• Computers and Concrete
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• 제12권1호
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• pp.65-77
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• 2013

This paper examines the dynamic response of an arch dam subjected to blast loading. A damage model is developed for three dimensional analysis of arch dams. The modified Drucker-Prager criterion is adopted as the failure criteria of the damage evolution in concrete. Then, Xiluodu arch dam serves as an example to simulate the failure behaviors of structures with the proposed model. The results obtained using the proposed model can reveal the reliability degree of the safe operation level of the high arch dam system as well as the degree of potential failure, providing a reliable basis for risk assessment and risk control.

• 대한환경공학회지
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• 제35권5호
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• pp.363-370
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• 2013

소수력발전은 하수처리장 에너지 자립을 위한 효과적인 대안이다. 본 연구는 유량변동이 크고 유효낙차가 낮은 중소형 하수처리장(기흥레스피아) 적용을 위해 피치조절형 세미카플란(semi-kaplan) 마이크로수력발전의 적용 타당성을 평가하였다. 가변피치 semi-kaplan 수차는 유량조절을 위한 가이드베인은 생략하고 피치조절형 런너를 장착하여 기계적 결함은 줄이면서 유량변동이 큰 처리장에 특화된 기술이다. 마이크로수력발전 시스템은 설계조건(유량 0.35 $m^3/s$, 유효낙차 4.7 m)에서 90.2%의 수차효율 달성이 가능하였고 발전용량은 13.4 kW로 산정되었다. 설비가동률 74%로 가동 시 연간 약 86.8 MWh 에너지 생산을 통해 2.1%의 에너지 자립이 가능하고 이는 연간 49톤의 $CO_2$ 감축효과와 맞먹는다. 경제성 평가결과 초기 건설공사비가 200,000,000원 이하인 경우에는 내부수익률은 6.1%, 순현가는 15,539,000원, 편익-비용률은 1.08, 투자회수년은 15.5년으로 경제성이 충분한 것으로 나타났다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.9-21
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• 2021

최근 신재생 에너지를 활용한 친환경 발전시설의 중요성이 대두되고 있으며 수력발전소는 매우 중요한 전력생산 및 공급원이다. 수력발전소는 일반적으로 대규모로 운용되고 다중 시설이 연계되어 있어 안전성 확보가 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 수력플랜트 설비의 안전성을 평가하기 위해 시나리오 기반의 수충격에 따른 수압관로의 취약성 평가를 수행하였다. 자체 개발한 수충격 해석모델(TRANSHAM)과 기존 상용모델(SIMSEN)의 모의결과 및 모니터링 자료와의 비교를 통해 해석모델의 신뢰성을 검증하였고, 실제 운영중인 수력플랜트에 적용하여 발전설비 운영 중에 발생 가능한 수충격 시나리오를 구성하였다. 이를 바탕으로 시나리오 기반의 수압관로의 수충격 해석 및 취약성 평가를 수행하였다. 내·외부 로딩조건을 고려한 시나리오별 모의 결과, 발전설비 운영에 따라 수압관로의 취약성이 상이하게 나타났으며 내·외부 로딩조건의 조합에 따라 수압관로의 취약성에 큰 영향을 미치는 것으로 예측되었다. 본 연구에서 제시한 시나리오 기반의 해석기법은 향후 수충격에 따른 발전설비의 취약성을 평가하는데 정량적인 도구로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.192.1-192.1
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• 2010

Micro hydraulic turbines take a growing interest because of its small and simple structure as well as high possibility of applying to micro and small hydropower resources. The differential pressure exiting within the city water pipelines can be used efficiently to generate electricity like the energy generated through gravitational potential energy in dams. In order to reduce water pressure at the inlet of water cleaning centers, pressure reducing valves are used widely. Therefore, pressure energy is wasted. Instead of using the pressure reduction valve, a micro counter-rotating hydraulic turbine can be replaced to get energy caused by the large differential pressure found in the city water pipelines. In this paper, detail studies have been carried out to acquire basic design data of micro counter-rotating hydraulic turbine, output power, head, and efficiency characteristics on various number of runner vane. Moreover, the influences of pressure, tangential and axial velocity distributions on turbine performance are also investigated.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권10호
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• pp.929-939
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• 2018

북한은 수력발전이 전체 발전량의 약 63%를 차지할 만큼 비중이 높고, 지리적으로 수력발전 개발에 많은 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 33개의 북한 댐개발 가능지점에 대해 DEM자료를 이용하여 유역분석 및 저수량을 산정하고, MWSWAT 모델을 이용한 30년간의 장기유출 분석 결과를 적용하여 연간가능발생전력량을 추정하였다. 33개 지점의 연간가능발생전력량은 현재 북한 수력발전량의 약 28% 수준으로 평가되었다. 또한 도별 공업지구 규모를 추정하고, 장래 인구 변동을 전망하여 도별 댐개발 우선순위를 선정하고, 저수량과 연간가능발생전력량을 기초로 도내 댐개발 우선선위를 선정하였다. 도별 우선순위는 평안남도, 함경남도, 함경북도, 황해북도, 평안북도, 자강도, 량강도, 황해남도, 강원도 순으로 나타났다. 본 연구의 결과는 북한지역의 수력발전댐 개발사업의 진출을 위한 초기 검토 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권12호
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• pp.1029-1038
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• 2009

