• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.409-419
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• 2008

율리신-이바노브 항복 조건을 이용하여 4절점 순수변위 준적합 쉘요소의 정식화를 제안하였다. 기하강성 행렬은 그린 변형률 텐서를 이용하여 휨변형률 및 전단변형률도 기하강성행렬에 고려되었다. 그 결과 접선강성행렬의 해석적인 적분으로 비선형 해석시 매우 효율적으로 계산이 되고 있다. 이 정식은 변형률 경화의 이바노브-유리신 항복조건을 이용하여 재료 비선형 해석시에도 쉽게 적분이 된다. 즉 두께 방향의 적층 적분을 하지 않는 율리신-이바노브의 정식은 대규모의 쉘 구조에도 계산상 아주 적합하다. 검증된 수치 예제에서 만족스러운 결과를 보여주고 있다.

• 천문학회보
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• 제36권2호
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• pp.86.2-86.2
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• 2011

We investigate the evolution of coronal loop emission in the context of the coronal magnetic field topology. New modeling techniques allow us to investigate the magnetic field structure and energy release in active regions (ARs). Using these models and high-resolution multi-wavelength coronal observations from the Transition Region and Coronal Explorer and the X-ray Telescope on Hinode, we are able to establish a relationship between the light curves of coronal loops and their associated magnetic topologies for NOAA AR 10963. We examine loops that show both transient and steady emission, and we find that loops that show many transient brightenings are located in domains associated with a high number of separators. This topology provides an environment for continual impulsive heating events through magnetic reconnection at the separators. A loop with relatively constant X-ray and EUV emission, on the other hand, is located in domains that are not associated with separators. This result implies that larger-scale magnetic field reconnections are not involved in heating plasma in these regions, and the heating in these loops must come from another mechanism, such as smallscale reconnections (i.e., nanoflares) or wave heating. Additionally, we find that loops that undergo repeated transient brightenings are associated with separators that have enhanced free energy. In contrast, we find one case of an isolated transient brightening that seems to be associated with separators with a smaller free energy.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권5호
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• pp.56-67
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• 2012

In the present study, an enhanced subsurface prediction algorithm based on a non-parametric geostatistical model and a history matching technique through Gibbs sampler is developed and the iterative prediction improvement procedure is proposed. The developed model is applied to a simple two-dimensional synthetic case where domain is composed of three different hydrogeologic media with $500m{\times}40m$ scale. In the application, it is assumed that there are 4 independent pumping tests performed at different vertical interval and the history curves are acquired through numerical modeling. With two hypothetical borehole information and pumping test data, the proposed prediction model is applied iteratively and continuous improvements of the predictions with reduced uncertainties of the media distribution are observed. From the results and the qualitative/quantitative analysis, it is concluded that the proposed model is good for the subsurface prediction improvements where the history data is available as a supportive information. Once the proposed model be a matured technique, it is believed that the model can be applied to many groundwater, geothermal, gas and oil problems with conventional fluid flow simulators. However, the overall development is still in its preliminary step and further considerations needs to be incorporated to be a viable and practical prediction technique including multi-dimensional verifications, global optimization, etc. which have not been resolved in the present study.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권4호
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• pp.361-372
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• 2019

The flow pattern of air layers and skin-friction drag reduction by air injection are investigated to find the suitable multiphase flow model using unstructured finite-volume CFD solver for the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. In the present computations, two different multiphase flow modeling approaches, such as the Volume of Fluid (VOF) and the Eulerian Multi-Phase (EMP), are adopted to investigate their performances in resolving the two-phase flow pattern and in estimating the frictional drag reduction. First of all, the formation pattern of air layers generated by air injection through a circular opening on the bottom of a flat plate are investigated. These results are then compared with those of MMkiharju's experimental results. Subsequently, the quantitative ratios of skin-friction drag reduction including the behavior of air layers, within turbulent boundary layers in large scale and at high Reynolds number conditions, are investigated under the same conditions as the model test that has been conducted in the US Navy's William B. Morgan Large Cavitation Channel (LCC). From these results, it is found that both VOF and EMP models have similar capability and accuracy in capturing the topology of ventilated air cavities so called'air pockets and branches'. However, EMP model is more favorable in predicting quantitatively the percentage of frictional drag reduction by air injection.

