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신재현 연구실
가천대학교 토목환경공학과 신재현 교수
개방수로 유동
장·횡분산
난류 특성
기본 정보
연구 분야
논문
구성원

신재현 연구실

가천대학교 토목환경공학과 신재현 교수

신재현 연구실은 개방수로와 하천·수리구조물에서의 유동 특성과 혼합·분산 거동을 분석하고, 이를 침수 위험도 및 수변 안전성 평가로 연결하는 연구를 수행합니다. 실험과 수치모의를 함께 활용하여 게이트 입구 주변 유속·난류 분포를 PIV로 계측하고, 이차유동과 곡률 영향, 저장구역 순환류 같은 메커니즘을 포함한 흐름 및 분산 모델을 구축합니다. 또한 침수 재난에서는 시나리오 생성과 이차원 흐름모델을 결합해 침수 그래프 기반의 위험 평가를 수행하며, CCTV 및 SNS 영상에 딥러닝을 적용해 침수심과 임계강우를 검증하는 방식으로 조기경보 활용성을 검토합니다.

개방수로 유동장·횡분산난류 특성PIV 계측이차원 흐름모델
대표 연구 분야
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도시 및 지하공간 침수 위험도 평가·조기경보를 위한 수리-재난 시나리오 생성 및 AI 검증 연구 thumbnail
도시 및 지하공간 침수 위험도 평가·조기경보를 위한 수리-재난 시나리오 생성 및 AI 검증 연구
Hydraulic disaster scenario generation and AI-based validation for urban and underground inundation
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

