• Title/Summary/Keyword: 배수형태

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Analysis of Flow Characteristics in Four-Way Combining Manholes Using Fluent Model (Fluent 모형을 이용한 4방향 합류맨홀의 흐름특성 분석)

  • Kim, Chae Rin;Kim, Jung Soo;Han, Jung Suk;Yoon, Sei Eui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.360-360
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    • 2016
  • 도시 배수 시스템에서 유입유량이 관거의 만관 상태를 초과하거나 하류 흐름 때문에 발생하는 역류의 영향을 받는다면, 관거 시설은 과부하(surcharge) 상태인 압력흐름이 된다. 중력흐름 상태에서 맨홀의 수두 손실은 일반적으로 무시되지만, 과부하 맨홀에서의 수두 손실은 중요하며, 우수 관거 시스템의 전체 손실에 상당한 부분을 차지하게 된다. 이러한 현상은 여러 개의 맨홀을 가지는 도시 배수 시스템에서 특히 중요한 사항이 된다. 따라서 관거 시설 내 맨홀에서의 수리적 에너지 손실에 대한 연구와 보다 구체적인 설치 기준의 제시가 요구되고 있는 실정이다. 특히 배수관거 시스템의 하류부에 설치되는 4방향 합류맨홀은 맨홀으로 유입되는 주 유입관과 측면 유입관의 유입흐름의 영향으로 맨홀 내의 유수교란에 의한 흐름특성이 복잡하므로 이에 따른 흐름특성의 변화를 분석하고 에너지 손실을 연구할 필요가 있다. 그러므로 우수 관거 시스템의 우수 배제 능력을 증가시켜 도심지의 침수를 방지하기 위한 관거시설의 적정 설계 기준이 필요하며, 합리적인 설계 기준을 제시하기 위하여 과부하 4방향 합류 맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적, 시간적 한계를 극복하고 과부하 4방향 합류맨홀에서의 복잡한 흐름특성을 분석하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 FLUENT 6.3 모형을 선택하였다. 합류맨홀 및 접합 관거의 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 맨홀과 연결관의 합류부분에서는 사면체 격자로 구성하고 합류부분을 제외한 구간에서는 6면체 격자로 구성하였으며, 각 격자의 면은 가능한 사각형 또는 삼각형의 형태를 취하도록 하였다. 합류맨홀 모형의 벽면에는 No-Slip 경계조건을 부여하였으며, 유입부에는 속도 조건, 유출부와 맨홀의 자유수면 부분의 경계에서는 대기압 조건을 부여하였다. 수리모형 실험 결과와 비교하기 위하여 유입 관거의 유속 조건을 수리 모형실험의 조건과 동일하게 채택하여 수치모의를 수행하였다. 수치모형의 적용 결과 맨홀 내에서의 유속변화, 수심변화 및 압력변화에 대해서는 수리모형 실험 결과와 유사한 경향을 나타내고 있으며, 수치모형에 의하여 산정된 4방향 합류맨홀에서의 손실계수 값과 수리모형 실험에 의하여 산정된 손실계수 값이 유사하므로 우수 관거 시스템의 4방향 합류맨홀에서의 흐름 변화 및 손실계수 예측하는 데에 있어서 FLUENT 6.3 모형은 사용 가능하리라 판단된다.

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Application of Improved Invert in Combining Manhole (합류맨홀에서 개선형 인버트의 적용)

