• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.1 s.162
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• pp.35-46
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• 2006

In this study, we proposed a layout of the integrated decision support system in order to prevent the contamination and to manage risk in water supply networks for safe and smooth water supply. We evaluated the priority of risk factors to detect anomaly in water supply networks using PROMETHEE and ANP techniques, which are applied to various Multi-Criteria Decision Making area in Europe and America. To develop the model, we selected pH, residual chlorine concentration, discharge, hydraulic pressure, electrical conductivity, turbidity, block leakage and water temperature as the key data item. We also chose pipe corrosion, pipe burst and water pollution in pipe as the criteria and then we present the results of PROMETHEE and ANP analysis. The evaluation results of the priority of risk factors in water supply networks will provide basic data to establish a contingency plan for accidents so that we can establish the specific emergency response procedures.

• Journal of The Geomorphological Association of Korea
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• v.15 no.2
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• pp.25-35
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• 2008

Typhoon Ewiniar and Bilis followed by heavy rainfall in July 2006 triggered massive slope failures and debris flows along the Osaek valley within Seoraksan National Park. Since national road 44 is constructed along the fault-line, the susceptibility of hazard in the area is very high. Debris flows in Osaekcheon are mobilized from landslides near the ridgelines and peaks when heavy rainfall elevates pore pressure and adds weight to the hillslopes, causing failure. Stream flows falling onto the existing colluvium or channel-margin deposits also trigger debris flows. Steep slopes constructed along the road and thin regolith in the slope is the main reason for the landslide in the upper stream. In middle reaches of stream, under-fit drainage utilities and narrow bridges cause the overflow, this then triggers debris flow. Overflowing and erosion in the channel margin deposits is main reasons for the debris flow. The intensities and frequencies of heavy rainfall are certain to increase, so early warning and management system for the landslide-related hazard is urgently needed.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.25 no.4
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• pp.55-68
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• 2009

A new borehole roughness and verticality measurement system (BKS-LRPS) for rock socketed drilled shafts were developed and verified its field application. The stability of BKS-LRPS was verified for several field conditions, which included the effect of measuring unit shaking, the application of water/air calibration factors, and the resistance of high water pressure inside piles. Also, effective measurement distances for various conditions of turbidity were defined in the field by measuring borehole roughness and vertical alignment for 6 drilled shafts. Vertical alignments for all drilled shafts could be measured by BKS-LRPS. However, borehole roughness was not able to be measured due to high turbidity caused by RCD drilling processing. Based on the BKS-LRPS field verification, BKS-LRPS is the first borehole roughness and verticality measurement system applying both in the water and air.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.9
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• pp.587-602
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• 2023

Due to climate change, population growth, and economic development, the demand for water in the urban water system (UWS) and the energy required for water use constantly increase. Therefore, beyond the traditional method of considering only the water sector, the Nexus approach, which considers synergies and trade-offs between the water and energy sectors, has begun to draw attention. In previous researches, the Nexus methodology was used to demonstrate that the UWS is an energy-intensive system, analyze the water-energy efficiency relationship surrogated by energy intensity, and identify climate (long-term climate change, drought, type), geographic characteristics (topography, flat ratio, location), system characteristics (total supply water amount, population density, pipeline length), and operational management level (water network pressure, leakage rate, water saving) effects on the UWS. Through this, it was possible to suggest the direction of policies and institutions to UWS managers. However, there was a limit to establishing and implementing specific action plans. This study built the energy intensity matrix of the UWS, quantified the impact of city conditions, external influences, and operational management levels on the UWS using the water-energy Nexus model, and introduced water-energy efficiency criteria. With this, UWS managers will be able to derive strategies and action plans for efficient operation management of the UWS and evaluate suitability and validity after implementation.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.17 no.1
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• pp.15-24
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• 2001

