사행하천의 2차원 유속분포 모의를 위한 FaSTMECH 모형의 적용성 검토

손근수,유호준,김동수,Son, Geunsoo,You, Hojun,Kim, Dongsu 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.6

하천의 흐름장을 모의하는 수치모형들은 연구 및 실무에서 다양한 목적의 유동해석에 광범위하게 활용되어오고 있다. 그러나, 수치모의 결과에 대한 검증은 현장 실측자료의 한계로 수리모형실험이나 매우 제한된 현장자료를 기반으로 수행되어 보다 정밀한 검증이 요구되어 왔다. 특히, 사행하천과 같이 기하학적 구조 및 흐름이 복잡한 형태를 갖는 경우는 수치모형이 얼마나 정확한 유속분포 모의를 할 수 있는지 알기 힘들었다. 최근, 초음파도플러유속계(ADCP) 등 최신 현장 계측기기의 발달로 하천 흐름의 정밀한 유속 및 하상 자료를 매우 효율적으로 측정 가능하게 되었다. 따라서, 기존 수치모형들을 실제 하천에서 공간적으로 정밀하게 측정된 유속자료를 기반으로 성능을 검증할 수 있는 기술적인 기반이 마련되었다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 사행하천에서 정밀하게 측정된 ADCP 유속 자료를 기반으로 최근 국내에 도입된 FaSTMECH 모형을 대상으로 사행하천의 수위와 유속 분포 모의 결과를 검증하였다. 적용 구간은 한국건설기술연구원 하천실험센터의 폭 6.5 m, 평균수심 0.38 m, 유량 $1.54m^3/s$, 평균유속 0.61 m/s, 만곡도 1.2의 실규모 사행하천이다. FaSTMECH 모형의 적용성을 검토한 결과, 사행수로에 대한 수위 모의는 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났으나, 만곡부에서 편향되는 횡방향 유속 분포를 잘 모의하지 못하는 것으로 나타났다. Numerical flow simulation models in the riverine environments have been widely utilized for analyzing flow dynamics in various degrees in researches and practical applications. However, most of the simulated results have been validated based on the data from indoor experimental models or very limited in-situ measurements. Therefore, it has been required to more accurately validate the performance of the numerical models in terms of the detailed field observations. In particular, it was also hard to validate the performances of the existing numerical models in the real meandered river channels that encompass more sophisticated flow and geometric structures. Recently, advancements of the modern flow measuring instrumentations such as acoustic Doppler current profilers (ADCPs) enabled us to efficiently acquire the detailed flow field in the broad range of river channels, thus that it became to be possible to accurately validate any numerical models with the field observations. In this study, based on the detailed flow measurements in a actual meandered river channel using ADCP, we validated FaSTMECH model in iRIC in terms of water surface elevation, which is relatively new but began to get highlighted in the research areas. As the validation site, a meandering channel in River Experiment Center of KICT was chosen, which has 6.5 m of width, 0.38m of flow depth, 1.54 m3/s of flow discharge, 0.61 m/s of mean flow velocity, and 1.2 of sinuosity. As results, whereas the FaSTMECH precisely simulated water surface elevation, simulated velocity field in the bend did not match well with ADCP dataset.

H-ADCP 활용 부유사농도 측정 기술 개발: 나주시 남평교

손근수(Son, Geunsoo),김동수(Kim, Dongsu),노영신(Roh, Young Sin) 대한토목학회 2020 대한토목학회 학술대회 Vol.2020 No.10

Plasma Paste Boronizing법에 의한 Ni-Cr-Mo강의 붕화물층 생성거동과 내 토사마모특성에 관한 특성

조재현,박학균,손근수,윤재홍,김현수,김창규,Cho J. H,Park H. K,Son K. S,Yoon J. H,Kim H. S,Kim C. G 한국재료학회 2004 한국재료학회지 Vol.14 No.1

The surface property and formation behavior of a boride layer formed on Ni-Cr-Mo steel in a plasma paste boronizing treatment were investigated. The plasma paste boronizing treatment was carried out at 973~1273 K for 1-7 hrs under the gas ratio of Ar:H$_2$ (2:1). The thickness of the boride layer increased with increasing temperature and time in the boronizing treatment. The cross-section of the boride layer was a tooth structure and the hardness was Hv 2000~2500. XRD analysis revealed that the compound was identified as FeB, $Fe_2$B, and mixed phase of FeB/$Fe_2$B in the boride layer formed at 973~1073 K, 1173K, and 1273K, respectively. The Ni-Cr-Mo alloy boronized at 1173-1273 K showed the best excellent wear resistance against the sand. As a results of corrosion test in 1 M $H_2$$SO_4$ solution, $Fe_2$B formed on the matrix alloy exhibited higher corrosion resistance than FeB.