13총합

5개년 연도별 피인용 수

105총합
주요 논문
5
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1
article
|
인용수 3
·
2024
Estimating Flood Inundation in Urban Areas Using a Scenario Generation Method and Inundation Graphs
Jaehyun Shin, Dong Sop Rhee
IF 2.5 (2024)
Applied Sciences
기후변화로 인해 자연 및 사회재난의 빈도와 강도가 증가함에 따라, 재난으로 인한 피해는 도시 지역과 시설에 영향을 미친다. 그중에서도 침수는 폭풍해일로 인한 집중호우 또는 도시 배수시스템의 고장으로 인해 수면 수위가 상승하면서 도시 지역에서 발생한다. 본 연구에서는 재난에 대비하고 피해를 최소화하기 위해, 도시 지역에 대한 홍수의 영향을 분석할 수 있는 홍수 침수 추정을 위한 시나리오 생성 방법을 개발하였다. 다양한 분포함수와 재현기간을 이용한 시나리오 생성 방법을 개발하고, 침수 해석을 위한 유동 모델의 입력값을 생성하는 데 적용하였다. 2차원 유동 모델을 사용해 다수의 시나리오를 시뮬레이션하고 그 결과를 침수 그래프(inundation graph)라고 불리는 그래프 형태의 데이터베이스에 저장함으로써, 서로 다른 홍수 사건에 대한 확률과 잠재적 영향을 신속하게 평가할 수 있으며, 이는 이후 재난 대응 및 예방에 활용될 수 있다. 또한 각 시나리오의 입력 데이터와 홍수 해석 결과를 바탕으로 도시 지역의 각 구간에 대한 홍수 위험도와 홍수 취약성을 평가할 수 있다.
https://doi.org/10.3390/app14031310
Flood myth
Environmental science
Hydrology (agriculture)
Geography
Water resource management
Geology
Geotechnical engineering
Archaeology
2
article
|
인용수 3
·
2024
An Investigation of Contaminant Transport and Retention from Storage Zone in Meandering Channels
Sung Hyun Jung, Inhwan Park, Jaehyun Shin
IF 3 (2024)
Water
자연적으로 구불구불 이어지는 수로의 정점(apex)에서 재순환 구역에 의해 오염물이 포획되면, 오염물 구름(contaminant cloud)에 긴 꼬리(long tail)가 형성되어 혼합 거동의 예측을 어렵게 한다. 따라서 용질 포획과 순환 유동 간의 상호작용을 이해하는 것은 수질오염 사고에 대응하고 피해를 완화하는 데 중요하다. 본 연구에서는 EFDC 모델을 사용하여 수로 정점에서의 재순환 유동에 대한 3차원 유동 구조를 재현하고, 오염물 혼합에 대한 영향을 규명하였다. 구불구불 수로의 저장 구역(storage zone)에서의 오염물 이동 특성을 조사하기 위해, 저장 구역 발달이 농도-시간 곡선(concentration–time curves)에 미치는 영향을 평가하기 위한 다양한 방류(discharge) 값을 사용한 시뮬레이션을 수행하였다. 저장 구역의 크기와 혼합 거동 간의 관계를 분석한 결과, 방류가 증가하면 저장 구역 크기가 더 커지더라도 더 짧은 꼬리와 더 큰 종방향 분산(longitudinal dispersion)이 나타날 수 있음을 확인하였다. 반면에, 재순환 구역 크기의 확대는 횡방향 분산(transverse dispersion)을 감소시키는 데 기여하며, 이는 유량이 낮은 조건에서 더 완만한 투입량 곡선(dosage curves)으로 입증되었다. 이러한 결과는 더 큰 유량에서 종방향 분산이 증가하는 현상이 주로 재순환 구역 형성에 따른 횡방향 분산의 감소에 의해 기인함을 시사한다.
https://doi.org/10.3390/w16081170
Mixing (physics)
Dispersion (optics)
Flow (mathematics)
Mechanics
Environmental science
Transverse plane
Volumetric flow rate
Trapping
Hydrology (agriculture)
Geology
3
article
|
인용수 3
·
2024
An Experimental Study of Flow and Turbulence Properties near the Rising Sector Gate Mouth Considering the Gate Opening with a PIV Measuring System
Chang Geun Song, Sung Won Park, Jaehyun Shin
IF 3 (2024)
Water
수문 구조물, 예컨대 가동 여수문(w movable weir gates)은 다양한 목적을 위해 하천과 개울에 널리 설치되어 있다. 그중 본 연구의 초점이 되는 것은 상승(sector) 섹터 게이트(rising sector gate)이다. 본 연구는 게이트 개구(열림) 정도에 따른 유속 및 게이트 입구(gate mouth)에서의 난류 분포의 변화를 조사하였다. 상승 섹터 게이트 모델의 입구 부근에서의 유동 및 난류 특성에 대한 수력학적 분석은 Particle Image Velocimetry (PIV) 시스템을 이용하여 다양한 유동 조건과 게이트 개구를 적용한 실험실 실험을 통해 수행되었다. 실험은 두 가지 게이트 개구 각(30도 및 45도)으로 수행하였다. PIV 측정 결과는 게이트 개구와 유동 조건에 따라 유속 및 난류 특성이 유의미하게 달라짐을 보여주었다. 특히 상류와 하류 구역 간의 유동 영역이 급격히 전환되는 게이트 입구 인근에서는, 게이트 입구의 상류 측 부분에서의 난류 특성이 하류 측 부분보다 2배 이상 높았다. 또한 깊이평균 상대 난류강도(depth-averaged relative turbulence intensity)의 종방향 분포를 분석하였다. 그 결과 게이트 개구가 30도에서 45도로 증가함에 따라 깊이평균 상대 난류강도는 거의 절반 수준으로 감소하였으며, 게이트 입구에서 최저값이 관측되었고 그 다음 하류 방향으로 증가하는 경향을 보였다. 월류(underflow) 운전 시 게이트 입구에서의 최대 유속과 Froude 수 간의 기능적 관계를 정립하여 현장 적용을 위한 실질적인 게이트 운전 지침을 제공하고자 하였다.
https://doi.org/10.3390/w16203004
Turbulence
Flow (mathematics)
Mechanics
Golden gate
Physics
Environmental science
Meteorology
Materials science
Engineering
Civil engineering
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2020도로 침수방지를 위한 차수장치1020200169473-
등록2020드론을 이용하여 하천 시설을 인식하기 위한 시스템 및 그 방법1020200143011-
등록2020드론을 이용하여 하천을 관리하기 위한 시스템 및 그 방법1020200143012-
전체 특허

도로 침수방지를 위한 차수장치

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200169473

드론을 이용하여 하천 시설을 인식하기 위한 시스템 및 그 방법

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200143011

드론을 이용하여 하천을 관리하기 위한 시스템 및 그 방법

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200143012

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