• ETRI Journal
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• 제24권2호
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• pp.81-96
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• 2002

This paper describes our design of a hybrid amplifier composed of a distributed Raman amplifier and erbium-doped fiber amplifiers for C- and L-bands. We characterize the distributed Raman amplifier by numerical simulation based on the experimentally measured Raman gain coefficient of an ordinary single mode fiber transmission line. In single channel amplification, the crosstalk caused by double Rayleigh scattering was independent of signal input power and simply given as a function of the Raman gain. The double Rayleigh scattering induced power penalty was less than 0.1 dB after 1000 km if the on-off Raman gain was below 21 dB. For multiple channel amplification, using commercially available pump laser diodes and fiber components, we determined and optimized the conditions of three-wavelength Raman pumping for an amplification bandwidth of 32 nm for C-band and 34 nm for L-band. After analyzing the conventional erbium-doped fiber amplifier analysis in C-band, we estimated the performance of the hybrid amplifier for long haul optical transmission. Compared with erbium-doped fiber amplifiers, the optical signal-to-noise ratio was calculated to be higher by more than 3 dB in the optical link using the designed hybrid amplifier.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제3권4호
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• pp.352-359
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• 2010

In recent years, the market has shown increasing interest in pump-turbines. The prompt availability of pumped storage plants and the benefits to the power system achieved by peak lopping, providing reserve capacity, and rapid response in frequency control are providing a growing advantage. In this context, there is a need to develop pumpturbines that can reliably withstand dynamic operation modes, fast changes of discharge rate by adjusting the variable diffuser vanes, as well as fast changes from pumping to turbine operation. In the first part of the present study, various flow patterns linked to operation of a pump-turbine system are discussed. In this context, pump and turbine modes are presented separately and different load cases are shown in each operating mode. In order to create modern, competitive pump-turbine designs, this study further explains what design challenges should be considered in defining the geometry of a pump-turbine impeller. The second part of the paper describes an innovative, staggered approach to impeller development, applied to a low head pump-turbine project. The first level of the process consists of optimization strategies based on evolutionary algorithms together with 3D in-viscid flow analysis. In the next stage, the hydraulic behavior of both pump mode and turbine mode is evaluated by solving the full 3D Navier-Stokes equations in combination with a robust turbulence model. Finally, the progress in hydraulic design is demonstrated by model test results that show a significant improvement in hydraulic performance compared to an existing reference design.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권11호
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• pp.53-58
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• 2015

Systemic heating and cooling air conditioning systems are popular in various industrial fields and even home. Recently, the rate of supply of this kind of multi-heat pump has been increased under ESCO financing supporting system. Generally the heat pumping system has a structural simplicity and easy installation benefits. and has good running efficiency under normal designed condition. But under extreme climate condition (over $+30^{\circ}C$, under $-10^{\circ}C$), this system exposes abnormal power consumption. It causes high progressive electric power rates and resultant peak power capacity of power plant. In this paper, a novel system concept of buffering refrigerant accumulator and constant pressure control system to relieve peak power load is proposed and this system's utility is verified with an prototype experimental system.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.182-182
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• 2017

Many small island nations rely on groundwater as their only other source of freshwater in addition to rainwater harvesting. The volume of groundwater resource of small island nations are further limited by their smaller surface area and specific hydrogeology. The rapid growth of population and tourism has led to increasing water demands and pollution of available groundwater resources. The predicted climate change effects pose significant threats to the already vulnerable freshwater lens of small islands in the form of rise in sea level, coastal inundation, saltwater intrusion, varied pattern of precipitation leading to droughts and storm surges. The effects of climate change are further aggravated by manmade stresses like increased pumping. Thus small island water resources are highly threatened under the effects of climate change. But due to the limited technical and financial capacity most of the small island developing states were unable to conduct detailed technical investigations on the effects of climate change on their water resources. In this study, we investigate how well small island countries are preparing for climate change. The current state of freshwater resources, impacts of predicted climate change along with adaptation and management strategies planned and implemented by small island countries are reviewed. Proper assessment and management practices can aid in sustaining the groundwater resources of small islands under climate change.

• 한국환경과학회지
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• 제28권10호
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• pp.887-898
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• 2019

Rehabilitation work is required to increase well productivity, which decreases with the elapsed time of pumping owing to the clogging of the water well. Clogging causes not only a reduction in the well productivity but also a deterioration of the water quality. For unclogging and rehabilitating wells, several techniques are used such as brushing, air surging, surge blocks, and gas impulse. In this study, the high-pressure air impulse technique, which effectively and economically rehabilitates wells, was applied to a riverbank filtration site in Korea for the same objective. At most of the wells, the hydraulic parameters (transmissivity, storage coefficient, and specific capacity) were increased by the application of the high-pressure air impulse technique. The well loss change values also indicate an increase in the hydraulic parameters by the air impulse implementation. Thus, the high-pressure air impulse technique can be efficiently and economically applied to water and riverbank filtration wells for rehabilitating the decreased productivity.

