PURPOSES: In this study, a three-dimensional nonlinear finite element analysis (FEA) model for airport concrete pavement was developed using the commercial program ABAQUS. Users can select an analysis method and set the range of input parameters to reflect actual conditions such as environmental loading.METHODS : The geometrical shape of the FEA model was chosen by considering the concrete pavement located in the third-stage construction site of Incheon International Airport. Incompatible eight-node elements were used for the FEA model. Laboratory test results for the concrete specimens fabricated at the construction site were used as material properties of the concrete slab. The material properties of the cement-treated base suggested by the Federal Aviation Administration(FAA) manual were used as those of the lean concrete subbase. In addition, preceding studies and pavement evaluation reports of Incheon International Airport were referred for the material properties of asphalt base and subgrade. The kinetic friction coefficient between the concrete slab and asphalt base acquired from a preceding study was used for the friction coefficient between the layers. A nonlinear temperature gradient according to slab depth was used as an input parameter of environmental loading, and a quasistatic method was used to analyze traffic loading. The average load transfer efficiency obtained from an Heavy falling Weight Deflectomete(HWD) test was converted to a spring constant between adjacent slabs to be used as an input parameter. The reliability of the FEA model developed in this study was verified by comparing its analysis results to those of the FEAFAA model.RESULTS : A series of analyses were performed for environmental loading, traffic loading, and combined loading by using both the model developed in this study and the FEAFAA model under the same conditions. The stresses of the concrete slab obtained by both analysis models were almost the same. An HWD test was simulated and analyzed using the FEA model developed in this study. As a result, the actual deflections at the center, mid-edge, and corner of the slab caused by the HWD loading were similar to those obtained by the analysis.CONCLUSIONS : The FEA model developed in this study was judged to be utilized sufficiently in the prediction of behavior of airport concrete pavement.

미국 및 프랑스의 경우, 초대형 항공기 출현, 항공기 기어 형상의 변화 및 항공교통의 지속적인 수요로 인하여 과거 노모그래프를 사용하는 설계법으로 포장을 설계하는데에 많은 한계가 있었다. 이러한 연유로 미국 FAA 및 프랑스 LCPC등은 포장 구조 시스템을 해석하고 이를 근거로 포장의 공용성을 예측하는 역 학적 경험적 설계법을 개발하였고, 현재도 개선 중에 있다. 줄눈 콘크리트 포장인 공항 콘크리트 포장의 경우 아스팔트 포장과는 달리 조인트를 가지는 이유로 다층탄성해석 프로그램을 통한 설계법에서 최근에 는 3차원 유한요소방법을 이용한 설계법으로 변화하고 있다. 본 연구는 국내의 역학적-경험적 공항포장 설계법을 개발하기 위해 FAA에서 개발한 공항포장용 3차원 유한요소프로그램인 FEAFAA를 참고하여 범용 해석 프로그램인 ABAQUS로 이를 개선한 모형을 구축하 였고, 기존 개발된 줄눈 콘크리트 포장용 3차원 유한요소해석 프로그램인 FEAFAA, EverFE 등과 비교하 여 구축 모형을 검증하였다. 그리고 항공기의 이동하중에 대한 포장의 거동을 해석할 수 있는 동적 해석 모형으로 확장하였고, 향후 인천공항공사의 현장 시험을 통해 모형에 대한 검증을 수행할 예정에 있다.

