• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.601-610
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• 2020

최근, 세계적인 기후변화로 인하여 여름철마다 가뭄으로 인한 피해는 점점 심각해지는 상태이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 산간오지에는 고정(콘크리트)보가 아닌 수위조절이 가능한 가동보가 설치되고 있다. 기존의 가동보 구동방식은 시설관리 및 인력소모로 인해 고가의 운용비용이 발생하여 운용상 어려움을 겪고 있다. 또한, 가동보는 대부분 전력계통과 연계하여 사용하고 있으므로 오지에 설치되는 경우, 전력계통 연계비용에 대한 부담이 증가하고 운용비용도 상승하는 문제점이 발생되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 가동보(공압식)에 공급되는 기존의 전원을 태양광모듈과 리튬이온전지를 이용한 자연에너지 전원공급시스템으로 대체하는 최적 운용알고리즘과 리튬이온전지의 SOC(state of charge) 평가 알고리즘을 제시한다. 또한, 전력계통의 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 50kW 전원공급시스템의 모델링을 수행하여, 독립운전모드와 계통연계운전모드에서 안정적으로 운용되고 있음을 확인하고, 투자비용에 대한 편익을 분석하여 상용화 가능성을 제시한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.837-844
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• 2017

조석수조에서 수위를 조절하기 위한 위어는 자체에 부착된 2대의 전동실린더에 의해 상하로 이송된다. 이때 발생되는 좌 우 전동실린더의 이동거리 차는 위어의 불균형과 마찰을 일으키므로, 위어는 목표지점으로 이송될 수 없게 된다. 본 연구에서는 위어를 신속하고 정확하게 이송하기 위한 동기제어시스템이 구축된다. 교차결합구조에 기초한 이 동기제어시스템은 두 개의 I-PD제어기와 한 개의 진상보상기로 구성된다. 각 I-PD제어기는 전동실린더가 오버슈트와 입력포화를 발생시키지 않고 위치지령을 정확히 추종하도록, 그리고 진상보상기는 신속하고 안정적으로 동기가 되도록 설계된다. 끝으로 시뮬레이션을 통해 설계된 동기제어시스템이 동기오차의 제거에 효과적임을 나타낸다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권9호
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• pp.795-802
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• 2018

본 연구에서는 실내실험을 통하여 개량형 공압식 가동보를 대상으로 보의 기립각도를 고려한 유사의 퇴적과 델타의 발달 과정을 파악하였다. 가동보 상류에서 유입되는 유사는 배수의 영향으로 유속이 느려지면서 퇴적이 되고 델타가 형성되며 하류로 이동하였다. 각 실험조건에 대하여 시간에 따른 델타의 이동속도는 델타는 시간이 지나면서 현저하게 감소하고, 보에 접근하였다. 무차원 델타의 높이($h_d/h$)가 증가할수록 무차원 델타의 이동속도($S_D/V_0$)는 감소하였다. 따라서 델타의 높이($h_d$)가 증가할수록 수심(h)은 감소하였다. 델타의 유효높이($h_w$)가 크기 때문에 델타의 체적($V_{xD}$)은 증가하지만 배수(backwater)의 영향을 받아 델타의 이동속도($S_D$)와 퇴적량은 감소하였다. 수로 경사가 일정할 때, 보의 높이(W)가 클수록 델타체적($V_{xD}$)이 증가하고, 델타의 전면부 길이비($h_d/{\Delta}S$)는 1에 가깝다. 같은 유량조건인 경우에 가동보의 기립 각도가 가장 클 때, 시간당 델타의 퇴적량($Q_s$)은 가장 작았다. 따라서 보의 높이(W)가 클수록 델타의 발달을 억제할 수 있는 효과가 크다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권5호
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• pp.73-81
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• 2017

