• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.614-623
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• 2016

스마트워터그리드의 중요한 요소기술로써 그리드(관망)의 설계는 압력, 마찰계수, 마찰속도, 수두손실, 그리고 에너지 경사와 같은 수리학적 매개변수를 추정하는 것이 필수적이다. 특히, 그리드의 마찰속도는 에너지 경사, 마찰계수, 압력, 수두손실 등의 결합에 있어 매우 중요한 인자이다. 그러나 마찰 수두손실, 마찰속도 등 마찰인자를 정확히 산정하는 것은 매우 어려우며, 경험적 마찰 인자는 여전히 약 100년 전에 개발된 공식과 이론을 사용함으로써 산정된다. 따라서, 본 논문에서는 최대유속과 마찰속도 사이의 새로운 공식을 Darcy-Weisbach의 마찰수두 손실공식과 Schlichting 공식 사이의 적분관계 및 회귀분석을 통하여 개발하였다. 개발된 공식을 증명하기 위하여 매끄러운 관 자료가 사용되었으며 제안한 공식은 관측 자료와 비교하여 높은 정확성을 보여준다. 이 연구의 결과는 안정성 향상과 그리드 설계에 사용이 가능할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.980-987
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• 2012

비점오염원은 세정에 의해 하수관 내로 유입되어 수계까지 흘러 수계의 오염부하를 가중시킬 뿐만 아니라, 관의 상태에 따라 누수 및 월류를 야기하여 오염을 일으킨다. 이에 따라 하수관거의 유지관리 및 환경오염 방지를 위한 관거내 하수의 유량, 수질, 불명수 및 월류 등을 효율적으로 관리하기 위한 모니터링의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 하수관거의 경우, 지하에 설계되며 그 구조 및 연결이 복잡한 특성으로 인해 실제 하수관거에 대한 모니터링은 쉽지 않다. 본 연구에서는 시스템해석이론에 기초한 하수관망 오염제거 해석과 관망 모니터링 및 이상진단방법을 제시하였다. 먼저 하수관망 공정모사 프로그램인 Stormwater & Wastewater Management Model for expert (XP-SWMM)을 이용하여 관망 내의 오염물질의 거동패턴을 해석하였다. 둘째, 다변량 통계 모니터링을 이용하여 하수관망 내의 수질 모니터링 및 하수관망 유출을 탐지하는 관망 이상 진단을 수행하였다. 정적/동적 상태 시스템에 기초한 하수관망 오염 매카니즘 해석결과, 강우시 총질소와 총인 부하량이 비강우시보다 급격하게 증가함을 확인하였으며, 이는 수계의 오염부하를 가중시킬 것으로 판단되다. 이에 따라 하수관망 내 유출은 강우로 생긴 유량 및 유입오염물질의 농도 증가로 인한 관망이상으로 사료된다. 제안된 하수관망 모니터링 및 이상진단 기법은 도시 유역에서의 비점오염원 관리와 지속적인 모니터링에 있어 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 설비공학논문집
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• 제29권9호
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• pp.447-454
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• 2017

In this study, local velocity distribution of cooling air in a heat exchanger used in an air compressor for a railway car was measured and heat transfer characteristics of the heat exchanger were analyzed. First, heat transfer coefficient and fin performance of the cooling air side were predicted and was checked if the fin of the heat exchanger was effectively used. Distribution of air flow rate at high temperature side was predicted through pipe network analysis and heat resistance at high temperature and low temperature side were predicted and compared. Spatial distribution of temperature in the interior and surface of the square channel constituting high-temperature side was predicted and appropriateness of the size of the heat exchanger was examined. As a result of the analysis, the present size of the heat exchanger could be reduced and it could be effective to promote heat transfer inside the heat exchanger rather than outside to improve performance of the heat exchanger.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.585-593
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• 2005

