• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.21 no.5
• /
• pp.294-302
• /
• 2020

In a genetic algorithm, computer simulations are performed based on the natural evolution process of life, such as selection, crossover, and mutation. The genetic algorithm searches the approximate optimal solution by the parallel arrangement of Schema, which has a short definition length, low order, and high adaptability. This study examined the possibility of improving the efficiency of the optimal solution by considering the characteristics of the building block hypothesis, which are one of the key operating principles of a genetic algorithm. This study evaluated the efficiency of the optimization results according to the gene sequence for the implementation in solving problems. The optimal design problem of the water pipe was selected, and the genetic arrangement order reflected the engineering specificity by dividing into the existing, the network topology-based, and the flowrate-based arrangement. The optimization results with a flowrate-based arrangement were, on average, approximately 2-3% better than the other batches. This means that to increase the efficiency of the actual engineering optimization problem, a methodology that utilizes clear prior knowledge (such as hydraulic properties) to prevent such excellent solution characteristics from disappearing is essential. The proposed method will be considered as a tool to improve the efficiency of large-scale water supply network optimization in the future.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2008.05a
• /
• pp.2179-2183
• /
• 2008

지금까지 분포형 모형 개발에 대한 많은 노력이 있음에도 불구하고 여러 제약사항들에 의해 잠재력을 보여주는 정도로 활용되어 왔으나, 최근 급속도로 발전하는 컴퓨터의 계산능력, DEM 등 디지털정보의 구축이 진행되어 오고 있고, GIS 및 인공위성 영상기법의 발달로 공간적인 비균질성을 고려하여 유출과정에서 운동역학적인 이론을 기반으로 물의 흐름을 수리학적으로 추적해 나가는 물리적기반의 분포형 유출모형의 활용도가 높아지고 있다. 본 모형개발에 있어 이론적 배경이 된 모형은 1998년부터 일본 교토대학 방재연구소 코지리 연구실에서 개발 중인 Hydro-BEAM으로 유역 물순환의 건전성을 평가하기 위하여 장기간의 유역 내 유량, 수질을 시계열 및 공간적으로 파악하여 유역의 영향평가를 위해 개발된 물리적 기반의 격자구조를 가진 분포형 장기유출 모형이다. 유출량 계산은 유역내 수평 유출량산정 모듈로서 평면 분포형의 격자형을, 연직 분포형으로는 $A{\sim}B$층의 수평유출량은 하천으로 유입하고, C층은 하천유량에 영향을 미치지 않는 지하수층으로 가정하는 다층모형을 이용해서 A층, 지표 및 하도흐름은 운동파 법(kinematic wave)으로, $B{\sim}C$층의 유출량은 선형저류법으로 계산하는 모형이다. 본 연구에서는 격자흐름방향을 4방향에서 8방향으로 개선하였고, 모형의 각종 수문매개변수들을 GIS와 연계하여 직접 입력할 수 있도록 하였으며, 물리적기반의 침투과정을 모의할 수 있도록 Green & Ampt모듈을 추가하고, 향후 레이더 강우 및 수치예보강우의 홍수유출예측을 염두에 두고 격자강우량을 활용할 수 있도록 하는 등 홍수유출해석을 위한 분포형 강우-유출모형으로 개선 하였고, 이를 남강댐유역에 적용해 봄으로써 모형의 적용성을 검토해 보고자 하였다. 홍수기동안의 지표흐름과 지표하 흐름의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있었으며, 전처리과정으로서 ArcGIS 혹은 ArcView등의 GIS 프로그램을 이용하여 모형에 필요한 ASCII형태의 입력 매개 변수 자료들을 가공하였다. 또한 후처리과정으로서 모형의 수행결과인 유역내의 유출량 분포 등을 GIS상에서 나타낼 수 있도록 ASCII형태로 출력하도록 구성하였다. 남강댐유역을 대상으로 유역을 500m의 정방형 격자로 분할하고 수계망을 통하여 유역 출구까지 운동파이론에 의해 추적 계산하였으며, 수문곡선 비교결과 재현성 높은 결과를 보여주었다. 모형의 정확성 및 실용성에 대한 보다 정확한 평가를 위해서는 향후 다양한 강우 사상 혹은 다양한 크기의 유역에 대한 유출량의 재현성 및 매개변수 등에 검증이 이루어져야 할 것이다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.29 no.6B
• /
• pp.503-512
• /
• 2009

