• 제목/요약/키워드: hydraulic-geometry

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자연 수리자극을 이용한 소유역 규모 대수층 수리전도도 특성화: 지구통계 진화전략 역산해석 기법의 적용 가능성 시험 (Feasibility Test for Hydraulic Conductivity Characterization of Small Basin-Scale Aquifers Based on Geostatistical Evolution Strategy Using Naturally Imposed Hydraulic Stress)

  • 박은규
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제25권4호
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    • pp.87-97
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    • 2020
  • In this study, the applicability of the geostatistical evolution strategy as an inverse analysis method of estimating hydraulic properties of small-scale basin was tested. The geostatistical evolution strategy is a type of data assimilation method that can effectively estimate aquifer hydraulic conductivity by combining a global optimization model of the evolution strategy and a local optimization model of the ensemble Kalman filtering. In the applicability test, the geometry, hydraulic boundary conditions, and the distribution of groundwater monitoring wells of Hanlim-Eup were employed. On the other hand, a synthetic hydraulic conductivity distribution was generated and used as the reference property for ease of estimation quality assessment. In the estimations, two different cases were tested where, in Case I, both groundwater levels and hydraulic conductivity measurements were assumed to be available, and only the groundwater levels were available, in Case II. In both cases, the reference and estimated hydraulic conductivity fields were found to show reasonable similarity, even though the prior information for estimation was not accurate. The ability to estimate hydraulic conductivity without accurate prior information suggests that this method can be used effectively to estimate mathematical properties in real-world cases, many of which little prior information is available for the aquifer conditions.

토양 공극 형태와 수문학적 특성에 대한 3 차원적 측정 (Three Dimensional Measurements of Pore Morphological and Hydraulic Properties)

  • 전현정;;윤성원;;;;;손연규;하상건
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.415-423
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    • 2010
  • 포어 네트웍 모델들 (Pore network model)은 토양 공극의 구조를 조사할 때 유용한 도구들이다. 이런 모델들은 삼차원 이미지들에서 공극의 구조와 관련된 양적 정보를 제공한다. 이 연구는 포어 네트웍 모델을 이용하여 공극의 구조와 수리학적 특성들을 양적으로 측정하였다. 연구목표는 큰 크기의 이미지에서 공극의 구조에 관한 양적 정보를얻기 위해 포어 네트웍 모델을 적용하고, 토양수분특성과 수리 전도도를 삼차원 이미지로부터 계산하고 이 값들은 실험을 통해 얻어진 실험값들과 결합하여 토양의 수리적 특성을 분석하는 것이었다. 토양 시료들은 발티모아 도시 중심에 있는발티모어 과학센터에 위치한 실험부지에서 채취되었다. 불교란 원주형 시료들이 채취되었고, 22 ${\mu}m$ 의 해상도로 x선 단층 촬영되었다. 포어 네트웍은 중심축 변형에 의해 공극에서 축출되었고 이를 바탕으로 공극 구조가 계산되었다. 토양수분특성과 불포화 수리 전도도 값들은 토양 이미지에서 계산 되었다. 토양 밀도, 토양수분특성과 불포화 수리 전도도들은 3 토양 시료들로부터 실험을 통해 구하였다. 삼차원 이미지 분석은 토양 공극의 특성들을, 예를 들어 공극 부피, 길이, 굴곡도, 가장 정확히 분석하였다. 이런 정확한 분석은 토양 내 수문학적 정보를 정확히 산출할 수 있게 하였다. 계산된 값과 실험을 통한 실험치의 결합은 공극에 대한 더 광범한 범위를 분석할 수 있게 하였다. 이 연구를 통해 이미지에서 계산되고 측정된 수문학적 자료들은 토양 내대기공과 소기공을 모두 다 설명해 줄 수 있는 방법이라는 것이 밝혀졌다.

원격영상자료와 수치고도모형으로부터 하폭-유량 관계식 도출 (Deriving Channel Width-discharge Relationship from Remote Sensing Imagery and Digital Elevation Models)