최근의 상수관망의 안전도 확보, 부가적 용수공급로 확보, 그리고 관(管)내 배수를 위한 부분적인 상수관망의 격리문제가 대두 되면서 이를 위한 밸브역할의 중요성이 인식되고 있다. 기본적인 상수관망에서의 밸브역할은 물의 흐름과 압력조절 그리고 관 파괴와 오염물 확산시 부분적 관의 격리라고 할 수 있다. 이중 본 논문에서는 관의 격리 기능을 중심으로 밸브를 해석한다. 관의 파괴로 인한 부분적인 상수관망의 격리시에 일반적으로 그 관만이 아닌 주변의 다른 관들도 함께 격리가 될 수 있으며 이것은 격리하고자하는 관에 설치된 밸브배치에 따라 달라진다. 본 논문에서는 밸브의 배치에 따라 함께 격리되는 관들을 하나의 단위로 보며 이것을 "Segment"라 부른다. Segment에 따라 실제 격리되는 관의 범위가 주어지며 이것에 따라 전체 상수관망을 나눈 후 각 밸브의 중요도와 상수관망의 효율성 평가에 이용한다. 효율성 평가를 위해 7개의 효율성 지수를 제안하며 실제 상수관망에 적용하여 사용성을 검증한다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권2호
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• pp.137-142
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• 2022

Leak detection is one of the most important challenges in condition monitoring of water pipelines. Fiber Bragg grating (FBG) sensors offer an attractive technique to detect leak signals. In this paper, leak measurements were conducted on a water distribution pilot plant with a length of 270 m and a diameter of 100 mm. FBG sensors were installed on the pipeline surface and used to detect leak vibration signals. The leak was demonstrated with 1-, 2-, 3-, and 4-mm diameter leak holes in four different pipe types. The frequency response of leak signals was analyzed by fast Fourier transform analysis in real time. In the experiment, the frequency range of leak signals was approximately 340-440 Hz. The frequency shifts of leak signals according to the pipe type and the size of the leak hole were demonstrated at a pressure of 1.8 bar and a flow rate of 25.51 m³/h. Results show that frequency shifts detected by FBG sensors can be used to detect leaks in pipelines.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권8호
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• pp.703-711
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• 2018

상수도관의 파열은 과도한 압력, 노후화, 온도변화 나 지진 등에 의한 지반이동에 의해 발생한다. 상수도관 파열이 대규모 단수, 싱크홀 등과 같은 더 심각한 피해 이어지지 않도록 신속하게 탐지 및 대응하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 상수도관 파열 탐지를 위해 개선 Western Electric Company (WECO) 방법을 개발하였다. 개선 WECO 방법은 통계적공정관리기법 중 하나인 기존 WECO 방법에 임계치 조정자(w)를 추가하여 대상 네트워크에 적합한 이상탐지 의사결정을 할 수 있도록 했다. 개발된 개선 WECO 방법을 미국 텍사스 오스틴 관망에 적용 및 검증하였다. 상수도관 파열 발생 시 측정한 비정상데이터와 수요량 변동만 고려한 정상데이터를 이용하여 기존 및 개선 WECO 방법을 비교하였다. 최적 임계치 조정자 w값을 결정하기 위해 민감도 분석을 수행하였으며, 다양한 계측시간 간격 데이터(dt = 5, 10, 15분 등)의 영향도 분석하였다. 각 경우 별 탐지성능은 탐지확률, 오경보확률, 평균탐지시간을 계산하여 비교하였다. 본 연구에서는 도출된 결과를 바탕으로 WECO 방법을 실제 상수도관 파열 탐지에 적용하기 위한 가이드라인을 제공한다.

