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.

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.

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.

인터넷 VOD 서비스에서 대기시간 감소를 위한 효율적인 사용자 스케줄링

최성욱,Choi, Seong-Wook 한국컴퓨터산업학회 2007 컴퓨터産業敎育學會論文誌 Vol.8 No.3

인터넷 VOD 서비스 스케줄링에서의 배칭(Batching) 기법은 서비스를 요청한 사용자들을 일정 시간 동안 그룹화 하여 한꺼번에 서비스하기 때문에 서비스 개시를 위한 지연시간이 발생한다. 그러나 이 지연시간을 효과적으로 제어하지 못하면 대기시간의 불규칙으로 서비스 공정성이 저하되고, 서비스 취소가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 기존의 배칭(Batching) 기법인 선입 선출(FCFS) 및 빈도수 우선 방식(MQL)에서 문제시되던 평균 대기시간의 증가, 비인기 비디오의 서비스 지연 문제를 해결하기 위한 효율적인 사용자 스케줄링을 제안한다. 또한 시뮬레이션 한 결과, 기존의 방식들에 비하여 서비스 평균 지연 시간을 약 20% 정도 단축하였으며, 서비스 최대 대기 시간 보장 등 사용자에 대한 서비스면 에서도 향상된 결과를 보임을 입증하였다. The waiting delays of internet VOD users are inevitable in this policy since the services are not taken immediately upon requests but upon every scheduling points. An inefficient management of such delays makes an unfair service to users and increases the possibility of higher reneging rates. This paper proposes an efficient service scheduling scheme which improves the average waiting time of users requests and reduces the starvation problem of users requesting less popular movies. Experimental results of simulations show that the proposed scheme improves about 20 percentage of average waiting time and reduces significantly the starving requesters comparing with those of conventional methods such as FCFS and MQL.

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.

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.

자가 슬개건과 자가 슬괵건을 이용한 전방십자인대 재건술의 비교

최성욱,오인석,김려섭,김명구,배주한,박해봉,Choi, Sung-Wook,Oh, In-Suk,Kim, Ryuh-Sup,Kim, Myung-Ku,Bae, Joo-Han,Park, Hae-Bong 대한관절경학회 2008 대한관절경학회지 Vol.12 No.1

