비선형 k-ε 모형을 이용한 부분 식생 개수로 흐름의 평균흐름 및 난류구조 수치모의

최성욱,최성욱,김태준,Choi, Seongwook,Choi, Sung-Uk,Kim, Taejoon 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.3

본 연구에서는 부분 식생된 개수로에서 평균흐름 및 난류구조에 관한 수치모의 결과를 제시하였다. 이를 위하여 식생항력항이 포함된 레이놀즈 평균 Navier-Stokes 방정식을 수치해석 하였고 난류 모형으로 비선형 k-${\varepsilon}$ 모형을 이용하였다. 제시된 모형을 Nezu and Onitsuka (2001)의 실험수로에 적용하여 모의된 결과를 실험 계측자료 및 Kang and Choi (2006)의 Reynolds stress model 모의결과와 비교하였다. 실험결과와 비교한 결과에 따르면, 비선형 k-${\varepsilon}$ 모형이 평균흐름의 대체적인 경향을 잘 모의하는 것으로 확인되었다. 또한, 식생 영역과 비식생 영역의 경계면에서 쌍와 (twin vortices)가 생성되고 난류강도와 레이놀즈 응력의 최대점이 위치하는 것을 확인하였다. 레이놀즈 응력에 대해서는 경향은 잘 모의하지만 정량적으로 과소 산정하는 것으로 나타났다. This study presents a numerical modeling of mean flow and turbulence structures of partly-vegetated open-channel flows. For this, Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with vegetation drag terms are solved numerically using the non-linear k-${\varepsilon}$ model. The numerical model is applied to laboratory experiments of Nezu and Onitsuka (2001), and simulated results are compared with data from measurement and computations by Kang and Choi's (2006) Reynolds stress model. The simulation results indicate that the proposed numerical model simulates the mean flow well. Twin vortices are found to be generated at the interface between vegetated and non-vegetated zones, where turbulence intensity and Reynolds stress show their maximums. The model simulates the pattern of the Reynolds stress well but under-predicts the intensity of Reynolds stress slightly.

k-ε 난류모형을 이용한 중층 밀도류의 수치모의

최성욱,최성욱,Choi, Seongwook,Choi, Sung-Uk 한국수자원학회 2017 한국수자원학회논문집 Vol.50 No.9

본 연구에서는 중층 밀도류를 모의할 수 있는 $k-{\varepsilon}$ 난류모형의 지배방정식을 제시하고 수치모의를 수행하였다. 깊은 수체에 모형을 적용하여 중층 밀도류를 모의하고 게산된 유속과 초과밀도 분포를 분석하였다. 밀도류의 주 흐름방향을 따라 물 연행으로 인해 유속이 감소되는 것과 Richardson 수의 증가로 인해 유속 변화율이 감소되는 것을 관찰하였다. 유속과 초과밀도의 유사성을 확인하였으나, 난류운동에너지와 소산율의 유사성에서는 보이지 않았다. $k-{\varepsilon}$ 모형의 모의 결과를 이용하여 중층 밀도류의 층적분 모형에서 사용될 수 있는 형상계수를 계산하였다. 또한, 층적분 모형을 이용하여 $k-{\varepsilon}$ 모형에서 사용되는 부력관련 모형상수 ($c_{3{\varepsilon}}$)와 부피팽창계수 (${\beta}_0$)를 계산하였다. This study presents a numerical model for simulating dense interflows. The governing equations are provided and the finite difference method is used with the $k-{\varepsilon}$ turbulence model. The model is used to simulate a dense interflow established in a deep ambient water, resulting velocity and excess density profiles. It is observed that velocity decreases in the longitudinal direction due to water entrainment in the vicinity of the outlet and rarely changes for increased Richardson number. Similarity collapses of velocity and excess density are obtained, but those of turbulent kinetic energy and dissipation rate are not. A shape factor for the dense interflow is obtained from the simulated profiles. The value of this shape factor can be used in the layer-averaged modeling of dense interflows. In addition, a buoyancy-related parameter ($c_{3{\varepsilon}}$) for the $k-{\varepsilon}$ model and the volume expansion coefficient (${\beta}_0$) are obtained from the simulated results.