  • Jo, Jun Beom;Lee, Min Sung;Rim, Chang Soo;Yoon, Sei Eui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.287-287
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    • 2018
  • 우수관거 시설에서 맨홀은 관거의 접합을 위해 반드시 설치되어야 하는 중요한 요소이다. 이러한 맨홀 접합부에서는 유입관으로 유입되는 유량의 급격한 확대와 유출관으로 배수되는 유량의 급격한 축소 등 흐름의 복잡한 변화가 발생한다. 맨홀에서의 복잡한 흐름은 설계강우를 초과하지 않는 강우량에서 과부하 조건을 형성하며 도심지 침수의 심각한 영향을 미친다. 특히 여러 관이 접합되어 있는 합류맨홀의 경우 유출관거로의 원활한 배수가 유도되지 않을 뿐 아니라 다양한 방향의 흐름이 서로 상충하며 급격한 에너지 손실을 유발한다. 도심지 중 하류부에서 주로 발생하는 침수피해는 복잡한 우수관거 시설의 구성에 따른 합류맨홀의 증가로 인해 그 규모가 늘어나는 추세이다. 바닥이 평평한 기본형태의 맨홀에서 발생되는 과부하 흐름과 여러 유량 조건에서의 에너지 손실에 관한 연구는 지속적으로 수행되어왔다. 최근 맨홀 내부에 흐름을 유도시켜주는 인버트를 설치하여 에너지 손실을 저감하려는 연구가 활발히 이루어지고 있지만 이를 실제 도시지역에 적용하여 침수해석이나 관거 배수능력 평가를 수행하기 위한 필요한 기초자료는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 인버트가 설치된 개선형 4방향 합류맨홀의 유량 조건을 다양하게 변화시키며 유입유량 조건에 따른 개선형 맨홀의 손실계수를 분석하였다. 유량 조건은 세 개의 유입관에서 각각 설계유량 $1{\ell}/s$의 유량이 유입되는 총 유입유량 $3{\ell}/s$를 기준으로 각 유입관의 유입유량을 10%씩 변화시킨 40case의 유량 조건을 선정하였다. 이렇게 선정된 유량 조건은 경우에 따라 중간 맨홀, 3방향 합류맨홀 또는 4방향 합류맨홀의 흐름을 다양하게 나타내었으며, 40case의 손실계수를 분석하여 모든 맨홀 접합 조건에서의 손실계수를 파악할 수 있었다. 합류맨홀에서의 개선형 인버트 적용성을 확인하기 위하여 인버트가 설치된 개선형 맨홀에서 산정된 손실계수를 기초로 모든 유입유량 조건에서 적용이 가능한 손실계수 범위도를 작도하였다. 손실계수 범위도는 통계분석에 활용되어 개선형 맨홀의 유입유량 조건에 따른 손실계수 산정식을 도출하는 기초자료로 활용되었다. 이와 같이 도출된 산정식을 적용하면 실제 도심지에 개선형 맨홀을 적용하였을 경우에도 정확한 침수 해석이나 관거 배수능력 평가가 가능할 것으로 판단된다.

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A Comparison between Huff's Quartile Method and ABM on Planning a Storm Sewer Network in an Urban Area (도시 우수 관망 계획에 관한 Huff 4분위법과 ABM의 비교)

  • Lee, Sangho;Kang, Taeuk;Park, Jongpyo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.212-212
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    • 2019
  • 일반적으로 도시 우수 관망의 계획에 대부분 합리식 등을 이용하여 첨두유량만 검토하였기 때문에 설계 강우의 시간 분포 방법은 고려되지 않았다. 하지만 최근에는 집중 호우로 인한 침수 피해가 많이 발생함에 따라 하수도 시설물들의 연계를 통한 침수 해결이 요구되었고, 첨두 유출량뿐만 아니라 홍수 수문 곡선도 산정 할 수 있는 강우-유출 모형을 설계에 도입해야 할 필요성이 제기되었다. 그러나 현재까지 우수 관망 등 하수도 시설물에 대한 분석에 적합한 강우의 시간 분포 방법은 제시되지 않고 있다. 이에 본 연구는 실무적으로 널리 이용되고 있는 Huff 4분위 방법과 중 소규모 배수 시설물의 계획에 합리적이라고 알려져 있는 ABM(alternating block method) 방법을 비교 검토하여 도시 우수 관망 해석에 적합한 강우의 시간 분포 방법을 제시하는 것에 목적이 있다. 이를 위해 동해 기상 관측소의 관측 강우자료를 이용하여 강우-빈도 해석을 수행하였고, 다양한 유역 규모에 대한 적용을 위해 임의의 13개 유역을 대상으로 SWMM을 이용하여 홍수량을 분석하였다. 도시 유역의 우수 관망 계획에 적합한 확률 강우의 시간 분포 방법을 결정하기 위해 실제 강우 현상의 재현성, 소규모 배수 구역에 대한 첨두 홍수량 산정의 정확성, 우수 관망의 연속성을 고려한 계획의 3가지 관점에 대하여 검토하였다. 우선, 실제 강우 현상의 재현에 있어서 실제의 시간 최대 강우량의 발생분위가 대부분 강우의 지속기간 중 40~50% 사이에 위치하는 것을 감안할 때, ABM의 시간 분포 형태와 유사한 것으로 검토되었다. 두 번째 첨두 홍수량 산정의 정확성 면에서는 시간 단위 자료를 이용하여 유도되어 시간 단위 이하의 지속기간에 대한 확률 강우량 산정에 불확실성이 큰 Huff 방법보다는 ABM에 의한 시간분포 방법이 보다 적절한 것으로 분석되었다. 세 번째로 우수 관망의 연속성을 고려한 계획에서는 소규모 배수 구역 내에 존재하는 다수의 관거를 동시에 고려해야 하는 도시 우수 관망의 특성 상, 동일 지속기간의 확률 강우량에 대한 시간 분포를 적용하는 것이 합리적이다. 이에 배수 면적별로 임계 지속기간이 상이한 Huff 방법보다는 홍수량이 수렴하는 ABM의 24시간 시간 분포를 이용하는 것이 적용에 유리한 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 합리적인 도시 우수 관망 설계 기술을 구현하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

