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Kafe 바로가기주관연구기관 | 서울대학교 Seoul National University |
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연구책임자 | 김응수 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2017-07 |
과제시작연도 | 2016 |
주관부처 | 원자력안전위원회 Nuclear Safety and Security Commission |
등록번호 | TRKO201800002086 |
과제고유번호 | 1075000530 |
사업명 | 원자력안전연구개발 |
DB 구축일자 | 2018-03-10 |
키워드 | 쓰나미.완화입자유체 동력학.전산코드.검증실험.자연재해.Tsunami.Smoothed Particle Hydrodynamics.Numerical Code.Validation Experiment.Natural Disaster. |
DOI | https://doi.org/10.23000/TRKO201800002086 |
• 본 과제는 완화입자유체동역학을 이용한 쓰나미 해석 및 원전 대처능력 평가에 관한 연구임.
• 원전에 쓰나미가 미치는 영향을 평가하기 위해 쓰나미 전파 특성 및 국내외 원전에 대한 쓰나미 규제방법을 조사하였으며 이를 기반으로 고수위, 저수위, 파압을 분석 변수를 설정.
• 완화입자유체동역학 기반의 전산해석 코드를 개발하였으며 쓰나미 해석을 위하여 전산적 조파기 및 고립파 해석을 위한 경계조건 처리 등을 구현함.
• 코드의 계산속도 및 성능을 향상을 위하여 GPU 기반의 병렬화를 진행하였으며, 입자쌍 검색방법을 개선
• 본 과제는 완화입자유체동역학을 이용한 쓰나미 해석 및 원전 대처능력 평가에 관한 연구임.
• 원전에 쓰나미가 미치는 영향을 평가하기 위해 쓰나미 전파 특성 및 국내외 원전에 대한 쓰나미 규제방법을 조사하였으며 이를 기반으로 고수위, 저수위, 파압을 분석 변수를 설정.
• 완화입자유체동역학 기반의 전산해석 코드를 개발하였으며 쓰나미 해석을 위하여 전산적 조파기 및 고립파 해석을 위한 경계조건 처리 등을 구현함.
• 코드의 계산속도 및 성능을 향상을 위하여 GPU 기반의 병렬화를 진행하였으며, 입자쌍 검색방법을 개선함.
• 미국 NOAA의 쓰나미해석코드 검증방법론을 정리하였으며 벤치마크실험데이터를 확보하고 정리.
• 코드검증을 위한 조파실험장치를 구축하였으며 3차원 해석데이터와의 비교를 위하여 심도카메라를 이용한 실시간 3차원 자유표면 계측방법을 개발함.
• 다양한 내부구조물에 대한 실험을 진행하였으며 파고 및 파압 데이터 측정.
• 기존의 대양지진해일코드를 이용하여 대양에서의 지진해일 발생 및 전파를 모의하였으며 원전 연안에 대해서는 본 과제의 완화입자유체동역학 코드를 이용하여 해석을 수행함.
• 해석결과 국내 원전에 미치는 지진해일의 효과는 매우 미미함.
(출처 : 보고서 요약서 3p)
Purpose& Contents
■ Purpose
After the Fukushima accident, interest in tsunamI-related safety issues in the nuclear reactors has increased. In this respect, the objective of this project is to develop a three-dimensional numerical analysis code to simulate the behaviour of the tsunamI near
Purpose& Contents
■ Purpose
After the Fukushima accident, interest in tsunamI-related safety issues in the nuclear reactors has increased. In this respect, the objective of this project is to develop a three-dimensional numerical analysis code to simulate the behaviour of the tsunamI near the nuclear power plants and to evaluate the ability to resist it using the smoothed particle hydrodynamics(SPH) technique. The detailed goal is as follows.
• Development of three-dimensional tsunami simulation codes based on smoothed particle hydrodynamics (SPH)
• Establishment of experimental facility and database for validation of the computer code
• Response Analysis and tsunami impact assessment of the Korean nuclear plant near the coast
■ Contents
In order to achieve the goal, this study (1) develops a tsunami analysis code based on SPH and (2) obtains experimental data for validation of the code, and (3) analyze tsunami behaviors near Korean nuclear power plants considering detailed geological information. The details as follows.
(1) Development of a three-dimensional tsunami analysis code based on SPH
• Development of a three-dimensional computer analysis code to make tsunami waves and to analyze tsunami wave propagation using SPH techniques (1st year)
• Development of noise filtering algorithm for improvement of the calculation accuracy (1st, 2nd year)
• Improvement of particle pair search algorithm (2nd year)
• Improvement of calculation efficiency using parallel computing
• based on MPI and GPU parallelization (2nd, 3rd year)
(2) Experiments and validation of the code
• Design and installation of wave making experiment for SPH code validation (1st year)
• Development of 3D wave measurement/visualization method using TOF method (1st, 2nd year)
• Acquisition of experimental data for various internal structures (2nd, 3rd year)
• Comparisons of the SPH code to the experimental data (3rd year)
(3) Code application to actual Korean nuclear power plants.
• Collection of input data including underwater topological information near a nuclear plant (3rd year)
• Collection of historical earthquake and tsunami data near Korea and Japan (3rd year)
• Analysis of Tsunami impact on a nuclear power plant using existing and developed SPH code (3rd year)
Results
The following is the main achievement of the project.
(1) Review on tsunami research and regulation on nuclear power plant
• Review on general tsunami behaviors, risk assessment methodology, and international activities
• Review on numerical methods and regulation guideline
(2) Development of computer code for tsunami simulation based on SPH method
• Development and optimization of the numerical simulation code for tsunami behaviors near nuclear power plant
(3) Development of realtime 3-D free surface detection method using TOF method
• Development of 3-D free surface detection and calibration method using TOF method
(4) Experiment and acquisition of validation data
• Development of wave response experimental facility and acquisition of experimental data for various internal structures
• Review on tsunami code validation methodology and acquisition of benchmark data
(5) Tsunami analysis on Korean nuclear power plant
• Survey and review on historical tsunami data near Korea and Japan
• Analysis on tsunami propagation and magnitude near Korea
• Analysis on tsunami near coast of Korean nuclear power plant
Expected Contribution
There are the following utilization plan of The Tsunami Analysis program.
(1) improvement of the understanding of regulatory authorities against extreme natural disasters such as tsunami; and ability to analysis and predict various situations
(2) Quantitative analysis results would be provided for Fukushiam follow-up evaluation such as coastal barrier extension, and suggest directions for improvement
(3) Numerical Result would provide accurate forecasts of large-scale natural disasters such as tsunami and their impacts as a foundation for more effective prediction and response through evaluation
(4) It can be used to predict the impact of natural disasters not only in nuclear power plants but also throughout the country, and can be used to develop strategies to cope with disasters
(출처 : SUMMARY 7p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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