• 한국해양공학회지
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• 제32권6호
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• pp.474-484
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• 2018

In this study, a new numerical modeling system was proposed to predict oil spills, which increasingly occur at sea as a result of abnormal weather conditions such as global warming. The hydrodynamic conditions such as the flow velocity needed to calculate oil dispersion were estimated using a three dimensional hydrodynamic model based on the Navier-Stokes equation, which considered all of the physical variations in the vertical direction. This improved the accuracy compared to those estimated by the conventional shallow water equation. The advection-diffusion model for the spilled oil was combined with the hydrodynamic model to predict the movement and fate of the oil. The effects of absorption, weathering, and wind were also considered in the calculation process. The combined model developed in this study was then applied to various test cases to identify the characteristics of oil dispersion over time. It is expected that the developed model will help to establish initial response and disaster prevention plans in the event of a nearshore oil spill.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.143-154
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• 1997

이송항에는 5차 보간다항식을 사용하는 Holly-Pressmann 기법을, 확산항에는 Hobson 등이 제안한 양해법을 사용하는 연산자 분리기법을 사용하여 1차원 이송-확산방정식의 수치모형을 제안하였다. 제안된 모형을 검정하기 위하여 일정한 유속과 종확산계수를 갖는 순간적으로 부하된 오염원의 경우와 상류단에 연속적인 오염원을 갖는 경우에 대하여 본 모형의 해를 해석해와 기존의 모형으로부터 구한 해를 비교검토하였다. Courant 수와 Peclet 수를 가진 경우에 대한 수치해석을 통하여, 본 모형이 Courant 수가 1보다 큰 경우에 대해서도 안정된 해를 제공함을 알 수 있었으며, 해석해가 존재하는 경우에 본 모형을 적용하여 얻은 수치해와 비교한 바 전반적으로 잘 일치하였다. 본 모형의 확산항에 사용된 양해법에서는 일반적인 양해법의 단점인 계산시간간격의 제약이 상당히 완화되어 상대적으로 큰 계산시간간격에 대해서도 양호한 결과를 보였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제8권3호
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• pp.162-168
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• 1992

Numerical solutions to the advection equations used for long-range transport air pollution models are calculated using three numerical methods; Antidiffusion correction method(Smolarkiewicz, 1983), Positive definite advecton scheme obtained by nonlinear renormalization of the advective fluxes(Bott, 1989), and Positive definite pseudospectral method(Bartnicki, 1989). Accuracy, numerical diffusion and computational time requirement are compared for two-dimensional transport calculations in a uniform rotational flow field. The solutions from three methods are positive definite. Bartnicki(1989)'s method is most conservative but requires approximately 10 times as much computational time as Smolarkiewicz(1983)'s method of which numerical diffusion is the largest. All three methods are more conservative for a cone shape initial condition than for a rectangular block initial condition with a steep gradient.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권5호
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• pp.473-480
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• 2012

고정확도를 보장할 수 있는 Compact Finite Volume Method를 이용하여 수심적분형 흐름 모형과 수심평균된 이송확산 방정식을 해석하는 수치모형 개발과정을 기술하였다. 이차원의 흐름과 파랑의 상호작용에 대한 실험결과와 제시된 수치모형을 이용한 계산결과는 양호하게 일치하였다. 일차원과 이차원공간에서의 흐름에 의한 스칼라의 이송에 관한 수치모의에서도 수차확산이 거의 발견되지 않았고, 매우 정확히 일치하였다. 개수로에서의 난류혼합에 관한 수치모의 결과에서도 합리적인 스칼라의 혼합양상이 관찰되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권6호
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• pp.703-710
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• 2005

A finite element discretization of the advection and redistancing equations of level set method has been studied. It has been shown that Galerkin spatial discretization combined with Crank-Nicolson temporal discretization of the advection equation of level set yields a good result and that consistent streamline upwind Petrov-Galerkin(CSUPG) discretization of the redistancing equation gives satisfactory solutions for two test problems while the solutions of streamline upwind Petrov-Galerkin(SUPG) discretization are dissipated by the numerical diffusion added for the stability of a hyperbolic system. Furthermore, it has been found that the solutions obtained by CSUPG method are comparable to those by second order ENO method.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권6호
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• pp.543-557
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• 2010