Purpose: The purpose of this study is to compare the results of the arthroscopic reconstruction of ACL using autologous hamstring tendon and autologous bone-patellar tendon-bone. Materials and Methods: From January, 2000 to December, 2004, 120 patients underwent arthroscopic ACL reconstruction using autologous hamstring tendon(60 cases) and autologous bone-patellar tendon-bone(BPTB)(60 cases). The mean followed up period of hamstring tendon group was 42 months(range $24{\sim}69$ months) and patellar tendon group was 52 months(range $24{\sim}84$ months). At the time of the final follow up, sixty patients in each group were evaluated the results of physical examination, activity level, patients' satisfaction, functional status, and objective anteriror stability using KT-2000 arthrometer. Results: At the time of the final follow up we compared the two groups who had ACL reconstruction using either autologous hamstring tendon or BPTB, and the final results of the Lachman test showed negative, or mildly positive in 85%(51 cases) of the hamstring tendon group and 90%(54 cases) of the BPTB group. Pivot shift test indicated positive in both groups, 8%(5 cases) and 5%(3 cases) respectively and showed no statistically significant difference. The evaluation of the anterior laxity using the KT-2000 arthrometer revealed no significant difference in the hamstring and BPTB groups: differences less than 3 mm compared to the healthy side were 85%(51 cases) and 90%(54 cases)(p>0.05). The Lysholm score improved from a preoperative score of 51 to a postoperative score of 79.1 in the hamstring groups and from 52 to 82.2 in the BPTB groups. According to the IKDC rating system, 87%(52 cases) were normal or near normal in the hamstring group. In the BPTB group, 83%(50 cases) were normal or near normal. The Tegner score for the hamstring groups was 4.8 preoperatively and 7.1 at the final follow up, and the Tegner score for the BPTB groups was 4.5 preoperatively and 7.3 after the last follow-up. The anterior knee pain was found in 7%(4 cases) in the hamstring tendon group and 10%(6 cases) in the patellar tendon group. Conclusion: Arthroscopic ACL reconstruction using both the autologous hamstring tendon and the patellar tendon during their mid term follow up period demonstrated excellent results. However, the final results during their last follow up showed no statistically significant difference between the two groups. 목적: 자가 슬괵건과 자가 슬개건을 이용한 관절경적 전방 십자 인대 재건술의 결과를 비교하였다. 대상 및 방법: 2000년 1월부터 2004년 12월까지 자가 슬괵건과 자가 슬개건을 이용하여 전방 십자인대 재건술을 시행한 각각 60명의 환자군을 대상으로 하였다. 추시기간은 슬건 군은 평균 42개월(범위$24{\sim}69$개월)이였으며 슬개건 군은 평균 51개월(범위 $24{\sim}84$개월)이었다. 술 전과 최종 추시에 이학적 검사로 수술 전 후 관절운동범위를 측정하였으며, Lachman 검사 및 pivot shift 검사를 실시하였다. 환자의 활동도와 만족도, 기능적 상태는 전방 슬관절 통증 여부, Lysholm 점수, IKDC 활동도 등급, Tegner 활동도 점수를 조사하였으며 KT-2000 arthrometer를 이용하여 전방 안정성을 객관적으로 평가하였다. 결과: 최종 추시점에서 자가 슬괵건과 슬개건을 이용하여 관절경적 전방 십자 인대 재건술을 시행한 군들 간의 비교에서, Lachman 검사는 음성 또는 경도의 양성이 각각 51예(85%)와 54예(90%)였으며, Pivot shift 검사에서는 각각 5예(8%)와 3예(5%)에서 양성으로 양군 모두 차이가 없었다.(p>0.05) 최종 추시시 KT-2000 검사에서 건측과 비교한 최대 도수 전방 전위차는 3 mm미만이 각각 51예(85%), 54예(90%)였다. Lysholm 점수는 슬괵건군은 평균 51.0점에서 평균 79.1점으로, 슬개건 군은 평균 52점에서 평균 82.2점으로 호전되었으며, IKDC 활동도 등급은 술후 각각 52예(87%)와 50예(83%)에서 정상 또는 거의 정상 소견을 보였다. Tegner 활동도 검사도 슬괵건 군에서 평균 4.8점에서 평균 7.1점으로, 슬개건 군은 평균 4.5점에서 평균 7.3점으로 호전되었다. 또한 전방 슬관절 동통은 슬괵건군 4예(7%), 슬개건군 6예(10%)에서 관찰되었다. 결론: 자가 슬괵건 또는 자가 슬개건을 이용한 관절경적 전방 십자 인대 재건술 후 추시 결과, 두 군 모두 우수한 결과를 보였으나 두 군 간에 최종 추시시의 결과는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

차세대 인터넷 VOD 서비스를 위한 효율적인 오버레이 멀티캐스트 스케줄링

최성욱,Choi, Sung-Wook 한국컴퓨터산업학회 2008 컴퓨터産業敎育學會論文誌 Vol.9 No.2

IPTV VOD 서버에 관계된 연구는, 궁극적으로 디스크 성능, 버퍼 사용도 그리고 네트워크 대역폭 등 서버의 주어진 자원 한계 아래에서 얼마만큼 사용자의 수를 최대화 하느냐에 주된 관심이 되고 있다. 최근 IP 멀티캐스팅 대신에 각광을 받고 있는 오버레이 멀티캐스팅 기법은 네트워크 응용계층의 서비스로써, 서버의 자원 활용과 네트워크의 대역폭에 대한 비용 면에서 유리하다. 본 논문에서는 효율적인 멀티미디어 서비스를 위하여 오버레이 멀티캐스팅 환경에서의 스토리지 파티션 정책을 제안한다. 시뮬레이션 해본결과 표준 방식보다 서비스 수와 서비스 처리시간에서 약 23% 정도 향상 성능을 보였는데, 이는 서비스 사용자의 수를 증가 시키는 문제와 밀접한 관련이 있다. Intensive studies have been made in the area of IPTV VOD server. 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 utilization, disk performance and network bandwidth. The overlay multicast that has been recently presented as an alternative for the IP multicast has been getting much persuasion by the system resource and the network bandwidth and the advancement of the network cost. we propose a efficient overlay multi_casting network policy for multimedia services with multi media partition storage. Simulation results show that the rate of service number and service time of proposed scheme are about 23% performance improved than that of traditional methods. This implies that our method can allow much more users for given resources.

