• 설비공학논문집
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• 제12권6호
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• pp.599-608
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• 2000

One dimensional numerical modeling was carried out for the melting behavior of dry snow and the unsaturated flow when heat was supplied from the bottom surface. Discrepancy between the previous experimental data and the present numerical results is substantially reduced by considering the density change of water permeation layer due to the infiltration of meltwater. In the parametric study for effective thermal conductivity, it was found that the effect of this parameter to the behavior of snow melting is minor. Sensitivity analysis showed that the melting time is most sensitive to changes in supplied heat flux, snow temperature, and bulk density, whereas snow bulk density and residual saturation have a significant effect on the height of water permeation layer in snow.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.61-67
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• 2021

고체상의 눈 또는 얼음의 안정동위원소 값은 과거의 기후를 복원하고 동위원소 수문분리의 단성분으로 기여율을 계산하는 데에 사용되어 왔다. 융해와 냉동이 일어나면서 눈 또는 얼음과 액체상의 물 사이의 동위원소 분별작용이 일어나는데, 융해는 상대적으로 현장, 실험 및 모델연구를 통해 연구결과가 제시되어 있지만, 냉동에 대해서는 알려진 것이 많지 않다. 본 논평에서는 평형 냉동이 발생할 때 물의 두 안정동위원소인 산소, 수소의 선형관계 및 레일리분별과정을 통해 냉동에 의한 동위원소 분별과정을 고찰하였다. 해양에서 증발한 수증기에 의해 응축된 눈은 기울기 8을 가지는 지구천수선을 따라 움직이지만, 냉동 및 융해가 발생하게 되면 기울기 19.5/3.1~6.3을 가지는 선형관계를 나타내게 된다. 평형냉동 동안 레일리분별과정에 의해 액체상인 물은 열린 계와 닫힌계에서 같은 동위원소변동을 보여 주었다. 눈 또는 얼음이 제거되는 열린 계에서는 남아있는 물의 안정동위원소와 분별계수만큼의 차이를 가지면서 높은 값을 나타내었다. 닫힌 계에서는 초기 액체상의 물의 동위원소 값으로 눈 또는 얼음은 수렴하였다. 냉동에 의한 눈 또는 얼음의 동위원소변동과정은 고기후 연구 및 수문분리의 정확도를 증가시킬 것으로 기대된다.

• 설비공학논문집
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• 제11권1호
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• pp.38-47
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• 1999

An improved one-dimensional modeling of snow melting was obtained by considering both the effect of heat capacity and the decreasing influence of porosity. Using the improved model, the effects of initial snow temperature, initial snow density and the heat flux on the snow melting were investigated. It is found that the drainage starting time is delayed and the drainage rate becomes smaller with lower initial snow temperature. ResuIts also show that the drainage starts at the same time when an initial snow density is over a certain value. Melting efficiency increases linearly with an increasing initial snow temperature. With increasing the initial density of the snow and the amount of heat supplied, the melting efficiency increases, then converges to a constant value.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1D호
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• pp.33-39
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• 2012

겨울철의 영하의 날씨와 잦은 눈으로 인해 도로 포장의 파손이 증가하고 있다. 본 연구에서는 도로 포장의 동결융해 메커니즘을 살펴보고, 다양한 평가 방법을 통해 배수성 아스팔트 포장의 동결융해 저항성을 평가하였다. 동결융해 저항성의 평가방법은 강성 포장과 연성 포장이 각각의 특성에 따라 다양한 평가 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 변형률의 측정, 수정 로트만 실험, 반복 동결융해 실험, 표면 박리 저항성 실험과 같은 강성 포장과 연성 포장의 대표적인 동결융해 저항성 실험을 적용하여 평가를 실시하였다. 연구결과 배수성 아스팔트 콘크리트는 20%의 공극으로 인해 밀입도 아스팔트 콘크리트에 비해 온도에 따른 변형이 작은 것으로 평가되었다. 또한, 수분의 영향을 받는 동결융해 반복 실험에서도 수분의 원활한 배수와 수분의 동결 시 발생하는 팽창압을 분산시킬 수 있는 충분한 공극으로 인해 다른 종류의 아스팔트 혼합물에 비하여 동결 융해 저항성이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.149-158
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• 2008

