• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.238-238
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• 2019

산지계곡에는 큰 자갈이나 호박돌이 무더기로 퇴적되어 있어서 대규모 공극을 구성한다. 호우시 이 돌무더기 내부에 빠른 흐름이 형성되고 이에 따른 퇴적사면의 급격한 변동이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 대공극 매질의 흐름은 산지계곡에 퇴적된 균일 직경을 가진 구형 입자로 구성된 대규모 공극 매질을 구성하고, 비 Darcy 흐름의 유속에 미치는 입경의 영향을 수리실험으로 조사하였다. 실험에 사용된 구형 입자는 크기가 15.5mm, 25mm, 36.5mm인 유리구슬이고, 조성된 매질의 공극율은 Table 1과 같으며, 실험에서 침투거리는 40cm로 하였다. 실험유량은 0.98~15.41 t/s이고 입자 Reynolds 수는 120~4,580의 범위였다. 동수경사가 증가하면 매질의 단면평균 유속이 비선형적으로 증가하였다. 입경이 작을수록 유속과 동수경사 사이의 비선형적 경향이 더 크다(Fig.1). 동일한 동수경사에서 매질의 입경이 클수록 유속이 빠르게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.63-70
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• 2014

본 연구에서는 상대적으로 얇은 두께의 스트럿을 가진 스텐트를 적용하여 스텐트의 공극률(80%, 74% 및 64%)에 따른 뇌동맥류 내부 유동 특성 변화를 이해하고자 CFD 해석을 수행하고, 기존의 발표된 실험 결과와 비교하였다. 수치해석 방법으로는 이차의 사면체 요소(quadratic tetrahedral element) 기반의 유한요소해석(FEM) 코드를 이용하였다. 뇌동맥류 내부 평균유속 감소비의 정량적인 면에서는 실험결과와 약간의 차이를 보였으나, 스텐트 공극률에 따른 뇌동맥류 내부 유동장 패턴 및 평균유속 감소의 상대적 특성 등은 비교적 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구에서 고려한 가장 높은 80% 공극률을 가지는 스텐트의 경우에도 비교적 우수한 뇌동맥류 유입 유속 감소 효과를 가짐을 확인할 수 있었으며, 이보다 더 낮은 공극률을 가진 스텐트의 경우에는 약간의 추가적인 뇌동맥류 유입 유속 감소 효과를 가지나, 유속 및 벽전단응력 등의 혈류역학적 특성은 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권10호
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• pp.861-870
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• 2020

자갈 입자로 구성된 다공성매질에서는 유속이 증가하여 레이놀즈수가 커지게 되면 흐름은 Darcy의 영역을 벗어나게 된다. 본 연구는 인공함양 유역의 소하천에 설치예정인 돌망태 보의 채움재를 통과하는 비선형적인 흐름특성을 규명하기 위하여 자갈칼럼과 돌망태모형을 이용한 투수실험을 수행하였다. 칼럼실험을 통하여 공극유속과 수리경사의 관계식과 계수를 결정하고, 수리평균반경과의 상관관계식을 제안하였다. 제안식으로 부터 계산된 공극유속과 공극유량은 돌망태모형 투수실험의 측정치와 잘 일치하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제25권3호
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• pp.210-213
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• 1993

본 실험의 목적은 공극률과 상향유속의 관계에서 세입자의 유동특성을 고찰하는 데 있다 Column 내경은 유동층의 유속과 공극률과의 관계에 큰 영향을 미치지 못했으며 유속과 공극률과의 관계는 다음과 같다. $\frac{u}{u_t}={\varepsilon}^{3.703}$----모래$\frac{u}{u_t}={\varepsilon}^{3.5665}$----이온 교환수지$\frac{u}{u_t}={\varepsilon}^{4.066}$---GAC 또 유동층 매질입자는 구형을 사용하는 것이 일정유속에서 공극률을 낮게 유지할 수 있어 좋았고 실제로 미생물막 유동층 반응기에서는 미생물막이 매질에 부착되면 비중이 감소하므로 매질의 비중이 높을수록 유동층을 유지하기가 쉽다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.53-60
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• 2006