  • 김종천;백경록
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제48권8호
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    • pp.685-693
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    • 2015
  • 본 논문에서는 원격탐사자료를 이용하여 하천의 하폭-유량 관계식을 도출하는 방법을 제안하였다. 고해상도 원격영상으로부터 하천의 여러 단면에 대해 수면 폭을 측정하였다. 각 단면 지점에 해당하는 유역면적은 수치고도모형으로부터 계산하여하폭-유역면적 관계식을 구하였다. 한편, 지상관측소의 유량자료를 이용하여 측정된 유량과 관측소 별 유역면적 사이의 관계식을 구하고, 이렇게 얻어진 두 개의 관계식을 짝지어 수리기하 관계식 중 하나인 하폭-유량 관계식을 도출하였다. 본 방법의 타당성을 확인하고자 낙동강과 섬진강을 대상으로 하폭-유량 관계식의 지수 값을 살펴보았다. 그 결과, 지상관측자료의 회귀식에서 얻은 하폭과 유량 사이의 관계식과 비교하여, 비슷한 범위의 지수 값이 계산되었다. 본 연구의 접근법은 실측자료에 의존했던 전통적인 수리기하 분석 방법을 탈피하여 현장 자료의 한계를 극복할 수 있는 대안이라고 할 수 있다.

셰일저류층의 다단계 수압파쇄에서 응력그림자 효과를 고려한 균열형태 분석 (Analysis of Hydraulic Fracture Geometry by Considering Stress Shadow Effect during Multi-stage Hydraulic Fracturing in Shale Formation)

  • 유정민;박혜민;왕지훈;성원모
    • 한국가스학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.20-29
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    • 2021
  • 투과성이 낮은 셰일층에서의 다단계 수압파쇄 시, 파쇄단계 간의 서로 근접한 균열로 인해 지층 간 응력간섭이 발생하는 '응력그림자효과'가 나타날 수 있다. 이로 인해 균열의 전파 방향성이 변화하거나 비정형적인 형태의 균열이 발생하게 된다. 본 연구에서는 응력그림자효과의 영향에 따른 수압파쇄 균열형태와 생산성을 분석하고자 상용 수압파쇄 시뮬레이터 full-3D모델인 'GOHFER'를 사용하였다. 균질한 저류층 모델에서 응력그림자효과 고려 유무에 따른 분석을 수행하였다. 또한 지력학적 물성이 다른 두 셰일층에서 수압파쇄 모델링을 수행하여 영률과 포아송비에 따른 응력그림자효과를 분석하였다. 선행 파쇄단계의 균열로 인한 응력변화는 최대/최소 주응력을 역전시켜 T-방향보다는 생산성이 미비한 L-방향 균열이 주로 형성되었다. 또한 Marcellus 셰일의 경우 연성 특성을 갖는 Eagle Ford 셰일에 비해 높은 취성으로 인해 균열의 폭이 더 두껍게 형성되어 균열 체적이 더욱 크게 산출되었다. Marcellus 셰일지층의 영률이 Eagle Ford 셰일에 비해 크게 낮기 때문에 stage 2에서 응력그림자효과의 영향을 적게 받는 것을 확인할 수 있었다. 이처럼 응력그림자효과는 균열 간의 간격 뿐만 아니라 지력학적 물성에 따라서도 크게 달라진다. 그러므로 좀 더 정확한 균열 형태와 현실성 있는 생산성 예측하기 위해 응력그림자효과는 고려되어야 한다.

Flow Factor Prediction of Centrifugal Hydraulic Turbine for Sea Water Reverse Osmosis (SWRO)

  • Ma, Ying;Kadaj, Eric;Terrasi, Kevin
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제3권4호
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    • pp.369-378
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    • 2010
  • The creation of the hydraulic turbine flow factor map will undoubtedly benefit its design by decreasing both the design cycle time and product cost. In this paper, the geometry and flow variables, which effectively affect the flow factor, are proposed, analyzed and determined. These flow variables are further used to create the operating condition maps by using different model approaches categorized into Response Surface Method (RSM) and Artificial Neural Network (ANN). The accuracies of models created by different approaches are compared and the performances of model approaches are analyzed. The influences of chosen variables and the combination of Principle Component Analysis (PCA) and model approaches are also studied. The comparison results between predicted and actual flow factors suggest that two-hidden-layer Feed-forward Neural Network (FFNN), and one.hidden-layer FFNN with PCA has the best performance on forming this mapping, and are accurate sufficiently for hydraulic turbine design.

The New Generation of Hydraulic Presses-Progress in the Forming Process

  • Prommer, Eric
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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    • pp.1276-1277
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    • 2006
  • The ever increasing requirements on today's compacts with regard to their geometry and precision call for flexible high-precision and most capable production systems. DORST Technologies has coped with these requirements by developing the new HP series for pressing forces between 1600 kN and 16000 kN and the new HS series for pressing forces between 150 kN and 1200 kN. These fully hydraulic presses featuring upper ram, lower ram, core rod, filler, up to 4 lower tool levels and up to 4 upper tool levels with closed-loop controlled movements. Thanks to latest servo technology and an electronic bus system it is possible to have all movements closed-loop controlled in the desired relation to each other. Thus, today's hydraulic presses provide high stroke rates, low energy consumption and a user-friendly interface. The input of data is carried out via clearly arranged screen masks on a touch-screen. The innovative DORST $IPG^{(R)}$ (Intelligent Program Generator) has been designed to support the set-up staff in preparing and optimizing the toolprogram. The combination of the machine type with the hydraulic unit determines the productivity in consideration of the specific application and the part to be pressed. Thanks to the closed-loop control circuits, DORST hydraulic automatic presses of the latest generation ensure unmatched precision and repeatability - and consequently process reliability - often without necessitating subsequent machining steps.

