• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.778-783
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• 1997

원자력 발전소에서의 중대사고시, 고온의 노심 용융물이 원자로 공동으로 떨어지면 노심용융물과 콘크리트간의 반응(MCCI)에 의한 여러가지 현상으로 인해 격납용기의 건전성을 위협할 수 있다. 본 연구에서는 국내 영광원전 3, 4호기에 사용된 공동구조물 콘크리트와 고온용융물간의 반응특성을 실험적으로 살펴보았다. 실험은 유도가열로를 이용한 1차원 장기침식을 모사하기 위한 MEK-S1 실험이다. 실험에서는 유도로의 전원부족으로 용융풀을 형성하지 못하여 장기침식에는 실패하였다. 하지만 약 150$0^{\circ}C$의 고온 SUS 304에 의한 콘크리트의 침식을 확인할 수 있었다. 실험후 분해한 콘크리트 반응시편의 단면은 침식으로 인해 매우 불규칙한 모양을 나타내었으며, 최대침식 깊이는 24mm로 나타났다. 실험중에 발생한 가스의 성분분석 결과에서 H$_2$, $CO_2$, CO 및 $O_2$, $N_2$등의 가스가 발생된 것을 알 수 있었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.47-60
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• 2021

최근 기후변동성으로 인하여 집중호우의 발생빈도 및 강우강도 증가로 노후화된 여수로 바닥슬래브 표면에서의 손상이 발생하여 잦은 보수·보강이 필요한 실정이다. 이를 위해 현장조사, 수리모형 실험 및 수치모형 실험을 통하여 여수로 방류에 따른 손상발생 원인 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 일반적으로 여수로의 흐름특성 및 압력분포에 대한 검토를 수행하였을 뿐 손상의 근본적인 발생원인 규명에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 여수로 바닥슬래브 손상발생 원인을 도출하기 위해 공동침식 및 수력잭킹(hydraulic jacking)으로 인한 콘크리트 탈락관점에서 3차원 수치모형인 FLOW-3D와 COMSOL Multiphysics를 사용하여 검토하였다. 또한 공동지수를 산정하고 압력분포로 인하여 구조물이 받는 응력과 콘크리트의 인장·굽힘강도를 비교하여 공동침식 및 수력잭킹으로 인한 콘크리트 탈락 발생 가능성을 확인하였다. 수문 완전개도 조건에서 여수로 방류에 따른 공동침식 및 수력잭킹에 대하여 수치모의를 수행한 결과, 여수로 하류부에서 공동지수가 0.3 미만으로 공동침식 발생 가능성을 확인하였고, 공동부 및 균열부에서 압력분포에 따라 콘크리트가 받는 응력은 4.6~5.0 MPa로 콘크리트 인장강도와 굽힘강도와 비교를 통하여 지속적인 압력변동으로 인한 콘크리트의 피로파괴 또는 휨파괴 가능성을 확인하였다. 따라서 여수로 고유속 흐름에 의한 공동 현상 및 수력잭킹이 여수로 바닥슬래브 손상발생의 다양한 원인 중 하나로 판단하였다. 그러나 본 연구는 다양한 형상 조건 및 방류 시나리오를 적용하고 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행하지 못하였다는 한계점이 있다. 이에 향후에는 한계점을 보완하여 검토한다면 보다 효율적이고 효과적인 여수로 유지관리 방안 도출이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.251-251
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• 2021

