5 EPANETMIKE URBAN은 EPANET 수치 엔진으로 구성되어있습니다. EPANET 엔진은 미국EPA에 의해 개발된 엔진으로 DHI 사에 의해 속도 드라이브 펌프, 확장 조절, 자동소방분석, PID 실시간 조절과 같은 향상된 모델 기능이 추가되었습니다. 이러한 기능들은 정상상태 해석, 확장기간과 수질 분석 그리고 수충격 해석과 같은 분석에사용됩니다.EPANET 컴퓨터 모델은 (1) 입력데이터 파일과 (2) EPANET 컴퓨터 프로그램 두분야로 되어있습니다. 데이터 파일은 관망 내의 관의 특성, 노드 (관의 끝 단), 제어요소 (펌프, 밸브)등을, 컴퓨터 프로그램은 비선형에너지 방정식, 노드에서 압력에 관한 선형방정식 관 내 흐름에 관한 식 등을 해석합니다.EPANET 입력 데이터 파일EPANET은 관과 노드의 물리적인 특징, 관망 내 관들의 연결형태 등을 설명하며자동으로 생성되는 파일입니다. 사용자는 시각적으로 관망배치를 할 수 있으며 관망 내 매개변수 값들은 대화상자를 통해 쉽게 입력할 수 있습니다. MIKE URBAN은 분석 수행에 필요한 형식에 맞게 EPANET 입력파일을 생성합니다. 관 매개 변수에는 길이, 입경, 최소 손실수두계수, 관의 유속계수 등이 있으며 각 관의 두 노드 사이 흐름방향을 결정해야 합니다. 노드의 변수는 수요량, 공급량, 고도, 동수경사선과 압력경사선 등이 있습니다. 동수경사선은 노드의 고도와 압력수두 값의 합입니다. 통상적으로 관에 설치되는 제어 요소에는 밸브와 펌프가 있으며 이 모든것들이 입력데이터 파일 안에 들어가 있습니다.EPANET 컴퓨터 프로그램이 프로그램은 미국 EPA에서 개발되었으며 관내의 유량과 노드에서의 HGL (동수경사선)을 계산할 수 있습니다. 유량의 계산은 비선형 방정식을 풀기 때문에 반복계산을 하게 됩니다. 반복회수는 시스템형태, 정확도 등에 따라 달라집니다. 질량,에너지 보존 법칙에 따라 허용정확도 안의 해를 찾으면 다음 계산을 하게 됩니다.HGL 계산은 선형방정식이기 때문에 간단하게 계산할 수 있습니다. 흐름분석이 끝나면 수질 분석을 실행합니다.5.1 역사배수 관망 시스템 분석은 좀더 쉽고 빠르게 모든 크기의 시스템에서 작동하도록 발전했습니다. 관망 분석은 195년대부터 시작되어 몇 년 뒤, 두 개의 분석 프로그램이 Shamir& Howard (1968) 와 Epp & Fowler (1970)에 의해 만들어졌습니다.두 프로그램 모두 뉴튼 랩슨 방식으로 비선형 방정식을 선형화하며 풀었으며 두 프로그램의 주요 차이점은 다음과 같습니다.1. Shamir& Howard 프로그램은 노드에 적용되는 방정식을 사용하였고, Epp &Fowler 프로그램은 루프에 적용되는 방정식을 사용하였습니다.2. Shamir& Howard 프로그램은 압력 수요 노드와 관의 매개변수에 대해 풀이했고, Epp & Fowler 프로그램은 오직 압력과 유량들에 대해서만 풀이했습니다.그 이후 몇 개의 프로그램이 소프트웨어와 발달한 하드웨어를 이용해서 개발되었습니다. 최근에는 개인용 컴퓨터에서도 실행 가능한 EPANET, UNWB-LOOP,WADISO, KYPIPE 와 같은 프로그램들이 개발되었습니다. 그 중 EPANET,KYPIPE 프로그램만이 전 확장기간 동안 동적인 모의실험이 가능하며 EPANET 만이 수질 분석까지 할 수 있습니다. 또한, WADISO는 최적화 분석을 실행 할 수 있습니다.164 MIKE URBAN
5.1.1 분석 방법MIKE URBAN은 3가지 분석 방법을 사용 할 수 있습니다:정상상태 (정역학적) 분석, 확장기간 (동역학적) 분석, 수질 분석이 그것입니다. 정상 상태 분석은 정상 상태 후 관망 시스템에서 관 유량이나 노드의 HGL을 계산할때 사용하며, 확장 기간 분석은 연속적인 유량과 압력의 전 기관에 걸친 변화를 시뮬레이션 하는데 사용합니다. 수질분석은 water age, 원류추적, 용해물질의 침전계산이나 수중물질의 부패 혹은 성장을 결정하는데 사용합니다. 이 각각의 분석 형태에 대해 다음 절에서 논의 합니다.정상 상태 수리학정상 상태 관망에서의 압력과 유량의 계산을 정상 상태 분석이라고 부릅니다. 이분석은 관 유량과 노드의 동수경사선을 (에너지, 질량 보존 법칙을 이용해서) 계산합니다. 관망시스템에는 펌프 점검 밸브 외 다양한 종류의 제어 밸브가 이 분석에포함되어 있습니다.확장 기간 수리학확장 기간 분석은 확장 기간 (동역학적) 동안 관망 분석에 사용합니다. 총 모의실험시간은 일반적으로 여러 시간단계로 나눌 수 있는데 각 시간 단계에서 시뮬레이션은 전 시간 단계에서 계산한 매개 변수와 유량을 가지고 실행합니다.확장 기간 시뮬레이션 동안, 저장탱크와 수리요소는 배수관망의 일부분으로 제시되기도 합니다. 각 시작단계에서 시스템 운영 매개변수는 외부조건과 전 단계에서의유량의 영향을 받습니다. 외부조건은 펌프파워나 외부 수요량 같은 외부요인에 의해 제어되는 매개변수입니다. 전 시간단계의 유량은 현 시간단계의 저장 탱크의HGL 예측에도 사용합니다.수질 분석수질 분석은 상수 분배와 흐름에 대한 연구의 계획, 설계, 운영에 사용됩니다. 소스추적, 흐름시간 결정, water age, 화학 물질 농도, 오염 물질 집중 지역 찾기 등을수질 모델을 통해 해낼 수 있습니다. 