본 연구는 도로 상의 눈이나 얼음의 제거에 사용되는 융빙제와 부식방지제 및 저부식성 제설제 그리고 이들의 조합에 대한 성능 및 구조물에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 동결융해 후 무게손실률은 저부식성 제설제가 융빙제와 부식방지제 및 이들의 조합보다 적게 나타났고, 상대동탄성계수 감소는 물, 저부식성 제설제 및 NaCl+JF-1004를 제외하고 융빙제와 부식방지제 및 이들의 조합물들은 동결융해 150사이클 이후에 급격히 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 동결융해 후 콘크리트는 물을 제외하고 상당히 심한 표면 손상을 나타냈다. 융빙 효과는 융빙제와 저부식성 제설제 및 부식방지제의 조합하여 사용할 때가 이들 개별적으로 사용될 때보다 우수한 것으로 나타났고, 저부식성 제설제 및 부식방지제의 단독 사용은 초기 융빙 성능 뿐 아니라 지속성도 현저히 낮아 현장 적용에는 문제가 있는 것으로 판단된다. 강재부식시험의 pH는 저부식성 제설제와 NaCl+JF-1004의 pH는 알칼리성을 띠는 반면에 이외의 나머지에서는 중성에서 산성으로 변화해 가고 있는 것으로 나타났고, 염화나트륨의 조합물이 다른 수용액보다 상당히 빠르게 무게감량이 나타나 강재 부식속도가 빠르게 진행되는 것으로 나타났다. 이상으로부터 도로상의 눈이나 얼음의 제거를 위하여 융빙제의 조합물을 사용 시 최대한 도로 포장 및 교량에 손상이 적게 미치는 조성물에 대한 신중한 선택하여 사용해야 할 것이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.593-596
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• 2008

제설제는 눈이나 얼음을 제거하기 위해 사용되는 것이므로, 언제나 결빙과 융해 현상이 함께 일어나는 환경에서 사용된다. 물은 온도가 저하되어 콘크리트 내부에서 얼음으로 생성되고, 이로 인한 팽창효과가 콘크리트 내부의 공극에 의해 해소되지 않는 경우 파괴를 일으킨다. 이러한 결빙 현상이 제설제 살포와 함께 일어나는 경우 콘크리트의 열화 요인에서 알 수 있듯이 순수한 물의 결빙보다 훨씬 복잡하고 심각한 피해를 일으킨다. 특히, L형측구, 다이크, 난간방호벽, 중분대, 방음벽등의 소구조물은 염화물과 동결융해 환경에 직접적으로 노출되어 있어 콘크리트 표면이 박리되는 현상(scaling)과 철근부식 등을 일으켜 손상의 가속화로 구조물의 내구성이 급격하게 저하되어 콘크리트 표면에 표면보호재를 사용하고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 소구조물의 동해 및 염해에 의한 중성화, 스켈링, 단면손실 등 피해에 대한 적정 보수방안 수립을 위해 콘크리트 표면보호재를 염수침지에 의한 동결융해시험 후와 촉진탄산화시험을 실시하여 부착강도 및 중성화깊이를 비교분석 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.49-58
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• 2017

일상적으로 우리가 매일 경험하는 눈, 비, 바람, 기온과 같은 현상을 날씨라고 하며, 일정한 지역에서 장기간에 걸쳐 나타나는 대기현상의 평균적인 상태를 기후라고 한다. 또한 기후가 평균적 상태에 비해 유의미하게 변동하는 것을 기후변화라고 한다. 콘크리트 구조물의 경우 외부 극한기후환경에 노출 될 경우 다양한 문제점들이 발생할 수 있다. 이러한 문제점들 중 최근 가장 문제가 되고 있는 폭우, 폭설과 같은 극한기후인자요소의 작용을 받아 발생 할 수 있는 동결융해에 대한 현상이다. 콘크리트의 경우 온도가 너무 낮거나 높다고 손상이 발생하는 것은 아니라 동결 융해를 반복적으로 받을 경우 심각한 내구성 저하를 나타나게 되며 실제 성능저하가 된 구조물의 경우 회복하기 힘들게 된다. 따라서 본 연구에서는 극심한 기후변화로 발생 되는 다양한 기후인자 요소 중 풍속-일조시간의 기후변화 양생조건에 대하여 양생 후 콘크리트 동결융해 실험을 접목시켜 상대동탄성계수를 측정하고 이를 바탕으로 성능중심평가 (Performance Based Evaluation (PBE))를 실시하고 대응책을 마련하고자 한다.