급속한 도시화가 진행된 도심에서 가로녹지는 미기후조 절 기능, 환경공학적 기능, 건축적 기능, 미적 기능 및 생태 적 서비스 기능을 갖고 있으며 파편화된 도시녹지를 연결하 는 선형 녹지축이다. 더욱이 도시수목으로서 도시에서 발생 하는 이산화탄소 저장과 광폭의 도로 및 차량으로부터 발생 되는 인공열의 완충, 일사 차단 및 증산작용으로 수목 하층 부 이용자의 온열쾌적감을 증진시키는 역할을 하고 있다. 다양한 기능을 수행하는 가로수에 대한 연구는 일부 지자 체를 중심으로 한 가로수 현황 파악 및 개선과 가로수의 기능적 분석 및 생리적 연구가 진행되었고, 보행자의 보행 환경에 대해 미기후 실측을 통한 온열쾌적감 산정 등의 연 구가 진행되어 가로환경에서 미기후 조절에 가로수가 중요 한 역할을 한다는 것을 제공해 주었으나, 가로수 유형에 따 른 온도 차이 실측과 추정에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 가로수 유형별 온도 저감 효과와 온도 저감으로 인한 보행자의 온열쾌적감 차이를 밝히는 것을 목적으로 하였다. 본 연구의 결과는 향후 가로수 조성에 있 어 보행자의 온열쾌적감 만족을 위해 조성되어야 할 가로수 유형의 선정 시 기초자료로 활용가능할 것으로 판단되었다. 연구대상지는 노선이 길고 유형이 다양하여 본 연구의 대상지로 적합한 서울시 중 강남구, 송파구, 영등포구, 종로 구 4개구의 가로수 유형을 구분해 총 37개소 선정하였다. 조사구별 온도 실측은 하루 중 가장 온도가 높은 14~15시를 반영하여 정오부터 오후 4시 사이에 TES-1341을 활용해 차도측과 보도측의 온도를 각 10회씩 측정하였다. 또한, 조 사구별 가로녹지 식재현황에서는 조사구별 수종, 층위, 규 격 및 띠녹지를 조사하였다. 가로수 유형별 온도비교는 대표가로를 추출하여 실시하 였다. 대표가로는 측정된 온도 중 차도측 온도추이와 측정 된 시간을 고려하여 비교가능한 대상지를 선정하였고, 차도 측과 보도측의 온도차이를 산정하여, 가로수 유형별 온도저 감 효과를 도출하였다. 이를 토대로 시뮬레이션 적용 유형 및 공간구조를 분류하여 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레 이션은 독일의 Michael Bruse가 1998년에 개발한 3차원 미기후분석프로그램인 Envi-met 3.1을 사용하여 가로수 유 형별 온도 변화 및 온열쾌적감을 분석하였다. Envi-met은 도시환경의 토지피복, 식생, 대기간의 현상을 메쉬별 한 변 의 길이가 0.5~10m로 10초 단위로 시뮬레이션을 진행할 수 있는 3차원 미기후모델이다. Envi-met은 유체역학 및 열역학의 기본 법칙에 근거한 예측 모델로, 건물 사이와 주 변의 공기 흐름, 지표면과 벽체의 증발과 열교환 시스템, 난기류, 식물 변수간의 교환, 생물기후학, 입자 분산, 온열쾌 적감 등의 모의실험을 수행할 수 있다. 가로수 유형은 교목 1열, 교목 1열+관목층, 교목 1열+아 교목층+관목층, 교목 2열, 교목 2열+관목층, 교목 3열+아교 목층+관목층로 총 7개이었다. 유형별 대표가로 추출을 실 시한 결과, 대표가로는 13:00~15:30의 시간에 분포하였고, 차도측 온도는 약 35.0~36.0℃이었다. 상기 기준에 충족한 대표가로는 대방로-12(교목 1열), 대방로-14(교목 1열+관 목층), 당산로-3(교목 1열+아교목층+관목층), 우정국로(교 목 2열), 대방로-20(교목 2열+관목층), 영동대로-2(교목 3 열+관목층), 영동대로-6(교목 3열+아교목층+관목층)으로 구분되었다. 