남강댐에서 WQRRS모델의 계수 영향에 관한 연구

손근수,서정윤 환경문제연구소 1996 環境硏究論文集 Vol.5 No.-

부유사 지표로 초음파산란도를 활용한 합류부 3차원 수체혼합 특성 도출

손근수,김동수,곽성현,김영도,류시완 한국수자원학회 2021 한국수자원학회논문집 Vol.54 No.3

In order to characterize the mixing process of confluence for understanding the impacts of a river on the other river, it has been crucial to analyze the spatial mixing patterns for main streams depending on various inflow conditions of tributaries. However, most conventional studies have mostly relied upon hydraulic or water quality numerical models for understanding mixing pattern analysis of confluences, due to the difficulties to acquire a wide spatial range of in-situ data for characterizing mixing process. In this study, backscatters (or SNR) measured from ADCPs were particularly used to track sediment mixing assuming that it could be a surrogate to estimate the suspended sediment concentration. Raw backscatter data were corrected by considering the beam spreading and absorption by water. Also, an optical Laser diffraction instrument (LISST) was used to verify the method of acoustic backscatter and to collect the particle size distribution of main stream and tributary. In addition, image-based spatial distributions of sediment mixture in the confluence were monitored in various flow conditions by using an unmanned aerial vehicle (UAV), which were compared with the spatial distribution of acoustic backscatter. As results, we found that when acoustic backscatter by ADCPs were well processed, they could be proper indicators to identify the spatial patterns of the three-dimensional mixing process between two rivers. For this study, flow and sediment mixing characteristics were investigated in the confluence between Nakdong and Nam river. 하천 합류부는 두 하천이 만나 형성되는 지역으로 합류부 구간의 혼합 매커니즘을 이해하기 위해서는 지류의 다양한 유입조건에 따른 본류와의 수체혼합의 공간적인 패턴을 분석하는 것이 중요하다. 그러나, 대부분의 합류부 연구들은 실측을 통한 현장데이터를 획득하기 어렵기 때문에 수리 및 수질 수치모형을 통한 연구가 주로 수행되어 왔다. 본 연구에서는 지류와 본류의 합류의 혼합 현상을 규명하는 인자로 유속과 수심 등 기본적인 수리학적 인자들 외에 최근 하천 유사측정을 위해 부유사농도의 지표로 연구되고 있는 ADCP의 초음파산란도를 활용하여 합류부에서 상이한 유사특성을 가진 두 수체가 혼합되는 양상을 측정하여 합류부의 혼합 특성을 해석하고자 하였다. 초음파산란도는 부유사와 관련되는 인자로 SonTek ADCP 이동식으로 측정된 초음파산란도(SNR)자료를 빔퍼짐에 대한 보정, 물에 의한 흡수를 고려하여 보정한 후 3차원 혼합거동의 공간적인 분포를 도출하였다. 그리고 측정기간 중 드론(UAV), LISST를 이용하여 합류부의 혼합양상을 모니터링하여 초음파산란도를 이용한 분석결과와 비교하였다. 분석결과, ADCP로부터 제공되는 초음파산란도를 보정한 결과 합류부의 3차원적인 유사 혼합의 공간적 특성을 규명하는 데 적합한 인자라고 할 수 있었고, 상이한 본류와 지류의 유입을 고려하였을 때 다양한 혼합 거동을 분석하는데 지표로 사용이 가능함을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 남강과 낙동강의 합류부에 대해 초음파산란도를 활용하여 합류부의 혼합 특성을 분석하였다.

