• 한국수자원학회논문집
• /
• 제43권7호
• /
• pp.609-623
• /
• 2010

본 논문에서는 시스템다이내믹스(System Dynamics, SD) 방법론에 입각하여 상수도 시스템의 운영에 내재된 피드백 루프 메커니즘(feedback loop mechanism)을 상수관로의 유지관리와 연관하여 규명하고, 관로 상태의 변화가 전체 시스템에 미치는 영향을포함한 상수도 시스템의 운영지표를예측하여 상수도 시스템의 효율적인운영 및 유지관리를 지원할 수 있는 SD 컴퓨터 모의 모형(simulation model)을 개발하였다. 개발된 모형은 물 공급(water supply) 모형, 관로 유지 관리(pipe maintenance) 모형 및 상수도 재정(water supply business finance) 모형으로 구성된다. 연구대상 지역 상수도 시스템의 운영 자료를 개발된 모형에 적용하여 모형을 검증하고 시스템의 과거 및 미래의 운영 상태를 추정하였으며, 시스템의 운영에 큰 영향을 미치는 정책 지렛대를 발견하였다. 정책 지렛대 발견을 위해 모형의 외부변수의 변화에 대한 연구대상 시스템의 주요 운영지표의 민감도가 분석되었는데 관로의 유지관리에 연관된 외부변수는 누수수량과 관로의 변화에는 큰 영향을 끼치나, 유수율을 비롯한 주요 운영지표에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 관로의 유지관리와 유수율과 같은 주요 운영지표 간의 관계를 보다 정확히 모형화하기 위해서는 관로의 누수 또는 사고로 인해 발생하는 사회적 비용의 발생과 그 전파 메카니즘이 모형화되어야 할 것으로 분석된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권9호
• /
• pp.887-893
• /
• 2010

정수공정에서 활용되고 있는 유공관의 일반적인 기능은 균등한 압력으로 일정한 유량을 유출시키는 것이다. 정수공정에서 유공관이 여러 공정에서 활용되고 있음에도 불구하고 유공관 설계에 대한 일반적인 설계인자가 없는 실정이며 따라서 본 연구에서는 전산유체역학적(Computational Fluid Dynamics) 기법을 활용하여 정수공정에 활용되고 있는 유공관 설계인자를 도출하고자 하였다. 유공관 유출량의 균등성은 유공관 표면적 대비 전체 유공단면적 합의 비가 작아질수록 향상되는 경향을 보인다. 즉 유공 면적비가 작아질수록 유출 균등성은 그에 비례하여 향상되며 또한 동일한 면적비에서 유공의 개수가 증가할수록 유출량 균등성은 향상된다. 특히 유공관의 직경에 해당하는 길이 당 2개의 유공(2/D)을 배치하는 경우가 균등성의 향상 폭이 가장 크며 또한 압력 강하 값이 가장 적어 수리학적으로 가장 유리한 유공 개수이다. 유공관 유입 유속이 작고(약 0.06 m/s), 유공관 길이가 길어질수록 유출량은 전단에서 후단으로 갈수록 감소하며 반대로 유공관 유입 유속이 크고 (3 m/s) 유공관이 길어지면 유출량은 후단으로 갈수록 증가하는 경향을 보인다.

• 한국공작기계학회논문집
• /
• 제11권6호
• /
• pp.75-82
• /
• 2002

Design for a quiet operation of fluid power system requires the understanding of noise and vibration characteristics of the system. It's not easy to analyze noise problem in hydraulic cylinder used in typical actuator Because they've got complex fluid dynamics. One of the fundamental problems associated with the hydraulic system is the pulsating flow in pipe lines, which can be tackled by the analysis under simplifying assumptions. The present study focuses on theoretic analysis and experimental study on the dynamics of laminar pulsating flow in a circular pipe. We analyze the propagation characteristics of the pressure pulse within a hydraulic pipe line taking into account the pulsating flow frequency variation. We also measure instantaneous pressure pulses within pipe line to identify the transfer functions. We conduct series of experiments to investigate the propagation characteristics of pressure pulse for various pressure of pulsating flow. The working fluid of the present study is ISO VG46 and the temperature ranges from 20 to $60^{\circ}$ with normal pressure at 4000kPa. The flow rate is measured by using an ultrasonic flow meter. Pressures at fixed upstream and downstream positions are measured concurrently. The electric signals of the pressure sensor are stored and analyzed using a system analyzer(PKE 983 series). The frequency is varied in the range of 10~500Hz. The Reynolds number is kept below 2,000. In the present study, boundary condition was varied by installing a surge tank and an orifice at the end of pipe. Experimental and theoretical results were compared each other under various boundary conditions.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.1049-1054
• /
• 2002

