GPU 가속화를 이용한 수심적분형 방정식 기반 이송확산 수치모형 개발

Abstract

본 연구에서는 GPU 가속화를 활용한 Boussinesq 파랑모형인 Celeris Advent에 수심평균된 이송확산방정식을 추가하여 스칼라 이송-확산 예측모형을 개발하였다. Boussinesq 방정식의 높은 정확성과 함께 수치모형의 안정성을 보장하기 위해 Hybrid Finite Volume-Finite Difference Method를 사용하였으며, 이송항과 확산항은 각각 유한체적법과 유한차분법을 이용하여 수치적으로 이산화하였다. 1차원공간에서의 흐름에 의한 스칼라 이송의 모의 결과는 수치확산의 발생 없이 해석해와 매우 정확히 일치하였다. 두 차례의 수리실험을 재현한 개수로에서의 스칼라 이송의 수치모의 결과에서도 실험결과와 양호하게 일치하였다. 개발모형은 오염물질 유출 시 실시간 재해예측과 함께 대응책을 마련하는 데 있어 기여할 것으로 예상된다.