• Advances in environmental research
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• 제3권2호
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• pp.117-129
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• 2014

Groundwater contamination is seeking a lot of attention due to constant degradation of water by landfills and waste lagoons. In many cases heterogeneous soil system is encountered and hence, a finite element model is developed to solve the advection-dispersion equation for layered soil system as FEM is a robust tool for modelling problems of heterogeneity and complex geometries. Recently developed Meshfree methods have advantage of eliminating the mesh and construct approximate solutions and are observed that they perform effectively as compared to conventional FEM. In the present study, both FEM and Meshfree method are used to simulate phenomenon of contaminant transport in one dimension. The results obtained are agreeing with the values in literature and hence the model is further used for predicting the transport of contaminants. Parametric study is done by changing the dispersion coefficient, average velocity, geochemical reactions, height of leachate and height of liner for obtaining suitability.

• 물과 미래
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• 제29권4호
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• pp.187-198
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• 1996

난류전단 흐름에서의 비정상 수평 선오염원의 확산에 관한 수치모형을 개발하였다. 계산기법으로는 비정상 이송확산 방정식을 종방향 이송 및 연직방향 확산으로 분리하고, 이들 방정식을 방시간 간격에 대하여 번갈아 계산하는 단계분리 유한차분기법을 사용하였다. 종방향 이송방정식에 대해서는 Holly-Preissmann 기법을, 연직방향 확산방정식에 대해서는 Crank-Nicholson 기법을 각각 적용하였다. 개발된 모형을 난류전단 흐름에서의 정상 수평 선오염원의 확산 문제에 적용하여 계산결과를 반해석해와 비교함으로써 모형을 검증하였다. 또한 난류전단 흐름내로 순간적으로 방류된 면오염원의 확산문제에 계산모형을 적용하였다. 마찰계수에 대한 민감도 분석 결과, 동일한 무차원 시각에서의 혼합 정도는 마찰계수에 관계없이 거의 일정한 것으로 나타났다. 또한 동일한 정도의 혼합상태에 도달하는 데 소요되는 유하거리는 마찰계수의 제곱근에 반비례함을 알 수 있었다.

• 한국농공학회지
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• 제42권2호
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• pp.71-77
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• 2000

A multi-region model for solute transport through saturated soils has been developed to describe preferential flow. The model consists of numerous discrete pore groups, which are characterized by a discrete dispersion coefficient, flow velocity, and porosity . The hydraulic properties for each pore group are derived from a soil's hydraluic conductivity and soil water characteristic functions . Flow in pore group is described by the classical advection-disersion equation (ADE). An implict finite difference scheme was applied to the governing equation that results in a block-tridiagonal system of equations that is very efficient and allows the soil to be divided into any number of pore groups. The numerical technique is derived from methods used to solve coupled equations in fluid dynamics problems and can also be applied to the transport of interacting solutes. The results of the model are compared to the experimental data from published papers. This paper contributes on the characteristics of the method when applied to the parallel porosity model to describe preferential flow of solutes in soil.

• 물과 미래
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• 제26권3호
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• pp.137-148
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• 1993

종확산 방정식에 대한 유한차분 모형으로서, 5차의 보간다항식을 사용한 Holly-Preissmann 기법과 Generalized Crank-Nicholson 기법을 결합한 혼합모형을 개발하였다. 순간적으로 부하된 오염원의 종확산문제에 본 모형 및 특성곡선을 고려한 다른 수치기법들을 적용하여 정확해와 비교하였다. 보 모형에 의한 계산결과, Courant 수에 관계없이 수치진동이 전혀 발생하지 않았으며, 최대농도 발생지점도 정확해와 일치하였다. 모형의 적용에 있어서 시간가중치 $\theta$의 값이 작을수록 계산의 정확성이 전반적으로 향상되는 것으로 나타났으며, $\theta$의 값을 크게 할수록 최대농도값을 과대평가하는 경향을 보였다. 전반적으로 Courant 수가 작을수록 정확한 계산결과를 나타내고 있으나 그 민감도는, 특히 $\theta$의 값이 작을수록, 매우 작게 나타났다. 3차의 보간다항식을 사용하는 혼합모형 및 연산자 분리방법들과의 비교결과, 이송항이 지배적일수록 본 모형이 정확해와 가장 근사한 계산결과를 보임을 알 수 있었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.9-13
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• 1995

대수층과 하천이 상호 연결된 시스템에서 분산오염원이 대수층에 유입될 때, 이송·분산 방정식의 Monte Carlo 수치실험을 이용하여 수리전도도 및 분산오염원 농도의 공간변화가 지하수유출 농도의 시간 변화에 미치는 영향을 평가하였다. 그리고 공간 분포모형과 공간 적분모형의 비교·분석을 통하여, 모형구 조가 간단한 공간 적분모형의 분산오염원 문제에 대한 적용 가능성을 검토하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.151-154
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• 2005

Laboratory column experiments for simultaneous removal of Cd and Cr(VI) are conducted using newly developed material, referred to as Fe-loaded zeolite, which has both reduction ability of iron and ion exchange ability of zeolite. Breakthrough curves were obtained from each column experiment, and described with advection-dispersion equation. Apparent parameters including $K_{app}\;and\;D_{app}$ were newly introduced for effectively describing the Cr(VI) breakthrough curve. $K_{app}$ decreased with increasing initial contaminant concentration and with decreasing flow rates. Whereas, $D_{app}$ were not significantly affected by initial contaminant concentration or flow rate.

