After large-scale flooding damage occurred along the Imjin river in 1996, 1998, and 1999, the Hantan river flood control dam was planned, and it has since been under construction. Unlike existing dams in Korea, the Hantan river flood control dam will remain fully open except during high floods, when the dam will store flood water temporarily to reduce flood peaks and flood water volume downstream. During past flooding seasons, floating debris has caused difficulties in the management of large-scale dams. Most of the existing multipurpose dams in Korea have installed nets to collect floating debris based on many years of experience with and data about inflow and distribution of floating debris in the dams. For the Hantan river flood control dam, however, collection of data about inflow and distribution of floating debris is not possible as the dam is located near the border area between North and South Korea. In order to devise a preliminary plan to collect floating debris in the Hantan river flood control dam, an EFDC hydrodynamic model was used to analyze the behavior of floating debris during high floods. The Lagrangian particle tracking method was utilized to simulate the behavior of floating debris in the dam. Based on the analysis of paths and final destinations of the particles, seven collection points were selected where it seemed to be effective to collect floating debris, as debris is likely to accumulate there in high density.

산업사회에 대한 의존도가 커짐에 따라 당면한 사회의 가장 중요한 문제중 하나는 다양한 오염원으로부터의 환경파괴이다. 최근 들어 지구온난화, 환경오염, 이상기후 등의 문제가 심각하게 제기되고 있고 화산활동, 쓰나미 등의 재해 발생 빈도가 증가하고 있다. 이상기후의 진행 속도가 빠르게 진행되어가고 있는 시점에서 컴퓨터의 연산속도 향상으로 이송 및 확산모델에 대한 수치상의 상당한 진전을 보이고 있나 모델간의 특징에 따라서 이송 또는 확산 처리능력에 단편적인 우월성을 발휘할 뿐 두 과정 모두를 효과적으로 다루지 못하고 있다. 성균관대학교 해안환경 연구실에서는 대기 오염물의 확산 특성을 예측하기 위해 국내외 대기 확산 모델과 비교한 Matlab 기반의 Random Walk Method 오염물질 이동 예측 프로그램을 수립하였다. 하지만 Random Walk Method에 의한 라그란쥐적 모델은 이송이 우월한 지역에서 상당히 효과적이지만 확산이 우월한 지역에서는 많은 입자가 동원되어야 정확도를 확보할 수 있다는 문제점을 안고 있다. 본 연구에서는 수치계산이 빠르고 흐름이 우세한 지역에서도 적용 능력이 탁월한 전방입자추적기법의 이송 확산 모델을 수립하여 모델의 검증 및 전방입자 추적법 이송 연산에 의한 확산 모델을 소개하려고 한다. 본 모델에서는 대기 정보를 실시간으로 기류 흐름을 예측할 수 있는 기상수치예보모델(Regional Date Assimilation and Prediction System; RDAPS)을 활용하고 있다. 따라서 기상장 자료로부터 백두산 화산재가 계절풍 시나리오에 대한 한반도 남부로 확장 진출될 가능성 및 화산재의 분포도, 침적범위를 분석하며 본 모형을 통해 앞으로 우리나라의 원전 사고시 대기중으로 방사성 물질이 확산되는 평가에 활용할 수 있을거라 기대된다.

본 연구에서는 입자 침전법으로 제작된 HgO와 PbO 기반 영상 센서의 유방촬영 영역에서의 적용 가능성을 조사하였다. 이를 위하여, 다양한 두께에 따른 HgO와 PbO 필름의 물리적 특성과 x선에 대한 양자 효율을 측정하였으며, 몬테카를로 시뮬레이션 결과와 비교 평가하였다. 또한, 입자 침강법을 이용하여 인듐 주석 산화물로 코팅 된 투명 유리기판 위에 대면적 다결정 박막을 제작하였다. 본 연구에서는 단결정의 효율과 비슷한 양자 효율을 얻기 위하여 필름의 두께와 제작 조건을 변화시켜 최적화 하였다. 본 연구의 결과를 기반으로 차후 대면적 a-Si:H 패널에 적합한 대면적 필름의 제작 기술과 최적화 연구가 가능할 것으로 판단된다.

파티클 기반의 유체 시뮬레이션에서 파티클 들이 경계면에 부딪쳐 쇄파를 일으키는 경우 과도한 움직임으로 인해 자연스러운 흐름을 표현하기 어렵다. 파티클이 이동하는 시간 간격을 세분화하여 선형보간 함으로써 이 문제를 해결할 수 있다. 이렇게 하면 경계면에 모여 압력이 높아진 파티클 들의 가속도 벡터가 부드럽게 변한다. 하지만 보간을 하기위한 최소 샘플수가 높기 때문에 파티클 들이 점성을 가진 액체처럼 뭉치는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 가중치 보간 방식을 사용한다. 가중치 보간은 파티클의 현재 가속벡터와 이전 가속벡터에 서로 다른 가중치를 주며 차례로 더해 이동벡터를 구한다. 가중치 보간 방식을 쓰면 비슷한 흐름을 표현하는데 필요한 샘플수가 선형 보간 방식보다 적다. 그 결과로 점성을 가진 액체처럼 뭉치는 선형보간 방식의 문제점을 해결할 수 있다.

침전지는 수처리 공정에서 중요한 조작 중 하나이며, 침전지내에서는 응집과 침전이 일어남에 따라 입자의 크기분포가 변하는 복잡한 현상이 발생한다. 따라서 침전지의 효율적인 설계나 운영을 위해서는 이러한 현상에 대해 이해해야만 하며, 침전효율의 극대화를 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 침전지내의 흐름을 모의하기 위하여 범용 CFD 프로그램인 FLUENT를 이용하였으며, 침전효율을 평가하기 위하여 FLUENT에서 제공되는 입자추적기법을 사용하였다. 또한

본류대를 따라 저장대가 주기적으로 존재하는 다중저장대모형을 개발하고 자연하천의 혼합거동을 해석하였다. 개발된 모형 및 하나의 저장대를 갖는 기존의 저장대모형을 비교하기 위하여 모형실험 결과를 이용하였다. 본 모형을 이용하여 구한 농도분포는 모형실험에서 수집된 시간에 따른 농도분포를 잘 재현하는 반면, 연속적인 저장대를 갖는 기존모형은 불연속적인 저장대 구조로 인해 발생하는 농도분포의 부차적인 융기부분을 정확히 재현하지 못하는 것으로 나타났다. 본 모형의

오염물질 확산모델링시 기존의 유한차분모델의 단점을 보완하기 위해 입자추적법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 Princeton Ocean Model에 결합하여 사용할 수 있는 3차원 입자추적모델을 개발하였으며 이를 다양한 수치실험을 통해 검증하였다. 또한 미국 플로리다 주 템파만의 해양방류구 모델링에 적용하므로써 모델의 유용성을 확인하였다. 예상대로 입자추적모델은 기존의 유한차분모델에 비해 적은 확산범위를 나타내었으며, 이는 기존의 유한차분모델이 안고 있는 수치확산에 따른 오차로 추정된다. 새로이 개발된 모델은 다양한 해양확산모델링에 유용하게 응용될 것으로 기대된다.