본 연구에서는 3차원 이산 균열망 수치모형을 이용하여 균열망을 구성하는 균열요소의 길이분포가 유체 흐름 특성이 미치는 영향에 대해 수치적으 로 분석하였다. 균열요소의 길이분포의 생성을 위해 절단멱분포법칙을 적용하였으며, 지수 β₁을 1.0에서부터 6.0까지 변화시키면서 유체 흐름 모의를 수행하였다. 모의결과 지수 β₁이 증가함에 따라 균열요소들의 길이분포는 점차적으로 작아지며, 이로 인해 균열망의 투수성에 영향을 미치는 균열요소들 간의 연결성은 취약해지는 것으로 나타났다. 각각의 지수 β₁에 대해 균열요소 각각에서 계산된 유량분포를 분석하였을 때 β₁= 1.0에 서의 평균유량이   6.0에 비해 약 447배 크게 산정되었으며, 균열망의 유출경계에서 계산된 유량의 경우 β₁일 때가 6.0에 비해 약 6,440배 크게 산정되었다.

본 연구에서는 다공성 매질의 공극율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수와 같은 물리적 특성에 따른 유체흐름의 비선형 거동에 대한 수치적 분 석을 수행하였다. 적용된 수치모형은 ANSYS CFX 3차원 유동해석 모형이며, 모형의 검증은 기존의 물리적 실험 결과 및 수치모의 결과의 적용을 통해 수행되었으며, 적용된 압력경사와 유속과의 관계 그리고 마찰계수와 레이놀즈 수와의 관계에 대해 비교적 잘 일치하였다. 다공성 매질의 공극 율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수의 값을 변화시키면서 모의한 결과 유체의 동점성 계수가 다공성 매질의 유체흐름의 비선형 거동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

In this study, the behavior of fresh water body between the injection and production wells with the fresh water injection rate in a saline aquifer is numerically analyzed by using a three-dimensional numerical model. 8 injection wells are arranged at equidistant intervals on a concentric circle and one production well is located at the center of this circle. In the case that the fresh water injection rate is relatively small, the fresh water body around a injection well screen is not mixed with neighboring ones and is independently distributed. However, when the injection rate is increased, the size of the fresh water body is continuously increased, and the areas, where saline and fresh water among injection wells are mixed, are appeared. The mixed degree is increased as the injection rate is increased. This phenomenon is identically generated around the production well. Moreover, when the injection rate is increased, the ratio of saline water in and around the production well is decreased.

본 연구에서는 3차원 수치모형(ANSYS CFX model)을 이용하여 수조 내 다공성 구조물을 통과하는 댐 붕괴파의 전파특성에 대한 수치적 분석을 수행하였다. 다공성 구조물 내 및 주위에서의 수심분포에 대한 기존의 측정된 결과와 모의된 결과를 비교한 결과 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 수조 내에 다공성 구조물이 부분적으로 존재하고 있을 경우에 대한 3차원 흐름구조를 수치적으로 분석하였다. 전반적으로 다공성 구조물이 존재하는 영역에 비해 존재하 지 않은 영역에서 수심의 급격한 변동이 보다 크게 나타났으며, 따라서 다공성 구조물은 수심의 급격한 변동을 감소시키는 역할을 하는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 수로가 비대칭으로 연결되어 있는 합류부 및 합류부 주위에서의 홍수흐름특성에 대해 수리모형실험 및 수치모의를 통해 분석을 수행하였다. 본 연구에서 적용된 수치모형은 상업용 3차원 CFD 모형인 ANSYS CFX(ver. 14)이다. 수로 내로 유입되는 유량 변화에 따른 수리모형실험과 수치모의에 의한 합류부 및 합류부 주위에서의 수심분포에 대한 측정된 결과와 모의된 결과를 비교한 결과 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 합류부와 연결된 네 개의 수로 중 물이 유입되는 두 개 수로 방향에 따라 합류부 및 합류부 주위에서의 수심분포의 양상은 달라지며, 수로 내로 유입되는 유량의 증가에 따라서도 많은 차이가 발생된다는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 하천 범람에 따른 도시지역 내 홍수흐름의 특성을 수치적으로 모의하고 이에 대한 결과를 분석하였다. 적용된 수치모형은 well-balanced HLLC 기법에 근간을 둔 2차원 유한체적모형이다. 대상영역은 경상남도 거제시에 위치한 고현천 주변의 도시지역으로 2003년 9월에 발생한 태풍 “매미” 기간 동안 집중호우로 인해 하천이 범람되어 피해가 발생되었다. 본 연구에서는 도시지역 내 범람에 대한 홍수흔적 자료를 이용하여 수치모형을 검증하였으며, 향후 발생 가능한 집중호우의 강도의 증가 또는 감소에 의한 유입량의 변화에 따른 도시지역 내에서의 홍수흐름의 특성에 대한 모의 및 분석을 수행하였다.