• 한국환경과학회지
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• 제31권7호
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• pp.637-652
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• 2022

In this study, the contributions of emissions (foreign and domestic) and atmospheric physical and chemical processes to PM_2.5 concentrations were evaluated during a high PM_2.5 episode (March 24-26, 2018) observed on the Jeju Island in the spring of 2018. These analyses were performed using the community multi-scale air quality (CMAQ) modeling system using the brute-force method and integrated process rate (IPR) analysis, respectively. The contributions of domestic emissions from South Korea (41-45%) to PM_2.5 on the Jeju Island were lower than those (81-89%) of long-range transport (LRT) from China. The substantial contribution of LRT was also confirmed in conjunction with the air mass trajectory analysis, indicating that the frequency of airflow from China (58-62% of all trajectories) was higher than from other regions (28-32%) (e.g., South Korea). These results imply that compared to domestic emissions, emissions from China have a stronger impact than domestic emissions on the high PM_2.5 concentrations in the study area. From the IPR analysis, horizontal transport contributed substantially to PM_2.5 concentrations were dominant in most of the areas of the Jeju Island during the high PM_2.5 episode, while the aerosol process and vertical transport in the southern areas largely contributed to higher PM_2.5 concentrations.

• Advances in nano research
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• 제11권6호
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• pp.581-593
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• 2021

This model is proposed to describe the buckling behavior of Carbon Nanotubes (CNTs) embedded in an elastic medium taking into account the combined effects of the magnetic field, the temperature, the nonlocal parameter, the number of walls. Using Eringen's nonlocal elasticity theory, thin cylindrical shell theory and Van der Waal force (VdW) interactions, we develop a system of partial differential equations governing the buckling response of CNTs embedded on Winkler, Pasternak, and Kerr foundations in a thermal-magnetic environment. The pre-buckling stresses are obtained by applying airy's stress function and an adjacent equilibrium criterion. To estimate the nonlocal critical buckling load of CNTs under the simultaneous effects of the magnetic field, the temperature change, and the number of walls, an optimization technique is proposed. Furthermore, analytical formulas are developed to obtain the buckling behavior of SWCNTs embedded in an elastic medium without taking into account the effects of the nonlocal parameter. These formulas take into account VdW interactions between adjacent tubes and the effect of terms involving differences in tube radii generally neglected in the derived expressions of the critical buckling load published in the literature. Most scientific research on modeling the effects of magnetic fields is based on beam theories, this motivation pushes me to develop a cylindrical shell model for studying the effect of the magnetic field on the static behavior of CNTs. The results show that the magnetic field has significant effects on the static behavior of CNTs and can lead to slow buckling. On the other hand, thermal effects reduce the critical buckling load. The findings in this work can help us design of CNTs for various applications (e.g. structural, electrical, mechanical and biological applications) in a thermal and magnetic environment.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권4호
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• pp.225-238
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• 2019

최적의 심도 영역 속도를 도출하기 위한 구조보정 속도분석(MVA, migration velocity analysis) 기법을 해양에서 취득한 원거리 다중채널 탄성파 자료에 적용하여 그 효용성을 확인한다. 지금까지 통상적으로 수행된 시간 영역 자료처리 결과는 지질학적 층서해석에는 무리 없는 결과이나, 어느 정도 가능성이 있는 플레이나 리드 지역에서의 유가스 탐사에서는 저류층 지질모델 구축, 시추 설계, 매장량 계산에서 반드시 심도 영역 속도 구조와 영상이 필요하다. 데이터 영역에서 근사 방식을 사용한 공통 중간점 기반 속도 분석으로부터 도출한 속도는 처음부터 오차를 내재하여 불확실성이 높다. 반면에, 이를 보완해 줄 검층 자료가 없는 상황에서 실측 규모의 속도 구조를 도출하는데 있어 이미지 영역 구조보정 속도분석 기법은 상당히 효율적인 방법이다. 이 연구에서는 해양에서 취득한 다중 채널 탄성파자료에 대해 합리적인 결과를 도출하기 위해 시간 영역에서 신호의 품질을 최적화하고, 이 자료에 대하여 반복적으로 MVA 기법을 적용함으로써 심도영역 속도 및 구조보정 단면도를 도출하였다. 시간 영역 속도를 단순히 Dix 방정식에 의해 심도영역으로 변환한 속도를 이용하여 생성한 결과(공통 수신점 모음도 및 중합 단면도)와 MVA 기법을 이용한 심도영역 자료처리를 통해 도출된 속도를 이용하여 생성한 결과를 비교함으로써, 심도영역 결과가 보다 합리적임을 확인하였다. 심도 영역으로 도출된 속도는 중합전 심도 구조보정에 바로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 현장 자료의 파형역산 적용 시 초기 모델로 활용함으로써 역산 수행 과정에서 발생할 수 있는 국부 최소(local minima) 문제를 최소화할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.404-411
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• 2019

