• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2009

최근 열차의 고속화로 인하여 열차주행에 따른 진동은 중, 저속의 경우에 비하여 상당히 커졌으며, 이에 따라 지중매설배관은 끊임없는 충격하중과 반복하중에 노출되어 있어 여타 지역에 매설된 관로보다 진동하중에 많은 영향을 받고 있다. 그러나 기존의 설계나 해석과정에 충격계수를 이용하거나, 정하중을 받는 매설배관의 정해를 이용하는 방법으로는 이러한 진동의 영향이 충분히 반영되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 동해석을 통한 배관의 위험단면에 대한 설계하중에서의 안정성 분석에 주안점을 두고, 각 배관의 매설 조건과 열차의 주행 조건에 따른 배관의 거동 특성을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권11호
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• pp.1021-1033
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• 2017

본 연구에서는 매설가스배관의 강 슬리브 보수 용접부에 대한 피로수명에 미치는 보수 용접 공정 변수별 영향을 고찰하여 최적 공정을 수립하였다. 상용 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 이용한 연계 연성 온도-응력 해석을 통해 강 슬리브 보수용접 시 보수용접부에 발생하는 용접 잔류응력을 도출하였다. 또한, 유한요소 선형탄성 응력해석을 통해 운전응력 변이도 도출하였다. 도출된 용접 잔류응력과 운전응력 변이를 입력값으로써 구조응력/파괴역학 접근법에 대입하여 강 슬리브 보수용접부의 피로수명을 평가하였다. 다양한 보수용접 공정 변수에 대한 유한요소해석과 피로평가를 수행하여 공정변수별 피로수명에 미치는 영향을 고찰하였다. 최종적으로는 고찰한 피로수명에 미치는 공정변수별 영항 결과를 토대로 공정 및 경제적 비용을 최소화하고 피로수명을 적절히 향상시킬 수 있는 최적 방안을 도출하였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권4호
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• pp.50-57
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• 2016

도시가스사업법령에서는 매설된 강관에는 부식을 방지하기 위하여 전기방식 조치를 하도록 하고 있다. 미국 등 국외에서 방식전위기준은 방식전류가 흐르는 상태에서 포화황산동 기준전극으로 -850 mV(On potential) 이하로 하도록 하고 있으며, 이 경우 전압강하(IR-Drop)를 고려하도록 하고 있다. 그러나, 국내의 방식전위 기준은 포화황산동 기준전극으로 -850mV 이하로 하도록 규정하고 있을 뿐, 전압강하를 고려하도록 규정하고 있지 않다. 다만, KGS GC202에서 가스시설에 대한 전위측정은 가능한 한 가스시설과 가까운 위치에서 기준전극으로 실시하도록 하고 있다. 본 연구에서는 기준전극을 매설배관 주위, 지표면 및 지표면 하부 50cm에 각각 설치하여 방식전위를 측정하고, 측정위치에 따른 전위값을 비교하여 전압강하를 분석하였다. 전위 측정결과 기준전극을 매설배관 가까이에 위치하였을 때 IR-Drop이 가장 적고, 지표면에 기준전극을 위치할 때 IR-Drop 값이 가장 큼을 확인하였다. 따라서, 고체기준전극을 매설하는 경우에는 가능한 한 매설배관 가까이에 설치할 것을 제안하였다. 또한, 기존에 설치된 배관의 원격전위 측정을 위해서는 기존에 설치된 전위측정용터미널(T/B) 하부에 고체기준전극을 매설할 수 있도록 전기방식 기준전극 설치 기준 개정(안)을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.341-353
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• 2022

도심지에는 많은 지중 매설관이 설치되어 있으며, 이러한 지중 관로의 위치(깊이, 방향 등)은 굴착을 수행하기 전에 특정되어야 한다. 지중 매설관을 탐지하기 위해 다양한 지구물리학적인 방법을 사용할 수 있으나, 지반의 불균질성으로 인해 정확한 위치정보를 파악하는 것은 어렵다. 다양한 비파괴 탐사 방법 중 GPR (ground penetrating radar)는 고속으로 실험이 가능하며, 다른 탐사 방법에 비해 상대적으로 저렴한 탐사비용 등의 장점을 갖는다. 그러나 GPR의 탐사 데이터는 해석이 직관적이지 않아 상당한 전문적 지식이 요구된다. 최근 딥러닝을 이용한 탐사 데이터의 자동판독 기술에 대한 연구가 증가하고 있으나, 매설물의 위치를 정확히 알고 있는 탐사 데이터가 부족하여 학습모델 구축에 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 이러한 문제를 FDTD (finite difference time domain)수치해석을 통해 해결하고 자동탐지 학습 모델의 성능을 향상시키기 위한 기초연구를 수행하였다. 첫째, 단일유전율로 구성된 균질지반을 구성하고 해석을 수행하였다. 불균질 지반의 경우 프랙탈 기법을 이용하여 모델을 구성하고 해석을 수행하였다. 둘째, 합성곱 신경망을 이용하여 딥러닝 학습을 수행하였다. Model-A는 균질 지반 해석 데이터만 이용하여 학습을 수행하였으며, Model-B는 균질 및 불균질 지반 해석 데이터를 이용하여 학습을 수행하였다. 그 결과 Model-B가 Model-A보다 탐지성능이 우수한 것을 확인하였다. 이는 자동탐지 모델의 학습 시, 지반의 불균질성을 포함하여 학습을 수행하면 탐지 모델의 성능이 개선됨을 의미한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권4호
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• pp.507-520
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• 2020