• 물과 미래
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• 제29권3호
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• pp.197-205
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• 1996

상수도 관망시설에서 각 관로는 시간이 경과함에 따라 각종 부식이 일어나 통수능이 저하된다. 그러므로 적절한 시기에 갱생이나 교체 등의 처리를 해주어야 한다. 본는 연구에서는 각 수요절점에서 요구수량, 요구압력 등 수리학적 조건을 만족시켜주며 동시에 최소의 비용으로 노구된 관로를 처리해주는 의사결정모형을 개발하였다. 교체비용, 관파열보수비용, 양수비용, 관 파열율, 연이율 등은 각 관로의 교체시기를 경제적으로 결정하는데 이용된다. 그리고 배수시설의 수리학적 만족여부는 관망계산 프로그램 KYPIPE에 의해 점검된다. 시스템이 수리학적 조건을 만족지 못할 경우 교체시기는 조건이 만족될 때까지 앞당겨진다. 본 모형은 기존 송배수시설인 수도권 광역상수도 제1단계에 적용되었다. 모형을 이용해 산출한 최적교체시키는 수리학적으로 모의해본 결과 문제가 없으며를 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권10호
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• pp.777-786
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• 2011

우수관망의 최적 설계에 관한 기존의 연구 모형들은 설계강우에 대하여 관거의 연결, 관경 및 관 경사 등을 최소의 비용을 목적으로 최적화하여 왔다. 그런데 우수관망에서의 관거 내의 흐름은 관경, 관 경사와 특히 관망의 구성 형태에 따라서크게달라진다. 기존의최적우수관망설계모형들은설계유량을만족시키는것에국한되었으며, 설계기준을초과하는 강우에 따른 침수의 발생은 관망의 설계에 어떠한 고려도 되지 않았다. 본 연구에서는 우수관망을 구성함에 있어서 관거 내 흐름을 분산시키고 제어함을 목적으로 한다. 이것은 관망 구성에 따른 관거 내 흐름의 중첩효과를 제어함으로써 가능하며, 이러한 흐름의 제어를 통하여 설계기준을 초과하는 강우에 대해서 우수관망에서의 내수침수 발생은 저감될 수 있다. 본 연구에의 최적 우수관망 설계 모형(Optimal Sewer Layout Model, OSLM)은 내수침수 발생을 저감시키기 위해 흐름의 중첩효과를 고려하여 관거 내 흐름을 분산시키고 제어하기 위하여 개발되었다. 이 모형은 최적화를 위하여 유전자알고리즘(Genetic Algorithm, GA)를 이용하였으며, 수리학적 분석을 위하여 SWMM(Storm Water Management Model)을 연계하였다. 모형의 적용은 유역면적 44 ha의 서울시 하계 배수분구에 이루어졌으며, 현재의 우수관망 구성에 대하여 도출된 최적 우수관망에서는 지속기간 30분의 설계강우에 대하여 7.1%의 유출구 첨두유출량 감소와 20년 빈도의 지속기간 1시간 초과강우에 대하여 24.2%의 침수 발생량 저감 효과를 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.396-396
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• 2015

Frequent urban floods affect the human safety and economic properties due to a lack of the capacity of drainage system and the increased frequency of torrential rainfall. The drainage system has played an important role in flooding control, so it is necessary to establish the effective countermeasures considering the connection between drainage system and surface flow. To consider the connection, we selected SWMM5 model for analyzing transportation capacity of drainage system and FLUMEN model for calculating inundation depth and time variation of inundation area. First, Thiessen method is used to delineate the sub-catchments effectively base on drainage network data in SWMM5. Then, the output data of SWMM5, hydrograph of each manhole, were used to simulate FLUMEN to obtain inundation depth and time variation of inundation area. The proposed method is applied to Sadang area for the event occurred in $27^{th}$ of July, 2011. A total of 11 manholes, we could check the overflow from the manholes during that event as a result of the SWMM5 simulation. After that, FLUMEN was utilized to simulate overland flow using the overflow discharge to calculate inundation depth and area on ground surface. The simulated results showed reasonable agreements with observed data. Through the simulations, we confirmed that the main reason of the inundation was the insufficient transportation capacities of drainage system. Therefore cooperation of both models can be used for not only estimating inundation damages in urban areas but also for providing the theoretical supports of the urban network reconstruction. As a future works, it is recommended to decide optimized pipe diameters for efficient urban inundation simulations.

• 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.