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Methods for Flood Runoff Analysis of Main Channel Connected with Interior Floodplain : II. Application for Analysis of Flood Runoff in Estuarine Lake (제내지와 하도를 연계한 하천유역의 홍수유출해석기법 : II. 하구호 유출해석에의 적용)

  • Jang, Su Hyung;Yoon, Jae Young;Yoon, Yong Nam;Kim, Won Seok
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.1B
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    • pp.89-98
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    • 2006
  • In this study, a method for flood runoff analysis in main channel connected with interior floodplain, is applied for evaluation of hydraulics of Sapgyo lake for the purpose of flood protection by considering tidal effect of West Sea and runoff from the watershed. Especially, operational condition of sluice gate was explicitly modeled in conjunction with various runoff scenarios from watershed. The change in hydraulics of main channel and interior floodplain was found to be predominantly affected by tidal effect, and explicit modeling of gate operation made possible the evaluation of hydraulic characteristics of different alternatives. Until now, such an analysis was not made due to the lack of models with such capability, however, with the proposed method, it is possible to perform such an analysis and is thought that the proposed method can be a valuable tool for flood protection planning.

A Comparison and Analysis of Hydrologic Model for the design of Detention Pond in Urban Area (도시유역의 저류지 설계를 위한 수문모형 비교분석)

  • Lee, Jae-Joon;Kwak, Chang-Jae;Kim, Ho-Nyun;Lee, Sang-Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1432-1436
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    • 2007
  • 도시화로 인한 유출량의 증가 및 도달시간의 단축은 도시재해의 한 원인이 되고 있다. 이를 막기 위하여 도시 배수유역내에 저류지를 설치하여 첨두도달시간을 지연시키고 방류량은 하수관거의 통수능 이하로 조절하는 방안을 활용하고 있다. 저류지를 설계 운영함에 있어서 사용되는 수문모형은 일반적으로 계획모형, 설계모형 및 운영모형으로 분류되고 있다. 계획모형과 유사한 형태의 단순화된 설계모형이 있기 때문에 계획모형과 설계모형을 엄밀히 구별하기는 어려우나 일반적으로 저류지 용량 결정시 배수구역에 대한 홍수추적을 실시하여 구하는 경우를 설계모형으로 보고 있다. 본 연구에서는 재해영향평가서 22개소의 기 설계된 저류지를 분석대상으로 하여 여러 가지 저류지 계획모형과 설계모의모형(WinDETPOND 모형, BASINOPT 모형)의 적합성을 검토하고 분석대상 저류지와 비교분석을 실시하였다. 저류지 계획모형의 분석에서 on-line 저류지의 경우는 사다리꼴 형태 설계수문곡선을 채택하고 있는 이종태 등 모형의 결과가 대상 저류지의 실저류량과 가장 유사함을 보였고, off-line 저류지의 경우는 삼각형 형태 설계수문곡선을 채택하고 있는 Abt & Grigg 모형의 결과가 비교적 양호한 결과를 보이는 것으로 나타났다. on-line 실저류지 3개소의 저류지 계획모형과 설계모의모형의 결과를 비교분석결과 도시화 인자 ${\alpha}$의 연관성은 뚜렷이 나타나지는 않았지만, WinDETPOND 모형의 저류량은 BASINOPT 모형에 비해 실저류지와 유사한 결과를 나타내었다.