전자파표면유속계의 측정 각도에 따른 평수기 유속 측정 정확도 분석

손근수,김동수,김경동,김종민 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.1

Streamflow discharge as a fundamental riverine quantity plays a crucial role in water resources management, thereby requiring accurate in-situ measurement. Recent advances in instrumentations for the streamflow discharge measurement has complemented or substituted classical devices and methods. Among various potential methods, surface current meter using microwave has increasingly begun to be applied not only for flood but also normal flow discharge measurement, remotely and safely enabling practitioners to measure flow velocity postulating indirect contact. With minimized field preparedness, this method facilitated and eased flood discharge measurement in the difficult in-situ conditions such as extreme flood in active ways emitting 24.125 GHz microwave without relying on natural lights. In South Korea, a rectangular shaped instrument named with Microwave Water Surface Current Meter (MWSCM) has been developed and commercially released around 2010, in which domestic agencies charging on streamflow observation shed lights on this approach regarding it as a potential substitute. Considering this brand-new device highlighted for efficient flow measurement, however, there has been few noticeable efforts in systematic and comprehensive evaluation of its performance in various measurement and riverine conditions that lead to lack in imminent and widely spreading usages in practices. This study attempted to evaluate the MWSCM in terms of instrumen’s monitoring configuration particularly regarding tilt and yaw angle. In the middle of pointing the measurement spot in a given cross-section, the observation campaign inevitably poses accuracy issues related with different tilt and yaw angles of the instrument, which can be a conventionally major source of errors for this type of instrument. Focusing on the perspective of instrument configuration, the instrument was tested in a controlled outdoor river channel located in KICT River Experiment Center with a fixed flow condition of around 1 m/s flow speed with steady flow supply, 6 m of channel width, and less than 1 m of shallow flow depth, where the detailed velocity measurements with SonTek micro-ADV was used for validation. As results, less than 15 degree in tilting angle generated much higher deviation, and higher yawing angle proportionally increased coefficient of variance. Yaw angles affected accuracy in terms of measurement area. 하천 유량관측은 수자원의 관리를 위해 활용되는 기초적이고 대표적인 자료로 하천에서 정확한 유량을 관측하는 것은 중요하다. 따라서 최근에는 다양한 첨단 장비들이 개발되어 전통적인 하천의 유량관측을 대체하거나 보완하고 있다. 여러 최신 장비들 중 전자파표면유속계는 홍수기와 같이 하천에 접근하여 직접유량계측이 위험하고 정확도 확보가 어려울 경우전자파를 이용하여 비접촉식으로 유량을 계측하는 장비로 홍수기 및 평갈수기에도 하천 유량계측에 활용되기 시작하였다. 전자파표면유속계는 사용법이 간단하고 간접적으로 유속을 측정하기 때문에 기존의 직접측정 방법에 비해 안전한 장점이 있어 현재 국내에서는 홍수기 또는 접근이 어려운 하천의 유속 측정을 위해 사용되고 있다. 국내에서는 1993년 유량측정 장치 개발을 위해 전자파표면유속계(MWSCM; Microwave Water Surface Current Meter)를 개발을 연구를 수행하였고, 최근에는 국내에서 개발된 전자파표면유속계을 활용하여 유량측정을 위해 사용되고 있다. 하지만 국내에서 개발된 전자파표면유속계가 실제 하천에서 유속측정의 정확도에 대한 연구는 부족한 실정이다. 전자파표면유속계는 기기로부터 전자파를 이용해 유속을 측정하기 때문에 수직각과 편각과 같은 각도 변화에 따라 측정정확도가 바뀔 수 있고, 전자파표면유속계 본체에서 발사되는 전자파의 측정영역에 따라 유속측정에 오차가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 국내에서 개발 전자파표면유속계의 측정정확도를 분석하기 위해서 실제하천과 유사한 실규모 하천수로에서 수직각과 편각을 변화시키며 측정을 수행하여 수직각과 편각에 변화에 따른 유속측정 정확도를 분석하였다. 그리고 전자파표면유속계의 측정영역의 고려를 통해서 측정영역에 따른 유속측정결과를 분석하였다. 유속측정 결과를 통해서 수직각 15° 이하에서는 유속측정의 오차가 커지게 되는 것으로 나타났고, 편각이 커질수록 유속측정의 결과의 변동계수가 커지는 것으로 나타났다. 그리고 편각에 따른 오차의 영향은 전자파표면유속계의 측정영역에 따라 결과가 달라지는 것으로 나타났다.