The improved movable weir supplements the advantages and disadvantages of the rubber weir and the conduction gate. It consists of a stainless steel gate, air bags, and a steel clamping plate. The stainless steel gate is the main body of the weir, and the inflatable rubber sheet serves to support the steel gate. The steel clamping plate is typically in direct continuous contact with water, but this leads to corrosion issues that can reduce the life of the entire movable weir. In this study, a panel-type glass-fiber-reinforced polymer (GFRP) clamping plate was designed and fabricated. The test results showed that the flexural load of the panel-type GFRP composite clamping plate was over twice that of the wings type GFRP clamping plate. The lowest moisture absorption value was obtained upon exposure to tap water, and exposure to other solutions showed similar values. Additionally, flexural load testing after exposure to an accelerated environment found the lowest residual loads of 80.51 % and 78.50 % at 50 and 100 days, respectively, for exposure to a $CaCl_2$ solution, while exposure to other environments showed residual failure loads of over 80 % at both 50 and 100 days.

• 전기학회논문지
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• 제67권2호
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• pp.186-193
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• 2018

Generally, it is difficult to operate moveable-weir due to the expensive cost of the facility management and manpower consumption. Also, when it is installed in a remote area, there is a problem that the cost of connection for power system increases as well as the operating cost. Therefore, this paper proposes an optimal design algorithm to replace an existing power system with an Eco-friendly power supply system for movable-weir using PCS, PV module and lithium-ion battery. Also, this paper proposes a modeling method of environment-friendly power supply system for a movable-weir based on the PSCAD/EMTDC S/W and implements 5[kW] prototype environment-friendly power supply system. As a result of the performance test using the S/W modeling and the prototype system, it is confirmed that the proposed system has stable characteristics in the independent operation mode and the interconnection mode.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.9-18
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• 2007

대부분의 중규모 이하 댐은 홍수에 취약한 필댐으로 대책마련이 시급한 상황이나 시설물의 중요도 및 예산형편 등을 이유로 안전의 사각지대에 놓여있다. 이러한 문제점에 대한 현실적인 대책으로 여수로 월류부만을 부분 개축할 경우 방류능력을 어느 정도 증대시킬 수 있는지 분석하였다. 월류부 개축모형은 래버린스 웨어(labyrinth weir)와 가동 웨어를 선정하였고, 소규모 댐을 임의 선정하여 수리모형실험과 Flow-3D를 이용한 3차원수치해석을 통해 월류수심별 방류량을 산정하였다. 개축모형별 개선효과를 분석하기 위하여 빈도별 확률홍수량과 가능최대홍수량(PMF)을 산정하였고, 저수지홍수추적을 실시하여 개축 전 후의 최고수위를 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1841-1850
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• 2013

4대강에 설치된 16개의 다기능보에는 횡단구조물의 건설로 인한 생태계의 악영향을 최소화하기 위해 다양한 형태의 어도가 설치되어 있다. 달성보에 설치된 아이스 하버식 인공형 어도는 상류측에 가동보를 설치하여 하천유량에 상관없이 어도 내로 일정한 양을 통수시킬 수 있다. 어도의 유입유량은 내부의 수리적 특성과 밀접한 관계가 있으며, 이는 어류의 이동효율에 영향을 준다. 그러므로 어도의 이동효율을 효율적으로 관리하기 위하여 최적 유입유량 등의 다기능보 운영조건을 산정하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 낙동강 달성보의 아이스하버식 인공형 어도를 대상으로 FLOW-3D 모형을 이용하여 유량에 따른 수리특성과 이동효율을 분석하였고, 이동효율을 고려한 최적의 어도 가동보 유량 조건을 제시하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권10호
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• pp.563-572
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• 2015