곡교천 유역의 홍수-유출 특성을 파악하는 연구를 수행하기 위하여 HEC-HMS 모형을 적용하였다. 이 유역은 일부 소유역에서 대규모 농업용 저수지가 있어 소유역으로부터 발생한 초기 유출이 저수지에 의해서 상당량 저류되는 특징을 갖고 있다. 이러한 현상을 반영하기 위하여 3가지 침투모의 방법을 사용하였으며, 방법 1은 기존의 유출곡선지수법, 방법 2는 방법 1에 표면법 기능을 추가한 방법, 방법 3은 초기 및 일정손실율 방법이다. 모형은 3가지 방법으로 손실계산, Clark의 단위도법으로 강우의 직접유출 변환, 지수함수적 감소법으로 기저유량, Muskingum 법으로 하도추적 하는 과정을 포함한다. 모형에서 최적화 기법을 시행착오법과 병행하여 최적화 변수를 도출하였다. NSE, RAR, and PBIAS 등의 평가지표를 사용하여 모형의 보정을 수행하였다. 유출체적, 첨두유량, 첨두발생시각 등에 대하여 모의치와 실측치를 비교한 결과 초기손실을 반영할 수 있도록 설계된 방법2와 3에서 우수한 결과를 나타낸 반면, 그렇지 못한 방법 1은 모의치와 실측치의 차이가 큰 것으로 나타났다. 복합 강우인 경우에 방법 3은 방법 2에 비하여 좋은 결과를 나타내지 못하였다. 결론적으로 방법 2가 단일 강우나 복합강우 모두 좋은 결과를 주는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 정책입안자가 홍수관리대책을 수립하는 데 유용한 도구로서 사용되어 질 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.587-599
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• 2023

기후변화로 인해 전 세계 주요 도시에서 홍수의 빈도와 위험성이 증가함에 따라, 도시 침수에 대비한 선제적 대응을 위해 넓은 공간 영역에서 고해상도 2차원 침수 정보를 신속하고 정확하게 해석할 수 있는 모의 기술의 중요성이 대두되고 있다. 기존의 천수 방정식(shallow water equations)에 기반한 물리적 해석 방법은 고해상도 침수 예측을 위해 많은 컴퓨터 자원과 계산 시간이 소요되는 한계가 있다. 본 연구는 전환 규칙과 가중치 기반 시스템을 사용하여 침수의 시공간 변화를 모의하는 셀룰러 오토마타(cellular automata) 기반 2차원 침수 해석 모형 Weighted Cellular Automata 2D (WCA2D)의 이론적 배경을 고찰하고, 부산 온천천 유역의 침수 사상 모의를 통해 재현하여 국내 도시 유역에 대한 적용성을 검토하였다. 또한, Open Computing Language (OpenCL)와 Open Multi-Processing (OpenMP)과 같은 병렬계산(parallel computing)기술을 적용한 버전을 순차계산(sequential computing)결과와 비교하여 연산성능을 평가 하였다. 연구결과, WCA2D 모형에 의한 최대 침수심 분포는 과거침수 피해지도와 유사하게 모의되어, 복잡한 지형특성을 가지는 도시유역 침수의 시공간적 변화를 해석하기에 적절함을 확인하였다. 또한,병렬 계산 적용시 순차 계산 버전에 비해 OpenCL과 OpenMP는 약8배~14배, 5배~6배 연산 효율이 향상되어 효율적인 도시 침수 모의가 가능하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.660-668
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• 2018

본 연구는 융합현실(MR; Mixed Reality) 장비를 이용하여 가상건설 시뮬레이션을 수행하기 위한 마커 운용방법을 알아보는 것을 목적으로 한다. 부수적으로 BIM 데이터를 이용하여 형상 데이터를 추출하고 이를 MR장비를 통하여 재현하는 프로세스를 검토하도록 한다. 건축물은 규모가 매우 큰 오브젝트이기 때문에, 축척의 오차에 따른 길이의 오차가 매우 크다. 축척은 MR 장비의 카메라가 마커를 인식하는 방법에 영향을 받는다. 따라서 마커를 설치하고 운용하는 방법에 따라 오브젝트의 오차가 달라질 수 있다. 실험결과에 따르면 MR 장비를 이용한 가상 건설 시뮬레이션 운용 시 마커 추적 방식에 따른 가상 오브젝트의 길이의 오차율은 약 0.47% 정도로 나타났으며, 이를 바탕으로 시뮬레이션을 위한 요구 오차한계에 따른 설치 마커 간의 거리를 구할 수 있었다. 또한 MR 장비의 마커 인식거리를 고려하여 마커간의 최소 설치 간격은 5M이상으로 설정할 필요가 있으며 이때 약 23mm의 길이 오차가 발생함을 고려해야한다. 가상 오브젝트를 20mm 이하의 오차에서 정밀하게 재현하고 하고자 할 때는 해당 오브젝트를 기준으로 반경 5M내에 해당 오브젝트를 위한 별도의 마커를 설치할 필요가 있는 것으로 나타났다. 본 연구를 바탕으로 가상 건설 시뮬레이션의 건설현장 적용에 MR의 활용도가 높아지길 기대한다.