In order to achieve effective corrosion monitoring of buried metal pipelines, a Novel nondestructive Testing (NDT) methodology using ultra-long (250 mm) Polymer Optical Fiber (POF) sensors coated with the Fe-C alloy film is proposed in this study. The theoretical principle is investigated to clarify the monitoring mechanism of this method, and the detailed fabrication process of this novel POF sensor is presented. To validate the feasibility of this novel POF sensor, exploratory research of the proposed method was performed using simulated corrosion tests. For simplicity, the geometric shape of the buried pipeline was simulated as a round hot-rolled plain steel bar. A thin nickel layer was applied as the inner plated layer, and the Fe-C alloy film was coated using an electroless plating technique to precisely control the thickness of the alloy film. In the end, systematic sensitivity analysis on corrosion severity was further performed with experimental studies on three sensors fabricated with different metal layer thicknesses of 25 ㎛, 30 ㎛ and 35 ㎛. The experimental observation demonstrated that the sensor coated with 25 ㎛ Fe-C alloy film presented the highest effectiveness with the corrosion sensitivity of 0.3364 mV/g at Δm = 9.32 × 10^-4 g in Stage I and 0.0121 mV/g in Stage III. The research findings indicate that the detection accuracy of the novel POF sensor proposed in this study is satisfying. Moreover, the simple fabrication of the high-sensitivity sensor makes it cost-effective and suitable for the on-site corrosion monitoring of buried metal pipelines.

• 상하수도학회지
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• 제23권3호
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• pp.279-285
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• 2009

In this study, applied to the industrial water service, it is verified feasibility of break-even analysis method which has not been introduced in Korea. The On-san water pipeline of 7.1km among the Ul-san industrial water service is selected and the optimal replacement time calculated by break-even analysis method is year 2033 to 2044 which will be 53 to 67 years since the pipes were buried. If indirect cost such as the value of lost water and traffic disruption, service interruption, etc. is calculated as 30 and 100% of the direct cost, the financially optimum replacement time is advanced 3 to 9 years. These ways present rational criteria to establish long-term plan for budget and to execute the limited budget efficiently.

• 상하수도학회지
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• 제21권6호
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• pp.689-699
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• 2007

The accurate estimation of water pipe deterioration is indispensable to prevent pipe breakage and manage in advance. In this study, corrosion of water pipe is adopted, which is relatively underestimated although it takes most part of deteriorating pipeline. Predicting corrosion rate and corrosion depth of a pipe can make an increase the life span of the pipeline, which is laid under the ground according to characteristics of soil and water corrosion. For the purpose, mathematical models that can presume nominal depth through estimation of pit corrosion and corrosion rate is introduced. As comparison of results with conventional methods in other foreign countries, it is evaluated that the external corrosion depth is estimated less than the models, proposed by other researchers and the internal corrosion rate was processed faster than the external corrosion rate.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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• pp.315-317
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• 1999

Soil resistivity has a relation with the corrosion of underground buried structures as a water pipeline, gas pipeline and power cable casing. And it's a main factor in the cathodic protection and earth design. This paper presents soil resistivity maps each depth through measuring the soil resistivity in Kwachon, Kyonggi province. Also examines the soil resistivity characteristics on a change of temperature, moisture content and ion content in the laboratory.

• 설비공학논문집
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• 제26권2호
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• pp.91-96
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• 2014

An acoustical model for detecting the leak location in a buried gas pipeline has been developed. This model is divided into an experimental model for sound diagnosis, and a theoretical model for sound prediction, which is based on the transfer matrix method, representing the sound pressure and the volume velocity as state variables. The power spectrum is measured by attaching only one microphone to the closed end pipe. It has been shown that the response magnitude of acoustic pressure signals calculated by the acoustical model depends upon the thickness and diameter of a pinhole. The validity for the acoustical model has been verified through a comparison between the measured and calculated results.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권3호
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• pp.339-351
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• 2020

Earthquakes are natural disasters that cause serious social disruptions and economic losses. In particular, they have a significant impact on critical lifeline infrastructure such as urban water transmission networks. Therefore, it is important to predict network performance and provide an alternative that minimizes the damage by considering the factors affecting lifeline structures. This paper proposes a probabilistic reliability approach for post-hazard flow analysis of a water transmission network according to earthquake magnitude, pipeline deterioration, and interdependency between pumping plants and 154 kV substations. The model is composed of the following three phases: (1) generation of input ground motion considering spatial correlation, (2) updating the revised nodal demands, and (3) calculation of available nodal demands. Accordingly, a computer code was developed to perform the hydraulic analysis and numerical modelling of water facilities. For numerical simulation, an actual water transmission network was considered and the epicenter was determined from historical earthquake data. To evaluate the network performance, flow-based performance indicators such as system serviceability, nodal serviceability, and mean normal status rate were introduced. The results from the proposed approach quantitatively show that the water network is significantly affected by not only the magnitude of the earthquake but the interdependency and pipeline deterioration.