• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1809-1812
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• 2008

지하방수로는 도시의 지하에 대규모 수로 터널을 시공하여, 도시 지역에 발생한 집중 호우를 초기에 배제하여 제내지 침수 피해를 줄이는 목적으로 사용되는 대표적인 구조적 홍수 피해 경감 대책이다. 효과적으로 침수 피해를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 특히 지하에 설치되어 토지 수용에 대한 부담이 줄어들기 때문에 일본 등지에서 최근 주요 홍수 방어 대책으로 활용되고 있다. 지하방수로 유입부는 크게 접근수로, 유입구, 수직 갱도(vertical shaft)로 구분되며, 접근 수로를 통하여 유입된 흐름은 유입구를 통하여 가속된 후 수직 갱도로 유입되게 된다. 따라서 지하방수로의 배제 능력을 평가하기위해서는 유입구에서의 유량 및 흐름 특성을 정확히 평가하는 것이 매우 중요하다. 나선식 종경사형 유입구(inclined spiral intake)는 지하방수로 유입구 중 가장 일반적으로 사용되는 형식으로 나선식 유입구의 한 형태로 유입구의 외측 또는 중앙선을 따라서 일정한 경사를 주어 사류 유입 흐름을 유도함으로서 유량 배제 효율을 높인 형태이다. 나선식 종경사형 유입구도 일반적인 나선식 유입구와 마찬가지로 접근수로 수위를 측정하여 유입량을 예측할 수 있다. 본 연구에서는 수리 모형 실험을 통하여 나선식 종경사형 유입구에 대한 수위-유입량 관계를 검토하였다. 평탄한 입구를 가지는 안내벽이 있는 형식의 유입구 모형을 이용하여 수위-유입량 관계를 검토하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.21 no.9
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• pp.1095-1104
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• 1997

When a high-speed railway train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of the train and propagates along the tunnel, compressing and accelerating the rest air in front of the wave. At the exit of the tunnel, an impulsive wave is emitted outward toward the surrounding, which causes a positive impulsive noise like a kind of sonic boom produced by a supersonic aircraft. With the advent of high-speed train, such an impulsive noise can be large enough to cause the noise problem, unless some attempts are made to alleviate its pressure levels. For the purpose of the impulsive noise reduction, the present study investigated the effect of a vertical bleed duct on the compression wave propagating into a model tunnel. Numerical results were obtained using a Piecewise Linear Method and testified by experiment of shock tube with an open end. The results showed that the vertical bleed duct reduces the maximum pressure gradient of compression wave front by about 30 percent, compared with the straight tunnel without the bleed duct. As the width of the vertical bleed duct becomes larger, reduction of the impulsive noise is expected to be greater. However the impulsive noise is independent of the height of the vertical bleed duct.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.894-898
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• 2007

지하방수로는 도시의 지하에 대규모 수로 터널을 시공하여, 도시 지역에 발생한 집중 호우를 초기에 배제하여 제내지 침수 피해를 줄이는 목적으로 사용되는 대표적인 구조적 홍수 피해 경감 대책이다. 효과적으로 침수피해를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 특히 지하에 설치되어 토지 수용에 대한 부담이 줄어들기 때문에 일본 등지에서 최근 주요 홍수 방어 대책으로 활용되고 있다. 지하방수로 유입부는 크게 접근수로, 유입구, 수직 갱도(vertical shaft)로 구분되며, 접근 수로를 통하여 유입된 흐름은 유입구를 통하여 가속된 후 수직 갱도로 유입되게 된다. 따라서 지하방수로의 배제 능력을 평가하기위해서는 유입구에서의 유량 및 흐름 특성을 정확히 평가하는 것이 매우 중요하다. 나선식 유입구(spiral intake)는 지하방수로 유입구 중 가장 일반적으로 사용되는 형식으로 일반적으로 접근수로 수위를 측정하여 유입량을 예측할 수 있다. 본 연구에서는 수리 모형 실험을 통하여 나선식 유입구에 대한 수위-유입량 관계를 검토하였다. 평탄한 입구를 가지는 안내벽이 있는 형식의 나선식 유입구 모형을 이용하여 수위-유입량 관계를 검토하였다. 또한 측정된 수위 및 유입량을 바탕으로 기존 연구자들이 제시한 안내벽이 없는 형식의 나선식 유입구에 대한 수위-유입량 관계와 비교 검토하였다. 검토 결과 안내벽이 있는 형식의 나선식 유입구는 안내벽이 없는 경우에 비하여 유량 배제 효율이 떨어지는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.11 no.2
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• pp.164-174
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• 2007