저수지 퇴배사 모의를 위한 준정류모형

최성욱,최성욱,Choi, Sung-Uk,Choi, Seong-Wook 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.2

본 논문에서는 저수지 퇴사 및 배사현상을 모의하기 위한 준정류 모형을 제시하였다. 준정류 모형은 하상은 시간에 따라 변하지만 유동은 정상류라는 가정에 기초한다. 이것은 유동에 비해 매우 장기간에 걸쳐 하도형태가 변하기 때문에 타당하다. 개발된 모형을 저수지 퇴사에 관한 실내실험에 적용하였다. 수치계산을 통하여 상류측에서 공급되는 유사량에 따라 하도의 수심 및 하상경사가 조정되는 것을 보였다. 수치모의에 의한 수위와 하상고가 실험결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다. 또한, 모형을 저수지 배사 현상에 관한 선행 실험 조건에 적용하였다. 이 경우에는 배사를 촉진시키기 위해 실험에서 부정류를 발생시켰기 때문에 준정류 모형에 의한 모의결과가 관측자료와 잘 일치하지 않는 것을 확인하였다. 마지막으로, 유사공급에 따른 평형 수심과 하상경사에 관한 공식을 제시하였으며 수치실험을 통하여 이를 검증하였다. This paper presents a quasi-steady model for numerical simulations of reservoir sedimentation and reservoir flushing. The quasi-steady model is based on the assumption that the flow is steady with time-dependent stream morphology change. This is reasonable because stream morphology changes over a long period, while the flow changes rapidly. The proposed model is first applied to two laboratory experiments for reservoir sedimentation. The channel is shown to be adjusted to new sediment supply at the upstream by changing both the flow depth and slope. Simulated water surface and bed profiles compare favorably to measured data. The model is also applied to reservoir flushing. Good agreement between simulated and measured data is not obtained due to time variation of outflow generated to facilitate the flushing in the experiment. Finally, relationships for equilibrium flow depth and bed slope are proposed and tested through numerical experiments.

신기술 신소재 - 식품안전을 위한 나노바코드의 응용

최성욱,Choi, Sung-Wook 한국식품연구원 2011 食品技術 Vol.24 No.3

양해법과 음해법을 이용한 영산강에서의 부정류해석

최성욱,여운광,주철,김창완,오유창,Choi, Sung-Uk,Yeo, Woon-Kwang,Choo, Cheol,Kim, Chang-Wan,O, Yu-Chang 한국수자원학회 1991 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.24 No.4

영산강 유역의 89년 7월 호우에 대하여 두가지 유한차분법을 이요한 부정류해석을 실시하였다. 유한 차분법으로는 양해법의 경우 Leap Frog 기법을, 음해법은 Preissmann 기법을 사용하였고 지배방정식은 쌍곡선형 편미분방정식의 일종인 Saint Venant 식을 이용하였다. 외부경계조건으로는 상류단의 유량과 하류단의 조위를 이요하였으며 하구언을 내부경계조건으로 포함시켰다. 지천에서의 유입량과 상류단에서의 유량은 저류함수법에 의한 결과로써 시간별 입력자료로 사용되었다. 비교적 상류에 해당되는 나주지점에서 실측자료, 저류함수법 그리고 두 수치모형에 의한 계산값을 비교해본 결과 해의 정확도는 만족스러웠고 실측자료가 없는 중하류지점에서도 두 모형에 의한 계산값을 비교함으로써 상대적으로 신뢰할 수 있음을 알았다. 본 연구를 통하여 기존의 수문학적 홍수추적방법과 더불어 수치해석에 의한 부정류모형이 홍수예경보업무에 충분히 이용될 수 있음을 알 수 있었으며, 앞으로 본모형을 이용한 홍수시 배수갑문의 최적운영방안등의 연구도 기대된다 하겠다. Flood routing in the Youngsan River was performed for the flood event of July, 1989 by two finite difference methods. The Saint Venant eq., a kind of hyperbolic partial differential equation is employed as governing equation and the explicit scheme (Leap Frog) and implicit scheme (Preissmann) are used to discretize the GE. As for the external boundary conditions, discharge and tidal elevation are upstream and downstream BC, respectively and estuary dam is included in internal BC. Lateral inflows and upstream discharges are the hourly results from storage function method, At Naju station, a Relatively upstream points in this river, the outputs are interpreted as good ones by comparing two numerical results of FDMs with the observed data and the calibrated results by storage function method. and two computational results are compared at the other sites, from middle stream and downstream points, and thus are considered reliable. Therefore, we can conclude from this research that these numerical models are adaptable in simulating and forecasting the flood in natural channels in Korea as well as existing hydrologic models. And the study about optimal gate control at the flood time is expected as further study using these models.

