• 한국수자원학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.363-373
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• 1998

본 논문에서는 다공성 매질의 투수계수장이 비정체형인 경우 대수투수계수 및 수두와 속도의 교차공분산을 통하여 불규칙한 유동장을 규명하였으며, 포화대수층 내의 속도 및 수도 분포는 유입이 없는 2차원, 정상 유동문제를 추계학적으로 해석하여 구하였다. 이들 교차공분산들은 준 해석적 형태로 나타낼 수 있으며 비정체형 투수장과 수두의 평균 기울기를 나타내는 매개변수들로 표현된다. 투수계수의 상관 함수가 가우스 분포를 가지고 그 경향이 평균 수두 기울기와 평행한 경우와 수직인 두 특수한 경우의 교차공분산을 평균 유동 방향과 같은 방향이거나 수직 방향에 관하여 해석하였다. 이 교차공분산들은 투수계수장이 비정체형인 경우에 물질 이동의 예측 및 현장에서 측정시 conditioning에 유효하게 쓰일 수 있고 비정체형 수치해석 프로그램의 검증에도 활용할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4664-4670
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• 2010

본 연구에서는 기존 MIM Zone model과 새로이 유도한 모델과 비교를 통해 몇가지 결론을 도출하였다. MIM model 이 적용되면 immobile 영역에서의 초기농도는 기공의 형태에 의해 달라지는 보정계수에 의해 실제농도보다 저평가되었으며 이는 오직 확산이 기공의 가장 깊은 부분까지 시행된 이후에 유효함을 확인하였다. 물질이동계수, $\alpha$는 기공의 깊이에 따라 반비례하며, 유동 구역의 유속에는 종속되어지지 않는다. 기존의 MIM model 은 확산주도영역의 농도가 급속하게 감소하는 현상을 보여주는데 새로이 유도된 모델의 경우도 충분한 시간이 경과한후 비슷한 현상을 보였으며 이는 기존의 여러 실험에서 관찰된 power-law BTC 의 상반되는 결과를 보여준다.

• 공업화학
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• 제33권1호
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• pp.96-102
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• 2022

고분자전해질막 연료전지의 반응물인 수소와 산소는 기체 상태이므로, 반응물이 원활히 전달될수록 작동 전압의 손실을 줄일 수 있다. 높은 전류밀도 영역에서 산소 물질 전달이 전압 손실을 좌우하므로, 환원극 유로의 형상 변경에 대한 연구들이 진행되어 왔다. 환원극 유로 형상 중에서 유로를 막는 블록은 반응물을 다공성 매질인 기체확산층으로 강제 대류 하도록 사용되었다. 본 연구에서는 간단한 단 채널의 연료전지 모델에 블록을 배치하였다. 전산 유체역학을 사용하였고, 공기 공급 유량을 달리하였을 때 블록으로 인한 강제 대류 효과가 전압-전류 곡선과 국부 전류 밀도에 대한 영향을 연구하였다. 기체확산층으로의 강제 대류 현상을 통하여 적은 공기 공급 유량으로도 높은 전류 밀도를 얻을 수 있었다. 다수의 블록을 직렬로 배치한 경우에 1개의 블록만 배치한 것보다 강제 대류 효과를 증가시켜 높은 전류밀도를 얻을 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.382-393
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• 2020

