수치모의를 통한 고리원전 연안 태풍해일특성 분석

강주환,박선중 조선대학교 공학기술연구원 2017 공학기술논문지 Vol.10 No.4

Recently, there has been a concern about the possibility of a super typhoon regarding the global climate change. Accordingly, the procedures for reaffirming the safety of nuclear power plant have been required. In this study, the typhoon-surge characteristics in the East Coast was reviewed, and then the extreme water level at the Gori nuclear power plant was examined. For this purpose, a standardized typhoon derived from frequency analysis of wind-speed was constructed and corresponding surge height was calculated by using the ADCIRC numerical model. Verification of the model with set-up of the standard typhoon tracks was carried out. Ultimately, not only a disaster level curve was presented but also probable maximum water level was proposed.

국제학술회의 참관기 - 제16차 초상대론적 중이온 충돌에 관한 국제 학술회의

강주환,Gang, Ju-Hwan 한국과학기술단체총연합회 2002 과학과 기술 Vol.35 No.10

천해조가 발달된 하구에서의 조석파 전파특성

강주환,문승록 한국해안해양공학회 2001 한국해안해양공학회 논문집 Vol.13 No.1

하구입구에서 형성된 조석비대칭 현상은 천해조의 성장에 따라 상류방향으로 갈수록 더욱 심화되는 경향이 있다. 따라서 이러한 해역에서의 유사이동 또는 오염확산 등과 관련된 연구를 수행할 경우 천해조에 대한 면밀한 관찰과 세힘한 적용이 요구된다. 본 연구의 목적은 다양한 수치실험을 통해 천해조의 발생 및 전파에 관한 제반 특성을 밝혀내는데 있으며, 특히 조간대가 조석파의 전파와 천해조 발생에 미치는 영향성에 대하여 중점적으로 연구하였다. 이와 같은 연구를 통해 하구의 지형학적 특성에 따른 조석파의 거동이 규명되면 향후 대규모 토목사업 시행시 천해조를 포함한 조석환경의 변화와 그에 따른 유사 및 오염물질 이동에 관한 정성적인 분석과 더불어 해당해역에서의 조석에 관한 수치모형 설계에도 지침이 될 수 있을 것이다. Tidal asymmetry which is generated at the mouth of an estuary tends to be more serious toward the upper stream due to the growth of shallow tides. Thus careful observations and applications for the shallow tides are needed if studies related to sediment or pollutant transport are carried on. An aim of the present study was to clarify the characteristics of generation and propagation of shallow tides by various numerical experiments including the effect of inter-tidal zone. The results of the present study will give a fundamental guide for the analysis of tidal envirorunental changes and for the design of a numerical model if coastal constructions are conducted.

서·남해안 조석-해일 비선형성 발생양상

강주환,김양선,윤영관,심재설,Kang, Ju Whan,Kim, Yang-Seon,Yoon, Young-Kwan,Shim, Jae-Seol 한국해안해양공학회 2014 한국해안해양공학회 논문집 Vol.26 No.6

국내 서해안과 남해안의 조위자료로부터 조석-해일 비선형효과에 대한 발생실태를 조사한 결과 부산을 제외한 모든 해역에서 비선형성이 확인되고 있으며 특히 목포 및 완도를 중심으로 한 서남해안에서 두드러지게 나타나고 있다. 대규모 해일이 드물기 때문에 창조집중에 대한 사례는 흔치 않은 반면 저조시 조위편차가 커지는 조석변조해일은 빈번하게 발생하고 있다. 또한 낙조우세가 심한 목포해역의 경우 새로운 형태의 조석-해일 비선형성에 의해 낙조시 해일고가 크게 나타나는 현상을 확인하였다. 조위편차 산정과정에서 비선형성과 관련된 오류를 해소하는 방안으로 편기해일고 산정방법에 대해서도 검토하였다. Hourly tide-gauge data at 10 tide stations along the West/South coasts were analysed statistically for tidesurge interaction. Interactions were found at all stations except Busan, prominently at the western tip of the South coast near Mokpo and Wando. A well-known interaction pattern which occurs at flood tide was found rarely at domestic coasts, while another pattern of the tide-modulated surge which occurs at low tide was detected frequently. In addition, a new interaction pattern which occurs at ebb tide is discovered. This pattern is found at Mokpo where the ebb dominance is prominent. Finally, the skew surge could be considered as a tool coping with such interactions.

