• Title/Summary/Keyword: 공기 공동

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Effectiveness Analysis of Aerator for the Prevention of Cavitation in the spillway (여수로 공동현상 발생방지를 위한 공기혼입장치의 효과분석)

  • Lee, Bum-Ju;Lee, Jae-Hong;Lee, Eun-Tae;Lee, Jeong-Gyu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.538-538
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    • 2012
  • 최근 기후변화에 따른 이상홍수의 발생으로 인하여 댐의 수문학적 안정성 확보가 필요하다. 이에 따라 댐의 비상여수로를 건설하여 이상홍수에 대비한 대책을 마련하고 있다. 여수로의 운영상 고유속의 흐름이 방류되는데 이때 공동현상이 발생하며, 공동현상으로 인해 발생된 공동이 파괴되면서 구조물에 큰 피해를 주고 있다. 이러한 피해예방을 위해 현재까지 개발된 가장 경제적이고 효과적인 대책은 공기혼입장치이며, 국내에는 최근에 적용되고 있으나, 세부적인 설계기준과 설계기법, 절차등이 부족한 현실이다. 본 연구에서는 여수로 구조물을 대상으로 발생하는 공동현상에 대해서 이론적, 실험적인 분석을 실시하고자 한다. 공동현상에 대한 이론적인 배경과 최근의 연구동향을 분석하고, 국내 기존댐에 적용한 공기혼입장치 설치에 대해서 사례연구를 실시하여 적정성을 검토하였다. 또한 여수로의 대표단면인 개착식 여수로의 구형단면에 대해서는 주암조절지댐을 선정하고 터널식 여수로의 원형단면에 대해서는 임하댐 비상여수로를 대상구조물로 선정하여 각각 1차원 수치해석을 실시한 결과를 토대로 공기혼입장치의 위치 및 최적규모를 산정하고자 한다. 1차원 수치해석을 통해 분석된 공동현상 및 공기혼입장치에 대해서 3차원 수치해석을 실시하여 압력변화 및 공기혼입량등 공기혼입장치의 설치전과 설치후에 대한 효과를 검증하고 마지막으로 수리모형실험을 실시하여 1차원, 3차원 수치해석 결과에 대한 검증과 구조물의 안정성 증대를 확인하고, 추후 기타 여수로 구조물의 설계시 참고할 수 있는 기초자료가 될 수 있도록 하고자 한다.

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The Estimate of Air Content in the Reservoir Water intake Facilities (저수지 취수시설 공기관 내 공기량 산정식에 관한 고찰)

  • Yun, Dong-Koun;Jo, Jin-Hoon;Kim, Jin-Taek;Han, Guk-Heon;Lee, Seung-Oh
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.174-174
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    • 2012
  • 최근 농업용저수지의 경우 기상이변에 따른 수위조절을 위하여 다량의 수문을 일시에 개방하는 사례가 지역적으로 증가하고 있는 추세이다. 그에 따라 당초 목적인 농업용수를 위한 취수시설이 최근 홍수조절용으로 활용됨에 따른 취수시설 내 공동현상이 발생하고 있다. 이러한 공동현상으로 인해 수시설물의 안정성에 문제가 발생하고 그에 따른 2차 재해위험이 있을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공동현상 방지를 위해 취수시설 공기관 설계기준에 대하여 고찰하였다. 공동현상을 방지하고 홍수량을 적절하게 배제하기 위해서 유입되는 공기량산정식이 필요하다. 공기관 단면결정은 농업생산기반정비사업 설계기준(필댐)의 구조설계 부분에 정리되어 있지만 이는 이수측면에서 설계 및 시공이 진행됨에 따라서 취수에 대한 목적을 달성하기에는 어려움이 있다. 따라서 취수시설의 기능과 역할을 증대시키고자 취수시설 적정 공기관 설계를 분석하여 향후 신규, 개보수 및 현장 유지관리에 활용하기 위한 기초자료를 제시하였다. 이러한 공동현상 및 공기관 설계를 위하여 현장조사, 수치해석, 수리모형시험을 병행하여 문석하였다. 그 결과 취수탑의 형상변수와 수위에 대한 수치해석을 수행하여 변수가 소요공기량에 미치는 영향은 조절게이트 개폐율을 증가시킬수록 소요공기량이 증가하며, 약 80%의 개폐율에서 소요공기량이 최대가 되었다. 방수로 직경이 증가하면, 공기관 입구와 끝단의 압력차가 감소하여 소요공기량이 감소하고, 수위가 증가하면 소요공기량이 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 공동현상 방지를 위해 공기량 산정식은 취수터널에 연직수문이 설치되어 있는 6가지 흐름의 형태에 따라서 $/Q_w=0.04(F-1)^{0.85}$, $Q_a/Q_w=K(F-1)$, $Q_a/Q_w=0.014(F-1)^{1.4}$, $Q_a/Q_w=0.015(F-1)^{1.4}$의 관계식 중 적정한 것을 사용하여야 할 것으로 판단되며, 또한 공기관에 유입부의 허용부압은 수두로부터 1.0m이하로 하고, 공기관 내 풍속은 $45^m/s$를 기준으로 최대 $90^m/s$로 하여야 할 것으로 판단된다.

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On the Reduction of a Ship Resistance by Attaching an Air Cavity to Its Flat Bottom (선저에 부착된 공기공동에 의한 선박의 저항감소에 관한 연구)

  • Jin-Ho Jang;Hyo-Chul Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.36 no.2
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    • pp.1-8
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    • 1999
  • Extensive resistance tests for a passenger boat(now in service at Chung-Ju lake) have been performed in a towing tank to investigate the effect of an artificial air cavity attached to the hull bottom on the reduction of the ship resistance. The attached air cavity has been observed at various air sully rates, from which we have determined a proper shape of an air supply device. In order to prevent the supplied air from leaking near the bilge of the ship, longitudinal barrier strips have been attached to both sides of the device. The investigation on their effectiveness reveals that a cascade system of the air supply device reduces the resistance of the ship furthermore. Energy saving of more than 10% is achieved at the design speed in spite of the additional power necessary for the air supply.