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.

미량 Ni 함유 저 합금강의 고온초기 산화거동

손근수,윤재홍,이대용,成田敏夫 한국생산제조학회 1999 한국공작기계학회 추계학술대회논문집 Vol.1999 No.-

Performance of a Rectangular-Shaped Surface Velocity Radar for River Velocity Measurements

손근수,김동수,김경동,노영신 대한토목학회 2023 KSCE Journal of Civil Engineering Vol.27 No.3

Recent advances in streamflow discharge measurement instrumentation have improved upon or following replacements of conventional devices and methodologies. Among the advanced instruments, surface velocity radar (SVR) has been increasingly used for flood measurements and normal flow discharge, thus enabling noncontact measurements of surface velocities by using microwaves. It is effective even when direct access to rivers is difficult, such as during the flood season. Unfortunately, systematic and comprehensive evaluation of surface velocity measurement accuracy in conditions in situ is rarely conducted. The microwave footprint on the water surface, as emitted from the SVR, depends on the monitoring configurations (e.g., tilt and yaw angles) and can affect the accuracy of velocity measurements. In this study, we selected an SVR with a rectangular front shape and evaluated its measurement accuracy in a real-scale river experiment facility wherein surface velocity was validated against concurrently measured, large-scale particle image and acoustic Doppler velocimetry. Comparative results showed that the spatial autocorrelation of the velocity distribution inside the SVR footprint was crucial such that the measurement configuration for low-tilting and high-yawing angles should be avoided especially for locations near the channel edge with substantially reduced velocity.

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

ADCP를 이용한 직선 하천의 유속 및 수심 측정 정확도 분석

김종민,김동수,손근수,김서준 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 분석하였 다. 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 0.2 m and 0.02 m 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.

Results of Primary Total Hip Arthroplasties Performed with a Mini-Incision or a Standard Incision

김영후,손근수,김준식 이화여자대학교 의과대학 2005 EMJ (Ewha medical journal) Vol.28 No.1

목적 : 고관절 전치환 수술시 소위 ‘최소절개술’을 이용한 수술법이 여러가지 장점을 가지고 있다고 알려져 있다. 연부 조직의 외상을 줄이고, 수술 시 출혈양을 줄일 수 있으며, 수술 후 통증, 입원기간을 줄일 수 있다. 수술 후 회복을 빠르게 하고 미용상 수술 창상을 줄일 수 있다. 이 논문에서는 최소절개술과 표준절개술을 이용한 고관절 전치환술에서 수술적 측정요소와 삽입물 위치와 안전성의 차이를 전향적으로 비교연구 하였다. 방법 : 60명의 환자 79예에서 표준절개술(절개길이 12~15cm)로, 58명의 환자 78예에서 최소절개술(10cm 이하)로 일차 고관절 전치환술을 시행하였다. 두 군에서 모두 후외측 도달법으로 시행하였다. 결과 : 수술 중 출혈양, 헤모백 배출량, 입원기간, 주합병증의 비율, 방사선학적 측정요소 등 두 군간의 의미있는 차이가 없었다(p>0.05). 이에 비해 평균 수술시간, 헤모백 유지기간은 최소절개군에서 의미있게 짧았다(p>0.05). 또한 입원기간 중 평군 수혈량도 최소절개 군에서 의미있게 적었다.(p>0.05). 피부 절개의 연장은 최소절개군에서 의미있게 높았다(p>0.001). 결론 : 두 군사이에 대부분의 측정요서에서 차이가 없었지만, 환자의 대부분은 작은 수술창상을 선호하였다. 따라서 인공관절 삽입물의 위치, 피부와 연부조직의 치유에 문제가 없다면 최소절개술을 시행하는 것이 좋을 것으로 제의한다.