본 연구는 영산강 수계 승촌보에서 시행되었던 조류배제를 위한 다기능보 운영 사례를 대상으로, 3차원 모델링을 통한 효과 분석을 목적으로 수행되었다. 2013년 5월 영산강 승촌보 구간에서 녹조류 Eudorina sp.가 대량 발생하였으며, 집적된 녹조의 배제를 위하여 서로 다른 방법으로 두 차례에 걸쳐 플러싱 방류를 시행하였다. 조류 발생의 공간적 분포에 대한 상세분석과 이해를 위해 고해상도의 3차원 모형 ELCOM-CAEDYM을 적용하여 1개월 동안의 수질과 chl-a 분포를 모의하였다. 모델링 결과 ELCOM-CAEDYM 모형은 실제 조류의 발생 패턴을 우수하게 모의하였으며, 저비용으로 조류 발생에 대한 고해상도의 공간적인 데이터를 재생산 하는데 적합할 것으로 판단되었다. 모델링 결과를 이용하여 두 가지 방법의 플러싱 방류 CASE를 분석한 결과, 가동보를 이용하여 플러싱 방류를 실시한 CASE1의 경우 서창교~황룡강 합류지점에 발생하였던 조류는 가동보 운영에 의하여 빠르게 하류로 이동되었으나, 이후 방류량이 감소하면서 보 내에 잔류하였던 것으로 분석되었다. 반면, 소수력발전을 중단하고 고정보를 통한 월류를 실시한 CASE2는 비교적 배제 효과가 크게 나타나 대부분의 조류가 플러싱되어 감소된 것을 관측 자료와 모델링 결과로서 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.135-146
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• 2007

한강 본류의 잠실 및 신곡 수중보가 흐름에 미치는 영향을 적절히 모의할 수 있도록 FLDWAV 모형을 수정, 개선하였다. 고정보 측에서 발생하는 월류형 흐름에 대해서는 월류 유량 관계식을, 가동보 측에서의 하도형 흐름에 대해서는 Manning 형의 유량관계식을 각각 적용함으로써 복합적인 형태의 수중보 흐름을 모의하도록 하였다. 월류 유량식으로는 수중 위어형 및 자유 월류형 흐름에 대한 식들이 적용 가능하며, 가동보 개방시 또는 미개방시의 흐름을 모두 모의할 수 있다. 모형의 적용성을 검증하기 위하여 수중보 지점에서의 다양한 조건에 대하여 계산을 수행한 결과, 각 경우에 대한 배수효과가 잘 모의되었다. $M_2$ 및 $S_2$, 2개 분조에 대한 합성 조위를 생성, 대조 및 소조시의 조위 조건을 하류단 경계조건으로 하여 과거 홍수사상에 대한 모의계산을 수행하였다. 홍수규모가 작을수록 대조 및 소조 시 계산유량의 차이가 커지고, 감조구간도 상류쪽으로 확장되는 경향이 명확히 나타났다. 평수시 흐름에 대한 모의기능을 검사한 결과, 수중보의 존재로 인한 수위의 불연속성이 잘 모의되었다.

• 한국안전학회지
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• 제31권5호
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• pp.133-140
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• 2016

Most small weir installed in Korea is concrete solidated weir. Fixed weir causes stagnant flow, which leads to deposit sediment just upstream of weir. As time goes on, it would induce reduction of water storage capacity and invoke the serious water quality issues. Therefore, there has been a growing interest in movable weir. Especially, the flexible rubber weir is easy to install and possible to operate in extreme environments. However, even though this type can be flatable, it is also not free from sediment deposition problem. Thus, to enhance the ability of releasing deposition the bypass pipe was constructed underneath it. In this study the performance of its ability was examined with hydraulic model test. This bypass pipe was designed with 3 different dimensions to connect between each bottom of upstream and downstream of a weir, such as Type A, B, and C. The efficiency of drainage of deposition upstream was studied under two water of upstream and sediment heights. In addition, the ability of sediment emission through the bypass pipe after the pipe was blocked by debris like soil, vegetation et al. was examined by video monitoring. From this study, it was suggested a dimensionless equation which show the relationship of variable parameters and amount of emission sediment through bypass pipe. And it was found that the most significant factors on efficiency of releasing were elbow angle and discharge, and the ability of emission when the pipe was blocked was most highly influenced in tilting length.