대표가로별 온도분포를 살펴보면, 대방로-12(교목 1열) 는 차도측 34.9~35.7℃(평균 35.42℃), 보도측 34.0~34.3℃ (평균 34.15℃) 평균값 차이 1.27℃, 대방로-14(교목 1열+ 관목층)는 차도측 35.5~35.9℃(평균 35.68℃), 보도측 33.7~34.0℃(평균 33.84℃) 평균값 차이 1.84℃, 당산로-3 (교목 1열+아교목층+관목층)은 차도측 36.0~36.3℃(평균 36.20℃), 보도측 33.1~33.4℃(평균 33.29℃) 평균값 차이 2.91℃, 우정국로(교목 2열)는 차도측 35.1~36.6℃(평균 35.86℃), 보도측 31.9~33.7℃(평균 33.24℃) 평균값 차이 2.62℃, 대방로-20(교목 2열+관목층)은 차도측 35.5~36. 1℃(평균 35.89℃), 보도측 32.9~33.4℃(평균 33.22℃) 평 균값 차이 2.67℃, 영동대로-2(교목 3열+관목층)는 차도측 37.0~37.6℃(평균 37.22℃), 보도측 35.2~35.5℃(평균 35.37℃) 평균값 차이 1.80℃, 영동대로-6(교목 3열+아교목 층+관목층)은 차도측 34.5~35.1℃(평균 34.87℃), 보도측 32.4~32.6℃(평균 32.51℃) 평균값 차이 2.40℃이었다. 각 대상지별 온도 실측온도의 경향은 녹지량이 풍부하고 층위 구조가 복층인 유형일수록 차도와 보도의 온도차이가 컸다. 실측 결과를 토대로, 교목 3열+아교목층+관목층으로 형 성된 영동대로(10차선 도로, 보도폭 15m)에 시뮬레이션 대 상지를 설정하여 오후 2~4시경을 대상으로 현재 가로수 유 형에 따른 온도변화와 온열쾌적감 분석으로 가로수 효과를 산정하고, 당해 대상지에 다른 가로수 유형을 대입하여 유 형별 차이를 살펴보았다. 영동대로-6은 교목 3열+아교목층 +관목층으로 교목층(양버즘나무)의 식피면적이 가장 넓어 보행지역의 대부분이 한여름의 가장 더운 시간대에도 온열 쾌적감(PMV)값이 0.4로 보행하기 쾌적하였다. 그러나, 일 사차단이 일어나지 않는 지역은 온열쾌적감 지수(PMV)값 이 2.8로 ‘뜨거움’을 느끼는 지역이 있었다. 다른 가로수 유형을 대입하여 가로수 유형별 효과를 살펴 본 결과, 교목층 식피율이 낮은 교목 1열, 교목 1열+아교목 층+관목층, 교목 2열, 교목 2열+관목층은 교목 3열+아교목 층+관목층 유형보다 쾌적함을 느끼는 지역이 감소하였고, 더위를 느끼는 지역이 상대적으로 늘었다. 이는 일사차단을 하는 교목층의 수관면적이 상대적으로 줄어든 것에 기인한 것으로 판단되었다. 다층구조의 효과를 분석하기 위하여, 교목층 식피면적이 동일한 교목 1열, 교목 1열+아교목층+관목층, 교목 2열과 교목 2열+관목층의 값을 비교한 결과, 교목 1열과 교목 1열 +아교목층+관목층에서의 보행환경의 차이는 미미하였다. 교목 2열과 교목 2열+관목층 유형의 비교에서 교목 2열 유 형은 일사차단이 없는 지역의 온열쾌적감 지수(PMV)값이 ‘뜨거움’인 3.0에 이르렀지만, 띠녹지가 조성된 교목 2열+ 관목층의 보도는 일사차단이 없는 지역의 온열쾌적감 지수 (PMV)값이 ‘따뜻함’을 느끼는 2.2~2.4, 혹은 ‘뜨거움’인 2.8로 교목 2열 유형보다 상대적으로 온열쾌적감 지수 (PMV)값이 감소하였다. 이는 관목층의 유무로 서측 도로에 서 이동하는 인공열이 띠녹지에 상쇄된 것으로 판단되었으 며, 적어도 교목 2열을 식재한 상황에서 관목층을 다층구조 로 조성했을 때 보행자의 온열쾌적감 측면에서 효과가 나타 나는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 가로수 조성이 가능한 광폭의 보도(폭 15m)에 서 보행자의 온열쾌적감을 고려하여 조성할 시 교목층의 식피면적이 높은 교목 3열의 효과가 가장 높았고, 교목 2열 +관목 유형으로 조성하여야 온열쾌적감 측면에서 효과가 있는 것으로 분석되었다. 교목층의 식피면적을 확보하는데 있어 주변 주민의 반대, 비용의 한계가 있을 시는 단층구조 의 가로수를 조성하기 보단 아교목층과 관목층을 식재한 다층구조로 조성하여 도로로 부터의 인공열을 차단해 주는 것이 온열쾌적감 지수(PMV)값을 0.2~0.8정도 감소시키는 효과가 있을 것으로 추정되었다.