최근 기후변화로 인한 집중호우의 영향으로 홍수 시 댐으로의 유입량이 설계 당시보다 증가하여 댐의 안전성 확보가 필요하다(감사원, 2003). 이에 건설교통부(2003)는 기후변화와 댐 노후화에 대비하여 치수능력증대사업을 추진하여 댐의 홍수배제능력을 확보하였고, 환경부(2020)에서는 40년 이상 경과된 댐을 대상으로 스마트 안전관리체계 구축을 통한 선제적 보수보강, 성능개선 및 자산관리로 댐의 장수명화를 목적으로 댐의 국가안전대진단을 추진하고 있다. 이에 본 연구에서는 댐 시설(여수로)의 노후도 평가 시 활용 될 수 있는 여수로 표면손상 원인규명에 대하여 3차원 수치모형(FLOW-3D 및 COMSOL Multiphysics)을 통해 검토하고자 한다. 연구대상 댐은 𐩒𐩒댐으로 지형 및 여수로를 구축하였으며, 계획방류량(200년 빈도) 및 최대방류량(PMF) 조건에서 모의를 수행하였다. 수치모의 계산의 정확도 검토를 위하여 Baffle의 설치를 통하여 시간에 따른 유량의 변화를 설계 값과 비교하였고 오차가 1.0% 이내를 만족하는 것을 확인하였다. 여수로 표면손상의 다양한 원인 중 기존연구(USBR, 2019)를 통하여 공동침식(Cavitation Erosion) 및 수력잭킹(Hydraulic Jacking)에 초점을 두었으며 방류조건 별 공동지수(Cavitation Index)산정을 통하여 공동침식 위험 구간을 확인하였다. 이음부의 균열 및 공동으로 인한 표층부 콘크리트의 탈락현상을 가속화시키는 수력잭킹 검토를 위하여 국부모형을 구축하였고 음압력(Negative Pressure), 정체압력(Stagnation Pressure), 양압력(Uplift Pressure)의 분포를 확인하였다. 최종적으로 COMSOL Multiphysics를 통하여 압력분포에 따른 구조해석을 수행하여 폰 미세스(Von Mises) 등가응력 및 변위를 검토하여 콘크리트의 탈락가능성을 확인하였다. 본 연구는 여수로 공동부 및 균열부에서의 손상메커니즘을 확인할 수 있는 기초적인 연구이지만 향후에는 다양한 지형조건 및 흐름조건에서의 압력분포 분석 및 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행한다면 구조물 노후도 및 잔존수명 평가에 필요한 손상한계함수 도출이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.784-789
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• 1997

원자력 발전소에서의 중대사고시, 고온의 노심 용융물이 원자로 공동으로 떨어지면 노심용융물과 콘크리트간의 반응(MCCI)에 의한 여러가지 현상으로 인해 격납용기의 건전성을 위협할 수 있다 본 연구에서는 국내 원전에서의 MCCI 현상에 대한 실험과 해석결과를 살펴보았다. 실험은 영광원전 3,4호기 원자로 공동구조물의 콘크리트를 대상으로 thermite 20kg을 사용한 것이며 해석은 MELCOR 코드내의 MCCI 상세해석 모듈인 CORCON-MOD3를 이용하였다. 해석에 사용된 콘크리트의 화학성분과 열물성은 실험을 통하여 측정한 값을 사용하였으며 해석결과는 실험 결과와 비교하였다. 또한 GORCON 코드에서의 MCCI 현상의 해석시 용융물의 초기온도, 용융물의 질량, 콘크리트의 종류에 따른 예측결과들을 비교하였다. MCCI 현상의 해석시 콘크리트의 종류에 따른 가스발생량과 구성성분의 변화가 크게 나타남으로 콘크리트의 화학적 구성성분을 적합하게 입력하여야 한다. 콘크리트로의 종류에 따른 하부로의 열유속은 크게 차이가 없으나 침식율은 크게 차이가 나며 이는 콘크리트의 상변화 잠열의 차이에서 기인한 것이다. CORCON 코드는 실험에 비해 작은 침식율을 예측하고 있으며 콘크리트의 침식율은 용융물의 양에 비해 초기온도의 변화에 더 큰 영향을 받는 것으로 예측하고 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
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• pp.194.1-194
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• 2002

• 한국지형학회지
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• 제18권4호
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• pp.35-57
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• 2011

포트홀로 대표되는 기반암 하상에 발달하는 다양한 침식 지형은 전문 연구자들의 연구 대상일 뿐만 아니라 일반인들에게 지형학의 학문적 중요성을 인식하게 하는 중요한 대상이다. 본 고에서는 우리나라에서 이뤄진 기반암 하상에 발달하는 지형들에 대한 연구들의 내용을 정리하고 소개하여 현황을 파악하고자 한다. 또한 기반암 하상지형의 발달과 관련된 공동현상, 굴식, 수문쐐기, 퇴적물 입자에 의한 마식 등과 같은 프로세스들과 관련된 지형들을 정리하여 소개하고자 한다. 최근에 해외 학계에서 논의되는 퍼로우, 플루트, 러넬 등과 같은 하상 지형의 특성과 형성 과정을 소개하고자 한다. 이러한 지형들은 풍화 기원의 지형들과 명확히 구분되어야 할 것으로 보인다. 또한 앞으로 우리나라의 기반암 하상 미지형 연구가 집중해야 할 과제인 하천 지형 침식 과정에 대한 기능지형학적 연구와 실험 연구의 중요성을 강조하였다. 또한 우주기원핵종을 이용한 침식률의 직접 추정과 같은 앞으로의 연구 방향을 제시하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.315-320
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• 1996

