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OpenMP를 이용한 병렬 확산파 모형의 침수해석
Application of Parallel Diffusive Wave Model to Inundation Analysis Using OpenMP 원문보기

한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, v.16 no.4, 2016년, pp.227 - 237  

박재홍 (세명대학교 토목공학과)

초록
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홍수로 인해 대규모 유역에서 발생하는 침수 현상을 수치기법을 이용하여 모의하는 작업은 큰 연산 비용을 필요로 한다. 특히 GIS 나 Lidar 등의 방법을 이용하여 더 정밀하고 넓은 유역의 디지털 지형자료를 이용한 2 차원 침수해석은 연산 비용의 어려움을 더욱더 가중시킨다. 최근 들어 다수의 코어를 이용하여 동시적으로 해석하는 MPI와 OpenMP 병렬 기법이 연산 시간을 감소시키는 방법으로 대두되고 있다. 본 연구에서도 제내지나 하류 유역에 발생하는 홍수로 발생된 침수모의를 위해 병렬화된 2 차원 수치모형을 개발하고 그 적용성을 검토하고자 하였다. 연구를 위해 OpenMP 기법을 이용하여 확산파 침수해석 프로그램의 원시코드를 재작성하고 가상 제내지 및 실제 댐 하류유역에 적용하였다. 개발된 모형을 가상 제내지에 적용하였고 그 결과를 분산메모리 병렬해석 기법인 MPI 도입 모형 및 기존의 순차적 해석 모형의 결과와 비교 검토하였다. 본 모형의 침수양상, 속도 벡터 방향 및 크기 등의 계산 결과는 순차적 모형 및 MPI 모형과 일치하여 결과에 대한 정확성을 확인하였다. MPI 모형과 연산 속도, 연산 시간, 연산 효율성 등의 비교 결과 OpenMP를 이용한 본 모형이 공유 메모리를 사용하는 영향으로 좀 더 나은 결과를 나타내고 있었다. 본 연구 모형을 실제 댐 붕괴 사례에 적용하여 12 코어를 사용하였을 때 연산시간이 기존의 순차적 연산 시간에 비해 14~12%까지 감소하여 병렬 기법의 연산 속도 상승효과를 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The work that simulates 2-dimensional inundation event by numerical model needs much computational cost. It is further compounded by using increasingly available high-resolution digital topographic data and conducting flood studies over larger domains using GIS or Lidar etc. In recent years, MPI and...

주제어

#홍수 해석   #병렬 모형   #댐 붕괴  

참고문헌 (10)

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  3. Water Sci. Technol. 51 221 2005 

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  10. Environmental Modeling & Software 20 53 2005 

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