흙필터는 일반적으로 침식이나 파이핑으로부터 지반 구조물을 보호하기 위하여 사용된다. 세립자들이 유동하여 필터에 퇴적하는 폐색현상이 발생하는 경우, 간극수압이 증가하고 이로 인해 지반구조물의 불안정을 유발시키게 된다. 미세입자의 유동에 의한 폐색현상은 옹벽의 뒤채움재에 설치한 필터, 흙댐의 저부에 설치된 필터, 그리고 터널의 라이닝 뒤에 설치한 필터 등에서 발생할 수 있다. 폐색현상은 필터의 투수능을 저하시켜 배수능력에 상당한 위험을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 필터의 폐색으로 인한 투수능 저하 정도를 실험을 통해 관찰하고 이론적인 모델을 통해 정량화 시키고자 하였다. 일정한 농도의 현탁액이 필터로 유입되는 분리형 실험과 현장상태를 모사하는 흙-필터 시스템의 결합형 실험을 통해 투수능의 저하현상이 압력 제어조건과 유량 제어조건에서 관찰되었고, 서로 비교 분석되었다. 미세입자가 통과하는 필터의 간극을 모세관으로 가정한 후 모세관에서 유체의 흐름 원리를 이용하여 물리적인 폐색에 의해 발생하는 투수능 저하현상을 이론적인 모델로 구성하였다. 일반적으로 투수능은 1/10 수준으로 감소되었으며, 분리형 실험에 의한 결과와 이론적인 모델의 결과는 잘 일치하였다. 또한, 결합형 실험결과와 분리형 실험결과가 비교적 잘 일치하여 투수능 저하예측은 분리형 실험이나 이론적 모델에 의하여 가능하리라 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1271-1274
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• 2006

지하레이다(Ground Penetrating Radar, GPR)를 이용하여 지표하의 상수관로를 지표에서 송신안테나와 수신안테나를 이용해서 손쉽게 측정하게 된다. 송신안테나는 지표하에 전자기파를 송신하고 지하 매질을 투과한 파가 수신안테나에 도달하는 시간을 측정하여 지표하 매질의 특성을 파악할 수 있다. 수신파의 도달시간은 지표하 매질의 특성에 따라서 변화하며, 이를 통해 지표하 매질과 매질 깊이 등을 파악할 수 있다. 일반적으로 상수관로를 매설할 경우 관로 주변의 토양은 균등하게 되므로 기 매설된 상수관로 주변에 누수가 발생하게 되면, 관로 주변의 토양은 포화상태이거나 수압으로 인해서 공동이 형성될 경우가 많다. 이때 반사에너지의 유전율 증가 혹은 감소 특성으로 인해서 주변 매질과는 매우 상이한 결과를 보이게 된다. GPR탐사는 단순히 반사된 신호진폭의 크기를 나타내며 이러한 반사에너지의 크기에 관계되는 것은 매설물의 유전율이 주위 지반이 갖는 유전율과의 차이에서 기인하기 때문이다. 탐사 대상 상수관로에 대한 정보를 확보하여 GPR 탐사를 수행한 결과 관로 탐사를 위한 GPR의 결과는 매우 유용하게 사용될 것으로 판단되며, 이를 바탕으로 누수 발생 이력이 있는 다양한 관로주변 조건을 대상으로 탐사를 실시할 경우 상수관망시스템의 효율적인 관리 및 보수에 매우 유용한 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Water for future
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• v.27 no.4
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• pp.59-67
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• 1994

The objective of this study is to develop a method which can design an optimal pipe network system using nonlinear programming(NLP) technique. The method finds the minimum-cost pipe network while satisfying all the design constraints including hydraulic constraints. The method developed in this study was applied to the Goyang distribution area in Goyang, Kyoungi-do. It has been found in the application and the comparison between the original design and the optimal design of this study that the optimal design method developed in this study does not require the trial-and-error procedure while satisfying the discharge and pressure requirements at the demanding nodes. Therefore, the optimal design method using NLP could be effectively utilized in the practical design considering economic aspect of the pipe network system at the same time.