고준위방사성폐기물을 처분하기 위한 심층처분시스템의 공학적 방벽은 처분 용기에서 방사성 핵종 누출이 발생하더라도 주변 암반으로의 누출 속도를 늦춰주는 역할을 수행해야하기 때문에 장기적으로 그 성능을 유지하여야 한다. 특히 벤토나이트 완충재와 같이 점토 물질을 다량 함유한 매질에서만 나타나는 기체 흐름 현상인 팽창 흐름은 벤토나이트 완충재의 장기 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 이 현상을 명확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 이에 따라 DECOVALEX-2019 Task A에서는 팽창 흐름에 대한 수리-역학적 메커니즘을 규명하고, 기체 이동 현상의 정량적 평가를 위한 새로운 수치 해석 기법 개발 및 검증을 수행하고자 진행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 기존의 전통적인 다공성 매질에서의 2상 유동 및 유효응력 개념을 고려한 역학 모델을 기반으로, 손상도 개념을 적용함으로써 매질의 변형에 의한 기체의 팽창 흐름을 모사할 수 있는 수리-역학적 상호작용을 고려한 해석 모델을 개발하였다. 또한 개발된 모델을 이용하여 1차원 및 3차원 기체 주입 시험 결과와의 비교를 통해 모델 검증 및 적용성 검토를 수행하였다. 수치 해석 결과 기체 압력에 의한 팽창 흐름으로 인한 갑작스러운 공극 수압, 응력, 기체 주입량 및 유출량 증가 현상을 확인할 수 있었지만, 개발된 해석 모델에서 수리-역학적 상호작용의 영향이 과소평가 되는 한계를 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 본 연구는 팽창 흐름에 대한 예비 모델을 제공하고 후속 연구의 발전된 모델을 개발하기 위한 기반을 제공한다는 점에서 의의가 있다. 또한 본 연구에서 개발된 수리-역학적 상호작용을 고려한 수치 모델은 향후 실험실 및 현장 시험 결과 데이터 분석에 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 실제 고준위방사성폐기물 심층처분시스템의 장기 성능평가에도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제23권4호
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• pp.367-375
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• 2010

지구물질로 이루어진 공극 구조와 이를 채우고 있는 유체의 상호작용에 대한 이해는 지표 및 지구내부의 다양한 지질학적 현상의 설명에 필수적이다. 본 연구에서는 지구물질과 유체의 상호작용을 보다 잘 이해하기 위해, 비표면적과 공극률이 다공성 매질의 공극 구조를 설명하는 매개변수에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 입자의 지름과 공극률을 다양하게 하여 동일한 크기의 구형의 입자로 이루어진 다공성 매질에 대한 삼차원 공극 구조를 무작위 패킹 시뮬레이션으로 얻었고, 이에 대해 구성 엔트로피와 삼차원 상자집계 프랙탈 차원 분석을 하였다 구성 엔트로피 분석 결과, 엔트로피 길이는 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 0.8에서 0.2 mm로 감소하고, 최대 구성 엔트로피는 공극률이 0.33 에서 0.46으로 증가할수록 0.94에서 0.99로 증가하는 뚜렷한 경향을 보인다. 구성 엔트로피와 공극률의 관계로부터 구성 엔트로피가 맨틀 용융체의 탄성과 점성도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다. 삼차원 상자집계 프랙탈 차원은 비표면적이 같을 때 공극률이 증가함에 따라 증가하고, 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 2.65에서 2.98로 증가한다. 이러한 삼차원 상자집계 프랙탈 차원과 비표면적, 공극률의 관계로부터 삼차원 상자집계 프랙탈 차원이 지진파 감쇠와 맨틀용융체를 포함한 다양한 지질매체의 구조와 무질서도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2_spc호
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• pp.305-315
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• 2020

방사성폐기물의 심층처분에서 생물권에서의 방사성 핵종 이동을 핵종의 이동 경과 시간을 계산하여 평가하는 방법이 제안되었다. 방사성 핵종은 자연 방벽에서 유출되어 지하 천부의 지하수 흐름을 따라 대규모 지표수체에 도달한다고 가정하였다. 생물권은 기반암 위에 있는 대수층을 포함하는 천부 지하 환경으로 정의하였다. 제안된 방법을 이용하여, 계산 알고리즘을 수립하였고, 알고리즘을 수행하는 컴퓨터 코드를 작성하였다. 작성된 코드는 간단한 사례에서 계산된 모의 결과를 해석해 계산 결과 및 지표 부근에서의 방사성 핵종 이동에 의한 방사선량 평가에 널리 이용되는 공공 프로그램의 계산 결과와 비교하여 검증하였다. 사례 연구 조건을 가상의 심층처분장에서의 방사성 핵종 이동에 대한 이전 연구를 통해 작성하였다. 작성된 코드는 사례 연구에서 생물권의 하천으로 유출되는 핵종의 이동량을 계산하였다. 이전 연구에서는 가상의 처분장에서 모암까지의 방사성핵종의 이동만을 보여주었기 때문에, 이 코드는 모든 경로를 지나가는 방사성 핵종의 전체적인 이동을 파악하는데 도움이 될 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2408-2413
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• 2007