Fluid Pulsation in pipe usually cause several forces and these forces make mechanical vibration and noise. Protecting pipe from mechanical vibration is very important problem because vibration make pipe damage and break. To analyze pipe, we must formulate both the fluid pulsation force and vibration of pipe. In this paper fluid force from pulsation is modeled by Fluid Dynamics and solved by FEM(finite element method). The discharge pipe is also modeled by the FEM with use of 6 dof beam model. The acceleration of discharge pipe is estimated by the suggested method in this paper. The comparision of estimated results with experimental results show good agreement, which verified the validation of this method

• 상하수도학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.799-810
• /
• 2009

With time, the stable management of turbidity is becoming more important in the water treatment process. So optimization of coagulation is important for the improvement of the sedimentation efficiency. we evaluated the mixing and hydrodynamic behavior in the coagulation basin using Computational Fluid Dynamics (CFD). The items for evaluation are a location and the speed of agitator and angle of an injection pipe. The results of the CFD simulation, the efficacy of mixing in the coagulation basin was not affected according to one or two injection pipe and angle of an injection pipe. If there is a agitator near outlet of coagulation basin, the efficacy of mixing don't improve even though the speed of agitator increase. So location of agitator is perfect when it locate center at the inlet stream. The coagulation basin at this study, the proper speed of agitator is form 20rpm to 30rpm.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.359-367
• /
• 2011

압력수 확산공정은 정수공정에서 응집제나 염소용해수를 고압의 압력수로 분사하여 혼합하는 공정이다. 본 연구의 목적은 압력수 확산공정에 대한 전산유체역학적(Computational Fluid Dynamics) 진단을 통해 투입한 약품의 완전 혼합거리 및 혼합 거리를 줄이기 위한 확산판의 크기와 설치거리를 도출하는 것이다. 진단결과 2,200 mm 대형관에 $5kg/cm^2$ 압력수를 50mm, 100 mm 분사관으로 분사할 경우 혼합이 완료되는 혼합거리는 4D였다. 혼합거리를 줄이기 위해 분사관 전방에 확산판을 설치할 경우 분사관이 50 mm일 때 0.1D 직경의 확산판을 분사관 전방 0.2D 거리에 설치하면 혼합거리를 3D로 줄일 수있다. 그러나 분사관이 100 mm인 경우는 확산판의 크기와 설치 거리와는 상관없이 확산판이 없는 4D보다 확산거리를 줄일 수 없는 것으로 진단되었다. 따라서 2,200 mm 관에 압력수를 분사하는 경우는 50 mm 분사관을 설치하는 것이 100 mm보다 훨씬 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.933-938
• /
• 2002

A pulsation of fluid in a pipe sometimes causes severe vibration of pipe. The inertia, damping and stiffness characteristics of pipe will be changed by the effect of fluid-structure interaction. The velocity and pressure of fluid will impose the force to a bended shape pipe. In this paper, a pipe with fluid flow is modeled by finite element method and the fluid force from pulsation is also modeled by the fluid dynamics. The vibration of pipe conveying pulsating fluid flow can be estimated by taking into consideration of fluid-structure interaction.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
• /
• pp.391.1-391
• /
• 2002

A pulsation of fluid in a pipe sometimes cause severe vibration of pipe. The inertia, damping and stiffness characteristics of pipe will be changed by the effect of fluid-structure interaction. The velocity and pressure of fluid will impose the force to a bended shape pipe. In this paper, a pipe with fluid flow is modeled by finite element method and the fluid force from pulsation is also modeled by the fluid dynamics. The vibration of pipe conveying pulsating fluid flow can be estimated by taking into considering of fluid-structure interaction.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
• /
• pp.247-252
• /
• 2001

In this paper, dynamic modeling and its analysis for the PIG flow through $90^{\circ}$ curved pipe with compressible and unsteady flow are studied. The PIG dynamics model is derived by using Lagrange equation under assumption that it passes through 3 different sections in the curved pipeline such that it moves into, inside and out of the curved section. The downstream and up stream flow dynamics including the curved sections are solved using MOC. The effectiveness of the derived mathematical models is estimated by simulation results for a low pressure natural gas pipeline including downward and upward curved sections. The simulation results show that the proposed model and solution can be used for estimating the PIG dynamics when we pig the pipeline including curved section.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.1354-1359
• /
• 2007

This paper discusses the acoustic performance of simple expansion chamber using computational fluid dynamics(CFD). The CFD model consists of an axisymmetric grid with a single period sinusoid of acceptable amplitude and duration imposed at the inlet boundary condition. The time history of the static pressure is recorded at two points, one in the inlet pipe and one point in outlet pipe. The time history of the static pressure is converted to the frequency domain using Fourier Transform and the transmission loss (TL) of the muffler is obtained from the ratio of the static pressure at the inlet and outlet pipe. The transmission loss of CFD result is compared with that of the computational acoustic analysis using the boundary element method (BEM). There are some differences in two results due to the pressure drop according to the inlet and outlet pipe length. Therefore, the effects of the pressure drop to the transmission loss have to be considered.