Study on Context-Aware SOA based on Open Service Gateway initiative platform

최성욱,오암석,권오현,강시협,홍순구,최형림,Choi, Sung-Wook,Oh, Am-Suk,Kwon, Oh-Hyun,Kang, Si-Hyeob,Hong, Soon-Goo,Choi, Hyun-Rim The Korea Institute of Information and Commucation 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.11

제안된 OSGi 플렛폼(Platform) 기반의 상황인식 서비스지향 아키텍쳐에서 서비스공급자는 다양한 센서들로부터 상대적인 서비스들을 통합하여 각각 서비스를 SOAP 메시지로 묶어서 웹서비스를 서비스중재자의 UDDI서버에 등록하면, 서비스요청자는 UDDI서버에서 특정한 서비스를 검색하고, 서비스공급자에게 해당 SOAP메시지를 호출한다. 최근 유비쿼터스 홈네트워크 상황인식기술은 RFID/USN. 위치기반 기술을 중심으로 연구가 진행되고 있으나 이를 위한 서비스 지향 아키텍쳐에 대한 연구는 원만하게 진행되지 않고 있다. 따라서, 본 논문에서는 OSGi Platform 기반에서 다양한 센서 들로부터 수많은 상황인식 서비스가 동적 으로 움직이게 되고 사용자 요구 및 필요성에 따라 신규서비스의 제공 및 기존 서비스의 변경과 제공된 서비스간에 데이터 공유, 서비스 라이프사이클, 서비스분배의 효과적인 관리를 위하여 ATAM으로부터 추출된 성능 유티리티 트리에서 이산 Little's Law를 적용함에 따라 546 TPS 에서 초당 상황인식트랜잭션 처리횟수를 향상시키는 OSGi Platform을 이용한 eclipse STP 기반의 상황인식 SOA를 제안하고자 한다. In an proposed Context-Aware SOA(Service Oriented Architecture) based OSGi(Open Service Gateway initiative) platform, Service provider manages relative kinds of services in an integrative basis from various sensors, puts each service in a SOAP (Simple Object access Protocol) message, and register thorn to the UDDI(Universal Description Discovery and Integration) server of service registry, service requester retrivel the specified kinds of services and call them to service provider. Recently most context-aware technologies for ubiquitous home network are mainly putting emphasis on RFID/USN and location-based technology. Because of this, service-oriented architecture researches have not been made enough. Under the environment of an OSGi service platform, various context-aware services are dynamically mapping from various sensors, new services are being offered for the asking of users, and existing services are changing. Accordingly, the data sharing between services provided, management of service life cycle, and the facilitation of service distribution are needed. Taking into considering all these factors, this study has suggested an Context-Aware SOA based eclipse SOA Tools Platform using OSGi platform that can transaction throughtput of more than 546 TPS of distributional Little's Law from ATAM(Architecture Tradeoff Analysis Method) while remaining stable other condition.

유한요소법을 이용한 천수방정식의 수치실험

최성욱,이길성,Choi, Sung Uk,Lee, Kil Seong 대한토목학회 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.4

Numerical experiments of sballow water equations are performed under various boundary conditions by finite element method to simulate the circulation in estuaries and coastal areas. Galerkin method is employed to discretize spatial domain, and for time integration, finite difference method (Crank-Nicolson scheme) is used. This method is tested in five problems, in which first four cases have analytic solutions. The computed values are well in agreement with the analytic solutions in four experiments and the result of the last 2-dimensional ease is resonable. Implicit and two step Lax-Wendroff schemes in time domain are compared, and the results when using four node bilinear and triangular elements are presented. Consequently it takes very long time for complex problems requiring many elements to integrate all the time steps using the implicit schemes. And the explicit scheme requires careful consideration in selecting the time step and the grid size to obtain the desired accuracy. 하구나 연안에서 해수의 순환형상을 모사(模寫)하게 위해 천수방정식(淺水方程式)을 여러 가지 경계조건 하에서 수치해석하였다. 공간영역은 Galerkin방법으로 이산화(離散化)하였으며 시간영역에 대해서는 유한차분법(Crank-Nicolson방법)을 사용하였다. 네 가지 검정실험이 해석적인 해가 있는 일차원 수로에서 행하여졌으며, 해석해를 구할 수 없는 이차원 모형에도 적용되었다. 해석해가 있는 경우 수치모사 결과가 이와 잘 일치하였으며, 이차원 모형에서의 결과도 매우 합당함을 알 수 있었다. 또 일차원 문제에서 4점 bilinear요소와 삼각형 요소를 사용한 결과를 각각 비교하였으며 시간적분도 2단계 Lax-Wendroff방법을 사용하여 결과를 비교하였다. 음해법을 사용할 경우 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있으나 요소의 갯수가 많아지면 구성되는 대수방정식(代數方程式)이 커지기 때문에 각 시간마다의 계산량이 엄청나게 늘어나게 되며 양해법을 사용할 때는 원하는 만큼의 정확한 결과를 얻기 위하여 시간간격이나 공간격자 간격을 선정하는데 각별히 유의하여야 할 것이다.