본 연구에서는 도로가 비대칭으로 연결되었을때 합류부 및 합류부 주위에서의 홍수흐름특성을 수리실험 및 3차원 유동모의 프로그램을 이용하여 실험적 분석 및 수치적 분석을 수행하였으며, 적용된 수치모형은 1990년대 초반 영국원자력공사(UKAEA)와 캐나다의 ASC(Advance Science Computing)의 TASCflow로부터 개발되어 CFX-4와 CFX-TASCflow를 기반으로 발전된 CFD 해석모형인 ANSYS CFX모형이다. 모의 및 분석결과 본 연구에서 적용된 모형은 유입유량 및 유입각 조건에 따라 도로 합류부에서 변화되는 복잡한 수면양상을 비교적 잘 모의하는 것으로 나타났다. 또한 도로 합류부 내에서의 시간 및 공간적 수심변화와 두 개의 하류경계에서의 유출유량에 대한 모의결과는 측정결과와 비교적 잘 일치하였다.

본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 폭풍해일고에 따른 해안도시지역 내에서의 범람모의 및 분석을 수행하였으며, 적용된 대상지역은 2003년 태풍 "매미" 내습 시 가장 피해가 컸던 지역인 경남 창원시 마산 합포구 신도시 지역 일부이다. 적용된 수치모형의 검증차원에서 태풍 "매미" 발생기간 동안 관측된 폭풍해일고 자료와 대상지역 내의 주요 지점에 대한 침수흔적 자료를 이용하여 비교 분석을 수행하였다. 또한 향후 발생 가능한 수퍼 태풍에 의한 영향을 분

본 연구에서는 댐 붕괴파와 같이 연속 및 불연속 흐름해석에 적용되고 있는 HLLC 기법을 불규칙한 하상지형에서의 흐름해석에 적용할 때 생성항과 흐름률항의 사이의 수치적 불균형으로 인한 수치진동을 감소시키기 위해 well-balanced HLLC 기법과 천수방정식에 근거한 비구조적 유한체적모형을 개발하였으며, 이를 댐 붕괴파 문제에 적용하였다. 적용된 well-balanced HLLC 기법은 단순히 흐름률항을 계산할 때 하상지형경사를 직접 포함시키는 것으

최근의 기후변화로 인해 도시지역에서 홍수의 빈도 및 홍수량의 증가로 인한 피해가 증가되고 있는 실정이며, 이에 따라 도시지역에서 홍수피해 저감을 위한 방재계획이 필요하다. 본 연구에서는 도시지역 내 도로 합류부에서의 3차원 수치모형을 이용하여 홍수흐름 특성에 대해 모의하였다. 적용된 수치모형은 ANSYS CFX(v.13) 모형으로 Workbench에서 구동되는 범용 유동해석 모듈이며 빠르고 정확한 해석결과를 제공하는 전산유체역학 도구로서 국내외에서 이용되고 있다. 본 연구에서는 Mignot 등(2008)이 수행한 실험모형 자료를 이용하여 모의를 수행하였으며, 지점별 실측자료와 2차원 유한체적모형에 의한 결과와 비교 분석하였다.

최근의 기후변화로 인해 도시지역에서 홍수의 빈도 및 홍수량의 증가로 인한 피해가 증가되고 있는 실정이며, 이에 따라 도시지역에서 홍수피해 저감을 위한 방재계획이 필요하다. 본 연구에서는 도시지역 내 도로 합류부에서의 유입량 및 접근각도에 따른 홍수흐름 특성에 대해 실험하였다. 도로경사 0% 및 내각 °45일 때, 유입량에 따른 홍수흐름 특성에 대해 Type 1.(99.8ℓ/min, 1002.2ℓ/min), Type 2.(102.0ℓ/min, 301.0ℓ/min), Type 3.(51.2ℓ/min, 301.5ℓ/min) 세 가지 경우에 대해 수리실험을 하였다. 수치실험을 통해 도로 합류부에서 변화하는 홍수흐름 특성과 경향을 분석하였다.

