International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.12
no.1
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pp.868-880
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2020
One of the main concerns in the structural integrity of offshore pipelines is mechanical damage from external loads. Pipelines are exposed to fatigue failure in welded joints due to geometric discontinuity. In addition, fatigue loads such as currents, waves, and platform motions may cause significant plastic deformation and fracture or leakage within a relatively low-cycle regime. The 2007 ASME Div. 2 Code adopts the master S―N curve for the fatigue evaluation of welded joints based on the mesh-insensitive structural stress. An extension to the master S―N curve was introduced to evaluate the low-cycle fatigue strength. This structural strain method uses the tensile properties of the material. However, the monotonic tensile properties have limitations in describing the material behavior above the elastic range because most engineering materials exhibit hardening or softening behavior under cyclic loads. The goal of this study is to extend the cyclic stress-strain behavior to the structural strain method. To this end, structural strain-based procedure was established while considering the cyclic stress-strain behavior and compared to the structural strain method with monotonic tensile properties. Finally, the improved prediction method was validated using fatigue test data from full-scale girth-welded pipes.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.12
no.1
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pp.552-568
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2020
After long-term service in deep ocean, pipelines are usually suffered from corrosions, which may greatly influence the Vortex-Induced Vibration (VIV) behavior of pipes. Thus, we investigate the VIV of defective pipelines. The geometric nonlinearity due to large deformation of pipes and nonlinearity in vortex-induced force are simulated. This nonlinear vibration system is simulated with finite element method and solved by direct integration method with incremental algorithm. Two kinds of defects, corrosion pits and volumetric flaws, and their effects of depth and range on VIV responses are investigated. A new finite element is developed to simulate corrosion pits. Defects are found to aggravate VIV displacement response only if environmental flow rate is less than resonance flow rate. As the defect depth grows, the stress responses increase, however, the increase of the defect range reduces the stress response at corroded part. The volumetric flaws affect VIV response stronger than the corrosion pits.
It is important for operators of poly-pipelines in petroleum industry to continuously monitor characteristics of transferred fluid such as its type and amount. To achieve this aim, in this study a dual energy gamma attenuation technique in combination with artificial neural network (ANN) is proposed to simultaneously determine type and amount of four different petroleum by-products. The detection system is composed of a dual energy gamma source, including americium-241 and barium-133 radioisotopes, and one 2.54 cm × 2.54 cm sodium iodide detector for recording the transmitted photons. Two signals recorded in transmission detector, namely the counts under photo peak of Americium-241 with energy of 59.5 keV and the counts under photo peak of Barium-133 with energy of 356 keV, were applied to the ANN as the two inputs and volume percentages of petroleum by-products were assigned as the outputs.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2021.06a
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pp.145-145
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2021
Water distribution networks (WDNs) are designed to satisfy water requirement of an urban community. One of the central issues in human history is providing sufficient quality and quantity of water through WDNs. A WDN consists of a great number of pipelines with different ages, lengths, materials, and sizes in varying degrees of deterioration. The available annual budget for rehabilitation of these infrastructures only covers part of the network; thus it is important to manage the limited budget in the most cost-effective manner. In this study, a novel pipe replacement scheduling approach is proposed in order to smooth the annual investment time series based on a life cycle cost assessment. The proposed approach is applied to a real WDN currently operating in South Korea. The proposed scheduling plan considers both the annual budget limitation and the optimum investment on pipes' useful life. A non-dominated sorting genetic algorithm is used to solve a multi-objective optimization problem. Three decision-making objectives, including the minimum imposed LCC of the network, the minimum standard deviation of annual cost, and the minimum average age of the network, are considered to find optimal pipe replacement planning over long-term time period. The results indicate that the proposed scheduling structure provides efficient and cost-effective rehabilitation management of water network with consistent annual budget.
Semantically-operated services, which is different from Web services or semantic Web services with semantic markup, can be defined as the services providing search function or reasoning function using ontologies. It performs a pre-defined task by exploiting URI, ontology classes, and ontology properties. This study introduces a method for pipelining semantically-operated services based on a semantic broker which refers to ontologies and service description stored in a service manager and invokes by user constraints. The constraints consist of input instances, an output class, a visualization type, service names, and properties. This method provides automatically-generated service pipelines including composit services and a simple workflow to the user. The pipelines provided by the semantic broker can be executed in a fully-automatic manner to find a set of meaningful semantic pipelines. After all, this study would epochally contribute to develop a portal service by ways of supporting human service planners who want to find specific composit services pipelined from distributed semantically-operated services.
