본 연구에서는 다공질 지반체내의 투수계수를 계산하기 위하여 정방형의 배열형태를 갖는 유동관망(pipe network) 유동해석 모델을 개발하였다. 본 유동관망을 통한 유체의 흐름 메커니즘은 통계적 침투이론(percolation theory)에 기초하여 정의된다(Stauffer and Aharony, 1994). 여기서, 개별 유동관의 직경들이 주어진 다공질 매질의 공극률과 공극크기 분포특성을 기초로 하여 통계적으로 지정됨으로 계산된 유체흐름은 불균일한 채널 유동 형태로 나타난다. 본 유동해석에서는 유동관망 모델의 한쪽 경계면에 가압된 유체가 투입되고 다른 측면 경계면들은 흐름을 억제하는 경계조건을 두어 한 방향으로 유동관망을 통해 유체의 흐름을 유도하여 모델링된다. 이때, 흐름을 허용할지를 정의하는 확산조건(percolation condition)이 각 유동관에 부여되며, 이는 각 유동 경로의 직경과 재료면 특성을 기초로 계산된 삼투압(capillary pressure) 수준에 의해 정의된다. 유체가 유입되는 면의 수압에 대해 전체 유동관망 모델 내의 수압 분포가 평형을 이루면 유출되는 면의 수압이 일정해 지며, 유입면의 수압과 계산된 유출면의 수압 및 유동량을 Darcy 방정식에 적용하면 유동관망 모델로 모사된 다공질 매질의 투수계수를 얻어 낼 수 있다. 본 연구에서는, 민감할 것으로 예상된 유동 격자망의 규모의 투수계수 결과값에 대한 민감도를 검토하였으며, 실제 석유개발 현장에서 수집된 시추코어에 대해 측정된 투수계수값과 제안 네트워크 모델을 이용한 계산값과 비교하여 합리적인 범위 내에서 잘 부합됨을 보였다.
해저관로는 중요한 해안구조물의 하나로 연안 및 해양개발을 위해 폭넓게 사용되고 있다. 해저관로는 해저지반의 상태에 따라 파와 흐름으로 인해 주변에 세굴이 발생한다. 이로 인해 관이 뜨거나 가라앉는 경우가 발생하여 관의 내구성에 악영향을 미친다. 최근에는 해양환경에서 구조물과 여러 요인들의 복잡한 상호작용에 의한 세굴에 대해 많은 연구들이 이루어졌지만, 아직까지 세굴을 정확히 예측하는 것은 어렵다. 본 연구에서는 신경망 기법으로 관로의 세굴심 자료를 분석하여 세굴심을 예측하였다. 학습을 위해 역전파 알고리즘을 사용하였다. 신경망 모델의 학습과 검증에 총 58개의 모형실험 자료들이 사용되었다. 또한 동일한 데이터에 대해 회귀분석 기법을 통한 예측과 비교 분석하여 세굴심 예측을 위한 신경망 기법의 적용성을 검토하였다.
최근 무선 센서 네트워크에서, 이동 싱크 그룹에 효과적으로 데이터를 전송하기 위한 데이터 전달이 제안되었다. 이동 싱크 그룹은 다수의 싱크들이 센서 필드를 함께 움직이면서 센서로부터 정보를 수집하여 임무를 수행하는 특성을 갖는다. 제안된 그룹 통신 프로토콜들은 주로 플러딩 기술을 이용하여 데이터 전송을 보장하는 메커니즘이다. 하지만 이러한 플러딩 기반 연구들은 이동 싱크 그룹 영역에 존재하는 모든 센서 노드들이 데이터의 전송에 참여하여야 하며, 또한 이동 싱크 그룹 영역에 비례하여 무선 센서 네트워크의 에너지 소비가 증가하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 플러딩 문제를 해결하기 위하여 효율적인 데이터 전송 기법을 제안한다. 이동 싱크 그룹이 위치하는 지역에 가상 구조 '데이터 파이프'를 구축하여, 소스 노드와 이동 싱크 그룹 간의 데이터 전송을 위한 랑데부 지역으로 이용함으로써 센서 노드의 에너지 소비를 줄이고자 한다. 본 논문에서 제안된 방안이 기존의 플러딩을 기반으로 하는 그룹 통신 프로토콜에 비하여 에너지 소비 측면에서 월등히 우수하다는 것을 시뮬레이션을 통하여 제시하였다.