현재의 내비게이션 시스템은 대부분 미국의 GPS(Global Positioning System)로부터 전파를 수신하여 측위를 수행하고 있으며, 수신기 알고리듬과 안테나 성능의 발전으로 인해 위치정확도가 지속적으로 향상되고 있다. 그러나 도심부 빌딩숲에서는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 전파가 고층건물에 가려져 도달하지 않거나 반사 및 회절에 의해 위치정확도가 매우 저하되기도 한다. 도심부의 GNSS 측위정확도를 현장 관측하는 데에는 많은 비용과 시간이 소요되므로, 이 연구에서는 3차원 건물지도와 전파도달모형 및 상관기모형을 이용하여 도심부 GNSS의 측위정확도를 모의하는 GPASS(GNSS Position Accuracy Simulation System)를 개발하고 그 가용성을 검증하고자 한다. 대표적 빌딩숲인 도쿄도청 부근을 대상으로 모의를 수행하고 현장 관측치와 비교한 결과, 측위율은 실측치와 4.6% 정도의 차이를 보였고 위치정확도는 실측치와 3.0% 정도의 차이를 나타냄으로써 상당히 정밀한 모의가 가능함이 확인되었다. 본 연구에서 개발한 GPASS는 3차원 건물지도를 이용하여 임의의 시공간에 대해 모의를 수행하므로, 내비게이션 서비스 품질의 시공간적 평가 및 개선을 위한 기초자료 산출에 활용될 수 있다.

