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Semi-Pressure Driven Analysis와 Harmony Search를 이용한 상수관망 최적 누수탐지 기법 제안
윤정수,유도근,이호민,김중훈,Yoon,Jung Soo,Yoo,Do Guen,Lee,Ho Min,Kim,Joong Hoon 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.3
상수도 시스템의 유지관리에 있어 유수율 제고는 필수적이며, 이를 위해서는 능동적인 누수관리가 요구된다. 본 연구에서는 수리해석 시뮬레이션과 최적화 기법을 결합한 최적누수탐지 기법을 새롭게 제안하였다. 상수관망 수리해석 기법으로는 불확실성이 큰 수두와 유출량 관계식 (Head Outflow Relationship, HOR)을 사용하지 않고도 실제적인 누수모의가 가능한 Semi-Pressure Driven Analysis (Semi-PDA) 모형을 적용하였다. 상수도 관망해석 프로그램인 EPANET2의 에미터 (Emitter) 기능을 활용하여 Semi-PDA 모형을 구축하였으며, 에미터 계수의 최적화를 통해 누수위치를 결정하였다. 최적화 기법으로는 국내에서 개발되어 다양한 분야에 적용된 바 있는 화음탐색법을 사용하였다. 제안된 기법을 예제관망에 적용하여 분석한 결과, 누수위치를 효율적으로 탐색하는 것으로 나타났다. 특히 최적화 기법에 있어 화음탐색법과 유전자알고리즘의 결과를 비교하였을 경우 본 연구에서 적용된 화음탐색법이 보다 정확한 결과를 도출하였으며, 실측자료 감소에 따른 누수지점 탐지의 불확실성 증가량이 유전자알고리즘에 비해 적게 나타나는 것을 확인하였다. 따라서 제안된 기법은 기존의 현장 대응의 경험적 누수탐지 기법을 대체할 수 있을 것으로 판단되며, 특히 스마트워터그리드 (Smart Water Grid)와 같은 미래의 능동적 물 관리 환경을 위한 제반기술의 하나로 활용이 가능하다. During maintenance and managing of water distribution systems, reducing water losses is a critical component. To achieve reduction of water losses, active leakage management is required. In this study, we propose optimal leakage detection model, which is the combination of simulation of hydraulic analysis and optimization technique. Through the use of hydraulic analysis method can able to achieve in creating a real-life based Semi-Pressure Driven Analysis (Semi-PDA) model without having to use the highly uncertain Head Outflow Relationship (HOR) is applied. EPANET2 created a model of emitter coefficient`s optimization, and it decides leakage location. For optimization technique, Harmony Search (HS) is applied that was developed in Korea and has been used in various cases recently. When we apply proposed method to sample network, it practically searches the leakage location. Especially, in optimization technique, we have a research of comparing the results of Harmony-Search (HS) and Genetic-Algorithm (GA); HS` result is more accurate. Also we verify that increasing of leakage location detection uncertainty by decreasing of number of observed data is less than GA. Therefore, suggested technique can be substituted to existing experiential leakage detection method. Therefore, this basic technology can be used as future proactive water resource management environment like Smart Water Grid.
입자 부상 제트에서 오리피스 길이가 입자 분포에 미치는 영향에 대한 연구
윤정수(Jungsoo Yoon),백경엽(Kyong-Yup Paik),길태옥(Taeock Khil),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회지 Vol.16 No.6
As a propellant of a high speed underwater vehicle, the hydro-reactive solid metal particles using seawater as a oxidizer maximizes its specific impulse when the solid metal particles and the seawater are uniformly mixed in the combustion chamber. The purpose of this study is to investigate the effects of injector geometry on the particle distribution of similarity point of view. For the purpose of this similarity of the mean velocity and particle number density along the radial direction was measured by Particle Image Velocimetry(PIV).
입자부상 동축 분사기에서 입자와 유동의 상호작용에 대한 연구
윤정수(Jungsoo Yoon),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
초공동 수중운동체의 연료 및 산화제 분사기 설계를 위한 동축형 분사기를 이용한 입자 부상제트의 특성에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 특히, 입자부상제트에서 입자 로딩비 및 분사속도가 유동특성에 미치는 영향 및 입자 자체의 분포특성에 대하여 연구하였다. 입자와 이송가스의 특성을 동시에 계측하기 위하여 이송가스의 특성을 파악하기 위한 1 ㎛의 입자와 42 ㎛의 큰 입자를 동시에 분사하여 이를 PIV 기법을 통하여 측정하였다. 이를 통하여 입자의 로딩비가 증가 할수록 이송가스의 축방향 속도 감소율이 감소한다는 것을 알 수 있었고, 입자 분포는 높은 와도를 지니는 혼합영역 바깥 부분에 주로 분포한다는 것을 알 수 있다. Experimental Research on characteristics of particle-laden jet by using a coaxial injector was conducted in order to design fuel and oxidizer injectors of the supercavitation underwater vehicle. Especially this paper investigated the effect of particle loading ratio and nozzle exit velocity on the fluid phase and particle dispersion characteristics in particle-laden jet. Particle Image Velocimetry was used by simultaneously injection 1㎛ and 42㎛ particles for the represent fluid and solid phase to obtain particle and fluid velocity simultaneously. Fluid phase centerline velocity decay rate decreases according to particle loading ratio increases, and particles are located at the outside of the high vorticity region in a mixing layer of a coaxial injector.