망막중심정맥폐쇄에서 발생한 황반부종에 대한 유리체강내 베바시주맙 주입술의 효과

최성욱,김현웅,윤일한,Sung Wook Choi,Hyun Woong Kim,Il Han Yun 대한안과학회 2010 대한안과학회지 Vol.51 No.5

Purpose: To report the effect of intravitreal injection of bevacizumab for the treatment of macular edema due to central retinal vein occlusion (CRVO). Methods: In a retrospective study, 18 consecutive patients (18 eyes) with macular edema from CRVO received intravitreal bevacizumab (1.25 mg). Ophthalmic examination included best corrected visual acuity (BCVA) and central macular thickness (CMT) at baseline and follow-up visits. Fluorescein angiography was performed during follow-up visits if necessary. Primary outcomes included a change in BCVA and CMT. Results: The mean duration from symptom detection to the first bevacizumab injection was 32.5 days. The patients received a mean of 2.17 injections of bevacizumab per eye. The mean baseline visual acuity (LogMAR) was 1.27 and increased to a mean of 0.75 at 5 weeks, and 0.81 at 24 weeks. The mean central macular thickness at baseline was 640.5 μm and decreased to a mean of 295.6 μm at 5 weeks and 284.7 μm at 24 weeks (p<0.05). In the ischemic CRVO group, no significant changes in visual acuity were found after 24 weeks. The increase in visual acuity did not correlate significantly with the decrease in CMT after 24 weeks (p=0.205). The result from the non-ischemic group was similar to the preceding result (p=0.151). Conclusions: Intravitreal bevacizumab resulted in a significant decrease in CMT in patients with CRVO after a 6-month follow- up. The visual acuity in patients with non-ischemic CRVO improved, but there was no significant improvement in the ischemic CRVO group. J Korean Ophthalmol Soc 2010;51(5):707-715

슬관절 연골 결손에 대한 fibrin matrix 자가 연골 세포 이식술 후 이차 관절경 소견 - 예비보고 -

최성욱,오인석,김려섭,박선원,이종민,이문,김명구,Choi, Sung-Wook,Oh, In-Suk,Kim, Ryuh-Sup,Park, Sun-Won,Lee, Jong-Min,Lee, Moon,Kim, Myung-Ku 대한관절경학회 2007 대한관절경학회지 Vol.11 No.1

목적: 슬관절 연골 결손 환자 치료로 진보적으로 변형된 gel 형태의 fibrin matrix 자가 연골 세포 이식술을 시행한 후 이차 관절경을 통하여 그 단기 결과를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 슬관절 연골 결손 환자 6명을 대상으로 하였으며 결손 크기는 평균 $5.13\;cm^2$ 이었다. 1차 관절경 시술시 연골 전층을 채취하여 $4{\sim}6$주간 배양하여 연골 세포를 증식한 후, 2차로 fibrin을 matrix로 하는 gel 형태의 자가 연골 세포 이식술을 시행하였다. 결과: 수술 후 Modified Cincinnati Knee Score는 6명중 4예에서 양호 이상, Lysholm function score는 수술 전 평균 59.5점에서 수술 후 평균 75.25점으로 증상이 호전되었다. ICRS grade 측정에서 6명중 4예에서 거의 정상의 결과를 보였다. 결론: Gel 형태의 fibrin matrix 자가 연골 세포 이식술은 기존의 고식적인 방법에 비해 수술시간이 짧고, 최소 절개 또는 관절경적 시술이 가능한 유용한 방법으로 사료되나, 추후 더 많은 증례 및 지속적인 장기 추시가 필요할 것으로 생각된다. Purpose: The purpose of this preliminary report is to investigate the short term outcome of performing gel type fibrin matrix autologous chondrocyte implantation to patients who have damaged knee joint cartilage using secondary arthroscopy. Material and Methods: Six patients who have damaged knee joint cartilage were involved. The average size of defect was $5.13\;cm^2$. While performing primary arthroscopy, whole layer of cartilage bone was obtained either from the margin of damaged cartilage or the bilateral margin of a trochlea. The cartilaginous cells were obtained for culture for four to six weeks. While performing secondary minimal invasive arthrotomy, gel type fibrin matrix autologous chondrocyte was implanted on the chondral defect site. Results: 4 among 6 patients to be more than good in Modified Cincinnati Knee Scoring system. Lysholm function score was 59.5 preoperatively, and it improved to 76.25. ICRS grading by performing secondary arthroscopy revealed 4 out of 6 patients to be nearly normal. Conclusion: Gel type fibrin matrix autologous chondrocyte implantation is a treatment for cartilage defect, which takes less time to operate than the conventional implantation. In addition, this method minimizes the size of incision and allows arthroscopic surgery. However, long term follow up and more case study is thought to be necessary.