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엄호식,박종집,정광영,박영민 해양환경안전학회 2020 해양환경안전학회지 Vol.26 No.7
The rapid and accurate prediction of storm-surge height during typhoon attacks is essential in responding to coastal disasters. Most methods used for predicting typhoon data are based on numerical modeling, but numerical modeling takes significant computing resources and time. Recently, various studies on the expeditious production of predictive data based on artificial intelligence have been conducted, and in this study, artificial intelligence-based storm-surge height prediction was performed. Several learning data were needed for artificial intelligence training. Because the number of previous typhoons was limited, many synthesized typhoons were created using the tropical cyclone risk model, and the storm-surge height was also generated using the storm surge model. The comparison of the storm-surge height predicted using artificial intelligence with the actual typhoon, showed that the root-mean-square error was 0.09 ~ 0.30 m, the correlation coefficient was 0.65 ~ 0.94, and the absolute relative error of the maximum height was 1.0 ~ 52.5%. Although errors appeared to be somewhat large at certain typhoons and points, future studies are expected to improve accuracy through learning-data optimization. 태풍 내습 시 신속하고 정확한 해일고 예측은, 연안재해 대응에 필수적인 요소이다. 이러한 해일고의 예측을 위해서 기존에는 태풍예측정보를 수치모델에 적용하여 예측자료를 생산하는 것이 대부분 이였다. 이러한 방법은 대용량의 컴퓨팅 자원과 시간이 소요된다는 단점이 있다. 최근에는 인공지능 기반으로 신속하게 예측자료를 생산하는 연구가 다양한 분야에서 진행되고 있으며, 본 연구에서는 인공지능 기반 해일고 예측을 수행하였다. 인공지능 적용을 위해서는 많은 수의 학습자료가 필요하게 되며, 기왕 발생태풍은 개수가 한정되어 있어 본 연구에서는 TCRM(Tropical Cyclone Risk Model)을 통하여 합성태풍을 생성하고, 이를 폭풍해일 모델에 적용하여 해일고 자료를 생성한 후, 학습자료로 활용하였다. 인공지능으로 예측한 해일고와 실제 발생 태풍에 대한 비교 결과, RMSE(Root Mean Square Error)는 0.09~0.30m, CC(Correlation Coefficient)는 0.65~0.94, 최대 해일고의 ARE(Absolute Relative Error)는 1.0~52.5%로 분석되었다. 특정 태풍/지점에서는 다소 오차가 크게 나타나고 있으나, 향후 학습자료의 최적화 등을 통하여 정확도를 개선할 수 있을 것으로 기대된다.
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엄호식(Ho-Sik Eum),강태순(Tae-Soon Kang),남수용(Soo-Yong Nam),정원무(Won-Moo Jeong) 한국해안해양공학회 2016 한국해안해양공학회 논문집 Vol.28 No.6
본 연구에서는 파랑과 흐름이 공존하는 해역에서 수위변화 및 흐름효과 고려 유무에 대하여 파랑모델을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 해수유동장은 RIAMOM 모델 결과를 적용하였으며 파랑모델은 SWAN모델을 적용하였다. 바람자료는 ECMWF, NCEP 및 JMA의 3가지에 대하여 관측자료를 비교적 잘 재현하는 JMA 자료를 적용하였다. 수치모의는 2016년 1월~8월까지 8개월간 수행하였으며, 각 경우에 대하여 관측자료와의 비교를 위하여 2.5 m 이상의 고파랑 기간에 대해 파고변화를 검토하였다. 분석결과, 수심이 깊은 파랑관측부이 정점에서는 수위/흐름효과를 고려할 경우 파고변화가 크지 않게 나타났으나, 수심이 얕은 비교 정점에서는 수위/흐름효과의 고려 여부에 따라 5~10%의 유의미한 파고변화가 나타났다. In this study, wave model was conducted on the presence or absence of water level changes and currents effects in coastal waters coexisting with waves and currents, then the results were compared. The flow field applied the results of the RIAMOM model and the wave model applied the SWAN model. Among ECMWF, NCEP and JMA, wind data applied JMA data sets which agreed well with the observed data comparatively. Numerical simulation was conducted for 8 months from January to August 2016. For each case, the deviation of wave height was calculated for the high wave of more than 2.5 m for comparison with observed data. As a result, the deviation of wave height was not significant both considering water level changes and currents effects or not at wave observation stations installed in deep waters. However, a significant deviation of wave height of 5~10% was obtained depending on water level changes and currents effects at the comparison point in shallow waters.