This research aims at developing the dress form for the aged women based on their body shapes using the three-dimensional body scan data with the body shape categorization(according to the previous research). To accomplish this goal, the sample group of representative body shape of the 50% of median was selected by using the high frequency proportion range of each type of body shape of the aged women, and the sample group of representative body shape of each type was averaged in a three-dimensional way by using the morphing method of a three-dimension reverse-engineered software. RP in the form of torso was produced based on the shape data of the final model and the data was formed into an actual object, by which an aged women’s dress form model was drawn out. The differences of the girth of the bust, hip and waist between the developed dress form model and the existing dress form model were examined. The result showed that the developed dress form had a bigger size of waist girth than that of bust and hip girth, compared to the existing dress form, which shows that it reflects the aged women’s tendency of abdomen obesity, so it’s expected to be more proper for the human bodies of the targeted age group than the existing dress form. These research results may help design the clothing suitable for the body shape of the aged women so that their demand for the clothing of good fit will be satisfied in the future.

하중전달효율은 다웰이 설치되었거나 설치되지 않은 콘크리트포장 줄눈의 구조적 성능을 나타내기 위해 사용된다. ABAQUS 소프트웨어를 사용한 줄눈 콘크리트장의 3차원 모형이 본 연구를 통하여 구축되었다. 기층과 노상이 접착되어 구성된 하부층 위에 3개의 슬래브가 놓였으며, 스프링 요소를 사용하여 인접한 슬래브를 줄눈에서 연결하였다. 콘크리트포장의 다양한 줄눈강성을 모사하기 위하여 다양한 값의 스프링 상수를 입력값으로 사용하여 그 관계를 조사하였으며, 스프링 상수가 커질수록 줄눈의 하중전달효율이 증가하는 것으로 나타났다. 슬래브와 기증의 다양한 탄성계수와 두께를 사용하여 슬래브의 거동과 하중전달효율에 미치는 재료물성과 기하학적 형상의 영향을 분석하였다. 그 결과 노상의 탄성계수는 기층의 탄성계수와 슬래브 및 기층의 두께보다 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 양 또는 영의 온도구배에서보다는 음의 온도구배에서 슬래브의 거동과 하중 전단효율이 더 민감 하게 변화하였으며, 낮은 강성의 줄눈은 슬래브의 온도구배에 더 민감한 것으로 나타났다.

도로기하설계의 기준이 되는 요소에는 시거(視距), 차량의 안정성, 운전자의 안락감, 배수, 경관 등이 있으며, 이 중 선형 결정에 있어서 가장 결정적인 요소는 시거이다. 도로와 그 위를 주행하는 운전자의 관찰 행위는 분명히 입체적인 특성을 가지고 있다. 그러나, 현행의 도로설계는 과정상 여러 가지 제약조건으로 인해 평면과 종단을 분리하여 2차원적으로 시거를 분석하여 설계시 적용하여 왔다. 입체시거의 계산이 까다롭고 2차원적인 시거가 실제의 입체시거와 크게 차이가 나지 않는 것도 그 원인에 포함된다. 하지만 최근의 도로안전에 관한 연구에서 도로일관성이 대두되었고, 이러한 일관성 평가를 위해서는 안전요소들의 안전여유(safety of margin)를 계산할 수 있어야 한다. 따라서 시거에 관한 정확한 안전여유를 계산하기 위해서는 정확한 입체시거의 적용이 필요하다고 할 수 있다. 본 연구는 임의의 평면선형과 종단선형의 합성으로 이루어진 도로선형에서 입체시 거를 계산할 수 있는 모형을 유도하는데 초점을 두었다. 제시되는 모델을 이용하여 도로선형을 가정한 후 시거분석을 실시해 보았으며 2차원적 시거와의 단순비교를 통하여 두 경우의 시거에 차이가 있음을 확인하였다. 제안된 모델은 3차원 도로선형에 대한 설계기준을 정량화 하거나 입체시거 분석이 요구되는 도로안전의 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

CC 프로세스는 부가 구성물들뿐만이 아니라 전체구조물을 자동화로 만드는 것을 목적으로 한다, 이런 목적을 위하여, 새로운 Trowel 메카니즘이 3D 자유형상을 만들기 위해서 기본적으로 필요하다. 이 논문은 선회하는 Side towel을 사용하여 3D 자유곡면의 제작에 대한 기초적인 조사 및 개념을 보여준다. 특히, ceramics 재료를 이용하여 실험과 개발과정, 및 장래의 적용범위가 상세히 설명된다.

3차원 二重 摸型이 粘性 流體中을 운동할 때 발생하는 점성 摩擦力을 感少시키기 위하여 船體 표면에 流線 방향으로 V-홈(Riblet)의 띠를 그 표면에 부착하였다고 가정하여 점성 마찰력 감소에 관하여 難流 境界層의 特性을 계산하는 수정된 방법을 구하고 그 계산을 위한 프로그램을 작성하였다. 계산 방법으로서는 Hess & Smith의 방법에 의하여 포텐시얼 유동을 계산하고 그것으로부터 구한 유속 값들을 Momentum 적분 방정식에 이용하였다. 補助 방정식으로서는 Head의 식과 점성 마찰력에 관한 Clauser의 식을 사용하였다. 그리고 Riblet의 효과로서는 Gaudet의 실험식을 이용하였다. 그 계산 결과 선체 전표면에 유선의 방향으로 Riblets를 付着하였다고 가정하였을 경우 상당한 점성 마찰력 減少效果를 나타냈으며 Riblet를 선체 전체길이 4등분하여 각각의 표면에 부착시켰을 때도 현저한 점성 마찰력 감소 효과를 나타냈으며 특히 선수 부분의 25% 표면에 부착되었을 때가 다른 영역에 부착하였다고 가정하였을 경우보다도 가장 優秀한 效果를 나타내었다.