• Transactions of The Korea Fluid Power Systems Society
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• v.4 no.3
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• pp.7-12
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• 2007

This paper presents an energy saving hydrostatic pressure exchanger for sea water desalination equipment. In a reverse osmosis(RO) system for desalinating sea water, more than 70 percent of the supplied sea water, brines which were impassable through RO membrane are bypassed, resulting in high energy losses. In this paper, a hydrostatic pressure exchanger consisting of an embedded water hydraulic piston motor and a water hydraulic piston pump was proposed and investigated in order to recover the energy of the bypassed brines. The pressurized brines are supplied to the embedded water hydraulic piston motor as power sources and the water hydraulic piston pump is driven by the output torque of the embedded water hydraulic piston motor as well as electric motor. Consequently, the energy of the bypassed brines can be recovered. To examine the electric energy saving characteristics of the hydrostatic pressure exchanger, a simulation model was constructed using commercial software and experiments were conducted. Through the results of simulation and experiment, the feasibility of the electric energy saving effect of the proposed hydrostatic pressure exchanger was investigated.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.343-344
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• 2010

화석연료의 고갈로 인하여 친환경 자동차에 대한 연구와 상용화가 급속도로 진행되면서 점점 대형 차종으로 그 범위가 넓어지고 있다. 대형 차종에 적용되는 전기동력 시스템의 MCU(Motor Control Unit), GCU(Generator Control Unit), DC/DC 컨버터 등과 같은 전장품도 그 용량이 커지면서 상용화를 위해 효율적인 측면도 많이 부각되지만 스위칭 소자, 변압기, 초크, 다이오드 등에서 동작으로 인해 열이 발생하고 제품의 구조상 밀폐된 공간에 장착이 되기 때문에 발열로 인한 동작의 신뢰성과 제품의 내구성에 큰 영향을 미치게 된다. 그중 가장 발열이 심한 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등과 같은 스위칭 소자에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시키기 위해 수냉구조가 필수적이며 동일한 조건의 수압, 유량에 보다 높은 방열특성을 가지기 위해 냉각구조에 대한 해석이 제품을 개발 전에 선행되어야 한다. 본 논문에서는 유로의 냉각핀 형상과 유로 구조에 따라 방열특성이 어떠한 차이가 있는지 시뮬레이션 프로그램을 통하여 비교하고, 모사발열체를 이용한 방열부의 냉각 성능 시험과 다이나모 환경의 최대 출력 시험을 통하여 방열 특성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.229-229
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• 2023

강화학습은 에이전트(agent)가 주어진 환경(environment)과의 상호작용을 통해서 상태(state)를 변화시켜가며 최대의 보상(reward)을 얻을 수 있도록 최적의 행동(action)을 학습하는 기계학습법을 의미한다. 최근 알파고와 같은 게임뿐만 아니라 자율주행 자동차, 로봇 제어 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 상수도관망 분야의 경우에도 펌프 운영, 밸브 운영, 센서 최적 위치 선정 등 여러 문제에 적용되었으나, 설계에 강화학습을 적용한 연구는 없었다. 설계의 경우, 관망의 크기가 커짐에 따라 알고리즘의 탐색 공간의 크기가 증가하여 기존의 최적화 알고리즘을 이용하는 것에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구는 강화학습을 이용하여 상수도관망의 구성요소와 환경요인 간의 복잡한 상호작용을 고려하는 설계 방법론을 제안한다. 모델의 에이전트를 딥 강화학습(Deep Reinforcement Learning)으로 구성하여, 상태 및 행동 공간이 커 발생하는 고차원성 문제를 해결하였다. 또한, 해당 모델의 상태 및 보상으로 절점에서의 압력 및 수요량과 설계비용을 고려하여 적절한 수량과 수압의 용수 공급이 가능한 경제적인 관망을 설계하도록 하였다. 모델의 행동은 실제로 공학자가 설계하듯이 절점마다 하나씩 차례대로 다른 절점과의 연결 여부를 결정하는 것으로, 이를 통해 관망의 레이아웃(layout)과 관경을 결정한다. 본 연구에서 제안한 방법론을 규모가 큰 그리드 네트워크에 적용하여 모델을 검증하였으며, 고려해야 할 변수의 개수가 많음에도 불구하고 목적에 부합하는 관망을 설계할 수 있었다. 모델 학습과정 동안 에피소드의 평균 길이와 보상의 크기 등의 변화를 비교하여, 제안한 모델의 학습 능력을 평가 및 보완하였다. 향후 강화학습 모델을 통해 신뢰성(reliability) 또는 탄력성(resilience)과 같은 시스템의 성능까지 고려한 설계가 가능할 것으로 기대한다.