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On the Suitable Shape of Bottom for the Application of Air Cavity on Hull Bottom to the Practical Hull Form (선저부 공기공동을 이용한 실선선형의 저항성능 개선을 위한 선저형상 개량연구)

  • Seok-Cheon Go;Hyo-Chul Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.36 no.3
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    • pp.1-7
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    • 1999
  • This paper describes the modification of hull bottom for the air lubrication technique to the passenger boat in service at the Chung-Ju lake, which has a large beam-draft ratio. From numerical analysis of 2-D cavity problem by potential theory, the cavity shape, length and the pressure in cavity are estimated for the simplified geometry of hull bottom, and the non-dimensional parameters affecting air cavity phenomena are investigated. Extensive resistance tests for the model ship which has variation of step height and side strip have been performed to investigate the formation of air cavity and the drag reduction effectiveness. And also, the development of attached cavity to the bottom were observed from the flat bottom made by transparent acrylic plate. From this survey on the modification of bottom shape and the air lubrication technique, the total resistance of model ship could be reduced by about 25% at the design speed compared to the proto type hull form.

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A Study on the Analysis of Delay Claim Risk in Apartment Housing Projects (공동주택공사에서의 공기지연 리스크분석에 관한 연구)

  • Kim Jae-Wook;Woo Kwang-Min;Lee Hak-Ki
    • Proceedings of the Korean Institute Of Construction Engineering and Management
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    • autumn
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    • pp.217-221
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    • 2003
  • This study proposes a new classification system and analysis methodology for time delay risk of apartment projects. And this study proposes the classification of major trades and risk level and risk index by performing expert-oriented interview and survey report on a national scale. The purpose of this study is to present basic data for time delay risk management system through the analysis of risk level, risk index and rank of major 5 trades(earth work, structure work, masonry work, window and door/glass work, and interior finish work) in apartment projects.

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A Basis Study on Assessment Method of Influence Factors about the Shortening of the Construction Time Applying FMEA in Apartment Housing (FMEA를 활용한 공동주택 공기단축 영향요인 평가방법에 관한 기초연구)

  • Ha, Hee-Yoon;Ahn, Byung-Ju;Lee, Yoon-Sun;Kim, Jae-Jun
    • Proceedings of the Korean Institute Of Construction Engineering and Management
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    • 2007.11a
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    • pp.383-386
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    • 2007
  • Recently, The percentile of the apartment housing within the apartment construction of domestic is increasing daily. Especially the construction duration in apartment construction is an very important factor which affects project cost. Therefore the construction companies the effort to shorten construction duration. The influence factors of the construction duration are analyzed to shorten construction duration through this tendency. The shown factors are needed to assessment method efficiently. This study is to suggest a method for the assessment of influence factors about the shortening of the construction time in apartment housing based on the FMEA(Failure Mode and Effect Analysis) method.

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Thermodynamic Energy Balance Analysis of Underground Lined Rock Caverns (LRC) for Compressed Air Energy Storage (CAES) (복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 열역학적 에너지수지 분석)

  • Kim, Hyung-Mok;Park, Do-Hyun;Ryu, Dong-Woo;Choi, Byung-Hee;Song, Won-Kyong
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.21 no.4
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    • pp.297-306
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    • 2011
  • In this paper, we performed thermodynamic energy balance analysis of the underground lined rock cavern for compressed air energy storage (CAES) using the results of multi-phase heat flow analysis to simulate complex groundwater-compressed air flow around the cavern as well as heat transfer to concrete linings and surrounding rock mass. Our energy balance analysis demonstrated that the energy loss for a daily compression and decompression cycle predominantly depends on the energy loss by heat conduction to the concrete linings and surrounding rock mass for a sufficiently air-tight system with low permeability of the concrete linings. Overall energy efficiency of the underground lined rock caverns for CAES was sensitive to air injection temperature, and the energy loss by heat conduction can be minimized by keeping the air injection temperature closer to the ambient temperature of the surroundings. In such a case, almost all the heat loss during compression phase was gained back in a subsequent decompression phase. Meanwhile, the influence of heat conductivity of the concrete linings to energy efficiency was negligible.

Sensitivity Analysis of Design Parameters of Air Tightness in Underground Lined Rock Cavern (LRC) for Compressed Air Energy Storage (CAES) (복공식 지하 압축공기에너지 저장공동 기밀시스템 설계변수의 민감도 해석)

  • Kim, Hyung-Mok;Rutqvist, Jonny;Ryu, Dong-Woo;Sun-Woo, Choon;Song, Won-Kyong
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.21 no.4
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    • pp.287-296
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    • 2011
  • We performed a numerical modeling study of thermodynamic and multiphase fluid flow processes associated with underground compressed air energy storage (CAES) in a lined rock cavern (LRC). We investigated air tightness performance by calculating air leakage rate of the underground storage cavern with concrete linings at a comparatively shallow depth of 100 m. Our air-mass balance analysis showed that the key parameter to assure the long-term air tightness of such a system was the permeability of both concrete linings and surrounding rock mass. It was noted that concrete linings with a permeability of less than $1.0{\times}10^{-18}\;m^2$ would result in an acceptable air leakage rate of less than 1% with the operational pressure range between 5 and 8 MPa. We also found that air leakage could be effectively prevented and the air tightness performance of underground lined rock cavern is enhanced if the concrete lining is kept at a higher moisture content.