종확산 방정식에 대한 Eulerian-Lagrangian 연산자 분리방법

전경수,이길성,Jun, Kyung Soo,Lee, Kil Seong 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.1

특성곡선을 고려한 세가지 연산자 분리방법을 오염원의 종확산 문제에 적용하여, 그 결과를 Eulerian 기법들의 계산결과와 비교하였다. 연산자 분리방법의 이송방정식에 대한 수치 기법들로는 generalized upwind, two-point fourth-order 및 sixth-order Holly-Preissmann 기법들을 각각 적용하였으며, 확산 방정식에 대한 수치기법으로는 Crank-Nicholson 기법을 적용하였다. Holly-Preissmann 기법을 사용하는 연산자 분리방법들이 Eulerian 기법들에 비하여 매우 정확한 계산결과를 나타내었다. Eulerian 기법들의 경우에는 이송항의 근사방법으로서 중앙차분을 취하는 기법들은 수치진동을, 후방차분을 취하는 기법들은 수치분산을 각각 보였으며, 이러한 현상들은 종확산계수의 값이 작을수록 더욱 뚜렷하게 나타났다. Three characteristics-based split-operator methods were applied to a longitudinal pollutant dispersion problem, and the results were compared with those of several Eulerian schemes. The split-operator methods consisted of generalized upwind, two-point fourth-order and sixth-order Holly-Preissmann schemes, respectively, for the advection calculation, and the Crank-Nicholson scheme for the diffusion calculation. Compared with the Eulerian schemes tested, split-operator methods using the Holly-Preissmann schemes gave much more accurate computational results. Eulerian schemes using centered difference approximations for the advection term resulted in numerical oscillations, and those using backward difference resulted in numerical diffusion, both of which were more severe for smaller value of the longitudinal dispersion coefficient.

Diffusion of a Steady Horizontal Line Source in a Turbulent Shear Flow

전경수,이길성,Jun, Kyung Soo,Lee, Kil Seong Korean Society of Civil Engeneers 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.2

정상 2차원 이송확산(移送擴散) 방정식의 수치해석에 의하여 난류전단(亂流剪斷) 흐름에서의 정상(定常) 수평(水平) 선오염원(線汚染源)의 확산(擴散)을 모의하였다. 유속과 난류확산계수(亂流擴散係數)의 수심에 따른 변화가 없을 경우에 대한 해석해와 비교한 결과, 일정 유속 및 난류확산계수(亂流擴散係數)를 가정할 경우 수심방향 확산(擴散)을 과대평가하는 것으로 나타났다. 무차원화된 지배방정식에 따르면 수심방향 확산(擴散)을 지배하는 물리적 변수는 마찰계수(摩擦係數)뿐이다. 마찰계수(摩擦係數)에 대한 확산과정의 민감도(敏感度) 분석(分析)으로부터 수심방향 확산속도(擴散速度)는 대략 마찰계수(摩擦係數)의 제곱근에 비례함을 알 수 있었다. 오염원(汚染源)의 초기 방류위치에 따른 민감도(敏感度) 분석(分析) 결과, 가장 신속한 수심 방향 확산(擴散)을 가져오는 최적의 방류위치는 수심의 중간정보다 위쪽이며, 마찰계수(摩擦係數)가 커질수록 그 위치가 수면쪽에 가까와지는 것으로 나타났다. Diffusion of a steady horizontal line source in a turbulent shear flow is simulated by numerically solving a steady two-dimensional advective diffusion equation. The computational result is compared with the analytic solution for uniform velocity and diffusivity distributions over the depth. The analytic solution for constant velocity and diffusivity overestimates the degree of vertical mixing. The normalized equation indicates that friction factor is the only physical parameter that governs the vertical diffusion process. Sensitivities of the diffusion process to the friction factor and initial source position are analyzed. The rate of vertical mixing varies approximately as the square root of the friction factor. The optimal source position, which gives the most rapid mixing, lies above the mid-depth and moves toward the water surface as the friction factor increases.