본 논문에서는 2차원 하상변동 수치모형인 CCHE2D 모형을이용하여 유사량 공식과 유사이송형태별 이류-확산 방정식의 선택이 하상변동 수치모의결과 값에 미치는 영향을 분석하고 실제 현장자료와 비교하였다. 또한 이러한 분석을 기초로 낙동강하구둑 상류 접근수로에서의 최적의 유사량 공식과 유사 이송형태별 이류-확산 방정식을 제안하였다. 낙동강하구둑 상류 접근수로에 대해 Ackers and White와 Engelund and Hansen의 유사량 공식과 소류사와 부유사 유사 이송형태에 따른 이류-확산 방정식을 각각 다르게 적용하여 모의한 결과, Engelund and Hansen 공식을 적용한 경우에는 Ackers and White 공식을 적용한 경우와 비교했을 때, 평수 및 홍수 조건에서 모두 하상변동량이 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 Ackers and White 공식으로 2002년에 발생한 실제 수문사상을 적용하여 하상변동 모의한 결과, 소류사 이송형태의 이류-확산 방정식을 적용한 모의결과가 부유사 이송형태를 적용했을 경우 보다 실제 하상변동에 더 근접한 것으로 나타났다.

• 한국항만학회지
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• 제13권2호
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• pp.419-426
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• 1999

It is essential for port planning, coastal zone management and environmental impact study to analyze the variation of current and water quality due to the development of water area and discharged water from estuary barrage and basin etc. Mokpo sea area downstreams from a long river and two large basins, the Yongsan river and Yongam-Kumho basins discharging much of water through water gates for the purpose of flood control and prohibition of salt intrusion to the inland fresh water area. In this study, the numerical calculations were carried out for the analysis of diffusion characteristics due to discharging operation, adapting the results of tidal current simulation ADI methord is applied to the governing equation for the movement of sea water and diffusion and 6-point method to the advection terms of diffusion equation. As the results of this study, it is known that the discharging operation causes increasing and/or decreasing of current velocity and enlarging and/or depressing of pollutant diffusion limits depending on the distance from the discharging gates and the mode of discharging operation. To utilize these result, the linked gate operation and the method increasing exchange of sea water must be considered.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1999년도 추계학술대회논문집
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• pp.253-261
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• 1999

It is essential for port planning, coastal zone management and environmental impact study to analyze the variation of current and water quality due to the development of water area and discharged water from the estuary barrage and basin, etc. Mokpo sea area has downstream from a long river and two large basins, the Yongsan river and Yongam-Kumho basins, discharging much of water through water gates for the purpose of flood and prohibition of salt intrusion to the inland fresh water area. In this study, the numerical calculation were carried out for the analysis of diffusion characteristics due to discharging operation, adopting the results of tidal current simulation. ADI method is applied to the governing equation for the movement of sea water and diffusion and 6-point method to the advection terms of diffusion equation. As the results of this study, it is known that the discharging operation causes increasing and/or decreasing of current velocity and enlarging and/or depressing of pollutant diffusion limits depending on the distance from the discharging gates and the modes of discharging operation. To utilize these result, the linked gate operation and the method increasing exchange of sea water must be considered.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.557-562
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• 2006

준설작업으로 인해 재부유된 퇴적물로 구성된 탁도플륨의 이송확산 거동을 예측하기 위해 이(1998)가 제안한 수치 해석의 혼합방법(hybrid method)을 사용하여 3차원 수치모형을 개발하였다. 본 모형에서는 이송 및 확산식의 수치해석에 있어 이송 과정은 전방입자추적기법(forward particle-tracking method), 확산 과정은 유한차분기법을 사용하여 수치계산에 있어 무작위 행보(random walk) 방법에 비해 계산시간이 크게 단축되었으며, 수치모의 결과의 정확성도 크게 향상되었다. 본 모형을 검증하기 위하여 1, 2차원 해석해와의 비교, 그리고 Kuo 등(1985)의 3차원 수리해석모형의 계산결과와 비교하였다. 본 모형의 검증 결과는 비교적 해석해와 잘 일치하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.131-141
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• 1994

특성곡선을 고려한 세가지 연산자 분리방법을 오염원의 종확산 문제에 적용하여, 그 결과를 Eulerian 기법들의 계산결과와 비교하였다. 연산자 분리방법의 이송방정식에 대한 수치 기법들로는 generalized upwind, two-point fourth-order 및 sixth-order Holly-Preissmann 기법들을 각각 적용하였으며, 확산 방정식에 대한 수치기법으로는 Crank-Nicholson 기법을 적용하였다. Holly-Preissmann 기법을 사용하는 연산자 분리방법들이 Eulerian 기법들에 비하여 매우 정확한 계산결과를 나타내었다. Eulerian 기법들의 경우에는 이송항의 근사방법으로서 중앙차분을 취하는 기법들은 수치진동을, 후방차분을 취하는 기법들은 수치분산을 각각 보였으며, 이러한 현상들은 종확산계수의 값이 작을수록 더욱 뚜렷하게 나타났다.