• 한국수자원학회논문집
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• 제54권7호
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• pp.495-507
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• 2021

최근 도시와 산업의 발달과 함께 하천, 호소 등 수환경에서의 수질 오염사고가 빈번하게 일어나고 있어 어류폐사, 취수중단, 친수활동 저해 등 심각한 수생태계 및 사회경제적 피해가 발생하고 있다. 따라서 이에 대한 대응책으로 수질모델링을 통한 오염물질의 이동 및 확산에 대한 사전 예측이 필요하다. 본 연구에서는 2차원 하천흐름/수질해석 프로그램인 RAMS+의 현장 적용성 및 예측 정확도를 검증하기 위해 만곡하천인 섬강에서 현장실험을 수행하였다. 모의결과 흐름해석모형 HDM-2Di와 수질해석모형 CTM-2D-TX는 현장실험에서 관측된 2차원 흐름 특성과 오염물질의 거동 및 혼합 양상을 정확하게 재현하였다. 특히 하천의 양안과 만곡부에서 국부적으로 발생하는 저유속 흐름에 의해 오염물질의 거동이 지체되는 저장대 효과를 정확하게 모의하였다. 나아가서 하천 만곡부에서 이차류가 야기하는 오염물질 3차원적 혼합 양상을 2차원 분산계수를 통해 효과적으로 재현하였다. 오염물질의 위험농도 체류시간은 취수중단 기간을 결정하는데 있어 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 CTM-2D-TX 모의결과를 기반으로 오염물질 위험농도 체류시간을 계산하였고, 위험농도 체류시간의 공간적 분포가 하폭방향으로 큰 편차를 지니고 있음을 확인하였다. 이러한 오염물질의 2차원적 체류 특성은 1차원 수질모형을 통해서는 예측이 불가능하기 때문에 효율적이고 정확한 수질사고대응을 위해 2차원 수질모형의 활용이 필요함을 본 연구의 결과는 시사하고 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권4호
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• pp.529-538
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• 1993

이전에 제신된 시간 균일적인 경우의 모델［1］에 대한 확장으로 균열암반내 핵종이동에 관한 연속시간 마코프 프로세스를 이용한 통계적 방법에 의한 모델이 제시되었다. 단일 평판 균일을 갖는 암반매질에서 핵종이 균열로부터 알반조직내로 확산 이동하는 경우 더 이상 균열시간적인 마코프 모델을 적용할 수 없으므로 암반으로의 확산항을 시간에 따라 변화하는 과정으로 보아 모델을 제시한 후 기존의 결정론적 해석해와 비교하였다. 통계적모델의 최종 결과는 시간의 함수로서의 상태변수에 대한 기댓값과 그 분산치일 것이다. 핵종의 시간 종속적인 확률분포가 전이강도가 주어질 때 매질내의 특성이 균질하다고 볼 수 있도록 나누어진 암반매질의 각 구획에 대해 주어지게 된다. 이 모델은 매질공간에 대해 불연속적이므로 핵종이동에 영향을 주는 변수들이 쉽게 균열암반이나 다중매질 등과 같은 비균질한 매질에 적용되어 질수 있다. 매질을 나눈 구획수가 수치적 분산에 민감한 것으로 나타났지만 분산계수의 보정에 의해 해석해와 잘 일치되는 것을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권4호
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• pp.8-21
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• 2008

지질 매체의 층상 불균질성과 지하수 양수 방식이 해안 대수층 내에서의 지하수 유동과 염분 이동에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위하여 수리동역학적 분산 수치 모델을 이용한 일련의 삼차원 수치 모델링이 수행되었다. 해수 침투에 대한 층상 불균질성의 영향을 평가하기 위하여 하부 사토층(대수층)과 상부 점토층(준대수층)으로 구성된 층상 불균질 해안 대수층과 이에 상응하는 등가의 물질로 구성된 균질 해안 대수층을 수치 모델링하였다. 또한 해수 침투에 대한 지하수 양수 방식의 영향을 평가하기 위하여 전체 수치 모델링 기간 동안에 동일한 양의 지하수를 양수하는 연속적인 지하수 양수 방식과 두 개의 주기적인 지하수 양수 방식을 상기한 두 해안 대수층에 적용하였다. 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수 방식이 층상 대수층의 하부 사토층뿐만 아니라 상부 점토층에서의 지하수 유동과 염분 이동에 보다 중대한 악영향을 끼치며, 주기적인 지하수 양수 시에 양수 강도가 클수록 지하수 염수화가 공간적 및 시간적으로 더욱 심화됨을 보여준다. 이는 해수 침투에 의한 지하수 염수화를 최소화하기 위해서는 지속적인 지하수 양수 방식이 보다 더 적합할 수 있음을 의미한다. 또한 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수시에 상부 점토층에서의 지하수 염수화 양상이 하부 사토층에서의 그것에 비해 매우 다르게 발생함을 보여준다. 이러한 두 지층 사이의 지하수 염수화 양상의 차이는 층상 해안 대수층의 층상 불균질성에 기인하는 것으로 해석된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권1호
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• pp.45-53
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• 1991

