• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.875-886
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• 1994

본 연구는 유역의 지형인자를 고려한 강우의 수리학적 단기유출 해석 시스템을 개발한 것이다. 강우 유출의 기본 개념은 Kinematic Wave 이론에 의거하였으며, 그 수치해는 특성곡선 추적법에 의하여 산출된다. 개발된 강우유출해석 시스템은 한개의 하도를 중심으로 좌우 2개의 등가사면을 지니는 단위 등가조도 모델이 복수개의 하도망을 따라 결합된 복합 등가조도 유역 모델로 구성되며, 등가조도유역 모델은 유역의 하천차수이론에 근거하여 규정됨으로써 유역이 지니는 확률적 지형인자를 모델 파라메타에 함축시키는 특성을 지닌다. 모델 파라메타의 민감도분석과 IHP 대표유역인 보청천 유역의 지형 및 수문자료를 이용한 모델 보정과 검정을 통하여 제안 시스템의 현장 적용성과 재현가능성이 확인되었다. 본 연구의 성과에 의하여 해석대상 등가유역의 시공간상 임의 위치에서 수리량의 시간변동 예측 및 유역의 개발에 따른 단기적 수질변동 해석에 요구되는 수리량의 해석이 가능하게 되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.315-330
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• 2000

지형형태학적 순간단위도(GIUH)는 미계측유역이나 관측자료가 충분하지 않은 유역의 적용을 목적으로 한다. 이를 위해서는 GIUH의 동역학적 매개변수인 특성속도의 정도 있는 추정이 가장 중요한 요소이나 아직까지 그에 대한 정확한 산정방법은 개발되어 있지 못한 실정이다. 실측된 강우 유출자료가 존재할 경우, 특성속도의 추정은 상대적으로 용이하나. GIUH의 목적에 맞지 않는다. 이 미계측 유역에 대한 유출 해석임을 상기한다면 특성속도 역시 지형형태학적인 해석을 바탕으로 산정되어야 하고, 그와 더불어 실제 적용에 합리적이며 간편한 식의 구조로 표현되어야 한다. 이에 본 연구에서는 GIUH 이론을 위천의 고노, 통곡, 효령 유역에 적용하고, 실측 자료를 근거로 한 최적화 과정을 통하여 특성속도를 산정하였다. 그렇게 구한 특성속도는 GcIUH 및 기타 집중시간에 관한 경험공식과의 비교를 통해 가장 적절한 방법을 선정할 수 있도록 하였다. 비교 결과 Kerby, 김남원, Kinematic Wave, Brasby-Williams 공식 등이 비교적 실측치와 근사한 값을 주는 것으로 조사되었으나, Kerby, Kinematic Wave 공식 등의 경우 조도계수 n값이 다소 주관적으로 추정될 수 있으며, 또한 특성속도가 이들 계수에 따라 크게 변화하는 단점이 있는 것으로 나타났다. 따라서, 비교적 정확하고도 객관적인 값을 주는 김남원 및 Brasby-Williams공식을 유역의 특성속도 산정공식으로 제시할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국해양공학회지
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• 제17권4호
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• pp.1-7
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• 2003

A virtual reality technology for multipurpose numerical simulation is developed to reproduce and investigate a variety of ocean environmental problems in a 3D Numerical Wave Tank(NWT). The governing equations for solving incompressible fluid motion are Navier-Stokes equation and continuity equation. The Marker-Density function technique is adopted to implement the fully nonlinear freesurface kinematic condition. The marine environmental situations, i.e., waves, currents, etc., are reproduced by use of multi-segmented wavemakers on the basis of the so-called ″snake-principle″. In this paper, some numerical reproduction techniques for regular, and irregular waves, multi-directional waves, Bull's-eye wave. wave-current, and solitary wave are presented, and a model test in motion with large amplitude of roll angle is conducted in the developed 3D-NWT, using a overlaid grid system.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권12호
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• pp.2263-2269
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• 2005

The ship wave phenomena in the restricted waterway were investigated by a numerical analysis. The Euler and continuity equations were employed for the present study. The boundary fitted and moving grid system was adopted to enhance the computational efficiency. The convective terms in the governing equations and the kinematic free surface boundary condition were solved by the Constrained Interpolated Profile (CIP) algorithm in order to solve accurately wave heights in far field as well as near field. The advantage of the CIP method was verified by the comparison of the computed results by the CIP and the Maker and Cell (MAC) method. The free surface flow simulation around Wigley hull was performed and compared with the experiment for the sake of the validation of the numerical method. The present numerical scheme was applied to the free surface simulation for various canal sections in order to understand the effect of the sectional shape of waterways on the ship waves. The wave heights on the side wall and the shape of the wave patterns with their characteristics of flow are discussed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권1호
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• pp.99-107
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• 2019

Wave propagation analysis of a porous graphene platelet reinforced (GPLR) nanocomposite shell is investigated for the first time. The homogenization of the utilized material is procured by extending the Halpin-Tsai relations for the porous nanocomposite. Both symmetric and asymmetric porosity distributions are regarded in this analysis. The equations of the shell's motion are derived according to Hamilton's principle coupled with the kinematic relations of the first-order shear deformation theory of the shells. The obtained governing equations are considered to be solved via an analytical solution which includes two longitudinal and circumferential wave numbers. The accuracy of the presented formulations is examined by comparing the results of this method with those reported by former authors. The simulations reveal a stiffness decrease in the cases which porosity influences are regarded. Also, one must pay attention to the effects of longitudinal wave number on the wave dispersion curves of the nanocomposite structure.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.555-564
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• 2005