본 연구에서는 단열암반층에 굴착된 2개의 지하수공(TW-1, TW-2)에서 브롬이온을 이용한 단공주입양수 추적자시험 (Single Well Injection Withdrawal tracer test, SWIW tracer test)이 수행되었다. 이 두 지하수공에서는 대수층의 수리전도도와 지하수의 평균선형유속이 다른데, TW-1공에서 수리전도도가 5배 정도 크고, TW-2공에서는 평균선형 유속이 1.8배 정도 빠르다. 추적자시험으로부터 시간에 따른 브롬이온의 농도이력곡선과 누적질량회수곡선이 작성되어 분석되었으며, 또한 평균이송거리, 공극유속, 종분산지수와 종분산계수를 산정하여 단열암반층의 수평적인 불균질성에 따른 수리분산 차이가 해석되었다. 브롬이온의 평균이송거리는 TW-1공에서 3.00 m, TW-2공에서 5.62 m이며, 주입/양수 단계에서 평균적인 공극유속은 TW-1공에서 $4.31\;{\times}\;10^{-4}\;m/sec$, TW-2공에서 $8.08\;{\times}\;10^{-4}\;m/sec$로 산정되었다. TW-2공에서 단열암반층의 유효공극율이 작아서 평균이송거리와 공극유속이 크게 나타났다. 단공주입양수 추적자시험에 의해 산정된 종분산지수는 TW-1공에서 28.73 cm, TW-2공에서는 18.49 cm로서, TW-1공에서 용질이송이 1.55배 정도 빠른 것으로 나타났다. 평균선형유속을 이용하여 구한 종분산계수는 TW-1공에서 $5.14\;{\times}\;10^{-6}\;m^2/sec$, TW-2공에서 $6.06\;{\times}\;10^{-6}\;m^2/sec$로서, TW-2공에서 브롬이온의 확산면적이 1.18배 정도 넓은 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.308-308
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• 2017

국내 하천에 설치된 횡단구조물은 2009년을 기준으로 약 20,753개로 알려져 있으며 수위 유지, 하상고 유지 등의 목적을 가지고 설치된다. 그러나 낙차를 가진 빠른 유속의 흐름을 형성시켜, 하류 하상에서 국소 세굴을 발생시킨다. 이를 방지하기 위해 횡단구조물 하류에 굴요성 구조(flexible structure)인 돌망태, 블록공, 사석 등으로 이루어진 바닥보호공(bed protection)이 설치되나 유실, 침하 등의 문제가 빈번히 발생되고 있어, 문제를 해결하기 위한 연구가 필요하다. 본 연구는 이러한 피복 대책에서 일어날 수 있는 파괴 기구인 전단파괴, 흡출 파괴, 경계 파괴, 하상 형태 변화에 따른 하부 침식 중 흡출 파괴(winnowing failure)를 유발하는 흐름을 검토하기 위한 수치모의를 수행하였다. 이때 흡출 파괴는 바닥보호공의 공극으로 미세한 하상 재료가 난류와 침투류의 작용에 의해 침식되어 바닥보호공이 침하되는 것을 말한다. 수치모의는 전산유체동역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 모형인 FLOW-3D 모형을 이용하였으며, 난류 모형으로 LES 모형을 적용하고 조밀한 격자를 부여하여 바닥보호공의 공극에서 발생되는 비교적 작은 척도의 와(vortex)를 해상할 수 있도록 하였다. 수치모의에 적용된 횡단구조물은 보, 물받이공, 바닥보호공으로 구성하였으며 특히, 바닥보호공의 형상은 구체(sphere)로 가정하여 다층으로 배치하였다. 바닥보호공의 공극 또는 구체 사이에서 발생되는 유속, 압력 등의 흐름특성을 분석한 결과, 바닥보호공 두께가 두꺼울수록 흡출 파괴에 대해 안정적인 것으로 나타났다. 이는 바닥보호공 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있으며, 향후 입자영상유속계(Particle Image Velocimeter, PIV)와 같이 공극에서 흐름을 측정할 수 있는 방법과 병행한 연구를 수행할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.50-54
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• 2011

공극률, 슬릿 수 및 두께가 다양한 오리피스 구조물을 대상으로 개수로 수리실험을 진행하여 유공벽의 벽두께에 따른 에너지 손실계수의 변화 및 메커니즘을 연구하였다. 오리피스의 개수로 수리실험을 수행하였으며 다양한 유속조건에서 오리피스의 벽두께에 대한 에너지 손실계수를 측정한 뒤 결과를 권 등(2010)의 관수로 실험결과와 비교하였다. 실험결과 전체적으로 유속에 따라 에너지 손실은 변화하였으며 유속이 감소할수록 에너지 손실은 크게 증가함을 보였다. 유속이 작은 층류구간에서 유속이 감소할수록 에너지 손실은 증가하는 반비례 관계를 보였고 에너지 손실량은 관수로 실험결과와 서로 비슷하였다. 그러나 유속이 강한 난류 구간에서는 에너지 손실이 유속과 무관하게 일정한 관수로 결과와는 달리 유속에 따라 변화하였다. 또한 유속이 약한 흐름에서는 오리피스의 두께 및 슬릿 수에 따라 에너지 손실은 각각 다르게 측정되었지만 유속이 강한 흐름에서는 벽두께 변화와 상관없이 에너지 손실은 거의 비슷하였다. 이 결과로부터 개수로 오리피스의 경우 유속이 강한 구간에서는 오리피스의 벽두께 효과 보다 상 하류 수위차로 발생하는 개수로 효과가 더 큰 영향을 주는 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1388-1392
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• 2005