더해서 흐름경로 추적, 특정지역에 공급되는수량, 화학 물질 농도와 오염균 농도 등도 파악 할 수 있습니다.수질 모델은 또한 저류조에서 물의 보존시간, 관을 흘러가는 시간, 다중 수원 (처리공장, 우물, 저류조 등)에서 해당지역에 보내는 유량의 비율 등을 연구하는데 사용할 수 있으며, 관망 내 끝 단에서 정체된 수량 감소를 위한 소화전 프로그램의 계산에도 사용합니다. 그리고 견본 추출 지역, 염소 재처리 공장지역, 관의 교차 연결지, 저류조 운영 방침 등을 설계하고 분석 할 수 있습니다.5.1.2 MIKE URBAN WATER의 응용MIKE URBAN WATER과 같은 배수분석 프로그램은 전형적으로 계획, 실행, 설계의 3분야로 분석을 합니다. (AWWA Manual M32, 1989)응용의 몇 가지 예를 들면 (1) 펌프의 분석, 설계와 배수 시스템 내의 저장탱크, (2)염소처리장의 설계와 분석 등이 있습니다.계획하기MIKE URBAN은 10년~20년 미래의 수요를 예상해서 관망시스템을 계획합니다. 예를 들면 기존 관망에 대해 장기적인 관점에서 개선된 계획을 세우는데 쓰입니다.이 계획들에는 계획, 평가, 관망의 위치, 염소 처리시설의 위치 등이 있으며 이 프로그램은 주요 관망 복구 계획이나 시스템 개선안 등을 수립하는데도 사용됩니다.또한, 분석을 통해 예상치 않은 사건 발생에 대한 대처가 가능하도록 각 사건에 대MIKE URBAN WD User Guide 165
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MIKE URBAN급배수 시스템[DHI S
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1 EPANET 입력이 과에서는 MIK
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여기에 입력할 데이터에는
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서 수동으로 정의할 수도
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합니다.시작점을 선택하면
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새로운 펌프가 평면도에
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세한 정보는 단순 제어 편
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니다. 가변 펌프는 속도 설
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후 원하는 노드를 선택하
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F-FACTOR PRECISION 4VELOCITY ABOVE
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할 수 있습니다. 각 시 계
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으로 볼 수 있습니다.압력
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를 화면상에 표시할 수 있
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주간 패턴 ID (필수)이 입력
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달력 ID (필수)이 입력 데이
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1.5.4 점 오염원 소스 편집
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D = 관경n = Chezy-Manning관 ID
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관과 밸브에 사용되는 계
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을 지정하여 사용자 정의
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MIKE URBAN WD사용자 가이드[DH
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2.2 응용 프로그램 기초다
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로 이루어져 있습니다. 이
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그림 2.12EPANET 에러와 경고
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3 급배수 도구 (WD도구)급
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잔류 압력 절점 검색 반경
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