• 지질공학
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• 제27권4호
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• pp.405-416
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• 2017

본 연구는 자유면대수층 즉, 충적대수층에서 필터층의 영향을 평가하기 위하여 수행하였다. 시험을 위해 모래층 및 자갈층으로 구성된 충적대수층에 필터층, 양수정, 관측정을 각각 설치한 모형시험장치를 제작하였다. 제작된 모형시험장치를 이용해 단계양수시험을 수행하였으며, 각 시험조별 투수특성을 확인하고 적정양수량 및 우물효율을 산정하였다. 모래층에서 단계별 양수량 분석을 통한 적정양수량 평가결과, 동일한 필터 두께를 가진 경우 이중필터는 22.03 L/min이며, 단일필터는 19.71 L/min로 단일필터에 비해 이중필터가 115.0% 양수량이 증대되는 것으로 평가되었다. 이중필터와 필터층 두께가 10 cm인 단일필터와 비교하면 이중필터에서 182.7%의 양수량 증대효과가 있는 것으로 분석되었다. 자갈층의 적정양수량 평가결과, 동일한 필터 두께를 가진 경우 이중필터는 73.56 L/min이며, 단일필터는 65.47 L/min로 단일필터에 비해 이중필터가 112.3% 양수량이 증대되는 것으로 평가되었다. 이중필터와 자갈층에서 필터층 두께가 10 cm인 단일필터를 비교하면 이중필터에서 160.9%의 양수량 증대효과가 있는 것으로 분석되었다. 모래층 우물효율을 분석한 결과 이중필터에서 최대 70.4%, 단일필터에서 최소 37.1%를 보이며, 자갈층에서는 필터재 두께가 30 cm인 이중필터와 단일필터에서 66.5%의 높은 우물효율을 보이나 필터재 두께가 10 cm인 단일필터에서는 22.5%로 낮게 평가되었다. 본 연구를 통해 필터재가 두꺼울수록 투수특성이 개선되는 것을 확인하였으며, 이중필터가 단일필터에 비해 양수량 및 우물효율이 상대적으로 높은 것으로 평가되었다. 이와 같은 결과는 우물설계에 실질적으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권6호
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• pp.626-633
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• 2006

본 연구는 부천시를 대상으로 지하수의 함양량, 대수층의 수리학적인 특성, 심도 및 지하수 심도에 따른 수리, 화학적 특성, 지하수의 오염특성을 파악하기 위해 수행되었다. 수리시험의 대상공은 부천지역의 토지이용형태와 도시발달을 고려하여 충적층 2개 지점과 암반층 9개 지점, 총 11개 지점을 선정하여 양수시험과 함께 회복시험을 동시에 실시하였다. 대수층의 투수량계수, 수리전도도 등의 수리상수를 도출하기 위해 양수시험은 충적층은 Theis의 해법에 의해 해석하였으며 암반층은 Theis의 회복해법에 의해 해석하였다. 학교운동장, 녹지공간이 확보된 공원 지역내 양수정은 지하수량이 다른 지역보다 풍부하고, 투수량계수와 수리전도도가 높은 값을 보였는테 이 지역이 강수의 수직침투와 수평이동이 활발하여 도시지역에서 주요 지하수 함양지역임을 뒷받침한다. 도심권의 도로 및 건축물에 의해 포장된 지역 양수정에서는 수리상수 값이 낮아 지하수의 함앙이 어려운 지역으로 관찰되었다. 부천지역 48개 지점에서 채수한 지하수는 심층기반암이 화성암에 기인하여 지하수가 약산성화된 특성을 보였다. 부천시의 지역별 전기전도도는 $70.4{\sim}1,287{\mu}S/cm$의 범위를 보였으며 용해성 광물이나 일부 탄산염의 영향을 받아 대부분의 지역에서 다소 높게 검출되었다.