호안 Mattress/Filter는 철망구조 내에 채움재를 채운 다공성 구조로서 다양한 크기의 채움재를 사용할 수 있고 이로 인하여 다양한 공극을 형성할 수 있다. 이러한 Mattress/Filter의 다공성 구조는 통수성을 증가시키기 때문에 호안부에서 흐름의 에너지 및 유속을 감소시키며, 이로 인해서 소류력이 감소되어 호안의 침식을 완화시킨다. 또한 Mattress/filter에 사용되는 채움재는 자갈, 폐콘크리트 및 슬래그를 사용하기 때문에 표면이 거칠고 조도계수가 증가하게 되며, 호안에서의 조도계수의 증가는 유속의 감소와 소류력 감소를 가져온다. 한편 Mattress/Filter가 시공되고 수개월이 경과되어 식생발달 및 안정화가 이루어진 후에는 식생과 Mattress/Filter가 일체화되며, Mattress/Filter와 식생에 의해 조도계수의 증가 및 유속감소의 효과가 더욱 커지면서 결과적으로 소류력 감소효과는 증가하게 된다. Mattress/Filter의 다공성 구조는 호안의 통수성 및 조도계수를 증가시켜 호안부의 유속 및 소류력을 감소시키기 때문에 침식 및 식생유실을 완화시키게 된다. 시공 초기 식생이 발달하기 전에 복토된 토양의 유실 우려가 있을 경우 Mattress/Filter의 표면에 토양유실방지매트를 설치하여 복토된 토양이 유수에 의해 침식되는 현상을 방지할 수 있다. Mattress/Filter 시공후 수개월이 경과한 뒤에는 식생이 발달하여 유속 및 소류력 저감효과가 더욱 증가하며, 이로 인해서 더욱 안정된 식생군락을 형성시킬 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제23권4호
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• pp.52-62
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• 2015

본 연구에서는 퇴비화공정에서 첨가재로 주로 사용되는 톱밥을 대상으로 톱밥 내 공기투과성 변화에 영향을 미치고 있는 요인별 특성과 총차감압력에 미치는 기여도를 평가하였다. 공기투과성 변화에의 영향요소로서 층류속도(v), 난류속도($v^2$), 수분함량(MC*v), 공기공극률(AFP*v), 입자크기(SIZE*v)를 선정하여 차감압력 산정을 위한 회귀식을 제시하였다. 차감압력에의 증가요인은 층류속도(v)와 입자크기(SIZE*v)이며, 감소요인은 난류속도($v^2$), 수분함량(MC*v), 공기공극률(AFP*v)이다. 공기유입속도를 높이면 총차감압력이 지속적으로 증가하였으며, 이러한 총차감압력 변화에 영향을 크게 미치는 증가요인은 입자크기(SIZE*v)이며, 감소요인은 공기공극률(AFP*v)이다. 또한 총차감압력에의 증가기여도는 낮은 유속에서는 층류속도(v)가 높은 유속에서는 입자크기(SIZE*v)의 기여도가 높았으며, 감소기여도는 공기공극률(AFP*v)이 가장 높았다. 반면에 수분함량 변화에 따른 총차감압력 변화는 그리 크지 않았다. 따라서 총차감압력은 증가요인보다는 감소요인인 공기공극률(AFP*v)과 수분함량(MC*v)에 의하여 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 본 연구결과로서, 효율적 퇴비화공정을 위하여는 적정 수분함량 유지와 함께 공기공극률이 높은 첨가재를 선정하여 공기투과성을 향상시키는 방법이 적절할 것이다.

• 태양에너지
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• 제12권2호
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• pp.43-50
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• 1992

공기(空氣)가 통과(通過)하는 소결금속(燒結金屬)에서의 압력손실(壓力損失)에 대한 기초(基礎) 지식(知識)을 얻기 위하여 실험적(實驗的)으로 연구(硏究)를 수행(遂行)하여, 소결금속(燒結金屬)의 공극율(空隙率)과 소결금속(燒結金屬)을 통과(通過)하는 공기(空氣)의 유속(流速)이 압력손실(壓力損失)에 미치는 영향(影響)을 고찰(考察)하고, 또 본(本) 실험(實驗) 결과(結果)를 비소결금속(非燒結金屬)에서의 압력손실(壓力損失)에 대한 대표적(代表的)인 Ergun의 식(式)과 마찰계수(摩擦係數)의 관점(觀點)에서 비교(比較)하였다. 본(本) 연구결과(硏究結果), 소결금속(燒結金屬)에서의 압력손실(壓力損失)은 유속(流速)이 증가(增加)할 수록 증대(增大)하며, 또 동일 유속(流速)에서는 공극율(空隙率)이 감소(減少)(입자직경(粒子直徑)이 감소(減少))할 수록 증대(增大)한다. 특히 본(本) 실험(實驗) 결과(結果)를 소결금속(燒結金屬)의 두께와 직경(直徑) 및 입자직경(粒子直徑)의 무차원수(無次元數)들로 표현되는 무차원(無次元) 실험식(實驗式)으로 유도(誘導)하였으며, 이 실험식(實驗式)은 본(本) 연구결과(硏究結果)와 ${\pm}15%$ 범위에서 일치하고 있다.