향후 소수력 자원은 풍부한 부존량과 더불어 사회적 온실가스 감축 노력을 바탕으로 대체에너지로서 성장잠재력이 클 것으로 전망된다. 과거에 소수력 개발을 위한 자원조사는 많은 시간과 비용이 드는 현장조사나 종이지도에 의존해 왔다. 그리고 타당성평가, 개발 우선순위 결정과 같은 의사결정시 발전 성능특성과 경제성에만 치중해 왔다. 그러나 최근 들어 경제적인 부문 뿐만 아니라 인문-사회, 환경, 생태적으로 지속가능한 개발이 더욱 강조되면서 이러한 다기준의 고려는 지속가능한 소수력 개발을 위하여 필수적인 것이 되었다. 따라서 본 연구에서는 계층화분석 과정과 GIS를 이용하여 소수력 개발의 계획단계에서 다수의 소수력 입지들 간의 우선순위를 결정하는 공간 다기준의사결정 방법론을 제시하였다. 제시된 방법론은 초강유역 소수력 입지들 간의 개발 우선순위 결정에 적용하였으며, 분석에 사용된 공간정보 자료와 개발 우선순위 결과를 논문에 수록하였다. 본 연구는 향후 소수력 개발 활성화에 대비한 기초연구로서 의의가 있으며, 소수력 개발의 타당성을 평가하는 의사결정에서 활용도가 높을 것으로 기대된다.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권3호
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• pp.267-273
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• 2020

This Hydrokinetic energy system is the process of extracting energy from rivers, canals and others sources to generate small scale electrical energy for decentralized usage. This study investigates the application of Soil and Water Assessment Tool (SWAT) in Geographical Information System (GIS) environment to evaluate the theoretical hydrokinetic energy potentials of selected Rivers (Asa, Awun and Oyun) all in Asa watershed, Kwara state, Nigeria. SWAT was interfaced with an open source GIS system to predict the flow and other hydrological parameters of the sub-basins. The model was calibrated and validated using observed stream flow data. Calibrated flow results were used in conjunction with other parameters to compute the theoretical hydrokinetic energy potentials of the Rivers. Results showed a good correlation between the observed flow and the simulated flow, indicated by ash Sutcliffe Efficiency (NSE) and R² of 0.76 and 0.85, respectively for calibration period, and NSE and R² of 0.70 and 0.74, respectively for the validation period. Also, it was observed that highest potential of 154.82 MW was obtained along River Awun while the lowest potential of 41.63 MW was obtained along River Asa. The energy potentials obtained could be harnessed and deployed to the communities around the watershed for their energy needs.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권4호
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• pp.1154-1162
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• 2019

China is undertaking an energy reform from fossil fuels to clean energy to accomplish $CO_2$ intensity (CI) reduction commitments. After hydropower, nuclear energy is potential based on breadthwise comparison with the world and analysis of government energy consumption (EC) plan. This paper establishes a CI energy policy response forecasting model based on national and provincial EC plans. This model is then applied in Fujian Province to predict its CI from 2016 to 2020. The result shows that CI declines at a range of 43%-53% compared to that in 2005 considering five conditions of economic growth in 2020. Furthermore, Fujian will achieve the national goals in advance because EC is controlled and nuclear energy ratio increased to 16.4% (the proportion of non-fossil in primary energy is 26.7%). Finally, the development of nuclear energy in China and the world are analyzed, and several policies for energy optimization and CI reduction are proposed.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권3호
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• pp.421-427
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• 2012

Nepal is one of the least urbanized countries in the world where more than 80% of the total population live in rural areas. In recent years, the rate of urbanization became rampant which ultimately accelerated immense pressure on municipal services, especially on managing the ever increasing amount of wastes. Due to lack of technology, infrastructure and financial capacity management of increasing amount of solid waste has become a major challenge in municipalities of Nepal. The indiscriminate dumping of solid wastes already affected the urban environment by creating a serious occupational health and environmental hazard to the vicinity of the dumping sites. However, there is great possibility of recovering methane from the landfill sites since the typical Nepalese municipal solid waste contains more than 65% of organic wastes. Despite having enormous potential of generating electricity from hydropower, Nepal is facing acute shortage of energy. Therefore, comprehensive scientific research and development is necessary for making solid waste to environmentally friendly by converting waste to the energy.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권3호
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• pp.529-541
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• 2016

Under the interaction between dam body, dam foundation and external environment, the dam structural behavior presents the time-varying nonlinear characteristics. According to the prototypical observations, the correct identification on above nonlinear characteristics is very important for dam safety control. It is difficult to implement the description, analysis and diagnosis for dam structural behavior by use of any linear method. Based on the rescaled range analysis approach, the algorithm is proposed to identify and extract the fractal feature on observed dam structural behavior. The displacement behavior of one actual dam is taken as an example. The fractal long-range correlation for observed displacement behavior is analyzed and revealed. The feasibility and validity of the proposed method is verified. It is indicated that the mechanism evidence can be provided for the prediction and diagnosis of dam structural behavior by using the fractal identification method. The proposed approach has a high potential for other similar applications.