Watershed models, which are a tool for water cycle mechanism, are classified as the distributed model and the lumped model. Currently, the distributed models have been more widely used than lumped model for many researches and applications. The lumped model estimates the parameters in the conceptual and empirical sense, on the other hand, in the case of distributed model the first-guess value is estimated from the grid-based watershed characteristics and rainfall data. Therefore, the distributed model needs more detailed parameter adjustment in its calibration and also one should precisely understand the model parameters' characteristics and sensitivity. This study uses Jungnang basin as a study area and $Vflo^{TM}$ model, which is a physics-based distributed hydrologic model, is used to analyze its parameters' sensitivity. To begin with, 100 years frequency-design rainfall is derived from Huff's method for rainfall duration of 6 hours, then the discharge is simulated using the calibrated parameters of $Vflo^{TM}$ model. As a result, hydraulic conductivity and overland's roughness have an effect on runoff depth and peak discharge, respectively, while channel's roughness have influence on travel time and peak discharge.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2005.05b
• /
• pp.1455-1459
• /
• 2005

K-WEAP(Korea-Water Evaluation And Planning System)은 유역의 물이용 순환체계를 컴퓨터 프로그램으로 구현하고, 수량, 수질, 환경, 수요관리 등을 종합적으로 고려하여 통합수자원계획 수립을 지원하는 전문 모형으로서, 과학기술부와 건설교통부가 공동으로 지원하는 21세기 프론티어 사업인 수자원의 지속적 확보기술사업단의 연구비 지원에 의하여 SEI-B(Stockholm Environment Institute-Boston Center)와 한국건설기술연구원이 공동으로 개발한 모형이다. K-WEAP의 대부분 기능은 기존의 SEI-B가 개발한 WEAP(Water Evaluation And Planning System)에 기반을 두고 있지만, 월 단위 물수지 분석뿐만 아니라 5일 및 임의 시간 단위 물수지분석이 가능하고 물공급 안전도평가와 하천수질모의가 가능하다는 점에서 기존의 WEAP과는 다르며 메뉴와 도움말이 모두 한글로 작성되어있어 국내 사용자들이 이용하기 용이하다. K-WEAP의 기능은 단계적으로 보완 및 개선이 이루어지고 있으며, 현재는 1단계 개발이 끝난 후 2단계 기능개선 작업을 수행하고 있다. 2단계에서 개선하게 될 주요부분은 물수지모형의 개선과 하천수질모형의 개선, 편익산정모형의 개발, 의사결정지원 기능을 고려하는 사용자인터페이스 개선 등이 포함되어 있으며, 2단계 1차 년도에서는 물수지모형과 하천수질모형의 부분적인 개선과 함께 의사결정지원 기능을 고려하는 사용자 인터페이스의 부분적인 개선을 시도하였다. 물수지모형의 개선에서는 하수처리장의 회귀수를 수요처에서 직접 이용할 수 있도록 하였으며, 하천수질모형의 개선부분에서는 기온과 풍속 등의 기후자료를 이용한 수온 모의모형을 개발하였다. 또한, 사용자 인터페이스 부분에서는 사용자의 의사결정을 지원하기 위해 하천유량과 수질 등에 대한 초과비율그래프 조회 기능과 결과를 지도상에서 확인할 수 있는 지도보기기능, 사용자가 필요한 자료를 요약하여 조회할 수 있는 사용자 정의보고서 작성기능을 추가하였다. 개선된 기능을 통해 사용자는 보다 편리한 환경에서 모형을 구동하고 구동결과를 평가 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.13 no.4
• /
• pp.1496-1502
• /
• 2012

The fuel pump mounted on the engine in the vehicle is consist of the outer and inter rotors, and which inhales fuel from the inlet port and supplies it to the outlet port. In this study, it is carried out the analysis and test of the fuel pump with rotors to evaluate its performance. It is analyzed the flow characteristics of the fuel pumps with numerical simulation in their inlet-outlet angles of 0, 15, 30 degree. After it is determined whether it has the best flow characteristics, its vibration characteristics is analyzed. The flow rate of a pump in the inlet-outlet angles of 0 degree is 191.0 LPH(Liter per hour) which is the largest. and its vibration is calculated to be 0.866 $^m/s^2$. In the results of vibration test, it is known that the vibration of the research pump is smaller than that of the existing one. And the natural frequencies of two pumps is nearly same. Therefore it is known that the performance of the research pump is superior.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.41 no.1
• /
• pp.69-74
• /
• 2017

The validity of friction factor theory, based upon conventional-sized passages for microchannel flows, is an active area of research. The high surface to volume ratio of a microchannel offers many advantages over macroscale devices and processes. This study focused on the laminar flow (16$161{\mu}m$ to $664{\mu}m$ for single-phase liquid flow. A controllable syringe pump was used to provide flow while a differential pressure transducer was used to record the pressure drop. These results demonstrated that a 3D printer can drastically simplify custom microchannel fabrication and still support complex features, which are typically only accessible with advanced fabrication techniques.