• 한국대기환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.73-84
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• 2006

Hazardous Air Pollutants (HAPs) are characterized by being relatively heavier and denser than that of ambient air due to the various reasons such as higher molecular weight, low temperature and other complicated chemical transformations (Witlox, 1994). In an effort to investigate transport and diffusion from instantaneous emission of heavy gas, Lagrangian Particle Dispersion Model (LPDM) coupled with the RAMS output was employed. Both deposition process and buoyancy term were added on the atmospheric diffusion equations of LPDM, and the locations and concentrations of dense gas particle released from instantaneous single point source (emitting initially for 10 minutes only) were analyzed. The result overall shows that adding deposition process and buoyancy terms on the diffusion equation of LPDM has very small but detectable effect on the vertical and horizontal distribution of Lagrangian particles that especially transported for a fairly long traveling time. Also the slumping of dense gas can be found to be ignored horizontally compared to the advection by the horizontal wind suggesting that it was essential to couple the Lagrangian particle dispersion model coupled with the RAMS model in order to explain the dispersion of HAPs more accurately. However, during the initial time of instantaneous emission, buoyancy term play an important role on the vertical locations of dense particles for near surface atmosphere and around source area, indicating the importance of densities of HAPs in the beginning stage or short duration for the risk assessment of HAPs or management of heavy vapors during the explosive accidents.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.863-873
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• 2021

다공성 매질에서 오염물 이동에 지배적인 기작인 역학적 분산은 공극 내 유속 차이에 의해서 발생한다. 종분산계수와 종분산지수는 이송확산 모형의 수리분산 매개변수이며, 실험을 통하여 얻어야만 한다. 수리평균반경은 공극 내 물의 흐름 양의 크기와 강도를 표현할 수 있으며, 매질의 물리적 특성인자를 이용하여 계산할 수 있다. 본 연구는 순간주입 추적자실험을 통하여 자갈 다공성매질에서 수리평균반경을 이용하여 종분산지수를 구할 수 있는 거듭제곱형의 경험식을 도출하였다. 경험식은 스케일상수 계산식이 포함되어 있어 이동거리에 따른 종분산지수의 산정이 가능하며, 소규모 유량의 균질한 자갈로 구성된 수로에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제2권2호
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• pp.141-156
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• 2010

In the framework of meshfree methods, a new methodology is developed based on radial point interpolation method (RPIM). This methodology is applied to a one-dimensional contaminant transport modelling in the saturated porous media. The one-dimensional form of advection-dispersion equation involving reactive contaminant is considered in the analysis. The Galerkin weak form of the governing equation is formulated using 1D meshfree shape functions constructed using thin plate spline radial basis functions. MATLAB code is developed to obtain the numerical solution. Numerical examples representing various phenomena, which occur during migration of contaminants, are presented to illustrate the applicability of the proposed method and the results are compared with those obtained from the analytical and finite element solutions. The proposed RPIM has generated results with no oscillations and they are insensitive to Peclet constraints. In order to test the practical applicability and performance of the RPIM, three case studies of contaminant transport through the landfill liners are presented. A good agreement is obtained between the results of the RPIM and the field investigation data.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6B호
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• pp.551-560
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• 2009

본 논문은 GIS에 기반한 하천 네트워크에서 임의의 두 지점 사이의 우발적으로 유출된 오염물질의 이동과 거동을 모의하기 위해 새로이 개발된 모형인 ARPTM에 관해 기술한다. ARPTM 모형은 특히 ADCP자료로부터 계산된 하천의 동역학적인 계수인 종분산계수와 이송속도를 일차원 하천 이송-확산 모형에 적용하였다. ARPTM은 GIS 기술을 바탕으로 운영되도록 설계되어 자료의 준비에 있어 기존의 GIS 자료 및 기능들을 편리하게 이용할 수 있도록 하였고 효율적으로 모의 결과를 다양한 방식으로 도시하여 사용자들의 오염물질의 이동에 대한 이해의 편리를 도모하였다. ARPTM은 복잡한 하천 네트워크에서 오염물질의 유출지점으로부터 하류의 관심지점까지의 경로를 신속하게 계산하고 오염물질의 이송거리와 이송시간과 그리고 농도를 제공한다. ARPTM은 또한 자료의 제공 및 결과가 효율적으로 최근에 개발된 GIS에 기반한 Arc River 데이터베이스에 저장되도록 하여 궁극적으로 측정 자료, 모델링, 그리고 여러 사이버 툴을 통합하여 오염물질 이동을 시공간적으로 묘사하여 대단위 유역에서 오염물질 유출에 따른 경고시스템의 구축에 활용될 수 있다.