• 한국지형학회지
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• 제20권3호
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• pp.95-107
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• 2013

한라산 아고산대 표고 1,710m 지점의 나지에서 동결기를 중심으로 212일간 지상 55cm 높이의 기온과 지중 2cm, 10cm 및 20cm 깊이의 지온을 관측하여 주빙하성 지형형성환경을 조사하였다. 관측기간의 평균기온은 $-0.1^{\circ}C$이며, 깊이별 평균지온은 2cm $1.8^{\circ}C$, 10cm $2.6^{\circ}C$, 20cm $3.2^{\circ}C$이다. 2cm 깊이에서는 1월부터 3월까지 영하의 월평균지온이 관측되었으나 다른 깊이에서는 출현하지 않았다. 동결융해 사이클의 출현횟수는 55cm 높이에서 72회인 반면 지중 2cm 깊이에서 17회, 10cm 깊이에서 8회, 20cm 깊이에서 3회로 지중으로 내려가면서 크게 감소하였다. 지상과 2cm 깊이에서의 동결융해는 일일 주기가 탁월한 반면 10cm와 20cm 깊이에서는 수일 주기로 출현하였다. 또한 2cm 깊이에서 12월 중순~4월 중순, 10cm 깊이에서 2월 말~4월 중순, 20cm 깊이에서 4월 초순~중순에 일평균지온이 대체로 $0^{\circ}C$ 밑으로 내려가는 계절적 동결기가 출현하였다. 관측지점은 1월부터 4월 초순까지 55cm 이상의 눈으로 덮여 있다가 4월 16일에 전부 사라졌다. 12월 하순 2cm 깊이에 형성된 계절적 동토층은 적설의 단열효과로 인하여 3월 말~4월 초에 10cm 깊이에 도달하였다. 4월 7일부터 14일까지 깊이 20cm를 넘는 최대동결심을 보이나 이후 급속하게 융해되어 17일 이후 계절적 동토층은 출현하지 않았다. 융해진행기에도 잔설이 남아 있는 관측지점에는 융해진행기보다 동결진행기에 주빙하 프로세스가 더 탁월하게 진행되며, 일주기성 동결융해 사이클의 발생심도와 최대동결심을 고려하면 한라산 아고산대의 사면물질이동은 주로 동상포행에 의해 발생한다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권1호
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• pp.1-18
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• 2020

본 논문은 기상 모델의 미세구름물리 모수화 과정 내의 눈송이의 질량-크기 관계가 지표 강수 모의에 미치는 영향에 대해 연구에 관한 것이다. WDM6와 WSM6 미세구름물리 모수화 방안이 연구를 위해 사용되었다. 실제 관측된 자료를 바탕으로 산출된 Thompson의 눈송이의 질량-크기 관계를 도입하여 WDM6와 WSM6 내의 눈송이의 질량-크기 관계식을 대체하였다. 이상적인 스콜선과 한반도 겨울철 강수 사례에 대해 수정된 WDM6와 WSM6를 사용하여 민감도 실험을 실시하였다. 결과적으로, 대기 하층에서는 싸락눈과 빗방울의 혼합비가 증가하였고 눈송이의 혼합비는 감소하였다. 이러한 혼합비와 지표 강수의 변화는 빗방울과 눈송이의 충돌 및 병합 과정과 싸락눈의 융해 과정에 기인한 것으로 분석되었다.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.551-554
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• 2009

Poly(vinyl alcohol) (PVA)와 carboxymethyl cellulose sodium salt(CMC)는 우수한 생체적합성 및 수용성으로 인하여 생체의학 분야에서 주목하는 재료 중 하나이다. 본 연구에서는 PVA와 CMC를 동결/융해 과정과 감마선 조사에 의하여 인공연골로서 사용 가능한 수화젤을 제조하였다. 수화젤 제조시 PVA/CMC의 농도는 PVA는 7 wt%, CMC는 4 wt%로 고정시켰으며, 동결/융해 과정은 2회 반복하였으며, 감마선은 30 kGy조사하였다. 방사선 조사 전과 후의 겔화율은 눈에 띄는 차이는 보이지 않았으나 팽윤도는 조사 후에 감소하였으며, 겔강도는 증가하였다.CCK-8 assay에 의하여 세포독성이 없는 것으로 확인되었다. 제조된 PVA/CMC 수화젤은 체내에 삽입되는 인공연골 재료로서 사용가능성을 제시하였다.