서해안의 태풍해일특성과 고극조위

강주환,김양선 한국해안,해양공학회 2019 한국해안해양공학회 논문집 Vol.31 No.2

The aspects of typhoon-induced surges were classified into three types at the Western coast, and their characteristics were examined. The typhoons OLGA (9907) and KOMPASU (1007) were the representative steep types. As they pass close to the coasts with fast translation velocity, the time of maximum surge is unrelated to tidal phase. However, typhoons PRAPIROON (0012) and BOLAVEN (1215) were the representative mild types, which pass at a long distance to the coasts with slow translation velocity, and were characterized by having maximum surge time is near low tide. Meanwhile, typhoons MUIFA (1109) and WINNIE (9713) can be classified into mild types, but they do not show the characteristics of the mild type. Thus they are classified into propagative type, which are propagated from the outside. Analyzing the annual highest high water level data, the highest water level ever had been recorded when the WINNIE (9713) had attacked. At that time, severe astronomical tide condition overlapped modest surge. Therefore, if severe astronomical tide encounter severe surge in the future, tremendous water level may be formed with very small probability. However, considering that most of the huge typhoons are mild type, time of maximum surge tends to occur at low tide. In case of estimating the extreme water level by a numerical simulation, it is necessary not only to apply various tide conditions and accompanying tide-modulated surge, but also to scrutinize typhoon parameters such as translation velocity and so on. 서해안 지역에서 대형태풍에 의한 해일유형을 세 가지로 구분한 후 그 특성을 고찰하였다. 태풍 OLGA(9907) 와 KOMPASU(1007)가 대표적인 첨두형 태풍인데 빠른 이동속도로 서해안에 근접하여 통과한 태풍으로 최대해일고 발생이 조시와는 무관한 특성을 보인다. 반면 태풍 PRAPIROON(0012)과 BOLAVEN(1215) 등은 대표적인 지속형으 로서 느린 이동속도로 서해안에서 이격하여 통과한 태풍이며 주로 저조시에 최대해일고가 발생하는 조석변조해일 특성을 보인다. 한편 태풍 MUIFA(1109)와 WINNIE(9713)의 경우 지속형으로 구분될 수는 있지만, 외부에서 전파되 어 온 해일유형으로 구분되어 조석변조해일 특성은 보이지 않는다. 이러한 해일유형을 토대로 서해안 지역에서 고극 조위가 발생하는 패턴을 구분한 결과 현재까지 해면고가 가장 높았던 경우는 태풍 WINNIE(9713)와 같은 전파형의 크지 않은 해일고가 백중사리의 높은 조위조건과 겹쳐 발생한 경우였다. 향후 높은 조위조건에 첨두형 태풍이 겹칠 경우 전무후무한 고극조위가 발생할 수 있을 가능성이 다소 낮은 확률로 존재한다. 그러나 대부분의 대형태풍이 저 조시에 최대해일고가 발생하는 지속형임을 감안하면 저조시 크게 나타난 해일고를 단순히 약최고고조위에 가산하여 설계조위를 산정하는 설계법은 과다설계의 우려가 크다. 태풍해일 수치모의를 통해 극치해면고를 산정할 경우에도 가급적 다양한 조위조건을 함께 부여하여 조석-해일 비선형성이 재현되도록 해야 하며, 태풍의 이동속도와 최근접거 리에 따른 해일특성에 대한 변화양상을 주의 깊게 고찰하여야 한다.

Block Matrix Preconditioner와 IE-FFT를 이용한 침투가능한 구조물의 전자기 산란해석에 관한 연구

강주환 한국전기전자학회 2019 전기전자학회논문지 Vol.23 No.2

In this paper, we presents the integral equation-fast Fourier transform(IE-FFT) and block matrix preconditioner(BMP) to solve electromagnetic scattering problems of penetrable structures composed of dielectric or magnetic materials. IE-FFT can significantly improve the amount of calculation to solve the matrix equation constructed from the momentmethod(MoM). Moreover, the iterative method in conjunction with BMP can be significantly reduce the number ofiterations required to solve the matrix equations which are constructed from electrically large structures. Numericalresults show that IE-FFT and block matrix preconditioner can solve electromagnetic scattering problems for penetrableobjects quickly and accurately. 본 논문은 integral equation-fast Fourier transform(IE-FFT)과 block matrix preconditioner(BMP)를 이용하여 침투 가능한 구조물의 전자기 산란 문제를 다룬다. IE-FFT는 모멘트 법(the method of Moments:MoM)에 의해 형성된 행렬방정식의 해를 계산하기 위하여 반복법의 연산량을 상당히 개선할 수 있다. 또한 전기적으로 커다란 구조물로부터 형성된 행렬방정식에 BMP가 적용된 반복법을 적용하면 반복 횟수를 크게 줄여 행렬방정식의 해를 빠르게 계산할 수 있다. 수치해석 결과는IE-FFT와 BMP를 적용하여 침투 가능한 구조물의 전자기 산란 문제를 빠르고 정확하게 계산할 수 있음을 보여준다.

