• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권4호
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• pp.331-355
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• 1997

본 연구에서는 에어챔버가 설치된 펌프관로계에서 수격현상에 대한 현장실험을 실시하고, 에어챔버의 입력변수 및 설계인자가 수격현상에 어떠한 영향을 미치는지 수치계산과 실험을 통하여 조사한 후 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 수치계산에 사용된 입력변수중 폴리트로프지수, 오리피스 유량계수, 압력파 전파속도순으로 수격현상에 대한 영향이 크게 나타났으며, 수치계산은 이 변수값이 각각 1.3, 0.7, 1,050m/s일 때 측정된 압력변동 및 공기체적변화를 가장 잘 모사하였다. (2) 에어챔버내 초기공기체적이 증가하면 압축공기의 압력변화율이 작아지기 때문에 수격현상의 주기는 길어지고, 관로내 압력변화는 감소하였다. 측관에 설치한 오리피스 내경을 줄임으로써 상승압은 상당히 완화되었으며, 시간이 지남에 따라 수격작용도 보다 빨리 감쇄되었다. 수치계산결과는 수격현상의 1-2주기까지 측정값과 비교적 잘 일치하였으며, 펌프관로계에 작용하는 최대.최소압력 및 그 발생시간도 합리적으로 예측되었다. (3) 수치계산은 측정된 과도특성 값들을 약 5%이내의 오차로 예측하였으며, 개발된 전산프로그램은 실제 펌프관로계에 대한 수격완화장치를 설계하는데 매우 유용하게 사용될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.757-768
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• 1998

6개의 수조와 1개의 펌프장을 갖고 있는 대심도 지하관로 배수시스템에서 발생하는 복잡한 서어징 현상을 강체수주이론에 의한 비선형 상태방정식에 의해서 해석하였다. 상태방정식은 각 수조에서의 유량연속방정식과 비선형항을 갖는 지하관로의 운동 방정식으로부터 구성된다. 홍수의 유입량과 펌프의 유출량을 장방형 펄스(pulse)로 하고 유출유량과 전유입유량이 같다고 한다면 비선형 상태방정식에 의한 각 수조수위의 진동은 선형화 방정식에 의한 결과와 잘 일치 하고 있다. 이것은 관로저항의 영향이 적고 이것을 무시한 자유진동해석이 타당하다는 것을 나타내는 것이다. 자유진동 방정식은 6개의 고유모드를 갖는다. 그 중 하나는 강체모드이며 유출유량이 전유입유량과 다를 때에 나타나며 이러한 6개의 고유모드는 유입유출조건에 의해서 여러 가지 서어징 현상을 구성한다. 강체모드가 존재하기 때문에 실제의 홍수 유입량에 대응한 고도의 펌프운전이 요구된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.239-239
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• 2019

상수도시설 중 배수관망시설은 해당 지역의 영향을 민감하게 받는 시설이므로 설계시 해당시설의 특성을 충분히 고려해야 한다. 배수시설은 설치된 해당지역에 따라 그 특성이 매우 다르기 때문에, 설계지표 또한 해당 도시마다 다르게 설정될 수 있다. 도시의 규모가 크거나, 그 특성이 해당 구역에 따라 다른 경우에는 같은 도시의 경우라도 대상구역에 따라 다른 지표를 사용하는 경우도 있다. 따라서 이런 상수도관망의 설계 및 관리를 위해서는 장기간 현장여건에 맞는 관측자료를 통한 정밀한 수리분석이 요구되며 국내의 경우 일반적으로 Hazen-Williams 공식을 사용하고, 이때 관내면의 마찰손실계수 C는 유속계수라 한다. 이러한 유속계수는 상수관로의 물리적 특성을 나타내며 관로 내의 흐름해석, 펌프 및 관로의 설계, 최적 운영 방안, 통수능력 및 관 노후도 평가 등에 사용되거나 영향을 미치는 중요한 요소라 평가되고 있다. 또한 다수의 현장 관측 자료를 확보하여도 분기 구간과 펌프 및 밸브 등으로 인한 손실 등의 오차가 발생하므로 유속계수 산정 시 발생되는 많은 오차들을 줄여 보다 신뢰성 있는 유속계수를 산정해야 하고, 현장 관측 자료를 이용하여 유속계수를 산정하기 어려운 구간에 대해서는 관망해석 모델링을 통하여 결정하고 있다. 본 연구에서는 전주권 광역상수도의 계통 특성에 맞는 관로의 유속계수를 결정하기 위해 관리주체에서 기존에 설치한 수압계와 유량계 및 관망도를 이용하여 기초자료를 수집하고 Hazen-Williams 공식을 이용하여 유속계수를 산정하였다. 계산된 상수관로 유속계수는 전주시의 10개 계통에서 최소 107.06, 최대 145.02, 평균 127로 계산되었으며, 유속계수에 영향을 미치는 물리적 요소들의 관계를 파악하고자 상관성 분석 실행하였다. 그 결과 관경과 경과년수의 상관계수 R은 0.011 관경과 유속계수의 상관계수는 -0.009로 두변수간의 상관성이 거의 없고, 경과년수와 유속계수의 상관계수는 -0.776로 음의 상관성을 갖는 것으로 분석되었다. 이와 같이 제시한 유속계수는 해당 지역의 참고자료나 기준으로서 활용할 수 있을 것으로 판단되며 비 대상 지역에서도 현장자료가 부족한 곳의 유속계수를 산정할 경우 보다 신뢰성 있게 유속계수를 산정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.834-840
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• 2021