멀티미디어 서버에서 효율적인 선반입 서비스를 위한 디스크 파티션 스케쥴링

최성욱,Choi Sung-Wook 한국컴퓨터산업학회 2005 컴퓨터産業敎育學會論文誌 Vol.6 No.3

멀티미디어 스트림은 일반적으로 용량이 크고, 서로 다른 미디어간의 동기화가 필요하며, 실시간으로 재생되어져야 한다는 특징이 있다. 그러므로 VOD 서버에 관계된 연구는, 궁극적으로 디스크 대역폭이나 버퍼의 크기 등 서버의 주어진 자원 한계 아래에서 얼마만큼 사용자의 수를 최대화 하느냐에 주된 관심이 되고 있다. 본 논문에서는 효율적인 멀티미디어 서비스를 위하여 서버의 자원을 동적으로 모니터하고 관리하여 효율적으로 서비스를 할 수 있는 선반입 관리정책을 제안한다. 시뮬레이션 해본 결과 전통적인 방식보다 버퍼의 활용과 서비스 처리시간에서 약 $20\%$ 정도 향상된 성능을 보였는데, 이는 서비스 사용자의 수를 증가시키는 문제와 밀접한 관련이 있다. Intensive studies have been made in the area of VOD server Multimedia files in the VOD sever are characterized with the large volume of data, the requirements of synchronization and real-time playback of streams. The basic goal of the study is to find an efficient mechanism to allow maximum number of users under the limited resources such as Buffer size and disk bandwidth. we propose a efficient $pre\_fetching$ policy for multimedia services with dynamic monitoring and management of VOD sever resources. Simulation results show that the rate of buffer usage and service time of proposed scheme are about $28\%$ performance improved than that of traditional methods. This implies that our method can allow much more users for given resources.

PET/CT에서 소아환자 영상 재구성 시DFOV 변화의 유용성

최성욱,최춘기,이규복,석재동,Choi, Sung-Wook,Choi, Choon-Ki,Lee, Kyoo-Bok,Seok, Jae-Dong 대한핵의학기술학회 2008 핵의학 기술 Vol.12 No.2