• Journal of Advanced Navigation Technology
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.319-326
• /
• 2006

In this paper, a fuzzy inference control system is proposed for a turbojet engine with fuel flow control input only. The proposed control system provides a practical fuel flow control method to prevent surge or flame out during engine acceleration or deceleration. A fuzzy logic is designed to obtain the fast acceleration and deceleration of the engine under the condition that the operating point should stay between the surge line and flame out control line. With using both engine rotating speed error and surge margin as fuzzy input variables, the desired engine rotating speed can be achieved to rapidly follow the engine control line without engine stall. Computer simulation using the MATLAB is realized to prove the proposed control performance to the turbojet engine which is linear modelized using DYGABCD program package.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.40 no.4
• /
• pp.221-226
• /
• 2016

Since arterial disease in the upper extremity is less common than that in the lower extremity, experimental and numerical investigations related to upper extremity have been rarely performed. We created a three-dimensional model of the arteries, larger than approximately 1 mm, in a Korean adult's left hand (from brachial to digital arteries), from 3T magnetic resonance imaging (MRI) data. For the first time, a three-dimensional computational fluid dynamic method was employed to investigate blood flow velocity, blood pressure variation, and wall shear stress (WSS) on this complicated artery system. Investigations were done on physiological blood flows near the branches of radial and deep palmar arch arteries, and ulnar and superficial palmar arch arteries. The flow is assumed to be laminar and the fluid is assumed to be Newtonian, with density and viscosity properties of plasma.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.971-971
• /
• 2012

4대강 살리기 사업으로 인하여 4대강에 대한 전면적인 투자와 공사가 이루어지고 있다. 4대강 사업이 마치게 되면 전국에 많은 수의 대규모 보가 설치되고 설치되어진 보는 각각의 강의 관리에 많은 영향을 미치게 될 것이다. 그러므로 이 4대강 사업으로 조성되는 13억 톤 수자원을 융 복합기술을 이용하여 감시 및 관리를 해야 할 것이다. 이를 위해서 실시간 수질 감시 및 모니터링 시스템의 개발과 그에 따른 센서들의 개발을 통하여 4대강 보 운영관리를 위한 통합관리 시스템개발(Ubiquitous River Management)이 이루어 져야 할 것이다. 그동안 계산 시간의 제약을 받아 오던 3 차원 수리동역학의 모의가 컴퓨터관련 기술의 발달에 따라 계산에 소요되는 시간이 계속 단축되고 있으며 이를 수질예측에 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그에 따라 실시간으로 얻은 데이터를 이용하여 모델링 기법을 통해 예측을 해봄으로써 보 내부에 존재하는 여러 취수원 관리에 적용을 할 수 있을 것이다. 본 연구에는 3차원 수리동역학 모델과 수질모델을 결합한 시스템이 저수지 내의 수리특성, 유사이동 및 탁수 현상을 모의하는데 사용이 가능한지를 알아보는 것을 주목적으로 하고 있다. 본 팔당댐 모의에서는 취수구에 따른 수질변화를 모의하기 위해 3차원모델의 사용이 필요하다. 따라서 본 모의에서는 미국 환경부에서 WASP에 이용하기 위해 수정한 EFDC1(2009, USEPA에서 입수)을 사용하였다. 본 연구에서는 팔당호의 2009년의 수위, 수온, 유량 및 농도의 실측자료를 이용하여 3차원 수리 모델링을 실시하고, 수위, 유사이동 및 탁도 예측 모델링을 실시하였다. 3차원 수리동역학 모델과 취수원의 적용에 적절한 모델을 구축하기 위하여 적당한 평면격자의 개수를 선택하여 선택되어진 평면격자에서 수직격자의 층수를 조절하여 매 층마다 DYE TEST를 하였다. 이는 각각의 유입 하천에서 오염물질이라 가정하고 농도가 유입되었을 때 수리특성에 의해서 연구지역에서의 농도 변화를 파악하여 미리 예측을 하여서 그에 따라 취수원에서의 취수 관리를 가능하게 할 수 있다. 이를 위해서 평면격자에 따라서 수직 층의 개수를 5층부터 40층까지 모의를 하여서 시간 및 이동변화에 따라 알맞은 모델을 구축하였다. 또한 층수마다 Sediment 모의를 통하여 호 내의 SS의 이동을 모의하였다. 이 역시 취수원의 관리를 가능하게 할 수 있다.

• Fire Science and Engineering
• /
• v.29 no.1
• /
• pp.73-79
• /
• 2015

There are three kinds of design method of the fire sprinkler systems. Grid type is connected all branch as a trapezoid. Loop type is connected cross-mains like circle. The last one is a tree type most commonly used. Grid type needs computer program to calculate the friction loss and flow rate apart from very simple form. In loop type, manual calculation is possible. Design engineer can draw up and calculate the demands without computer program. Because water supplies two direction in loop type, friction loss is smaller than tree type. Water distribution in operation area is uniform because of the small differences of sprinklers discharge pressure. Loop type is superior to tree type in respect of total pressure and flow rate. Using the small diameter pipe, the labor and construction cost will be decreased in the end. Loop type sprinkler design is rarely laid out because design engineers don't know the method. This paper is intended to inform that the loop type is better than the tree type in performance and economic point of view. And also this paper intend to use the loop type easily and widely.