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블록크기 및 균열의 기하학적 속성에 따른 2-D DFN 시스템의 블록수리전도도 특성 (Characteristics of Block Hydraulic Conductivity of 2-D DFN System According to Block Size and Fracture Geometry)

  • 한지수;엄정기
    • 터널과지하공간
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    • 제25권5호
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    • pp.450-461
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    • 2015
  • 본 연구는 블록크기 및 균열의 기하학적 속성이 균열암반의 수리적 특성에 미치는 효과를 파악하기 위해 이차원 등가파이프 연결구조에 기반을 둔 DFN 유체유동 해석기법을 적용하여 수치실험을 수행하였다. 두 개의 균열군을 사용하여 균열의 기하학적 속성 변화를 반영할 수 있도록 방향, 면적빈도, 길이분포를 달리하며 이차원 영역에 추계론적으로 생성한 총 72개의 DFN 블록에 대하여 방향에 따른 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 블록에서 이론적 블록수리전도도, 주 수리전도도텐서 및 평균블록수리전도도를 추정하여 비교분석한 결과, 블록크기 및 균열의 기하학적 속성은 균열성 암반의 수리적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 균열군의 교차각이 작을수록, 면적빈도가 낮고 길이분포가 짧을수록 DFN 시스템은 유체유동에 대한 REV를 정의하기 어려우며 방향에 따른 블록수리전도도의 변동성이 강하게 나타났다. 일반적으로 블록크기가 커질수록 DFN 시스템에 대한 등가연속체 취급 가능성은 높아진다.

Hydraulic conductivity estimation by considering the existence of piles: A case study

  • Yuan, Yao;Xu, Ye-Shuang;Shen, Jack S.;Wang, Bruce Zhi-Feng
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제14권5호
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    • pp.467-477
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    • 2018
  • Estimation of hydraulic parameters is a critical step during design of foundation dewatering works. When many piles are installed in an aquifer, estimation of the hydraulic conductivity should consider the blocking of groundwater seepage by the piles. Based on field observations during a dewatering project in Shanghai, hydraulic conductivities are back-calculated using a numerical model considering the actual position of each pile. However, it is difficult to apply the aforementioned model directly in field due to requirement to input each pile geometry into the model. To develop a simple numerical model and find the optimal hydraulic conductivity, three scenarios are examined, in which the soil mass containing the piles is considered to be a uniform porous media. In these three scenarios, different sub-regions with different hydraulic conductivities, based on either automatic inverted calculation, or on effective medium theory (EMT), are established. The results indicate that the error, in the case which determines the hydraulic conductivity based on EMT, is less than that determined in the automatic inversion case. With the application of EMT, only the hydraulic conductivity of the soil outside the pit should be inverted. The soil inside the pit with its piles is divided into sub-regions with different hydraulic conductivities, and the hydraulic conductivity is calculated according to the volume ratio of the piles. Thus, the use of EMT in numerical modelling makes it easier to consider the effect of piles installed in an aquifer.

2.5 kW 급 프로펠러형 마이크로 수차 개발 (Development of 2.5 kW Class Propeller Type Micro Hydraulic Turbine)

  • 마상범;김성;최영석;차동안;김진혁
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제31권3호
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    • pp.314-321
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    • 2020
  • In this work, a preliminary design of an inlet guide vane and runner for developing a 2.5 kW hydraulic turbine was conducted by using computational fluid dynamic analysis. Three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with shear stress transport turbulence model were used to analyze the fluid flow in the hydraulic turbine. The hexahedral grid system was used to construct computational domain, and the grid dependency test was performed to obtain the optimal grid system. Velocity triangle diagram considering the flow angles of the inlet guide vane and runner was analyzed to obtain a basic geometry of the inlet guide vane and runner. Through modification of the preliminary design, the hydraulic performances of the turbine have improved under overall drop conditions. Especially, the efficiency and power of the turbine increased by 0.95% and 1.45%, respectively, compared to those of the reference model.