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Conflict-Free Memory System for Subarray Access (서브어레이 접근을 위한 충돌회피 기억장치)

  • 박춘자;박종원
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.43-45
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    • 2002
  • 이 논문에서는 pq개의 PE(Processing Element)를 가진 SIMD처리기에서 기억 장치 접근시간을 감소시키기 위한 충돌회피 기억장치를 제안했다. 이 기억장치는 MxN 배열내 자료들의 임의의 위치에서 일정 간격인 블록형태와 8방향 선형태인 pd개의 자료들의 동시 접근을 지원한다. 기억모듈 수는 pq보다 큰 소수이고, 간격은 기억모듈 수의 배수가 아닌 양수이다. 간단하고 빠른 주소계산회로와 이동회로를 위해, 요구된 자료들에서 첫번째 자료의 기준 주소와 pq개의 주소간의 차들로 구분한 후, 주소간의 차들은 첫번째 자료 요소의 기억모듈번호로부터 번호에 따라 오름차순 정렬되고 빠른 기억모듈에 저장된다. 그래서 m개의 주소간의 차이들에 첫번째 자료의 기준주소 더해진 후, 첫 번째 요소의 기억모듈 번호에 의한 오른쪽 회전이 간격을 가진 9가지 서브어레이 모두이게 요구된다. 9가지 자료 이동 형태를 멀티플렉싱과 회전에 의해 1가지로 감소시킨 효율적인 자료 이동 회로를 제안하였다. 제안된 충돌회피기억 장치는 이전기억 장치와 비교하여 자료 접근형태, 간격, 자료 배열의 크기에 제한, 하드웨어 비용, 속도, 복잡도면에서 개선하였다.

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A Study on the Composition Principle of the Gyeongbokgung Drainage Facility - Focused on the review of Gyeongbokgung excavation survey - (경복궁(景福宮) 배수시설(排水施設)의 조성원리(造成原理)에 관한 연구 - 경복궁 발굴조사 자료에 대한 검토를 중심으로 -)

  • Kim, Tae Min;Nam, Ho Hyun
    • Korean Journal of Heritage: History & Science
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    • v.51 no.4
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    • pp.120-145
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    • 2018
  • This study intended to examine the drainage facility of Gyeongbokgung Palace based on the traces of the relic found during the excavation survey. Historical records indicate that various efforts have been made for smooth drainage facility for the palace since the foundation of the Joseon Dynasty. Although there are no drawings showing the image of early appearance of Gyeongbokgung Palace during the foundation, it is possible to estimate it through the drawings prepared after the King Yeongjo's reign. The image of the palace after reconstruction can be seen through the "Bukgwoldohyeong" and other relevant documents. At this present, since the survey intends to determine the image of Gyeongbokgung Palace during the reign of King Gojong based on the standard restoration plan of the Cultural Heritage Administration, this study also focused on the drainage facility of Gyeongbokgung Palace during King Gojong's reign, particularly on the collecting wells and culverts of six areas including "Chimjeon Hall", "Taewonjeon Hall", "Geoncheongung Hall", "Sojubang Hall", "Hamhwadang - Jipgyeongdang - Yeonghundang Hall", and "Heungbokjeon Hall". Gyeongbokgung Palace is divided into various zones composed of the central halls and surrounding corridors, and the drains also primarily start from each hall and later join the central drain of the zone. The central drain then leads to the "Eo-gu(御溝)" and the water led to the "Eo-gu" is finally discharged through the water gate. It appears that this series of processes were basically devised to coordinate artificial drain with the natural drain using the natural geographical features of the palace. Research showed that the collecting well where the draining begin was installed in the area where a large amount of household sewage was generated but mostly in the corners where corridors met or corridors and wall met. This appears to be an arrangement to handle the water falling from the roof and household sewage. Also, "Ju(廚)" was installed mainly at the end of the corridor to handle household sewage. The installation of these drainage facilities shows the possibility that the drainage of Gyeongbokgung was very compact under a series of plans.

