• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.537-546
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• 2020

본 연구에서는 오염물 사고에 대한 신속한 대응을 위하여 입자 분산 모형을 개발 및 개선하고 병렬 프로그램을 적용한 모의 속도 증가와 그 분석을 통하여 속도개선 결과를 평가하였다. 개발된 모형은 전단류 분산이론을 따르면서 수평 혼합 과정은 전단이송, 연직 혼합 과정은 연직배열 알고리즘을 이용한 난류 및 입자 확산을 구현하였다. 오염사고에 신속하게 대응하기 위해 모형 속도 개선을 위하여 OpenMP를 활용한 병렬 프로그래밍으로 멀티코어 적용 알고리즘을 적용하였다. 병렬 프로그래밍 적용 결과, 가상 사행수로에서 기준 소요시간 내로 모의가 가능한 입자 및 활용 코어 개수의 관계를 도출할 수 있었다. 이 연구 결과로 신속한 수질 오염사고 사고대응을 위한 적절한 모의 조건을 구성할 수 있게 되어 모형의 활용성을 증대할 수 있었다.

• 대기
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• 제21권1호
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• pp.95-108
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• 2011

The effects of an apartment complex on flow and pollutant dispersion in an urban area are numerically investigated using a computational fluid dynamics (CFD) model. The CFD model is based on the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and includes the renormalization group k-${\varepsilon}$ turbulence model. The geographic information system (GIS) data is used as an input data of the CFD model. Eight numerical simulations are carried out for different inflow directions and, for each inflow direction, the effects of an apartment complex are investigated, comparing the characteristics of flow and dispersion before and after construction of the apartment complex in detail. The observation data of automatic weather system (AWS) is analyzed. The windrose analysis shows that the wind speed and direction after the construction of the complex are quite different from those before the construction. The construction of the apartment complex resulted in the decrease in wind speed at the downwind region. It is also shown that the wind speed increased partially inside the apartment complex due to the channeling effect to satisfy the mass continuity. On the whole, the wind speed decreased at the downwind region due to the drag effect by the apartment complex. As a result, the passive pollutant concentration increased (decreased) near the downwind region of (within) the apartment complex compared with that before the construction.

• 한국환경과학회지
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• 제16권6호
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• pp.715-723
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• 2007

The air pollutant emission is mainly caused by line sources in urban area. For example, the annually totaled air pollutant emission is known to consist of about 80% of line sources in Daegu. Hence, the appropriate assessment on the air pollutants of line sources is very important for the atmospheric environmental management in urban area. In this study, we made a comparative study to evaluate suitable dispersion model for estimating the air pollution from line sources. Two air pollution dispersion models, ISCST3 and CALINE4 were the subject of this study. The results were as follows; In the assessment of air pollution model, ISCST3 was found to have 4 times higher concentration than CALINE4. In addition, actual data obtained by measurement and estimated values by CALINE4 were generally identical. The air pollution assessment based on ISC3 model produced significantly lower values than actual data. The air pollution levels estimated by ISCST3 were very low in comparison with the observational values.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권1호
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• pp.244-252
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• 2021

Wind plays an important role in cases of unexpected radioactive pollutant dispersion, deciding distribution and concentration of the leaked substance. The accurate prediction of wind has been challenging in numerical weather prediction models, especially near the surface because of the complex interaction between turbulent flow and topographic effect. In this study, we investigated the characteristics of atmospheric dispersion of radioactive material (i.e. ¹³⁷Cs) according to the simulated boundary layer around the HANARO research nuclear reactor in Korea using the Weather Research and Forecasting (WRF)-Mesoscale Model Interface (MMIF)-California Puff (CALPUFF) model system. We examined the impacts of orographic drag on wind field, stability calculation methods, and planetary boundary layer parameterizations on the dispersion of radioactive material under a radioactive leaking scenario. We found that inclusion of the orographic drag effect in the WRF model improved the wind prediction most significantly over the complex terrain area, leading the model system to estimate the radioactive concentration near the reactor more conservatively. We also emphasized the importance of the stability calculation method and employing the skillful boundary layer parameterization to ensure more accurate low atmospheric conditions, in order to simulate more feasible spatial distribution of the radioactive dispersion in leaking scenarios.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.169-178
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• 2011

격자볼츠만 방법(LBM)을 이용하여 난류 경계층에서의 오염물질 확산에 대하여 수치계산을 수행 하였다. 난류 경계층 내의 유동을 모사하기 위하여 격자볼츠만 방법에 Smagorinsky 아격자 모델을 적용한 LB-SGS 모델을 사용하였으며, 오염물질의 확산을 모사하기 위하여 Passive-scalar 방법을 적용하였다. LB-SGS 모델의 신뢰성 검증을 위하여 Fackrell & Robins(1982)과 Raupach & Legg(1983)의 실험 조건과 동일한 조건하에서 수치계산을 수행하였고, 수치계산으로 얻어진 농도 분포를 실험값과 비교하였다. 이 결과로부터 LB-SGS 모델이 난류 경계층 내에서의 오염물질의 농도분포를 예측하는데 적합한 모델임을 알 수 있었다.