ADCP 정지법 측정 시 미계측 영역의 유량 산정 정확도 분석

김종민,김서준,손근수,김동수,Kim, Jongmin,Kim, Seojun,Son, Geunsoo,Kim, Dongsu 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.7

Acoustic Doppler Current Profilers(ADCPs) have capability to concurrently capitalize three-dimensional velocity vector and bathymetry with highly efficient and rapid manner, and thereby enabling ADCPs to document the hydrodynamic and morphologic data in very high spatial and temporal resolution better than other contemporary instruments. However, ADCPs are also limited in terms of the inevitable unmeasured regions near bottom, surface, and edges of a given cross-section. The velocity in those unmeasured regions are usually extrapolated or assumed for calculating flow discharge, which definitely affects the accuracy in the discharge assessment. This study aimed at scrutinizing a conventional extrapolation method(i.e., the 1/6 power law) for estimating the unmeasured regions to figure out the accuracy in ADCP discharge measurements. For the comparative analysis, we collected spatially dense velocity data using ADV as well as stationary ADCP in a real-scale straight river channel, and applied the 1/6 power law for testing its applicability in conjunction with the logarithmic law which is another representative velocity law. As results, the logarithmic law fitted better with actual velocity measurement than the 1/6 power law. In particular, the 1/6 power law showed a tendency to underestimate the velocity in the near surface region and overestimate in the near bottom region. This finding indicated that the 1/6 power law could be unsatisfactory to follow actual flow regime, thus that resulted discharge estimates in both unmeasured top and bottom region can give rise to discharge bias. Therefore, the logarithmic law should be considered as an alternative especially for the stationary ADCP discharge measurement. In addition, it was found that ADCP should be operated in at least more than 0.6 m of water depth in the left and right edges for better estimate edge discharges. In the future, similar comparative analysis might be required for the moving boat ADCP discharge measurement method, which has been more widely used in the field. ADCP는 하천의 3차원 유속과 수심 자료를 매우 효율적이고 빠르게 측정할 수 있으며, 그 자료의 공간 및 시간적 해상도는 기존의 전통적인 유속 측정 방법들과 비교하여 매우 정밀하다는 장점이 있다. 하지만 ADCP는 하상 부근과 센서 근처에서의 미계측 영역이 발생하고 이 미계측 영역의 유속을 얼마나 정확하게 산정하느냐에 따라 ADCP 유량 측정의 정확도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 ADCP 유량 산정 시 범용적으로 활용되고 있는 1/6 멱법칙(power law)을 활용한 미계측 영역의 유량 측정 결과의 정확도를 분석하였다. 이를 위해 실규모 직선수로에서 ADCP를 고정시킨 상태에서 측정한 유속 자료를 1/6 멱법칙과 대수 법칙(log law)을 적용하여 외삽 한 유속분포와 유량 산정 결과를 ADV를 이용하여 정밀하게 측정한 결과와 비교하였다. 비교 결과 전체적으로 대수 법칙으로 외삽한 경우가 높은 정확도를 나타냈으며, 수표면 근처 미계측 영역에서는 1/6 멱법칙은 유량을 작게 산정하는 경향을 나타냈고, 하상 근처의 미계측 영역에서는 유량을 크게 산정하는 경향을 나타냈다. 이 결과는 기존 1/6 멱법칙을 활용한 하상 및 수표면 부근 미계측 영역 유량 추정 방법이 오차를 수반함을 의미한다. 따라서 ADCP 정지법 측정 방식을 사용할 경우, 대수 법칙이 1/6 멱법칙보다 정확한 상하부 미계측 유량 추정 결과를 보여주었으므로 대안으로 고려되어야 할 것이다. 또한 제방 근처 미계측 영역의 유량 측정 정확도를 높이기 위해서는 수심이 0.6 m 이상을 확보한 측선을 기준으로 유량을 산정할 경우 신뢰도 높은 유량 측정 결과를 보였다. 향후, ADCP 정지법 측정 방식에 비해 보다 많이 활용되고 있는 보트탑재 이동식 ADCP의 경우도 이와 같은 검증이 필요하다고 하겠다.