본 논문에서는 매개변수의 의존도가 상대적으로 적은 수리학적 모형으로 강우-유출 모형을 구성하였다. 미계측 유역에 대해서 지형도나 유역 특성 자료로부터 매개변수를 추정하고 지표류는 운동파 방법을 하도추적은 Dynamic Wave 추적기법을 적용하여 대표적인 자연하천 유역인 소양강 유역과 위천 유역에 대해서 적용성을 검토해 보았다. 모형의 효율성을 평가하기 위해서 소양강댐 유역을 대상으로 HEC-1 모형과 본 연구에서 제시한 모형을 비교한 결과 HEC-1 모형에 부합되는 유출해석이 가능하였으며 모형의 효율성 및 타당성을 확인할 수 있었다. 낙동강 위천 유역에서도 도시적 해석 및 통계적 지표에서 모두 실측치와 근접한 해석이 가능하였다. 따라서 기존에 많이 사용되는 일반적인 방법론을 이용한 간단한 모형이지만 자연하천에 적용이 가능하리라 사료된다. 그러나 여전히 조도계수의 추정 및 유역폭의 산정 등에 있어서 어려움이 있으며 이에 대한 보완이 필요하다 하겠다.

• 물과 미래
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• 제29권5호
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• pp.139-150
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• 1996

본 논문에서는 수리학적 유역추적 모형인 선형 Muskingum-Cunge(M-C)법에 있어서 격자간격과 같은 수치적 인자의 변화가 단위폭사면에서의 유출수문곡선에 미치는 영향을 소개한다. 수치계산의 결과에 의하면, 유출특성은 수치적 또는 물리적으로 의미를 갖는 Courant 수 C 및 cell Reynolds 수 D의 값에 좌우되는데, C 값은 1에 접근할수록 D 값은 증가할수록 수치분산에 의한 진동은 발생하기 어렵다. C<1인 경우는 수치진동이 이동파의 전방에 발생한다. C>1인 경우는 파의 후방에 발생하는데, 이 때는 수치확산의 효과로 인해 수치진동은 작아지거나 사라진다. 특성구간길이 L의 값이 작은 사면(예, 급경사사면)의 경우, M-C법은 kinematic 법과 마찬가지로 파의 감쇠를 보이지 않는다. 한편 L의 값이 큰 사면(예, 완경사 사면)에서는 M-C법은 큰 거리격자간격 (Δx)에서도 큰 D(= L/ΔX)의 값을 갖게 되어 C에 거의 관계없이 diffusion wave를 잘 재현한다. 따라서 완경사 유역의 추적에 있어 M-C 법의 적용은 매우 유효하리라고 생각된다.

• 수산해양기술연구
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• 제42권1호
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• pp.38-43
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• 2006

The 3-D modeling of ocean finite element method(OFEM) using $k-{\varepsilon}$ turbulent model and tetrahedron grids has been used to investigate the internal wave generation during the expansion of the deep water from the open sea to the shelf with a simple shape, which can be widely used in the fields of submarine development, ocean environment and meteorology, etc. In this paper, the detailed configuration of internal wave with its length and height and also the distribution of salinity and turbulent kinematic energy, etc. were derived. It is hoped that this OFEM method can be successfully applied to the numerical calculation of internal wave for and the oceanographic problems (tidal flows around underwater hill, plateau, Georges Bank, etc.) and ocean engineering problems(flow past artificial sea reefs) in future.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.140-145
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• 2000

The spectral method which is composed of an eigenfunction expansion of free modes in the wave number domain is used to produce two dimensional unsteady inviscid wave simulation such as progressive waves in a numerical pneumatic wave tank. A spatial and time dependent free surface elevation and the potential are calculated by integrating ODE derived from fully nonlinear kinematic and dynamic free surface boundary condition at each time step. The nonlinear characteristics in the waves by this method were notable as increasing wave steepness. This method is very useful and powerful in terms of saving computational time caused by rapid convergence exponentially with increasing number of nodes, even preserving accurate numerical results. Moreover, it will given us many possibilities to apply to naval and ocean engineering fields.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.81-86
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• 2001

Interfacial pressure jump terms based on the physics of phasic interface and bubble dynamics are introduced into the momentum equations of the two-fluid model for bubbly flow. The pressure discontinuity across the phasic interface due to the surface tension force is expressed as the function of fluid bulk moduli and bubble radius. The consequence is that we obtain from the system of equations the real eigenvalues representing the void-fraction propagation speed and the pressure wave speed in terms of the bubble diameter. Inversely, we obtain an analytic closure relation for the radius of bubbles in the bubbly flow by using the kinematic wave speed given empirically in the literature. It is remarkable to see that the present mechanistic model using this practical bubble radius can indeed represent both the mathematical well-posedness and the physical wave speeds in the bubbly flow.