목적 : 소아환자는 성인과는 다르게 작은 체구로 인하여 병소의 위치확인과 정량평가하기에 다소 어려움이 있다. 저자들은 phantom 실험과 소아환자를 대상으로 PET/CT에서의 영상재구성 시 DFOV 변화에 따른 SUV값의 유용성을 평가하였다. 실험재료 및 방법 : Uniform NU2-94 Phantom에 0.023 MBq/cc의 $^{18}F$-FDG를 채운 후 10 min 동안 얻었으며, 재구성시 DFOV는 50, 45, 40, 35, 30, 25 cm로 변화를 주었다. 환자 영상은 2007년 10월부터 2008년 1월까지 소아 암 진단을 받았거나 의심되는 20명, 영상재구성 시 DFOV는 50~25 cm 까지 각 5 cm 변화를 주었다. phantom과 소아 환자의 재구성 된 영상에서 DFOV 변화에 따라 각각의 pixelsize와 $SUV_{max}$ 값 변화를 비교 분석하였다. 결과 : phantom실험에서 DFOV가 50, 45, 40, 35, 30, 25 cm로 감소함에 따라 pixel size는 각각 3.906, 3.515, 3.125, 2.734, 2.343, 1.953 mm로 감소하였고, $SUV_{max}$는 각각 1.275, 1.323, 1.359, 1.418, 1.524, 1.685로 증가를 보였다. 환자 영상에서는 DFOV 50 cm를 기준으로, $SUV_{max}$는 4.629, 4.786, 4.995, 5.231, 5.373, 5.659의 증가 변화와. 11.9, 12.22, 12.43, 12.52, 12.80, 13.23으로 증가를 나타냈다. 또한 DFOV 5 cm가 감소하면서 40 cm 까지는 좋은 영상을 얻을 수 있었지만, DFOV 35 cm 부터는 truncated artifact가 나타나는 것을 알수 있었다. 결론 : phantom을 이용한 $SUV_{max}$ 값은 DFOV가 5 cm씩 감소함에 따라 평균 수치가 증가하였으며, DFOV 50 cm를 기준으로 각각 3.7, 6.5, 11.2, 19.5, 32.1%로 증가함을 알았다. 소아환자 영상에서도 DFOV가 감소함에 따라 phantom 실험에서와 같이 증가하는 양상을 보였다. 영상 재구성 시 matrix size의 변화 없이 DFOV를 감소시키는 것만으로도 pixel size가 줄어들기 때문에 영상의 질을 향상시킬 수 있으며, 이는 소아 환자의 영상을 성인에서와 같은 방법으로 재구성한 후 확대하여 보는 것 보다 효과적이라 할 수 있다. 그러나 DFOV를 35 cm 이하로 적용할 경우 truncated artifact가 발생할 수 있으므로 제한적으로 적용해야 할 것이라 생각된다. 그러므로 DFOV의 변화는 소아 환자에 보다 좋은 영상을 얻을 수 있지만, 영상 판독은 DFOV의 변화에 따른 SUV값의 변화를 고려해야 할 것으로 사료된다. Purpose: There have been something difficulties in locating focuses and quantitative analysis in case of pediatric patients because of the relatively small body compared to adults. This author of this study, therefore, evaluated the usefulness of DFOV (Display Field Of View) according to its changes in PET/CT image reconstruction by means of the phantom experiment and pediatric patients examination. Materials & Methods: 0.023 MBq/cc of $^{18}F$-FDG was put into the uniform NU2-94 phantom, and then emission scan was acquired for 10 minutes. For reconstruction, DFOV values were changed to 50, 45, 40, 35, 30, and 25 cm respectively. As for patient images, 20 patients who were diagnosed as the one or suspicion of the children tumor are targeted from Oct 2007 to Jan 2008. For image reconstruction, 50 cm was the basis of DFOV, and the value was adjusted to DFOV 45 cm to 25 cm respectively. In the phantom and the reconstruction image of pediatric patients, the changes in pixel size and $SUV_{max}$ according to DFOV changes were analyzed. Results: As DFOV decreased to 50, 45, 40, 35, 30, and 25 cm by means of the phantom, the pixel size was changed to 3.906, 3.515, 3.125, 2.734, 2.343, and 1.953 mm respectively. Besides, as a result of reconstruction DFOV in images of pediatric patients to 50, to 25 cm, the different values of $SUV_{max}$ are shown as 3.3, 7.3, 12, 14, 18% and 2.6, 4.3, 5.0, 7.0, 10.0% on respectively when 50 cm was the standard. Conclusion: In $SUV_{max}$ using the phantom, as DFOV decreased every 5 cm, the mean value gradually increased. With 50 cm as the standard, the increase rates were 3.7, 6.5, 11.2, 19.5, and 32.1% respectively. As for pediatric patients image too, as DFOV decreased, the rates increased as in the phantom experiment. In image reconstruction, since DFOV decrease regardless of matrix size change reduced the pixel size, the image quality can be improved. This would be more useful than reconstruction and enlarge images of pediatric patients in the same way of examining adults. However, when the value of 35 cm DFOV was applied, this may result in truncated artifact, and thus the application should be properly controlled. Change of DFOV may produce better image for pediatric patients, but changes of SUV values according to DFOV change should be considered in reading.

다양한 침수인자간의 상관관계 분석을 통한 침수위험지역 예측

최성욱,전환돈,박무종,Choi,Sung-Wook,Jun,Hwan-Don,Park,Moo-Jong 한국방재학회 2008 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2008 No.1

In this study, PROMETHEE(Preference Ranking Organization METHod for Enrichment Evaluations) which is one of the multi criteria decision making methods is applied to estimate the relative inundation risk of the urban subcatchment. For this purpose, five factors which have an effect on the inundation risk are selected and used to perform PROMETHEE. Those are elevation average, slope average, density of conduit, population and sediment yields per unit area of each subcatchment. Based on them, PROMETHEE is performed and the relative inundation risk for each subcatchment is estimated. Sensitivity anlysis is conducted to evaluate each factor`s effect on subcatchment and it is found that suggested method can be used to establish a practical guide to mitigate the inundation.