본 논문에서는 변조된 입사파의 쐐기에 의한 비선형 산란을 해석하였다. 쐐기의 목이 작다고 가정하여 포물형 근사를 도입하여 문제를 단순화시켰다. 이 문제에는 척도가 서로 다른 시간 및 공간 변수가 포함되어 있으므로 다척도 전개기법을 이용하였다. 비선형 산란파의 전개식은 일종의 3차 Schrodinger 방정식으로 기술할 수 있음을 밝혔는 데, 이 식에는 군속도로 진행하는 선형시간전개항, 선형측면분산항 그리고 3차 비선형항이 포함되어 있다. 유한차분법을 사용하여 수행 한 수치 계산의 결과에 의하면 산란파는 비선형항이 클 수록 그리고 변조비가 작을 수록 불안정해지며, 초기에 형성되는 스템파는 곧 여러 개의 파성분으로 분리되어 시간에 따라 변동한다. 전반적으로 보아 산란파의 전개에는 비선형항이 지배적인 인자라는 결론을 내릴 수 있다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제1권3호
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• pp.311-330
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• 2014

Environmental impact of aircraft emissions can be addressed in two ways. Air quality impact occurs during landings and takeoffs while in-flight impact during climbs and cruises influences climate change, ozone and UV-radiation. The aim of this paper is to investigate airports related local emissions and fuel consumption (FC). It gives flight path optimization model linked to a dispersion model as well as numerical methods. Operational factors are considered and the cost function integrates objectives taking into account FC and induced pollutant concentrations. We have compared pollutants emitted and their reduction during LTO cycles, optimized flight path and with analysis by Dopelheuer. Pollutants appearing from incomplete and complete combustion processes have been discussed. Because of calculation difficulties, no assessment has been made for the soot, $H_2O$ and $PM_{2.5}$. In addition, because of the low reliability of models quantifying pollutant emissions of the APU, an empirical evaluation has been done. This is based on Benson's fuel flow method. A new model, giving FC and predicting the in-flight emissions, has been developed. It fits with the Boeing FC model. We confirm that FC can be reduced by 3% for takeoffs and 27% for landings. This contributes to analyze the intelligent fuel gauge computing the in-flight fuel flow. Further research is needed to define the role of $NO_x$ which is emitted during the combustion process derived from the ambient air, not the fuel. Models are needed for analyzing the effects of fleet composition and engine combinations on emission factors and fuel flow assessment.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.317-324
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• 1994

팔당호의 순환이 수치적으로 해석되었으며 이는 팔당호에 유입되는 오염물과 토사의 확산과 농도의 예측도구의 개발을 위한 단계이다. 2차원 수심적분 지배방정식의 차분화에는 Abbott의 3-단계시간 수치기법과 비선형항에는 시간, 공간적으로 중앙처리한 반복기법을 사용하였다. 모형의 매개변수인 전단응력과 와확산계수는 관측자료를 이용 결정하였다. 평상시 정상류의 유속 계산결과는 바람의 영향을 고려했을 때 실측치에 보다 근접하는 것으로 나타나 이는 정확한 순환해석을 위해서는 바람의 영향을 포함시킴이 필요함을 시사한다. 홍수파의 유입과 팔당댐 방류로 인한 부정류에 대한 모의는 물리적으로 타당한 결과를 제공하여 본 연구의 모형은 바람의 영향을 포함한 부정류 순환현상의 예측도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 디지털융복합연구
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• 제13권11호
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• pp.157-164
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• 2015