In this paper, we propose methods for designing the Virtual Private Network (VPN) which guarantees a strict Quality of Service (QoS) over A TM networks. The required Quality of Service is a very strict Cell Loss Probability, and it is guaranteed by pro riding equivalent bandwidth which is computed so that the provided bandwidth is sufficient to guarantee that requirement. We consider two network architectures for constructing VPM, the customer pipe scheme and the Hose scheme, and we propose a method to compute the amount of the required bandwidth for the two schemes. Finally, we investigate the implication of the scheme via numerical experiments.
본 연구(II)는 연구(I)에서 제안한 대구경 관로의 노후도 평가 모형을 수도권 광역상수도 1단계를 대상으로 이를 적용하였다. 노후도 평가 방법별 적용 결과에서, 총 30개 관로 중에서 1995년 평가방법은 24개, 2002년 평가방법은 27개 관로가 개량이 필요한 것으로 나타났다. 또한 개발된 모형과 기존의 2개 평가방법의 결과는 거의 일치하는 것으로 산정되었다. 즉, 본 연구에서 개발한 간편모형은 기존의 많은 인자를 이용하여 노후도를 평가하는 방법과 비교에서 신뢰할 수 있는 부합되는 결과를 보여 주었다. 따라서, 본 연구에서 개발한 모형은 기존의 노후관 평가방법과 비교시 실험 및 분석 등에 필요한 시간적 경제적 비용을 절약할 수 있어 실무적 적용에 많은 도움을 줄 수 있으리라 기대된다.
Water utilities are making various efforts to reduce water losses from water networks, and an essential part of them is to recognize the moment when a pipe burst occurs during operation quickly. Several physics-based methods and data-driven analysis are applied using real-time flow and pressure data measured through a SCADA system or smart meters, and methodologies based on machining learning are currently widely studied. Water utilities should apply various approaches together to increase pipe burst detection. The most intuitive and explainable water balance method and its procedure were presented in this study, and the applicability and detection performance were evaluated by applying this approach to water supply pipelines. Based on these results, water utilities can establish a mass balance-based pipe burst detection system, give a guideline for installing new flow meters, and set the detection parameters with expected performance. The performance of the water balance analysis method is affected by the water network operation conditions, the characteristics of the installed flow meter, and event data, so there is a limit to the general use of the results in all sites. Therefore, water utilities should accumulate experience by applying the water balance method in more fields.
The major parameters governing the fluid dynamical and thermo-dynamical behavior in the large pipeline network system are friction loss and the pipeline length. But in local pipeline networks and relatively short distance pipeline system, secondary loss and the considerations of the moving states of the fluid machine are also important. One of the major element in local pressure control system is pressure regulator. It causes the variations of the physical properties in that pipeline system. Especially, as there is not enough information to obtain reliable physical property values such as density, temperature etc. at the downstream of the pressure regulator, It is hard to calculate accurate solution in the pipeline network analysis. In this study, some numerical approaches to investigate the critical-flow-characteristics of the pressure regulator have been done and the detail examinations and considerations of the pressure regulator as a pipeline network elements according to the variations of the inlet-outlet pressure ratio have been carried. Finally the flow-flied distributions, relations and critical-flow-characteristics have been studied. in detail and the 1D analytic method to analyze critical pipe flow have been investigated
The north and south panel of a geostationary satellite are used for radiator panels to reject internal heat dissipation of electronics units and utilize several heat pipe networks to control the temperatures of units and the satellite within proper ranges. The design of these panels is very important and essential at the conceptual design and preliminary design stage so several thousands of nodes of more are utilized in order to perform thermal analysis of panel. Generating a large number of nodes(meshes) of the panel takes time and is tedious work because the mesh can be easily changed and updated by locations of units and heat pipes. Also the detailed panel model can not be integrated into spacecraft thermal model due to its node size and limitation of commercial satellite thermal analysis program. Thus development of a program was required in order to generate detailed panel model, to perform thermal analysis and to make a reduced panel model for the integration to the satellite thermal model. This paper describes the development and the verification of panel thermal analysis program with ist main modules and its main functions.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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