ADCP를 이용한 직선 하천의 유속 및 수심 측정 정확도 분석

김종민,김동수,손근수,김서준,Kim, Jongmin,Kim, Dongsu,Son, Geunsoo,Kim, Seojun 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.5

최근 수문관측의 측정 인력과 비용의 절감과 측정 정확도를 높이기 위해 초음파를 이용한 ADCP 유량 측정 방법의 적용이 활발하게 이루어지고 있으며 점점 그 비중이 높아지고 있다. 하지만 ADCP의 유속 및 수심 측정 정확도에 대한 자료가 부족하여 ADCP 측정 결과에 대한 신뢰도를 확신하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 직선하천에서 체계적이고 정밀한 측정을 통해 ADCP의 유속 및 수심 정확도를 분석하였다. ADCP의 유속 측정 정확도를 분석하기 위해 횡단면에 184개의 측점에서 측정한 ADV 유속 측정 결과와 ADCP의 유속 측정 결과를 비교하여 오차를 계산하였다. 그 결과 바닥을 기준으로 수심비(y/h)가 0.4~0.8 범위에서는 ADCP가 정확하게 유속을 측정하는 것으로 나타났으나, 수면 근처에서는 유속을 작게 측정하였고, 하상 근처에서는 유속을 크게 측정하여 정확도가 떨어지는 것을 확인하였다. 또한 ADCP의 수심 정확도를 분석한 결과 하상추적(bottom tracking) 방식이 약 6%의 오차를 보였고, 연직 빔(vertical beam) 방식이 약 9%의 오차를 보여 식생이 활착한 자연하천의 경우 하상추적 방식이 좀 더 정확하게 수심을 측정하는 것으로 확인하였다. 그리고 고정 측정 방법과 이동 측정 방법의 차이를 검토한 결과 두 방법 모두 유사한 정확도를 나타냈다. 이와 같은 연구 결과는 향후 ADCP의 측정 불확도 평가를 위한 기초 자료로 활용한다면 ADCP를 하천에 적용함에 있어 좀 더 정확한 유속 및 수심 측정이 가능할 것으로 기대된다. ADCPs have been highlighted so far for measuring steramflow discharge in terms of their high-order of accuracy, relatively low cost and less field operators driven by their easy in-situ operation. While ADCPs become increasingly dominant in hydrometric area, their actual measurement accuracy for velocity and bathymetry measurement has not been sufficiently validated due to the lack of reliable bench-mark data, and subsequently there are still many uncertain aspects for using ADCPs in the field. This research aimed at analyzing inter-comparison results between ADCP measurements with respect to the detailed ADV measurement in a specified field environment. Overall, 184 ADV points were collected for densely designed grids for the given cross-section that has 6 m of width, 1 m of depth, and 0.7 m/s of averaged mean flow velocity. Concurrently, ADCP fixed-points measurements were conducted for each 0.2m and 0.02m of horizontal and vertical spacing respectively. The inter-comparison results indicated that ADCP matched ADV velocity very accurately for 0.4~0.8 of relative depth (y/h), but noticeable deviation occurred between them in near surface and bottom region. For evaluating the capacity of measuring bathymetry of ADCPs, bottom tracking bathymetry based on oblique beams showed better performance than vertical beam approach, and similar results were shown for fixed and moving-boat method as well. Error analysis for velocity and bathymetry measurements of ADCP can be potentially able to be utilized for the more detailed uncertainty analysis of the ADCP discharge measurement.

3차원 수치모의를 이용한 홍수조절용 저류지의 흐름특성 분석

김서준(Kim, Seojun),손근수(Son, Geunsoo),변현혁(Byeon, Hyunhyuk),김동수(Kim, Dongsu) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10

안드로이드 악성 앱 탐지율 향상을 위한 특성 분석 및 기계학습 모델에 관한 연구

강호영(Hoyoung Kang),손근수(Geunsoo Son),손민우(Minwoo Son),송유석(Yuseok Song) 한국정보보호학회 2019 情報保護學會誌 Vol.29 No.1

안드로이드 모바일 환경에서 사용되는 애플리케이션은 사용자에게 여러 권한을 요구하며, 특정한 기능을 수행한다. 공격자는 정상적인 애플리케이션으로 가장한 악성 애플리케이션을 사용자가 다운로드 하도록 유도하여 금융정보 및 개인정보를 탈취할 수 있다. 기존의 모바일 백신은 시그니처(signature) 기반의 악성 애플리케이션 탐지 방법을 사용하기 때문에 정상 애플리케이션으로 가장한 악성 애플리케이션의 탐지가 어려운 측면이 있다. 따라서, 본 논문에서는 안드로이드 악성애플리케이션 탐지율 향상을 위한 특성(feature)을 연구 및 분석하고, 여러 기계학습 모델을 적용하여 최종적으로는 기존의 모바일 백신으로는 탐지가 어려운 악성 애플리케이션까지 탐지가 가능한 기계학습 모델을 제안하였다.