원자력 발전소에서의 중대사고시, 고온의 노심 용융물이 원자로 공동으로 떨어지면 노심용융물과 콘크리트간의 반응(MCCI)에 의한 여러가지 현상으로 인해 격납용기의 건전성을 위협할 수 있다. 본 연구에서는 노심 용융물의 모사체로 고온의 Thermite 20kg을 영광 원자력 발전소 3, 4호기에 사용된 콘크리트 시편에 부어 중대사고시 MCCI 현상을 모사하였다. 실험에서는 국내 콘크리트에서의 침식율, 가스 및 입자 발생률을 측정하였다. 실험에서 측정된 용융물의 최고 온도는 약 2230 $^{\circ}C$이고, 콘크리트 시편으로의 최대 하부 열유속은 초기에 약 1.1~1.3 MW/$m^2$로 나타났으며, 전체적인 콘크리트의 침식 깊이는 약 15mm 그리고 초기의 최대 침식율은 129 cm/hr로 나타났다. 향후에 이 실험 결과를 MELCOR 코드의 MCCI 해석 모듈인 CORCON-MOD3의 해석 결과와 비교할 예정이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권1호
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• pp.15-22
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• 2011

In this paper, cavitation patterns of model tests were compared with those of full-scale measurement for a propeller of crude oil carrier which was suffered from erosions on suction side of blade tip region. Cavitation tests were performed at design and ballast draft using model and full scale nominal wakes. A model ship and wire mesh method was used for the simulation of wake patterns of model nominal wakes. For the prediction of full-scale wake patterns, a RANS solver(Fluent 6.3) was used and wire mesh method was used for the simulation of the full scale wakes. Comparison results show that cavitation patterns using predicted full-scale wake patterns are closer to cavitation patterns of full-scale measurement at ballast draft condition. Also, cloud cavitations were observed on the position of eroded area at both full-scale measurement and cavitation tests using simulated full-scale wake patterns.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권6호
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• pp.569-577
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• 2009

As the scale factor of model propellers utilized in cavitation test is about 40, it is difficult to find out practical countermeasures against the small area erosions on the blade tip region throughout model erosion tests. In this study, a partial propeller blade model was used for the observation of cavitation pattern for the eroded propeller. A partial propeller blade model was manufactured from 0.7R to tip with expanded profile and with adjustable device of angle of attack. Reynold's number of a partial propeller blade model is 7 times larger than that of a model propeller. Also, anti-singing edge and application of countermeasures to partial propeller blade model which produced in large scale can be more practical than a model propeller. For the observation of cavitation at high Reynold's number, high speed cavitation tunnel was used. To find out the most severe erosive blade position during a revolution, cavitation observation tests were carried out at 5 blade angle positions.

• 보존과학회지
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• 제23권
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• pp.67-72
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• 2008

경기도 평택 희곡리 토탄층(약 5,700~5,900년전(前))에서 수침상태로 출토된 물푸레나무속 1종과 오리나무속 1종을 대상으로 전자현미경 관찰을 통하여 수종에 따른 분해정도와 형태를 조사하였다. 관찰결과 두 수종 모두 연부후와 박테리아에 의한 세포벽 공격형태와 분해형태는 거의 유사하였다. $S_2$층부터 복합세포간층 방향으로 점진적으로 불규칙하게 분해하는 침식형 박테리아와 목재세포벽을 분해하여 $S_2$층에 터널을 만드는 터널형 박테리아가 관찰되었다. 침식형 박테리아는 종종 연부후균에 의한 공동과 유사하지만 크기가 작은 공동을 형성하였다. 도관요소를 제외한 다른 세포들의 세포벽은 극심히 분해되었지만 세포벽의 외형은 수분으로 인해 그 고유한 형태를 유지하고 있었다. 해양천공충의 식흔 흔적이 발견되지 않고 연부후균과 박테리아에 의한 분해 형태만 발견되어 평택희곡리 토탄지역 형성 당시인 5,700~5,900여년전이 온난화에 의한 홀로세 기후최적기 기간중이기 때문에 서해안 해수면 상승에 의해 해수에 침수되었을 것이라는 가설은 사실이 아닌 것으로 해석되었다.