Since the heat generation in a chip increases as the components are miniaturized and the computing speed becomes faster, suitable heat dissipation has become one of the primary limiting factors to ensure the reliable operation of the electronic devices. A pin-fin array could be used as an alterative cooling system of the electronic equipment. In this study, convective heat transfer through the pin-fin array is analyzed experimentally based on porous medium approach. The influence of the structure of the pin-fin array including the pin-fin spacing, the pin diameter and plate length on heat transfer characteristics is investigated and compared with the previous analytical results and existing correlation equations. Nowadays, electronic and mechanical devices become smaller and smaller. In this sense, the main purpose of this study is to decide the optimum pin-fin arrangement to get similar heat transfer performance when the length of the existing cooling system is reduced as a half.

• 지질공학
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• 제1권1호
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• pp.137-145
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• 1991

열극암반에서의 유동특성은 석유산업, 지열수탐사, 지하수의 오염문제, 지하 동굴건설 등 많은 공학적 분야에서 선결되어야 하는 중요성을 갖고 있다. 암반을 통한 지하수의 유동은 연속체 개념과 불연속열극 개념에 의하여 수치모형화 되고 또한 해석되고 있다. 불연속 열극체계 개념은 국지적인 각 열극의 특성을 강조하는 반면, 다공성매질 개념은 수리학적 파라메타의 평균값을 쓰기 때문에 각 열극의 특성은 무시하게 된다. 지하동굴에서 관찰된 지하수 유입특성에 의하면, 지하수는 channel 형태로 유동한다고 해석되어지고 있다. 이러한 channel 현상은 복합적인 열극의 기하학적 특성에 따른 열극틈의 변화에 의하여 이루어 진다.

• 설비공학논문집
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• 제19권5호
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• pp.418-425
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• 2007

The power consumption and heat generation in a chip increase as the components are miniaturized and the computing speed becomes faster. Therefore, suitable heat dissipation has become one of the primary limiting factors to ensure the guaranteed performance and reliable operation of the electronic devices. A pin-fin array which may be considered as a porous medium could be used as an alterative cooling system of the electronic equipment. The aim of the present study is to investigate the forced-convective heat transfer characteristics of pin-fin heat exchangers. Convective heat transfer through the pin~fin array is analyzed experimentally based on porous medium approach. The influence of the structure of the pin-fin array including the pin-fin spacing, the pin diameter and plate length on heat transfer characteristic is investigated and compared with the Previous analytical results and existing correlation equations. Nowadays, electronic and mechanical devices become smaller and smaller. In this sense, the main purpose of this study is to decide the optimum pin-fin arrangement to get similar heat transfer performance when the length of the existing cooling system is reduced as a half.

• 지질공학
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• 제16권2호
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• pp.125-134
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• 2006

대수층 저류 특성을 이용하는 대수층 저장 및 회수(ASR) 기술의 현장 적용성 평가를 위해 화산암 지대인 울릉도 내에 다공성 매질인 부석층으로 이루어진 대수층을 대상으로 양수시험 및 인공수압파쇄시험을 실시하였다. 공내TV검층에서 확인된 GL-13 m와 GL-21 m의 주파쇄대 구간에서 수압파쇄실험을 각각 실시하였고, 또한 수압파쇄 전과 후로 나누어 양수시험을 수행하였다. 사전/사후 양수시험 결과, 충적층이 위치한 GL-13 m 하부에서는 수리적 연결성을 확인할 수 있었으나, 암반층 구간인 GL-21 m 하부에서는 파쇄대의 연결 상태가 다소 불량한 것으로 판단된다. 현장시험 결과를 종합해 보면, 조사지역내 인공함양 적용은 불리한 조건을 가지는 것으로 판단되나, 현장 실험이 특정한 지역에서 이루어져 있기 때문에 울릉도 전반적인 지역 내에 ASR 적용성 평가를 대표할 수 없다. 따라서 울릉도내 전반적인 ASR 적용성 평가를 위해서는 보다 광역적인 실험이 수행되어야 할 것으로 판단된다.