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권민선,김종구,KWON, MIN-SUN,KIM, JONG GU 한국해양학회 2019 바다 Vol.24 No.2
고성능 해양모델을 개발하기 위하여 적시 컴파일(Just-In-Time) 언어인 줄리아 언어를 사용하였고, 운동량 방정식의 해를 구하기 위해 연속완화법으로 푸아송 방정식을 푸는 코드를 작성하였다. 다음으로, 줄리아 계산 코드를 시험하기 위하여 두 가지의 모델을 구축하였다. 첫 번째로, 일정한 유량의 생성/소멸(source/sink) 조건을 시험하기 위해 단순한 수로 형태를 모델링하였고, 두 번째로, 조석 외력(tidal forcing) 및 전향력(Coriolis force), 난류확산계수로 인한 효과 등을 시험하기 위해 황해(Yellow Sea)를 단순화하여 모델링하였다. 모델은 두 가지 시나리오 안에서 총 8개의 실험안으로 테스트되었다. 테스트 결과, 시나리오 1에서 3가지 실험안의 수심 평균된 유속은 이론 값에 완벽하게 수렴하였고, 해저마찰로 인한 수직적 유속 구배를 잘 보여주었다. 또한 시나리오 2에서는 황해의 무조점과 우리나라 서해 중부와 남부 연안의 조석 특성을 잘 재현하였고, 전향력과 수직 난류확산계수에 따른 결과의 차이를 잘 보여주었다. 따라서, 줄리아 언어를 이용한 해양모델을 개발하는 데에 성공하였다고 판단되며, 이는 해양모델이 고전적인 컴파일 언어에서 적시 컴파일 언어로 성공적으로 넘어가는 단계에 오게 됐다는 것을 시사한다. In order to develop a high performance ocean model, we used Julia, a Just-In-Time compile language, and to obtain the solution of the momentum equation, we made the code to solve the Poisson equation by the Successive Over-Relaxation method. And then we made two models to test Julia calculation codes. First, a simple channel form is modeled to test constant source/sink conditions. Second, the simplified Yellow Sea was modeled to test tidal forcing, Coriolis forces, and the effect of vertical eddy diffusivity coefficients. The model has been tested with a total of eight cases in the two scenarios. As a result of the test, the depth-averaged current speed of the three cases in Scenario 1 converged perfectly to the theoretical value, and that showed well a vertical flow velocity gradient due to the bottom friction. Also, the result of Scenario 2 represented well the amphidromic points of Yellow Sea and the tidal characteristics of mid-western and southwestern coast of Korea. Therefore, it is considered that the ocean model using Julia language has developed successfully, this suggests that the ocean model has come to the stage of successful transition from a classical compile language to a Just-In-Time compile language.
연구논문 : 영산강 하구둑 배수갑문 확장 후 시간 변화에 따른 저염수 거동 예측
권철휘 ( Chul Hui Kwoun ),권민선 ( Min Sun Kwon ),강훈 ( Hun Kang ),장규상 ( Gyu Sang Jang ),서정빈 ( Jeong Bin Seo ),조광우 ( Kwang Woo Cho ),맹준호 ( Jun Ho Maeng ) 한국환경영향평가학회 2012 환경영향평가 Vol.21 No.4
영산강 하구에서 담수유입에 따른 저염수의 거동을 파악하기 위하여 EFDC 모델을 수행하였다. 모델의 수행은 홍수기 배수갑문 확장 전·후로 나누어 수행하였으며, 모델의 마지막 담수유입시점으로부터 16일 후 해역이 준 정상상태에 도달하기까지 저염수의 확산양상을 시간 경과 순으로 살펴보았다. 그 결과, 담수유입이 멈춘 후에 저염수는 방류시점으로부터 약 6시간 경과 후에 배수갑문전면 해역으로부터 해측으로 최대의 확산을 보였으며, 약 2~7일 후 염분의 분포 양상은 담수가 유입되기 전으로 회복되는 경향을 보였다. 한편, 배수갑문을 확장하기 전보다 배수갑문을 확장한 후에 담수유입 후 해역이 준 정상상태에 도달하는 시간이 더욱 짧았는데, 이는 시간당 방류량의 증가가 난류혼합을 강하게 하고, 해측으로 더 멀리 확산된 저염수는 외해수에 의해 보다 쉽게 혼합되기 때문인 것으로 판단된다. 따라서, 본 해역에서 일정한 양의 담수가 유입되는 경우, 저염수의 확산은 시간당 방류량이 크고 방류지속시간이 짧을수록 해역이 준정상상태에 도달하는 시간이 더욱 짧아질 것으로 사료된다.
김종구(Jong.Gu.Kim),강훈(Hoon.Kang),권민선(Min.Sun.Kwon),장효상(Hyo.Sang.Jang),이재성(Jae.Seong.Lee) 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5
진해만에서 경계조위의 외력조건을 달리하여 수치모형실험을 수행하였고, 모델의 계산 결과를 비교하여 가장 적합한 외력 조건을 판단하였다. 실험안은 총 4개의 실험안 ? Case 1 : 4개 분조 외력, Case 2 : 8개 분조 외력, Case 3 : 유의한 모든 분조 외력, Case 4 : 전체 성분 외력 ? 으로 구성하였고, 각 실험안에 대하여 조위 검증 결과와 조류 검증 결과를 비교하였다. 조위는 4개 분조의 조화상수만을 외력으로 입력했을 경우에는 관측치를 재현하기가 어려웠고, 최소 8개 분조 이상을 외력으로 고려하였을 때 관측치를 잘 재현하였다. 조위는 유의한 분조수가 많을 수록, 그리고 비조석 성분을 함께 고려할수록 관측치를 더 잘 재현하는 것으로 판단된다. 조류는 조위와 마찬가지로 4개 분조만을 외력으로 입력했을 경우에는 관측치를 재현하기가 어려웠고, 최소 8개 분조 이상을 외력으로 고려하였을 때 관측치를 잘 재현하였다. 그러나, 조위의 경우와는 다르게 Case 2, Case 3, Case 4의 계산 결과가 거의 차이가 없었다. 이는 조석 변위만을 외력으로 입력하였을 경우, 조위의 비조석성분 외력이 조류의 잔차 성분을 잘 재현하지 못하기 때문으로 판단된다. Numerical simulations were conducted by varying the external force condition of the boundary tide level at Jinhae Bay, and the most appropriate external force condition was determined by comparing the results of the model calculations. The test was composed of four cases - Case 1: external force of four harmonic constituents, Case 2: external force of eight harmonic constituents, Case 3: external force of all significant harmonic constituents, Case 4: external force of all components - and the validation results of tide level and tidal current in each case were compared. The observed tide level value was difficult to reproduce when only the harmonic constants of the four harmonic constituents were entered as the external force. The observed value was better reproduced when at least eight harmonic constituents were considered for the external force. It appears that the larger the number of significant harmonic constituents the tide level has, and the more non-tidal components are considered, the better the harmonic constituent reproduces the observed value. Similarly, it was difficult to reproduce the observed values for tidal currents when the external force of only four harmonic constituents were entered, and the observed values were better reproduced when at least eight harmonic constituents were considered for the external force. Unlike tide levels, however, calculated results for Case 2, 3, and 4 were nearly identical. It appears that the non-tidal component"s external force of the tide level cannot successfully reproduce the residual components of the tidal current if only the tide displacement is entered as the external force.