본 연구는 중력댐 하부에서, 침투류에 의한 양압력과 누수량을 산정을 위한 방법론 제시를 그 목적으로 한다. 이를 위하여, 유한차분법을 이용한 3차원 부정류 수치모형을 개발하였다. 개발된 모형은 비균질 매체에서 Darcy 방정식을 만족하는 포화흐름을 모의할 수 있다. 모형의 검증을 위하여 우물이 있는 대수층에서 질량 이동을 산출하였고, mass balance 오차는 3%를 상회하지 않는 것이 확인되었다. 개발된 모형을 이용하여 중력댐 하부 대수층에서, 차수벽과 배수공의 존재에 의한 양압력과 누수량의 변화를 산출하였다. 유선망 방법과 비교한 양압력은 서로 유사한 결과를 나타내었으며, heel에서 toe까지의 양압력은 선형적인 분포를 보인다. 차수벽의 길이가 증가함에 따라서 heel에서의 양압력 강도는 선형적으로 감소하지만, 대수층을 통과하는 누수량은 비선형적으로 감소한다. 또한, 댐 설계 기준에서 제시되는 양압력 계산 공식의 계수들을 분석한 결과, 감소계수 α = 1/3 은 차수벽의 길이가 전체 대수층 높이의 약 70%일 경우에 해당하는 값으로 산출되었다. 배수공 주위에서 양압력은 연직 혹은 수평방향으로 급격한 곡률을 나타낸다. 본 연구에서 개발된 수치모형은 중력댐 설계에서 하부 침투류에 의한 영향, 특히 비균질성을 반영하여 양압력과 누수량을 평가하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

In this study, the flow characteristic analysis at the curved-channel of the actual channel section is compared and reviewed using the 2D RMA-2 model and the 3D FLOW-3D model. the curve section with curve rate 1.044 in the research section is analyzed applying the frequency of he project flood of 100 years. According to the result, the issue for the application of the FLOW-3D Model’s three-dimensional numeric analysis result to the actual river is found to be reviewed with caution. Also, application of the 3D model to the wide basin’s flood characteristic is determined to be somewhat risky. But, the applicability to the hydraulic property analysis of a partial channel section and the impact analysis and forecast of hydraulic structure is presumed to be high. In addition, if the parameters to reflect the vegetation of basin and the actual channel, more accurate topological measurement data and the topological data with high closeness to the current status are provided, the result with higher reliability is considered to be drawn.

본 연구에서는 3차원 점성 흐름에 적용될 수 있는 비정수압 자유수면 모형을 수평방향 직교 곡선좌표계에서 개발하였다. 개발된 수치모형은 엇갈린 격자를 사용함으로써 발생되는 자유수면에서의 경계조건 종결 문제를 수면층 방정식을 도입하여 해결하였으며, 난류의 유동 해석을 위한 폐합식으로 등방성의 k-ε 난류모형을 이용하였다. 본 연구에서 운동량방정식은 이송-확산항만으로 중간단계의 유속을 예측하고, 압력 및 중력을 포함하는 생성항과 연속방정식을 결합하여 다음 시간단계의 유동장을 결정하는 계산 단계 분리법을 이용하였다. 수치모형의 적용성 평가를 위하여 폐쇄된 2차원 수조에서의 취송류, 급경사를 가지는 2차원 수로에서의 흐름, 원심력에 의한 이차류 흐름특성 분석을 위한 3차원 급변 만곡류에 대한 모의를 실시하였다. 수치모의 예측치는 수리모형 실험값과 수위, 유속, 난류특성 등에서 일치하는 양상을 보이는 것이 확인되었다.

