system during one week. As the result, we found that substantial differences exist on the spatio-temporal distribution patterns among days as well as between weekdays and weekend. We also investigates the time-space variability among eight major centers, and we found wide differences in their spatio-temporal distribution patterns.

• Geotechnical Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.47-62
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• 1994

It has been well known that the rainfall-triggered rise of groundwater levels is one of the most important factors resulting the instability of the hillside slopes. Thus, the prediction of porewater pressure is an essential step in the evaluation of landslide hazard. This study involves the development and verification of numerical groundwater flow model for the prediction of groundwater flow fluctuations accounting for both of unsatu나toed flow and saturated flow on steep hillside slopes. The first part of this study is to develop a nomerical groundwater flow model. The numerical technique chosen for this study is the finitro element method in combination with the finite difference method. The finite element method is used to transform the space derivatives and the finite difference method is used to discretize the time domain. The second part of this study is to estimate the unknown model parameters used in the proposed numerical model. There were three parameters to be estimated from input -output record $K_e$, $\psi_e$, b. The Maximum -A-Posteriori(MAP) optimization method is utilized for this purpose, . The developed model is applied to a site in Korea where two debris avalanches of large scale and many landslides of small scale were occurred. The results of example analysis show that the numerical groundwater flow model has a capacity of predicting the fluctuation of groundwater levels due to rainfall reasonably well.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.9 no.3
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• pp.97-106
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• 1989

This paper is on the modeling of two-dimensional groundwater flow, which is the first step of the development of Dynamic System Model for groundwater flow and pollutant transport in subsurface porous media. The particular features of the model are its versatility and flexibility to deal with as many real-world problems as possible. Points as well as distributed sources/sinks are included to represent recharges/pumping and rainfall infiltrations. All sources/sinks can be transient or steady state. Prescribed hydraulic head on the Dirichlet boundaries and fluxes on Neumann or Cauchy boundaries can be time-dependent or constant. Sources/sinks strength over each element and node, hydraulic head at each Dirichlet boundary node and flux at each boundary segment can vary independently of each other. Either completely confined or completely unconfined aquifers, or partially confined and partially unconfined aquifers can be dealt with effectively. Discretization of a compound region with very irregular curved boundaries is made easy by including both quadrilateral and triangular elements in the formulation. Large-field problems can be solved efficiently by including a pointwise iterative solution strategy as an optional alternative to the direct elimination solution methed for the matrix equation approximating the partial differential equation of groundwater flow. The model also includes transient flow through confining leaky aquifers lying above and/or below the aquifer of interest. The model is verified against three simple cases to which analytical solutions are available. The groundwater flow model shall be combined with the model of pollutant transport in subsurface porous media. Then the combined model, with the applications of the Eigenvalue technique and the Dynamic system theory, shall be improved to the Dynamic System Model which can simulate the real groundwater flow and the pollutant transport accurately and effectively for the analyses and predictions.