먹는 물을 생산하여 공급하는 상수도 관로에 있어서 압력계에 대한 설치와 관리 방안이 미비함에 따라 압력데이터 신뢰성의 확보 및 운영관리의 어려움을 겪고 있는 실정이다. 관망 및 펌프 등 운영관리 효율화 및 SWM(Smart Water Management)을 구현하기 위해서는 하부 계측 센서의 정확한 데이터 취득을 통하여 의사결정이 이루어져야 한다. 따라서, 본 연구에서는 게이트 밸브와 버터플라이 밸브를 중심으로 관로의 직경(D)을 기준으로 전단 -3D에서부터 후단 7D까지 압력계를 설치하여 밸브의 개도율을 조절하며 데이터를 취득하는 직관 거리 시험을 실시하였으며, 관로에 수직으로 상단(180°)부터 하단(0°)까지 45° 각도 간격으로 압력계를 설치한 후 수직 위치 시험을 실시하였으며, 이 결과들을 바탕으로 압력계의 최적 위치선정 방안을 제시하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권1호
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• pp.92-99
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• 1998

Unsteady flow problems created by hydraulic transients in pipeline systems with pump are of significant importance because they can cause excessive pressure, cavitation, vibration and noise. In this paper, an analysis of transient flow for the pump pipelines is developed by means of the characteristic method. The calculated results of the program to simulate water hammer due to sudden valve closure in a simple pipeline are compared with those of the analytical method. Expecially the water hammer due to power failure in pump pipeline system with surge tank was simulated. As the results, both the upsurge and the downsurge along the pipeline are reduced.

• 상하수도학회지
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• 제30권5호
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• pp.481-489
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• 2016

Method of characteristic(MOC) has been widely used as a transient analysis technique for pressurized pipeline systems. There are substantial studies using MOC for the water hammer triggered through instantaneous valve closures, pump stoppage and pump startup for pipelines systems equipped with a centrifugal pump. Considering restrictions of MOC associated with courant number condition for complicated pipeline systems, an impulse response method(IRM) was developed in the frequency domain. this study implements the impact of centrifugal pump using transfer function in frequency domain approach. Using pump performance curve and the affinity law, this study formulated transfer functions which relate complex pressure head at upstream of pump system to that of downstream location. Simulations of simple reservoir-pump-valve system using IRM with formulated transfer function were similar to those obtained through MOC.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2009년도 춘계학술발표회
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• pp.177-178
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• 2009

관로내의 유속이 급격히 변하면 압력도 크게 상승하거나 강하하게 되어 유체 과도현상을 일으키게 된다. 이러한 수격현상에 대한 연구는 펌프스테이션이 커지고 유체를 이송하는 시스템이 대형화되어 그 중요성이 더욱 증가하였다. 이것은 파이프라인이 길어지고 복잡해지기 때문이다. 이 연구에서는 특성법을 이용하여 대형펌프 시스템의 밸브 개폐로 발생하는 수격현상을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권2호
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• pp.177-183
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• 2002

The field tests on the waterhammer were carried out in the pump pipeline system with an air chamber. The effects of the input variables and the design parameters for the air chamber were investigated by both the numerical calculations and the experiments. Because the waterhammer problems as a result of the pump power failure were the most important, these situations were carefully studied. Among the input variables used in the waterhammer analysis, the polytropic exponent, the discharge coefficient and the wavespeed had influence on the simulated results in that order, and were calibrated in comparison with the experimental results. As the initial air volume in a vessel increased, the period of waterhammer increased and the pressure variation decreased, resulting from the reduction of the rate of pressure change in the air chamber. Using smaller orifice in the bypass pipe, the pressure rise was suppressed in some degree and the pressure surge was dissipated more rapidly as time passed. The simulations were in fairly good agreement with the measured values until 1∼2 periods of waterhammer. Not only the maximum and minimum pressures in the pipe1ine but also those occurring times were reasonably predicted. The computer program developed in this study will be useful in designing the optimum parameters of an air chamber for the real pump pipeline system.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.45-49
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• 2000

Vibration and noise problem in a hydraulic system became one of very important factors in evaluating the performance of a hydraulic system. It is known that vibration and noise in a hydraulic system is directly related to flow pulsation in the hydraulic pump in the system. This study investigated a modeling and simulation technique for pulsating flow in a swash plate type axial piston pump. The key design factors of the pump related to flow pulsation phenomenon of the pump are the physical parameters for notches on the valve plate of the pump. By the numerical analysis, effects of the physical parameters of the notch on the flow pulsation was elucidated.

• 기계저널
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• 제30권4호
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• pp.374-381
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• 1990

수격해석은 최근의 펌핑 설비의 중요한 선결 과제이고 산업계에서도 자주 문제시되고 있으므로 본 글은 직접 전원 차단으로 인한 수격현상 해석을 수행하는 데 도움이 되도록 여러 문헌을 분 석하여 간략히 정리하였고 그 분석으로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 직경이 다른 관, 분기관 및 병열관 등의 경우는 2절에서와 같이 등가치를 계산함으로써 해석을 단순화한다. (2) 수주 분리시 유체 정지시간, 이동거리 및 보급수량은 3절에 따라 산출하며 이는 수격방지장치 용량 결정의 기초자료가 된다. (3) 실제 펌핑 설비에서 수격현상의 발생은 대부분이 예기치 않는 펌프 전원차단시에 기인된다. 이때의 수격현상 해석을 실용선도에 의해 4.1에 따라 관로내 각 지점의 최고 및 최저 압력을 산출한다. (4) 끝으로 기존 참고문헌에 의한 해석은 여러 가지의 어려운 한계가 존재하므로 추후 수격해석 방안으로서는 특정방정식을 이용한 컴퓨터 수치해석 수행되어야 될 것으로 사료된다.