Phenomena of hydraulic transient such as water hammer should be analyzed to design the pipeline systems effectively in dam. Surge tanks generally are used to reduce change in pressure caused by hydraulic transient from load changes on the turbines. In this study, the appropriate scale of surge tank with chamber is investigated for dam safety management. The variation of water level in the surge tank are computed using governing equation. Using the Thoma-Jaeger's stability condition, static and dynamic stability are investigate for the cases of flood water level, normal high water level, rated water level and low water level. Finally appropriate diameters of shaft and chamber are determined in the surge tank with chamber.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.19 no.5
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• pp.109-122
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• 2003

In order to release the pressure fluctuations and micro-pressure wave induced by the entering of train into the small cross sectional tunnel, it has been reported that the construction of air shaft has more advantages with respect to economy and constructability than the enlargement of cross section of existing tunnel. The field monitorings and analytical studies were conducted simultaneously in this study to analyze the mechanical behavior of existing railway tunnel, new cross tunnel and new shaft by the construction of new shaft nearby. The results showed that the minimum distance from existing tunnel to new shaft which secures the stability of existing tunnel was found to be half diameter of existing tunnel. On the three dimensional mechanical behavior of existing tunnel by the construction of new shaft, the results from the analytical study and field monitoring had a similar trend. The analytical study and field monitoring results, however, produced somewhat different results on the mechanical behavior of new shaft itself. These conclusions induce that the analytical method which has been applied on the analyses of horizontal tunnel could not be applied in the same way on the analysis of vertical shaft.

• Tunnel and Underground Space
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• v.24 no.2
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• pp.166-175
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• 2014

In this study, the thermal environment in a large scale coal mine located in Taebaek, Gangwondo was assessed by a field survey. In order to estimate the thermal environment, various heat stress indices such as WBGT, HSI, ESI, KATA index and effective temperature were investigated. Correlation analysis was also conducted. It was found that the thermal environment in most workplace was high. In particular, the correlation coefficient between HSI reflected in physiological fatigue characteristic and the maximum sweat evaporation heat was -0.834. This shows that the correlation coefficient have the most influence on HSI index. The factor which has the most influence on the maximum sweat evaporation heat is velocity of air. The thermal environment of high-depth coal mines is likely to be improved by installing a structure that enables the maximum prevention of extended digging, air doors, or the leakage of the inflow of air in the first shaft.

• Tunnel and Underground Space
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• v.21 no.3
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• pp.181-191
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• 2011

It is very difficult to prepare a lab. test specimen from weak rock masses affected by faults, highly fractured zone or weathered zone. In conventional method of in situ direct shear test a rock block is sheared inside galleries, where reactions for the hydraulic jacks are available. A new in situ direct shear test apparatus has been developed in this study to perform the test inside galleries as well as open pit conditions. The apparatus is composed of normal and shear reaction plates including load transfer plates, hydraulic cylinder systems, load cells, multistage shear boxes with fixing devices, and needle rollers. Maximum size of the test block is $400{\times}400{\times}460$ mm, and procedures of the test block preparation has been suggested. To explore the field applicability of in situ direct shear test apparatus, proper test block site was investigated by extensive geological field survey. In situ direct shear test has been successful in producing most of information related to strength and deformability of the weak rock.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.604-604
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• 2012