Numerical Simulation of the Coalescence of Air Bubbles in Turbulent Shear Flow: 2. Model Application

전경수,Jun, Kyung Soo,Jain, Subhash C. Korean Society of Civil Engeneers 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.6

난류전단 흐름에서의 기포 크기분포를 예측하기 위하여 개발된 Monte-Carlo 모의모형을 실험실 크기의 문제에 적용하였다. 각종 모형 매개변수 및 물리적 변수들에 대한 민감도 분석을 수행하였으며, 실험 관측치와의 비교를 통하여 모형의 실제 적용성에 관하여 조사하였다. 공기와 물의 유량비 또는 마찰계수가 증가함에 따라 기포의 크기가 커지는 것으로 나타났다. 평균유속이 증가함에 따라 가포의 크기는 작아지지만, 폭기구간내 기포의 총표면적은 거의 일정함을 보였다. 모형의 종방향 거리증분에 따른 기포 크기분포의 변화는 거의 없었으며, 횡방향 거리중분을 크게 할수록 기포가 크거나 작은 쪽으로 치우쳐 중간정도의 크기를 갖는 기포의 수가 감소하였다. 기포의 크기분포는 그 초기분포 및 공기의 주입위치에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 기포의 충돌과 응집을 구분하기 위하여 충돌효율을 도입하였다. A Monte-Carlo simulation model, developed to predict size distribution of air bubbles in turbulent shear flow, is applied to a laboratory-scale problem. Sensitivity to various numerical and physical parameters of the model is analyzed. Practical applicability of the model is explored through comparisons of results with experimental measurements. Bubble size increases with air-water discharge ratio and friction factor. Bubble size decreases with increasing mean flow velocity, but the total bubble surface area in the aeration region remains fairly constant. The effect on bubble size distribution of the longitudinal length increment in the simulation model is negligible. A larger radial length increment yields more small and large bubbles and fewer in between. Bubble size distribution is significantly affected by its initial distribution and the location of air injection. Collision efficiency is introduced to explain the discrepancy between collisions with and without coalescence.

하천 수질모형에 의한 비점 오염 부하량과 모형 매개변수의 동시 추정

전경수,강주환,Jun, Kyung-Soo,Kang, Ju-Whan 한국수자원학회 2004 한국수자원학회논문집 Vol.37 No.12

하천을 따라 분포된 비점 오염원을 하천 수질모형의 매개변수들과 동시에 추정하는 체계적인 방법을 제안하였다. 수립된 방법을 QUAL2E 모형과 함께 충주댐 하류의 남한강 구간에 적용하여 모형의 반응계수와 비점 오염 부하량에 대한 최적 추정을 수행하였다. 민감도 분석 결과로부터 선정된 반응계수들에 대한 초기 추정 결과에 따르면 하천 시스템에 대한 질량수지가 만족되기 위해서는 질소와 인의 비점 오염 부하량의 입력이 필요한 것으로 나타났다. 이에 따라 총질소와 총인에 대한 비점 오염 부하를 포함하여 확장된 추정 문제의 해로써 비점 오염 부하량을 추정하였다. 비점 오염 부하량과 동시에 추정된 반응계수들과 비점 오염원을 고려하지 않고 추정된 반응계수의 비친 결과, 그 자체에 대한 추정을 위해서 뿐만 아니라 수질모형의 적절한 보정을 위하여 비점 오염 부하량이 최적 추정 과정에 포함될 필요가 있음을 알 수 있었다. 하천수질 의형에 대한 최적추정 방법의 적용성을 민감도계수 행렬 구조의 관점에서 논하였다. A systematic method using an optimal estimation algorithm is presented for simultaneous estimation of diffuse pollution distributed along a stream reach and model parameters for a stream water quality model. It was applied with the QVAL2E model to the South Han River for optimal estimation of kinetic constants and diffuse loads along the river. Initial calibration results for kinetic constants selected from a sensitivity analysis reveal that diffuse source inputs for nitrogen and phosphorus are essential to satisfy the system mass balance. Diffuse loads for total nitrogen and total phosphorus were estimated solving the expanded inverse problem. Comparison of kinetic constants estimated simultaneously with diffuse sources to those estimated without diffuse loads, suggests that diffuse sources must be included in the optimization not only for its own estimation but also for adequate estimation of the model parameters. Application of optimization method to river water quality modeling is discussed in terms of the sensitivity coefficient matrix structure.