From among the NDT (nondestructive testing) methods, the MFL (magnetic flux leakage) method is specially suitable for testing pipelines because pipeline has high magnetic permeability. The system applied to MFL method is called the MFL PIG. The previous MFL PIG showed high performance in detecting the metal loss and corrosions. However, MFL PIG is highly unlikely to detect the cracks which occur by exterior-interior pressure difference in pipelines and the shape of crack is long and very narrow. In MFL PIG, the magnetic field is performed axially and there is no changes of cross-sectional area at cracks that the magnetic field passes through. Cracks occur frequently in the pipelines and the risk of the accident from the cracks is higher than that from the metal loss and corrosions. Therefore, the new PIG is needed to be researched and developed for detecting the cracks. The circumferential MFL (CMFL) PIG performs magnetic fields circumferentially and can maximize the magnetic flux leakage at the cracks. In this paper, CMFL PIG is designed and the distribution of the magnetic fields is analyzed by using 3 dimensional nonlinear finite element method (FEM). In CMFL PIG, cracks, standards of NACE, are detectable. To estimate the shape of crack, the leakage of magnetic fields for many kinds of cracks is analyzed and the method is developed by signal processing.
Hong, Sungjin;Lee, Chanwook;Park, Jiseung;Yoo, Do Guen
Journal of Korea Water Resources Association
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v.53
no.11
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pp.1015-1024
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2020
Recently, water pollution accidents have continued to occur in pipelines such as red water Incheon and Seoul. In order to recognize this water quality problem, it is necessary to install a water quality sensor in an appropriate location and measure it in advance to detect or block the water supply to the water faucet of the shelter. However, there are limitations, such as maintenance costs, to installing multiple water meters in all pipelines. Therefore, this study proposed a methodology for determining and prioritizing the installation location of flow-based water quality sensor for the recognition of water quality problems in pipelines. We applied the proposed procedure to the pipe break scenario. The results of the determination of the location of the water quality sensor were presented by applying it to the pipe network that actually operates the emergency pipe in Korea. The result of the decision showed that in the event of abnormal situation caused by the destruction of individual pipes, the flow rate of the pipes around the aqueduct and the tank may change rapidly, resulting in water quality accidents caused by turbidity. In the future, it is expected that the water quality monitoring point selection method, such as establishing an external pipe operation plan for pipe cleaning, will utilize the procedure for determining the location of the water quality sensor according to the velocity.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.23
no.3
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pp.227-236
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2003
Leaks in underground pipelines can cause social, environmental and economical problems. One of relevant countermeasures against leaks is to find and repair of leak points of the pipes. Leak noise is a good source to identify the location of leak points of the pipelines. Although there have been several methods to detect the leak location with leak noise, such as listening rods, hydrophones or ground microphones, they have not been so efficient tools. In this paper, acoustic emission (AE) sensors and accelermeters are used to detect leak locations which could provide all easier and move efficient method. Filtering, signal processing and algorithm of raw input data from sensors for the detection of leak location are described. A 120m-long pipeline system for experiment is installed and the results with the system show that the algorithm with the AE sensors and accelerometers offers accurate pinpointing of leaks. Theoretical analysis of sound wave propagation speed of water in underground pipes, which is critically important in leak locating, is also described.
등간격으로 된 여러 개의 유출구와 말단의 배출이 있는 관수로에서 G 인자를 유도하였다. G인자는 관수로의 유출구 수에 따라 사용되는 마찰공식의 함수이며, 관의 입구에서부터 첫 번째 유출구까지의 거리가 유출구 사이의 간격과 같을 때 직접 수두손실의 계산에 사용될 수 있다. 그러나 관수로 하류 말단부에 배출량이 없을 때에는 G 인자는 잘 알려진 Christiansen의 F인자가 되며, G 인자는 여러 개의 유출구를 가진 관수로의 구간별 설계를 가능하게 한다
We designed a DSP core simulator with C language, that is able to simulate 5-stage pipelined DSP core, named YS-DSP. It can emulate all 5 stage pipelines in the DSP core. It can also emulate memory access, exception processing, and DSP parallel processing. Each pipeline stage is implemented by combination of one or more functions to process parts of each stage. After modeling and validating the simulator, we can use it to verify and to complement the DSP core HDL model and to enhance its performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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