Practical Radiation Safety Control: (II) Application of Numerical Guidance for the Discharges of Radioactive Gaseous and Liquid Effluents (방사선안전관리 실무: (II) 배기중 및 배수중 배출관리기준의 적용)

  • Kim, Hyun Kee
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.39 no.1
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    • pp.61-64
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    • 2014
  • Radioactive materials are in use and have many applications from the generation of electricity to the purposes of research, industry and medicine such as diagnosis and therapy. In the course of their use some of radioactive substances may be discharged into the environment from facilities using the unsealed radioactive materials, which are main artificial sources occurring the public exposure. Discharges are in the form of gases, particles or liquids. This paper provides procedures to estimate the level of the public exposure based on the conservative assumptions and simple calculations in the facility using unsealed liquid sources. They consist of two processes; (1) to calculate maximum concentration of gaseous effluents discharged through the exhaust pipe and average concentration of liquid effluents discharged through the drain of the storage tank, (2) to compare each of them to numerical guidances for the discharges of radioactive gaseous and liquid effluents mentioned in the related notification. For this purpose followings are assumed properly; daily usage, form and dispersion rate of radionuclides, daily amount of radioactive liquid waste and exhaust and drainage equipment. The procedures are readily applicable to evaluate environmental effects by planned effluent discharges from facilities using the unsealed radioactive materials. In addition they may be utilized to obtain practical requirements for radiation safety control necessary for the reductions of the public exposure.

Runoff Analysis for Urban Unit Subbasin Based on its Shape (유역형상을 고려한 도시 단위 소유역의 유출 해석)

  • Hur, Sung-Chul;Park, Sang-Sik;Lee, Jong-Tae
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.41 no.5
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    • pp.491-501
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    • 2008
  • In order to describe runoff characteristics of urban drainage area, outflow from subbasins divided by considering topography and flow path, is analyzed through stormwater system. In doing so, concentration time and time-area curve change significantly according to basin shape, and runoff characteristics are changed greatly by these attributes. Therefore, in this development study of FFC2Q model by MLTM, we aim to improve the accuracy in analyzing runoff by adding a module that considers basin shape, giving it an advantage over popular urban hydrology models, such as SWMM and ILLUDAS, that can not account for geometric shape of a basin due to their assumptions of unit subbasin as having a simple rectangular form. For subbasin shapes, symmetry types (rectangular, ellipse, lozenge), divergent types (triangle, trapezoid), and convergent types (inverted triangle, inverted trapezoid) have been analyzed in application of time-area curve for surface runoff analysis. As a result, we found that runoff characteristic can be quite different depending on basin shape. For example, when Gunja basin was represented by lozenge shape, the best results for peak flow discharge and overall shape of runoff hydrograph were achieved in comparison to observed data. Additionally, in case of considering subbasin shape, the number of division of drainage basin did not affect peak flow magnitude and gave stable results close to observed data. However, in case of representing the shape of subbasins by traditional rectangular approximation, the division number had sensitive effects on the analysis results.

Characteristics of Material Function Related to Permeability and Compressibility for Soft Clay Ground (투수 및 압축에 대한 연약 점토지반의 물질함수 특성)

  • Lee, Song;Jeon, Je-Sung;Yi, Chang-Tok
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.8 no.1
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    • pp.183-194
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    • 2004
  • It's essential process to study non-linear material function related to characteristics of compressibility and permeability when we predict the consolidation behavior of soft clay ground. In this study, laboratory tests were conducted to find out the material function using marine clay. Standard oedometer test and Rowe cell test were performed with conditions, which were classified into vertical drainage only, radial drainage only and vertical-radial drainage case. Modified oedometer test equipment was developed to find out the material function and special extrusion device was originated to minimize the sample disturbance effect. Reliability of the results in modified oedometer test could be confirmed by comparing with the Rowe cell's one. Effective stress - void ratio - permeability relations were analyzed using all testing results. As a result, void ratio with effective stress level could be expressed by the power function and permeability with void ratio could be expressed by exponential function. In soft clay with high initial water content and low shear strength, non-linear characteristics related to compressibility and permeability varied with wide range by the effective stress levels. It's important to note that non-linearity of the material function should be considered at prediction of the consolidation behavior.