남강댐 하류는 부산·경남의 수자원 장기 계획에 중요한 지역이므로 지속가능한 지표수 관리 및 오염원 제어를 위해 흐름 및 수질 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수질모형인 RAM4와 3차원 수질모형인 WASP을 각각 수리모형인 RAM2 및 EFDC모형과 연계하여 2·3차원 준연계 모형을 이용한 남강댐 하류에서의수리 및 수질을 해석하였다. 2차원 흐름해석 모형인 RAM2 적용 결과 만곡부 5개 횡단 측선에서의 유속의 증감경향이 ADCP 실측값과 잘 일치하였으며, 3차원 모형인 EFDC와 유속 분포 및 보 월류 유속이 유사하였다. 또한 정상상태 도달 후의 RAM2-RAM4 연계모의에 의한 BOD 농도와 EFDC-WASP 연계모의에 의한 BOD 농도장이 모의영역 전반에 걸쳐 유사하게 나타났다. 남강댐 하류부의 경우 수리 및 수질이 남강댐 방류량에 크게 좌우되며 남강댐의 수량은 하류부의 수질 및 연안 어업환경에 큰 영향을 미치므로 향후 이에 대한 정량적 분석 시 계산의 효율성 및 모형의 적용성 측면에서 2차원 준연계 모형을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

오염물질의 이동 현상을 모의하기 위하여, 감쇠항이 있는 3차원 이송-확산 방정식의 수치모형이 개발되었다. 개발된 모형은 유한차분 모형으로서 시간단계의 가중치 α를 포함하는 음해법(implicit finite difference method)과, 반복법인 Gauss-Seidel SOR(successive over relaxation)이 사용되었다. 모형은 보다 단순화된 가정 하에서 존재하는 두 가지의 해석적인 해와 비교되었다. 그 결과 Peclet number가 5～20 이하에서는 수치 분산의 영향이 크지 않았고 작은 오차 범위 내에서 해석적인 해와 동일하였다. 또한 가중치 α의 변화에 대한 모형의 거동은 Crank-Nicolson 모형(α=0.5)이 fully-implicit 모형(α= 1)보다 해석적인 해에 접근함을 보여주었다. 모형의 검증과 실효성 제고를 위하여, mass balance를 검토하였다. 즉, 이송, 확산 및 감쇠항 각각에 대한 질량 이동을 산출하였으며, 그 결과 질량 이동의 계산 오차는 약 3% 이내였다. 본 모형은 감쇠 과정이 수반되는 3차원 이송-확산의 농도분포와 질량이동을 산출할 수 있으며 다양한 경계 조건을 설정함으로서 현장조건을 반영할 수 있다. 그러나 본 모형은 고정 격자를 기반으로 하는 유한차분 모형이므로 Peclet number가 비교적 작게 나타날 수 있는 토양 및 지하수계의 오염물질 이동 등의 문제에서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

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.

갈수량은 수자원의 개발 및 관리에 매우 중요한 인자중의 하나이다. 신뢰성 높은 갈수량을 측정하기 위해 한국수자원공사는 2000년도에 용담댐 시험유역에 5피트 규격의 파샬플륨을 설치하였다. 파샬플륨은 유량측정을 하기 위해 독특한 모양을 가지고 있으며, 부정확한 유량관측을 유발하는 퇴사문제를 거의 해결한 시설물이다. 본 연구에서는 3차원 CFD (Computational Fluid Dynamics) 모형으로 5가지 수위에 대해서 완전월류(free flow)