조석환경변화를 고려한 목포항의 고극조위 산정

강주환,문승록 한국해안해양공학회 2000 한국해안해양공학회 논문집 Vol.12 No.4

영산강하구언과 영암 및 금호방조제 건설과 같은 대규모 간척사업에 따라 목포해역에는 조석확폭현상이 발생되어 저지대 침수를 야기한바 있다. 목포항에서의 조위자료를 검토해 보면 방조제 건설단계별로 평균만조위 뿐 아니라 고극조위가 \"jump\"된 현상을 볼 수 있다. 따라서 기존 설계조위를 전면적으로 재검토해야 할 필요성이 제기되어 왔다. 이때 빈도해석에 이용되는 자료는 현재상태인 금호방조제 건설이후의 자료에 국한되어야 한다. 그러나 고극조위 극치분석에 사용될 수 있는 자료는 아직까지 6년 정도에 불과하기 때문에 정상적인 빈도해석에는 문제가 있는 것이다. 본 연구에서는 수치모형을 이용해 과거자료를 현재자료로 변환시켜 적용하는 방안을 제안하였으며, 이에 따라 32년 간의 변환된 자료와 6년 간의 최근자료 등 총 38년 간의 풍부한 자료를 이용하여 정상적인 빈도해석이 가능하게 되었다. 가능하게 되었다. Mokpo coastal zone suffers from increase of tidal amplitude by the reclamation projects of Youngsan River Scadike, Youngam and Keumho Seawalls, resulting inundation oflower lands. Tidal records at Mokpo harbor show jumps just after each construction not only in the mcan high water level but also in extreme one. Thus the design water levels must be newly estimated by a frequency analysis with the data of period after the last construction. But this period is at most 6 years yet, which restrains the normal frequency analysis. In this paper, new approach of converting the past data to the present one by a numerical model is proposed. Converted 32 years and observed 6 years data enables normal frequency analysis.

감조하천에서 조석 전파 및 조석비대칭

강주환,조홍연,Kang, Ju Whan,Cho, Hong-Yeon 한국수자원학회 2021 한국수자원학회논문집 Vol.54 No.6

하구역으로부터 감조하천 상류로 전파되는 조석파의 특성을 고찰하기 위하여 먼저 국내 연안에서 천문조인 M2분조와 천해조인 M4분조에 대한 조화상수를 분석해 조석비대칭 현상을 파악하였다. 하구역에서 천해조가 크게 발달함에 따라 한강과 금강의 경우 창조우세, 영산강의 경우 낙조우세가 형성된다. 이러한 조석비대칭 현상은 조류속 자료를 분석함으로써 재확인할 수 있다. 조류속 분석 결과 왕복성 조류패턴을 보이는 금강하구와 영산강하구의 경우와는 달리 한강하구의 경우 강화도 주변의 복잡한 지형 및 수로에 기인하여 회전성 조류패턴이 나타나기도 한다. 그러나 잔차류를 제거할 경우 조류속 관측자료 역시 조위와 일관된 창낙조우세를 보이고 있다. 하구역에서 형성된 조석비대칭 현상은 조석파가 감조하천 상류로 전파되면서 천해조의 성장과 더불어 더욱 심화되는 경향이 있다. 하천의 마찰특성과 단면형상에 따라 조석파의 전파양상에도 차이가 발생하여 수심이 얕은 한강과 금강의 경우 SD하구로 분류되어 에너지 소산이 매우 큰 반면 수심이 깊은 영산강의 경우 WD하구로 분류되어 에너지 소산이 덜 한 것으로 나타나고 있다.

음해법을 이용한 천수방정식의 수치해석

강주환,박상현,이길성,Kang, Ju Whan,Park, Sang Hyun,Lee, Kil Seong 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.3

근래 천수방정식과 같은 2차원 수치해석에서 가장 널리 쓰이는 방법 중의 하나로 ADI 방법을 들 수 있다. 그러나 서해안과 같이 수심의 변화가 심하며 특히 해저협곡이 곳곳에 발달된 해역에서 조석에 관한 문제해결시 ADI 방법을 사용하면 소위 ADI 효과가 크게 우려된다. 이를 극복하기 위하여 완전 음해법으로 차분되고 CGS(conjugate gradient squared) 방법으로 해를 구하는 알고리즘을 개발하였다. 조간대 모의가 포함된 본 모형용 새만금 수역에 적용한 결과 지형의 복잡성에도 불구하고 유속장과 조간대 형성에 관한 수치적 모의가 만족스러운 결과를 보였다. Recently, ADI scheme has been a most common tool for solving shallow water equation numerically. But ADI models of tidal flow is likely to cause so called ADI effect in such a region of the Yellow Sea which shows complex topography and has submarine canyons especially. To overcome this, a finite difference algorithm is developed which adopts fully implicit method and preconditioned conjugate gradient squared method. Applying the algorithm including simulation of intertidal zone to Sae-Man-Keum. velocity fields and flooding/drying phenomena are simulated well in spite of complex topography.

서남해안의 해수면 상승 실태 분석

강주환,오남선 한국수자원학회 2004 한국수자원학회 학술대회 Vol.2004 No.1