• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권12호
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• pp.59-63
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• 2017

국내 한랭지역(강원권)의 경우 낮은 연평균 기온으로 인해 도로표면이 자주 결빙된다. 특히 터널의 입출구의 도로면은 지형적 영향으로 그늘이 생기기 때문에 타 도로면에 비해 결빙이 많이 발생하게 된다. 이러한 결빙을 방지하기 위해 염수분사장치, 전열선 설치, 지열이용 등이 주로 사용되고 있다. 하지만 이런 방법들은 환경오염, 많은 공사비, 유지보수비 및 정기적인 점검 등의 문제점들이 있다. 본 연구에서는 기존도로의 결빙을 방지하기 위해 발열체인 CNT를 이용하여 콘크리트 슬래브의 발열효과를 살펴보고 최적의 CNT설치 간격을 결정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권11호
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• pp.1105-1114
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• 2010

착빙현상은 크게 서리얼음과 유리얼음으로 구분되며 대기온도 뿐 아니라 자유류 속도, 대기 중 수증기 함유량, 수증기 입자의 크기는 결빙형상에 영향을 미친다. 본 논문에서는 결빙 형상에 영향을 미치는 외기조건에 의해 변화하는 결빙형상을 체계적, 정량적으로 분석하여 다음과 같은 결과 확인하였다. 먼저, 자유류 속도의 증가는 결빙면적, 얼음 진행방향, 최대 두께를 모두 증가시키고 결빙형상을 가장 크게 변화시켰다. 둘째, LWC와 결빙면적은 선형적인 관계가 있음을 알 수 있었다. 셋째, 대기온도가 수증기 유입량에 미치는 영향은 LWC, 자유류 속도에 의한 영향에 비해 적어 결빙면적의 변화가 가장 작게 나타났다. 넷째, MVD가 결빙 형상에 미치는 영향은 선정한 외기 조건 중에 가장 미미하였다. 단, 입자가 표면에 충돌하는 영역을 증가시켜 결빙면적에 영향을 주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.253-260
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• 2013

회전익기의 공기흡입구 주위 표면에 발생한 결빙은 엔진의 성능을 저해하는 요인으로 비행 안전성에 심각한 영향을 끼칠 수 있다. 항공기 표면에 발생하는 결빙현상을 분석하는데 많은 비용이 소요되는 결빙 풍동 시험 및 비행시험에 비해 전산유체역학을 기반으로 한 결빙 시뮬레이션은 매우 효과적인 도구가 될 수 있다. 본 연구에서는 결빙조건에서 회전익기 공기흡입구 부근에 설치된 방빙장치의 작동 유무에 따른 결빙의 양과 발생 영역을 CFD 예측기법 및 결빙 풍동시험을 통해 분석하였다. 방빙장치를 작동시킨 경우 공기 흡입구 표면에서의 결빙의 질량과 최대 두께가 약 80% 이상 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권3호
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• pp.147-155
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• 2022

항공기 및 철도차량 운용 중 발생하는 착빙 및 착설 현상은 공력 성능 감소와 주요 부품의 파손을 야기하기 때문에 시간에 따른 얼음 증식을 예측하는 것이 운용 안전 측면에서 매우 중요하다. 결빙수치해석은 실험적 방법에 비해 경제적으로 저렴하고 상사성 문제로부터 자유롭다는 점에서 결빙 형상을 예측하기 위한 수단으로 널리 사용되고 있다. 그러나 결빙수치해석은 착빙노출시간을 multi-step으로 나누어 매 단계별로 정상상태를 가정하는 준정상상태(quasi-steady) 가정을 이용한다. 이러한 방법은 효율적인 해석이 가능하지만 연속적인 결빙 형상을 얻지 못한다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 차원축소기법을 활용하여 결빙 형상 데이터를 보간함으로써 시간에 따른 결빙 형상을 연속적으로 예측할 수 있는 모델을 만드는 것을 목적으로 한다. 서로 다른 100개의 결빙 조건에서 형성된 결빙 데이터에 대하여 차원축소모델을 적용하였으며, 학습 데이터의 수와 결빙 조건이 차원축소모델의 예측 오차에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권2호
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• pp.146-156
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• 2012

비행 중 결빙은 항공기 운용에 위험한 상황을 초래하게 되며, 개발 및 감항 인증 과정중 성능과 안전에 미치는 영향이 평가되어야 한다. 평가를 위한 결빙 풍동시험에서 스케일링 기법은 실제와 동등한 수집율과 결빙량이 모사되는 대체시험 조건을 결정하는 기법이다. 본 논문에서는 Olsen 및 Ruff-IV 기법과 무차원 Weber 수를 일치시켜 속도를 계산하는 방법을 적용하여 연구자들이 쉽게 이용할 수 있도록 스케일링 프로그램을 개발하였다. 동일조건에서 수행된 NASA 스케일링 결과와 비교하여 프로그램을 검증하였다. 또한 FAR Part 25 Appendix C를 적용한 스케일링 사례를 제시하고 결빙코드 FENSAP-ICE를 이용하여 스케일링 기법을 검증하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제20권6호
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• pp.117-132
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• 2021