• 지질공학
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• 제29권3호
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• pp.279-288
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• 2019

본 연구는 안성천에 설치된 방사형집수정에서 약 $4,000m^3/d$의 취수시 주변지역에서의 지하수위 강하량을 측정하였으며, mirror well 개념을 적용하여 계산된 지하수위 강하량과 비교 분석하였다. 지하수위 강하량의 계산은 방사형집수정을 균질 등방성 매질내의 대형 수직정으로 고려하여 실시하였다. 양수시 각 관측정에서 측정된 지하수위 강하량은 계산된 값과 약간의 오차가 발생하는데, 이는 수리전도도 및 대수층 두께 등의 이방성 때문으로 보인다. 또한, OW-7 지점은 실측 및 계산 지하수위 강하량의 차이가 약 48 cm로 크게 나타났는데, 이는 이 방향으로의 수평집수관이 설치되지 않았기 때문이다. 연구지역내에서 출현 가능한 수리전도도와 대수층 두께를 고려한 지하수위 변화의 민감도를 분석한 결과, 대수층의 두께보다는 수리전도도가 지하수위 변화에 민감하게 작용하는 것으로 나타났다. 대용량 취수 시설인 방사형 집수정의 개발시에는 배후지 수위 강하에 대한 우려가 존재하게 되므로 주변지역에 대한 대수층 특성을 정밀하게 파악하여 지하수위 변화를 예측, 평가할 필요가 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.47-54
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• 2009

국내 대부분을 차지하고 있는 자갈 도상궤도는 지속적인 열차반복하중에 의해 마모, 노반으로 관입, 노반표면의 불균질 등에 의해 도상자갈의 기능을 상실하게 된다. 이러한 현상이 지속적으로 발생하면 설계 당초 주요 기능이었던 배수기능을 충분히 발휘하지 못하기 때문에 강우가 노반에 체류되고 물로 인해 간극수압이 증가하여 전단강도가 저하되어 점진적으로 노반이 연약화된다. 이 논문에서는 원형모형실험을 이용하여 부직포 3종류에 대하여 0일, 3일, 7일 체수조건으로 하여 반복하중을 재하시킴으로써 부직포의 침하특성과 지지력 변화를 관찰하였다. 실험결과 0일 체수조건에서 토목섬유 보강과 무보강에 따라 최종 변위는 약 1% 차이가 있으며, 지반의 포화도가 증가함에 따라 침하량이 커지는 경향이 있었다. 보강재의 중량이 클수록 소성침하량이 작게 평가되었으며, 임계 함수비를 초과한 경우에는 부직포의 인장강도와 중량에 따라 침하량의 차이가 발생하였다. 또한 무보강과 비교해 볼 때 부직포에 의한 토압 저감효과는 있으나, 부직포의 중량에 의한 토압저감 효과는 영향이 미미한 것으로 평가되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.301-311
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• 2018

지구 온난화가 심화됨에 따라 도시지역에서 집중호우에 의한 침수 피해가 증가하는 추세이다. 이러한 지구온난화에 의한 기후변화의 변동성은 IPCC 5차 보고서(2014)에서도 기술되어 있으며 기후변화에 의한 강수 패턴의 변화, 수문시스템의 변화 등 수자원 불확실성의 증가에 대하여 시사하고 있다. 최근 서울이나 부산과 같은 대도시의 관로의 수용 범위를 초과하는 국지성 호우가 발생하여 큰 피해를 초래하였다. 도시지역의 침수는 1차적으로 우수관거 통수능 부족에 의한 내수범람이 발생하고 방류구와 인접한 하천의 외수범람이 발생한다. 인구가 밀집되어 있는 도시지역에서 발생하는 침수는 인명피해 뿐만 아니라 도로, 교량, 지하공간 침수 및 파괴를 복구하기 위한 사회 경제적 피해를 동반하기 때문에 농촌, 산지 지역에 비해 피해량이 크다. 또한 도시개발에 인한 불투수면적 증가, 강우 유출시 출구부까지의 짧은 도달시간, 배수시설의 통수능부족 등 다양한 원인이 침수피해를 증대시킨다. 본 연구에서는 집중호우에 취약한 지역을 선정하고 XP-SWMM을 이용하여 내수침수 모의를 실시하였다. 또한 시범지역에 관로 개량, 우수저류지 설치, 우수펌프장 설치와 같은 홍수방어대안을 적용하여 각각의 침수모의를 실시하였으며 해당유역을 격자별로 분할하여 대안별 침수데이터를 추출하였다. 또한 격자별로 가장 적합한 구조적 홍수방어대안을 제시하기 위해 침수시간, 최대침수심, 구조물 설치비용을 평가요소로 이용하였으며 MCDM 기법 중 하나인 Compromise Programming 기법을 적용하였다. 본 연구에서는 동일 유역이라도 지리적 여건에 따라 대안의 선호도가 다르다는 점을 반영하고자 하였으며, Spatial Multi-Criteria Decision Making을 적용하여 지역특성을 고려한 홍수방어대안을 선정하는 방법에 대하여 연구하였다.