도시화에 따른 도시형 홍수피해가 급증하고 있으며, 도시지역내로 유입되는 홍수의 흐름은 다양한 크기와 형태를 가진 건물과 도로의 배치에 의해 영향을 받는다. 도시지역내 조밀한 건물군으로 구성되어 있을 경우 대부분의 흐름은 도로와 교차점을 통해 흐르므로 이를 최소화하기 위해서는 사전에 교차로에서 흐름특성에 대해 분석하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 도시지역 내 도로 교차로에서의 도로경사 변화에 따른 홍수흐름 특성에 대해 모의하였다. 도로경사 5%일 때, 유입량에 따른 홍수흐름 특성에 대해 CaseⅠ-1(Qex : 1.82ℓ/sec, Qey : 3.48ℓ/sec), CaseⅠ-2(Qex : 3.48ℓ/sec, Qey : 3.48ℓ/sec)과 CaseⅠ-3(Qex : 5.17ℓ/sec, Qey : 3.48ℓ/sec) 세 가지 경우에 대해 수리실험과 수치모의 결과를 비교하였다. 수치모형의 검증결과를 바탕으로 CaseⅡ에서는 유입경사 0%, 3%, 5%의 변화에 따라 도로 교차점에서 변화하는 홍수흐름 특성과 경향을 분석하였다.

본 연구에서는 유역내 비점오염원의 영향으로 하천으로 유입되는 유량분석 및 수질특성을 알고자 함이다. 강우에 의한 유출, 유사 거동 등을 해석 가능한 분포형 모형인 SWAT 모형으로 선정하고, 남강댐 유역에 대해 비점오염원 특성 분석을 실시하였다. 유역에 대한 모형을 구축하고 보정 및 검정을 한 후 오염부하량을 산정하였다. 남강댐 유역중 3개의 대표권역을 선정하여 유출모의와 계절별 오염부하량을 산정하였다. 유출량은 강우에 의해 큰 변화를 보이며, 오염농도 및 부하량은 유출량에 의해 변화를 보였다. 강우가 비교적 작은 봄, 가을, 겨울에 비해 여름에 오염 부하량이 높에 나타 났으며, 부영양화, 조류 현상을 발생시키는 오염요소인 총 질소량과 총 인량 도 여름철에 가장 높게 나타났다. 3권역중 덕천강 권역에서는 유사량의 유출이 크게 나타났다. 그 결과 유사에 대한 관리방안의 수립 및 저감시설의 구축이 필요하며, 유역의 최종 출구지점인 남강댐에 비점오염원의 영향을 검토 할 수 있었다.

본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 일정 수심상에서 사각형 형상의 불투과성 수중방파제에 의한 파랑의 Bragg 반사를 수치적으로 고찰하였다. 유한요소법에 의해 계산된 반사율은 수리모형실험을 통해 얻어진 결과와 비교하였을 때 비교적 잘 일치하였으며, 고유함수전개법에 의한 결과와도 좋은 일치를 나타내었다. 그밖에 본 연구에서 개발된 모형은 불투과성 수중방파제의 폭과 길이의 변화에 따른 반사율 계산에 적용되었다.

본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 수심의 변화에 의해 발생되는 파랑의 회절에 대해 수치적 모의실험을 수행하였다. 본 모형은 정현파형 지형을 통과하는 단조파의 반사율을 계산하는데 적용되었다. 계산된 반사율은 고유 함수전개법에 의한 결과와 수리모형실험에 의한 관측결과와 비교하여 본 해석법을 검증하였으며, 이로부터 정현파형 지형의 진폭과 사련의 수의 변화에 대한 반사율의 변화에 적용하여 그의 특성을 조사하였다.

균열 암반 매질에서의 지하수 흐름과 오염물질 이송에 대한 수치모의 실험이 hydromechanic 모형과 추계적 그리고 이산적 3차원 균열망 모형에 바탕을 둔 비정상상태 흐름 수치 모형을 이용하여 수행되었다. 오염물질 이송에 대한 수치모의 실험에서 random walk의 일종인 particle following 알고리즘이 사용되었다. 이 연구의 목적은 지하 깊은 곳에 위치한 Hot dry rock에서의 지열 개발을 위해 프랑스 Soultz sous Fo