미량 Ni 첨가 Fe-Ni 합금의 고온산화 거동에 관한 연구

孫根洙,尹在弘,金晋夏,金顯洙,成田敏夫,林重成 대한금속재료학회 2002 대한금속·재료학회지 Vol.40 No.10

Oxidation behavior of Fe-Ni alloys added by small amount of Ni was studied, under the exposure to the temperatures up to 1100℃, 1150℃, and 1200℃, respectively. The slope of mass change curve representing an oxidation rate was 1 or 2 up to 20 seconds and decreased to 1/2 after 20 seconds in a parabolic shape. The temperature of the initial stage of oxidation increased more quickly at the furnace inside than at the surface of the specimen, and its behavior was reversed due to oxidation heat after 20 seconds later. Oxide layer was mainly composed of FeO. And particle of Fe_3O_4 and Fe_2O_3 was distributed in FeO layer. The order of the composition ratio for the oxide was Fe_2O_3,·Fe_3O_4,·FeO at the oxide surface, FeO,·Fe_3O_4,·Fe_2O_3 at the internal oxide, and FeO,·Fe_3O_4,·Fe_2O_3 at the surface of metal after stripping oxide layer.

FC-25계 회주철의 이온질화처리에 따른 표면특성과 고온산화거동에 관한 연구

허인창,손근수,윤재홍,조동율,박봉규,김현수,김인수 대한금속재료학회 2005 대한금속·재료학회지 Vol.43 No.4

Surface properties and high temperature oxidation behavior were investigated for FC-25 Gray Cast Iron(GCI) and the ion nitrided GCI(N-GCI). The GCI was pre-cleaned to improve hardness to the optimum pre-sputtering parameters with an Ar/H₂ ratio of 1/2, working pressure of 3 torr, working temperature of 550℃ and working time of 1hour. The optimum nitriding conditions for the maximum hardness of 560575 Hv were an N₂/H₂ ratio of 3/1, working pressure of 3 torr, and working temperature of 575℃. The thickness of graphite in the GCI was increased by increasing the working temperature from 525℃ to 595℃ for the nitriding time of 6-18hrs. XRD patterns showed FeO and Fe₂O₃ peaks for both the oxidized N-GCI and GCI at temperatures of 600℃ and 800℃ under atmospheric environment for both 24 and 60hours. At 800℃, above the Fe4N decomposition temperature of 680℃, the oxidation rate of N-GCI was greater than that of the GCI. The most abundant nitride, Fe4N, was decomposed and the nitrogen gas given off by the decomposition made the protective film porous by degassing through the film. But at 600℃, below the decomposition temperature, the degree of oxidation of N-GCI was lower than that of the GCI because the nitride film worked as protective barrier for oxidation. (Received October 29, 2004)

Boro-Nitriding 처리한 FC-25계 편상흑연주철의 표면특성에 관한 연구

허인창,손근수,윤재홍,조동율,박봉규,김현수,김인수 국립7개대학공동논문집간행위원회 2004 공업기술연구 Vol.4 No.-

Surface properties and oxidation behaviors were studied for FC-25 gray cast iron (GCI), plasma nitrided FC-25 GCI (P-N GCI), powder boronized FC-25 GCI (B GCI) and powder boronized N GCI (B-N GCI). A boride (Fe2B, FeB) layer with a tooth shape was formed by boronizing GCI at temperatures of about 650℃. The thickness and hardness of the layers were proportional to the boronizing temperature and time. The hardness was decreased by increasing boronizing depth. The activation energy for boride formation was 73.8kJ/mol. The thickness of the graphite layer formed by boronizing was increased by the temperature and time. A silicon layer insoluble in borides was accumulated under the boride layer. The major phases were Fe4N, Fe3N and FeN in a nitride layer formed by plasma. The thickness and hardness of the layer were increased with nitriding temperatures and time under the Fe4N decomposition temperature of 680℃. The hardness was maximum at the surface and decreased with nitrided depth on B-N GCI at 700℃, above the decomposition temperature of the Fe4N. Hardness of B-N GCI at the layer depth of 10 ㎛ was ≒1000Hv, which was lower than ≒1500Hv of the B GCI at the same condition. Also the layer thickness was 50 ㎛; deeper than that of B GCI by 10 ㎛ The reasons were that the nitrogen given off by the decomposition made the layer porous and facilitated the diffusion of oxygen and other reactants. The samples were oxidated at 800℃ for 48hrs under atmospheric air. Oxidation rate was in decreasing order of N GCI, GCI, B GCI and G-N GCI. Oxidation rates were greatly influenced by the diffusion of nitrogen formed by Fe4N decomposition over the decomposition temperature of 680℃ and by the oxidation barrier of the less corrosive boride layer.