국지성 집중호우에 따른 도심지 내수 침수 피해의 주원인으로 하수관거의 설계기준을 초과하는 강우가 침수피해의 주요 원인이며, 도심화로 인해 불투수 면적이 증가함에 따라 유출되는 시간이 짧아 저지대의 피해는 불가피하다. 2010년과 2011년에 100년 이상의 강우사상이 서울시에 연이어 나타나면서 집중호우로 인한 피해지역이 유사하게 나타났으며, 광화문 거리의 연이은 침수는 현재 서울시의 하수관거의 용량과 빗물펌프장 및 저류조 시설로 구성된 기존 수방대책의 한계점을 보이고 있다. 이에 서울시는 광화문 일대의 배수능력을 향상시키기 위하여 효자배수분구 빗물배수터널을 계획하고 있다. 일본, 미국 및 유럽 등지에서는 대심도 지하수로 시설에 대한 수리실험 및 수치 연구를 바탕으로 다양한 지하방수로가 건설되어 국지성 집중 강우에 대해 적절히 대응하고 있으나, 국내의 경우에는 대심도 지하방수로 시설에 대한 연구가 미비하여 지하방수로 설계 지침 및 기술적 자료가 부족한 실정이다. 그러므로 대심도 빗물배수터널 시설에서의 흐름특성 분석에 관한 수리실험 및 수치해석 등의 구체적인 연구가 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적 및 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 대심도 빗물배수터널 시설의 접선식 유입구에 대한 흐름특성을 수치모의 하였다. 접선식 유입구 및 수직갱(drop shaft)에 대한 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 그림 1과 같이 6면체 격자로 구성하였다. 맨홀 내의 다상유동을 고려하기 위하여 VOF(Volume of Fluid) Scheme을 적용하였으며, 수치해석 방법으로는 비정상류, 1st order implicit method를 사용하였다. Fluent에서의 난류 흐름을 계산하는 방법에는 난류 운동에너지와 난류 에너지 소산율 $\epsilon$의 전달 방정식을 도입한 k-$\epsilon$ 난류 모형을 채택하였다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.3 no.3
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• pp.183-192
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• 2005

Natural ventilation in radioactive waste repositories is considered to be less efficient than mechanically forced ventilation for the repository working environment and hygiene & safety of the public at large, for example, controlling the exposure of airborne radioactive particulate matter. It is, however, considered to play an important role and may be fairly efficient for maintaining environmental conditions of the repository over the duration of its lifetime, for example, moisture content and radon (Rn) gas elimination in repository. This paper describes the feasibility of using natural ventilation which can be generated in the repository itself, depending on the conditions of the natural environment during the periods of repository construction and operation. Evidences from natural cave analogues, actual measurements of natural ventilation pressures in mountain traffic tunnels with vertical shafts, and calculations of airflow rates with given natural ventilation pressures indicate possible benefits from passive ventilation for the prospective Korean radioactive waste repository. Natural ventilation may provide engineers with a cost-efficient method for heat and moisture transfer, and radon (Rn) gas elimination in a radioactive waste repository. The overall thermal performance of the repository may be improved. The dry-out period may be extended, and the seepage flux likely would be decreased.

• Tunnel and Underground Space
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• v.21 no.6
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• pp.518-525
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• 2011

In this study, the natural ventilation pressure resulting from the large altitude difference which is a characteristic of high radioactive waste repository and the caloric value of the heat emitted by wastes was calculated and based on the results, natural ventilation quantities were calculated. A high radioactive waste repository can be considered as being operated through closed cycle thermodynamic processes similar to those of thermal engines. The heat produced by the heating of high radioactive wastes in the underground repository is added to the surrounding air, and the air goes up through the upcast vertical shaft due to the added heat while working on its surroundings. Part of the heat added by the work done by the air can be temporarily changed into mechanical energy to promote the air flow. Therefore, if a sustained and powerful heat source exists in the repository, the heat source will naturally enable continued cyclic flows of air. Based on this assumption, the quantity of natural ventilation made during the disposal of high radioactive wastes in a deep geological layer was mathematically calculated and based on the results, natural ventilation pressure of $74{\sim}183$Pa made by the stack effect was identified along with the resultant natural ventilation quantity of $92.5{\sim}147.7m^3/s$. The result of an analysis by CFD was $82{\sim}143m^3/s$ which was very similar to the results obtained by the mathematical method.