• Wind and Structures
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• 제8권6호
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• pp.427-442
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• 2005

Numerical and wind tunnel simulations of pollutant dispersion around rectangular obstacles with five aspect ratios have been conducted in order to identify the effects of flow patterns induced by buildings on plume dispersion in the near wake of buildings. An emission from a low source located upwind of obstacles was used in this simulation. The local flow patterns and concentrations around a cubical obstacle were initially investigated using three RANS turbulence models, (the standard $k-{\varepsilon}$, Shear Stress Transport (SST), Reynolds-Stress RSM turbulence model) and also using Large-eddy simulation (LES). The computed concentrations were compared with those measured in the wind tunnel. Among the three turbulence models, the SST model offered the best performance and thus was used in further investigations. The results show, for normal aspect ratios of width to height, that concentrations in the near wake are appreciably affected because of plume capture by the horseshoe vortex and convection by the vertical vortex pairs. These effects are less important for high aspect ratios. Vertical vortex pairs present a strong ability to exchange mass vertically and acts efficiently to reduce ground-level concentrations in the near wake.

• 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.

• 물과 미래
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• 제16권4호
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• pp.237-243
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• 1983

본 연구는 수리모형 실험을 통하여 지류로부터 유입 된 오염원이 합류후에 여하히 의석확산하는 가에 대하여 규명하였다. 본류와 지류의 유량을 변화시키면서 정성적인 확산경향, 유황, 유속, 수리적인 특성을 관찰하였다. 희석확산의 결과는 오염원으로부터의 거리 및 오염의 진행시간에도 많은 영향을 받으나 무엇보다도 그 지점의 유체의 유속이 빠를수록 그리고 유량비가 클수록 오염물질의 희석확산의 효과는 크게 나타났다. 또한, 유속이 커질수록 종방향의 확산속도는 상대적으로 증가하고 횡방향의 확산속도는 감소된다. 이는 속도 분포에 의한 확산이 커지기 때문인 것으로 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.400-406
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• 2009

본 연구에서는 하천에 유입된 오염물질의 거동 및 확산 특성을 파악하기 위하여 실제 하천에서 RI(Radioactive Isotope) 추적자를 이용하여 오염물 확산을 실측하고 그 결과를 수치모형과 비교분석하였다. 연구대상 수로구간은 금강 상류지역의 용담댐 부근 합류지점으로부터 하류로 약 2km구간에서 실험을 하였으며, 수치모형으로는 RMA-2(Resource Modeling Associates-2), RMA-4를 사용하였다. RI를 이용한 현장실험은 모델링을 적용한 지역과 동일 지역에서 실험을 실시하였고, 각 구간의 간격은 1km로 정하되 현장 사정에 따라 차이를 조금 두어 RI계측기인 NaI계측기를 통한 1초 간격의 농도 데이터를 계측하였다. 계측결과는 수치모형의 결과와 실제 하천에서의 확산범위 및 확산에 큰 영향을 미치는 확산계수 변화에 따른 농도 분포를 비교 분석하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1997년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.79-82
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• 1997

토양내에서 오염유기물질이 불포화토양내에 유입될 때의 dispersion coefficient를 adsorption과 desorption과정에 대해 알아보았다. apparent dispersion coefficient를 측정하기 위해 일상적인 상대습도(46%)조건에서 parametric analysis를 행하였다. 실험에 사용된 토양은 fine sand와 silt-clay혼합시료였고, 흐름방향은 상향과 하향으로 하였다. 그리고, Freon gas를adsorbing solute로 사용하였다. 오염물질로는 DCM, TCE, DCB를 사용하였다. 분석을 위해서 linear와 probability scale의 breakthrough curve를 사용하였다. 공기에서의 diffusion coefficient의 예측을 위하여 Graham's law를 계산에 사용하였고, DCM diffusion coefficient는 0.098$\textrm{cm}^2$/s로 계산되었다. 연구결과, adsorption과 desorption의 속도는 차이가 있는 것으로 나타났으며, diffusion이 flow regime을 좌우하는 것으로 나타났다. 그리고, desorption에서의 D$^{a}$ D$^{o}$ 는 1보다 클수도 있다. 또한, dispersion은 silt-clay혼합시료에서의 속도와 함께 증가한다. dispersion은 Freon의 sorption방향에 크게 의존한다.