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ADCSWAN과 FLOW-3D 모델을 이용한 태풍 차바 내습 시 부산 마린시티의 침수범람 재현
최흥배,엄호식,박종집,강태욱 해양환경안전학회 2020 해양환경안전학회지 Vol.26 No.7
In recent years, large-scale development of coastal areas has caused the loss of many lives and extensive property damage in coastal areas, due to wave overtopping caused by high-wave invasion and strong typhoons. However, coastal inundation studies considering the characteristics of domestic coastal areas are insufficient. This study is a methodology study that aimed to reproduce inundation of surge and wave complex elements by applying the ADCSWAN(ADCIRC+SWAN) and FLOW-3D models. In this study, the boundary data (sea level, wave) of the FLOW-3D model was extracted using the ADCSWAN(ADCIRC+SWAN) model and applied as the input value of the FLOW-3D model and a reproduction was created of the Flooding due to surge and overtopping in Busan Marine City when the typhoon Chaba passed. In addition, the existing overtopping empirical equation and the overtopping calculated by the FLOW-3D model were compared, and for coastal inundation, a qualitative verification was performed using the Inundation Trace Map of Land and Geospatial Informatrix Corporation, and the effectiveness of this study was reviewed 최근 연안지역의 대규모 개발로 인해 고파랑 내습과 강한 태풍으로 발생된 월파는 연안지역의 많은 인명 및 재산피해를 발생시켰으나 연안지역의 특성을 고려한 침수·범람 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 ADCSWAN(ADCIRC+SWAN) 모델과 FLOW-3D 모델을 적용하여 해일 및 파랑의 복합요소에 대한 침수범람을 재현하기 위한 방법론에 대한 연구이다. 본 연구에서는 ADCSWAN(ADCIRC+SWAN) 모델을 이용하여 FLOW-3D 모델의 경계자료(해수위, 파랑)를 추출하고, FLOW-3D 모델 입력값으로 적용하여 태풍 차바 통과시 부산 마린시티를 대상으로 해일과 월파에 의한 침수범람을 재현하였다. 또한 기존 월파량 경험식과 FLOW-3D 모델로 계산된 월파량을 비교하였으며, 침수범람은 한국국토정보공사의 침수흔적도를 활용하여 정성적인 검증을 수행하여, 본 연구의 유효성을 검토하였다.
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유동훈,엄호식 한국수자원학회 1999 한국수자원학회논문집 Vol.32 No.1
기존의 침투류 산정식들이 가지고 있는 근본적인 문제점에 대하여 고찰하고, 문제점을 개선하기 위한 방안으로 침투류에 대한 지수형 마찰계수 산정식을 개발하였다. 지수형 마찰계수 산정식의 개발은 여러 가지 무차원수를 이용하여 양해적으로 산정치를 구하는 것을 가능하게 하였다. 지수형 마찰계수 산정식의 개발을 위하여 기존연구자들의 실험자료를 재분석하였으며 개발된 산정식으로 침투류 간편설계가 가능하도록 유도하였다. 주어진 조건에 따라 설계유형을 수리경사, 유속 또 After investigating the basic problems of seepage flow, the friction factor equation of power form was developed for solving them. The use of power law for the estimation on friction factor enabled to develop the explicit form of equations without any ite
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유동훈,엄호식 한국수자원학회 2003 한국수자원학회논문집 Vol.36 No.3
암거흐름은 지형 및 수리조건에 따라 복잡하고, 다양한 흐름특성을 나타내고 있으며, 이로인해 암거설계는 주로 모노그래프를 이용한 설계방식을 채택하고 있는 실정이다. 이는 개수로 암거의 경우 입구부에서의 수심을 산정하여야 하는 어려움과 복잡한 흐름특성 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서는 사각형 암거 입구부에서의 수심을 베르누이 방정식을 이용하여 결정하였으며, 이를 적용하여 여러 가지 형태의 흐름특성에 따른 암거 설계기준식을 개발하였다. 또한 설계항목을 Flow through the culvert is very complex depending on the characteristics of hydraulic conditions. A design method using a monograph is normally employed due to the wide range of flow characteristics and the difficulty of calculating inlet water depth. Th
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