본 논문은 융복합을 위한 범주형 데이터의 부공간에 의한 군집화에 대해서 다룬다. 범주형 데이터는 수치형 데이터에만 국한되지 않기 때문에 기존의 범주형 데이터들의 평가척도들은 순서화(ordering)의 부재와 데이터의 고차원성과 희소성으로 인하여 한계를 가지기 마련이다. 따라서 각각의 군집에 존재하는 범주형 속성들의 상호 유사도을 보다 근접하게 측정할 수 있는 조건부 엔트로피 척도를 제안한다. 또한 군집의 최적화를 위하여 군집내의 발산을 최소화하고, 군집간의 독립성을 향상시킬 수 있는 새로운 목적함수를 제안한다. 제안된 알고리즘의 성능을 4개의 알고리즘과 비교검증하기 위하여 5가지의 데이터에 대하여 실험을 수행하였다. 비교검증을 위한 평가척도는 정확도, f-척도와 적응된 Rand 색인이다. 실험을 통하여 제안된 방법이 평가척도에 의한 결과에서 기존의 방법들보다 좋은 성능을 보였다.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제1권3호
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• pp.157-167
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• 2015

In order to provide simple and accurate wave theory in design of offshore structure, an analytical approximation is introduced in this paper. The solution is limited to flat bottom having a constant water depth. Water is considered as inviscid, incompressible and irrotational. The solution satisfies the continuity equation, bottom boundary condition and non-linear kinematic free surface boundary condition exactly. Error for dynamic condition is quite small. The solution is suitable in description of breaking waves. The solution is presented with closed form and dispersion relation is also presented with closed form. In the last century, there have been two main approaches to the nonlinear problems. One of these is perturbation method. Stokes wave and Cnoidal wave are based on the method. The other is numerical method. Dean's stream function theory is based on the method. In this paper, power series method was considered. The power series method can be applied to certain nonlinear differential equations (initial value problems). The series coefficients are specified by a nonlinear recurrence inherited from the differential equation. Because the non-linear wave problem is a boundary value problem, the power series method cannot be applied to the problem in general. But finite number of coefficients is necessary to describe the wave profile, truncated power series is enough. Therefore the power series method can be applied to the problem. In this case, the series coefficients are specified by a set of equations instead of recurrence. By using the set of equations, the nonlinear wave problem has been solved in this paper.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.619-633
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• 1994

천해역(淺海域)에서 굴절(屈折), 회절(回折) 및 쇄파(碎波)를 고려한 범용성(汎用性)있는 파랑변형모형(波浪變形模型)을 개발하였다. 기존(旣存)이 완경사방정식(緩傾斜方程式)으로부터 고차(高次)의 회절항(回折項)을 고려한 포물형근사방정식(抛物形近似方程式)을 유도하였으며, 난류모형(亂流模型)을 도입하여 저면마찰(底面摩擦) 및 쇄파(碎波)에 의한 에너지 감쇠항(減衰項)을 정식화(定式化)하였다. 본 모형(模型)의 수치해(數値解)는 Crank-Nicolson의 음해법(陰解法)으로 계산하였으며, 계산결과(計算結果)는 원형천퇴(圓形淺堆), 타원형천퇴(楕圓形淺堆) 및 쇄파대(碎波帶)에서의 여러가지 수리실험결과(水理實驗結果)와 비교하였다. 쇄파대(碎波帶)에서 파고감쇠양상(波高減衰樣相)은 입사파(入射波)의 파형경사(波形傾斜)에 따라 민감(敏感)하게 반응(反應)하였으며, 타원형천퇴(楕圓形淺堆) 주변(周邊)에서 비선형분산관계(非線型分散關係)와 에너지 감쇠효과(減衰效果)는 파고변화(波高變化)를 잘 설명하였다. 그리고 본 모형(模型)을 현지해안(現地海岸)에 적용하여 타당성(妥當性)있는 계산결과(計算結果)를 얻었다.

• 자원환경지질
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• 제29권2호
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• pp.183-192
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• 1996

Much computing time and large computer memory are needed to solve the wave equation in a large complex subsurface layer using finite difference method. The time and memory can be reduced by decreasing the number of grid per minimun wave length. However, decrease of grid may cause numerical dispersion and poor accuracy. In this study, we present 49 points weighted average method which save the computing time and memory and improve the accuracy. This method applies a new weighted average to the coordinate determined by transforming the coordinate of conventional 5 points finite difference stars to $0^{\circ}$ and $45^{\circ}$, 25 points finite differenc stars to $0^{\circ}$, $26.56^{\circ}$, $45^{\circ}$, $63.44^{\circ}$ and 49 finite difference stars to $0^{\circ}$, $18.43^{\circ}$, $33.69^{\circ}$, $45^{\circ}$, $56.30^{\circ}$, $71.56^{\circ}$. By this method, the grid points per minimum wave length can be reduced to 2.5, the computing time to $(2.5/13)^3$, and the required core memory to $(2.5/13)^4$ computing with the conventional method.