우리나라는 지형 특성상 산악지역을 통과하는 도로구간이 많아 일조량에 따라 음영이 지속되는 구간이 발생하여 겨울철 도로결빙으로 인한 사고위험이 높다. 국내 도로결빙 안전대책에도 불구하고 도로결빙 사고위험은 여전히 인명피해로 연결되고 있다. 본 연구는 개발 중인 온도 감응형 교통안전 표지판이 운전자에게 결빙 주의 정보를 효과적으로 전달할 수 있는지에 대하여 주행 및 시각행태 측면에서 효과평가 실험연구를 수행하였다. 효과적인 결빙안내를 위해 개발된 다양한 표지판 시안 중 일반인 대상으로 수행된 선호도 평가 결과에서 가장 높은 시인성 및 효과성 평가를 받은 대안을 실험대상 표지판으로 선정하였다. 임의의 지방도를 VR로 구현하여 선정된 표지판이 설치된 구간에서 나타나는 피실험자의 주행행태와 시선행태 변화를 분석하였다. 분석결과, 온도 감응 후 표지판 구간에서 약 7km/h 이상의 속도감소 행태가 나타났으며, 시각행태 측면에서도 영향효과가 나타났다. 이에 개발 중인 결빙주의 표지판은 기존 표지판에 비해 운전자에게 높은 경각심을 주는 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.240-247
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• 2011

본 연구에서는 콘크리트 궤도 침목 내에 설치되는 인서트에 예기치 못하게 침투된 수분의 결빙압이 앵커볼트의 인발강도에 미치는 영향을 유한요소해석을 통해 고찰하였다. 3차원 유한요소해석모델은 콘크리트 침목의 현장실험 결과, 도면 및 레일체결장치의 제원 실측치를 기반으로 수립되었으며, 비선형구성방정식과 파괴 모델은 측정된 압축강도로부터 CEB-FIP 1990 모델코드를 이용하여 추정하였다. 해석모델의 적정성은 철도기술연구원에서 수행한 현장 인발시험 결과 및 실내시험 결과와의 비교를 통해 확인하였다. 다양한 인자, 즉 결빙위치, 앵커볼트 초기 체결력의 크기 및 콘크리트 압축강도에 따른 해석을 수행하였으며, 그 결과를 제시하였다. 해석결과에 의하면, 매립전내 침투수의 결빙력은 균열손상의 가장 가능성 있는 직접적인 원인 중 하나로 간주될 수 있음을 확인하였다. 또한, 외측매립전의 결빙력이 내측 매립전 보다 작은 것으로 나타났으나 그 차이는 크지 않았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.113-121
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• 2013

본 연구의 복합 센서의 상태 판정 알고리즘을 적용한 노면결빙 예측 및 강설 감지 시스템은 기존 단일 센서 만을 이용하던 기존 방식에서 벗어나, 접촉식/비접촉식 센서 및 적외선 카메라를 통합 운영하여 분사 시스템의 분사 시기와 융설액 분사량을 최적 제어한다. 시스템에 적용된 상태 판정 알고리즘은 취득한 온/습도 데이터와 수분 감지 데이터, 관측된 도로 영상의 영상처리기술 등을 이용하여 노면결빙 위험상태와 강설 상태 뿐만 아니라 강설 강도까지 구분하여 판정을 수행한다. 제작된 시스템의 현장 적용 실험에서는 강설 상태 감지율 89% 습윤 상태 감지율 94%의 우수한 판정 결과와 신뢰성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.747-757
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• 2010

날개위에 쌓인 얼음은 날개의 공기역학적 성능을 저하시키고 항공기 사고를 야기하는 주요한 원인이 된다. 결빙된 날개의 형상 예측 연구는 얼음으로 변형된 날개의 공기역학적 성능 파악과 제빙 방빙 장치 설계에 선행 되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 2차원 익형에 발생하는 유리얼음 형상을 예측할 수 있는 코드를 개발하였다. 계산의 효율성을 위해 익형 주위의 유동장 계산은 정상 용출 및 중첩 패널기법을 사용하였고 날개표면과 날개에 유입된 물의 열전달은 Messinger 모델을 통해 고려하였다. 본 코드의 해석 결과는 실험 및 LEWICE 등 기존 해석 프로그램과 상호 검증되었다. 결빙형상의 주요한 요소인 얼음 뿔의 진행 방향 및 얼음 두께는 실험 및 타 프로그램과 유사한 결과를 나타내었다. 또한 대기온도, 수증기 함량, 입자 반지름, 자유류 등이 착빙 형상에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다.

• 과학과기술
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• 제32권2호통권357호
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• pp.96-96
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• 1999

물은 이 세상에서 공기와 더불어 가장 흔한 존재이지만 우리들 인체의 주성분이고 없어서는 안될 존재이다. 물은 가스상태, 액체상태, 그리고 고체상태가 함께 존재하는 희귀한 성질을 가진 물질로 결빙 때는 비체중이 물보다 적어 위에서부터 얼음이 언다. 그래서 강태공도 얼음 위의 낚시를 즐기는 것이 아닌가.