영향계수(影響係數)를 이용한 QUAL2E 모형의 반응계수(反應係數) 추정(推定)

전경수,이길성,Jun, Kyung Soo,Lee, Kil Seong 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.4

영향계수(影響係數)를 이용한 QUAL2E 반응계수(反應係數)의 최적추정 방법을 수립하여 충주댐부터 남한강수계 하류단까지의 하천구간에 적용하였다. 댐유입량 및 방류량 자료를 이용한 물수지 분석으로부터 1990년 월별 지천유입량을 산정하여 월별 수질 측정자료와 함께 반응계수(反應係數)의 추정에 사용하였다. 모의 수질항목으로서 chl.a, 질소 및 인순환 요소들, BOD 및 DO 등을 포함하였다. 수질변화에 영향이 큰 반응계수(反應係數)들을 선정하기 위하여 민감도(敏感度) 분석을 실시하였으며, 그 결과로서 11개의 추정 반응계수(反應係數)를 선정하였다. QUAL2E 반응계수(反應係數)의 추정에 사용된 영향계수법(影響係數法)에 의한 최적 추정방법은 계수들이 최적치에 빨리 수렴하도록 하는 유용한 방법임이 입증되었다. 모든 추정계수들이 3번 이내의 반복추정으로 최적치에 수렴하였다. A methodology based on the influence coefficient algorithm was established for the optimal calibration of QUAL2E reaction coefficients. It was applied to the stream sections from the Chungju Dam to the downstream end of the South Han River. A water budget analysis using the monthly records of reservoir inflows and outflows in 1990 was made to determine tributary inflows. Estimated tributary inflows were used, together with the monthly records of water quality measurements in 1990, for the calibration of reaction coefficients. Simulated quality constituents were chl.a. nitrogen cycles, phosphorus cycles. BOD and DO. A sensitivity analysis was made to determine significant reaction coefficients, and as a result 11 reaction coefficients were selected as calibration parameters. The influence coefficient algorithm applied to the calibration of QUAL2E reaction coefficients proved to be a useful one yielding a rapid convergence. Each calibration parameter converged to an optimum value within 3 iterations.

하천 설계 홍수위 산정에 관한 연구

전경수(Jun Kyung Soo),김진수(Kim Jin Soo),김호진(Kim Ho Jin) 대한토목학회 2005 대한토목학회 학술대회 Vol.2005 No.10

2014 대만 중국토목수리공정학회 Annual Meeting 참가보고

전경수(Kyung-Soo Jun) 대한토목학회 2015 대한토목학회지 Vol.63 No.2

천변저류지 홍수조절 효과의 불확실성 분석

전경수(Jun Kyung Soo),김원(Kim Won),윤병만(Yoon Byung Man) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10

특집 : 국민건강증진사업 추진체계의 확충과 다각화 ; 뇌혈관질환자의 의료이용 실태 분석

전경수 ( Kyung Soo Jun ),김공현 ( Kong Hyun Kim ),김광기 ( Kwang Kee Kim ),김원중 ( Won Joong Kim ) 대한보건협회 2007 대한보건연구 Vol.33 No.1

논문 : QUAL2E 모형의 한강수계 적용

전경수(Kyung Soo Jun),이길성(Kil Seong Lee) 대한상하수도학회 1993 상하수도학회지 Vol.6 No.2