윤정수(Yoon, Jungsoo),오병화(Oh, Byung Hwa),조재웅(Cho, Jae Woong),김윤태(Kim, Yun Tae),황석환(Hwang, Seok Hwan) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.3
지점 관측자료로부터 공간 상세화된 수문기상 자료는 유역 단위 수문순환 해석의 기초 입력자료로 활용되기 때문에 다양한 공간 상세화 기법이 개발되어왔다. 그러나 각 방법의 장단점이 존재하고 각 방법의 결과에 대한 차이가 크기 때문에 상세화 기법의 실무 적용은 한계가 있다. 또한 현재까지 기법 간의 신뢰할 만한 비교 검증이 없었던 것도 사실이다. 따라서 최적의 상세화 기법 결정을 위해 수문기상 자료 상세화 기법에 대한 체계적인 조사와 상세화된 자료의 정량적 신뢰도 평가가 필요하다. 이에 본 연구에서는 공간적인 내삽방법인 공간가중회귀모형을 실제 12개의 호우사상에 적용하여 공간 상세화된 일강수량을 검토하였다. 그 결과 공간가중회귀모형에 의해 상세화된 일강우량은 고도에 따른 경향성이 나타난 경우에 다중이차내삽방법에 의한 일강수량과 유사하게 나타났다. 반면 이러한 경향 없이 저고도에서만 강우가 크게 발생한 경우 공간가중회귀모형에 의해 추정된 일강우량은 주변 유역의 일강우량과 평활화되는 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서는 공간가중회귀모형의 독립변수로 고도를 적용하였으나 고도만으로는 한반도 지형 특성을 반영하기에는 한계점이 있음을 확인하였다. Various spatial downscaling methods have been developed since the downscaled hydrological and meteorological data from point measurements can be used for input data of hydrological analysis. Each of the methods, however, have the pros and cons and there is a lot of difference between the results of the methods so that the practical application of the methods is not easy. Also, there have been not comparison and verification for each spatial downscaling method in Korea. Therefore it needs to investigate the spatial downscaling methods and assess the downscaled data for the determination of the optimal spatial downscaling method. This study applied the geographically weighted regression model to twelve events and examined the downscaled daily rainfall. As a result, the downscaled daily rainfall by the geographically weighted regression model was similar to the downscaled daily rainfall by the multi-quadric interpolation method when the rainfall correlated with the elevation. However, the downscaled daily rainfall by the geographically weighted regression model was smoothed with the daily rainfall of adjacent basins. It has been found that only using elevation as an independent variable of the model has a limit to reflect the Korean geographic feature.
수도권 돌발홍수 감시를 위한 X밴드 이중편파레이더의 운영 기술 및 수문 적용성
윤정수(Yoon, Jungsoo),황석환(Hwang, Seokhwan),이동률(Lee, Dong-Ryul),강나래(Kang, Narae) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.2
레이더는 넓은 영역과 높은 시공간 해상도의 강우 자료를 제공한다는 점에서 도시지역에서의 돌발홍수 대응에 유리하다. 2014년에 한국건설기술연구원은 국내 최초로 X밴드 이중편파레이더를 도입하였고 시공간적으로 고해상도의 강우 자료를 활용하여 수도권 지역에서의 돌발홍수에 대한 연구를 진행하여 왔다. 수재해정보플랫폼 융합 기술 연구단은 X밴드 이중편파레이더의 다양한 장점에 주목하여 수도권에 2기의 X밴드 이중편파레이더(KRU 레이더와 YSU 레이더)를 2017년에 도입하였다. 본 연구에서는 KRU 레이더와 YSU 레이더의 특성 및 관측전략, 품질관리기술을 서술하고 2017년부터 2019년까지 3년간의 강우 사례를 분석하여 수도권 지역에서의 X밴드 이중편파레이더의 수문 적용성에 대하여 평가를 실시하였다. Radar is useful for monitoring flash flood in urban areas because it provides rainfall data with high spatial and temporal resolution for a wide area. In 2014, the Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology introduced the first X-band dual-polarization radar in Korea and has subsequently been researching on flash floods in the metropolitan area using the rainfall data. Considering the various advantages of X-band dual-polarization radar, the Water Hazard Information Platform in Korea introduced two X-band dual-polarization radars (KRU and YSU radars) into the metropolitan area, in 2017. This study described the characteristics of KRU and YSU radars, their observation strategies, and quality control techniques. Moreover, we also assessed the hydrological applications of the X-band dual-polarization radars in the metropolitan area by analyzing three years of rainfall data from 2017 to 2019.