• 한국지반공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.37-42
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• 2019

메탄을 생산하기 위한 하이드레이트 해리시 물과 메탄이 동시에 발생한다. 따라서, 지반 내 이온수의 담수화 및 다상유체의 흐름이 예상되고, 흙입자의 이동 및 막힘에 영향을 주게 된다. 본 연구는 담수화 및 다상유체 흐름이 대표적 세립토인 고령토 입자의 이동 및 막힘에 어떻게 영향을 주는지 규명하고자 한다. 연구 결과는 다음과 같다. (1) 공극의 크기가 커질수록 최소 막힘 발생 농도가 증가한다. (2) 고령토 입자는 소금물보다 담수에서 쉽게 뭉침 및 공극 막힘이 발생한다. (3) 다상유체 흐름 내에서 고령토의 최소 막힘 발생 농도는 단상유체 흐름에 비해 감소한다. 따라서, 하이드레이트로부터 메탄 생산 시, 담수화 및 다상유체의 흐름 발생으로 인해 고령토의 공극 막힘이 쉽게 발생할 수 있고, 이로 인해 투수계수의 저하로 메탄 생산효율의 저하가 예상됨을 설명하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.1-10
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• 2020

자유수면을 포함하는 파동장과 같이 단상의 경계가 시간발전에 따라 지속적으로 변화하는 경우나 액상과 기상이 혼합되는 문제에 있어서는 다상유동(multiphase flow) 문제를 적용하는 예가 증가하고 있다. 특히, 파동장과 같은 자유수면의 문제를 취급하는데 있어서는 혼합되지 않는 액상과 기상의 비압축성 뉴턴유체를 고려한 혼상류 모델이 적용되는 경우가 많다. 일반적으로 혼상류 모델은 각상의 경계면에 대한 시간기반 거동추적이 필수적이며, 궁극적으로는 계산의 정도를 좌우한다. 본 연구는 다양한 CFD 수치해석코드에 적용되고 있는 대표적인 VOF-type의 경계면 추적기법들의 이류성능을 평가하였다. 특히, 기존의 전통적인 VOF-type의 경계면 추적기법 및 이류계산에서 발생하는 수치확산을 최소화하기 위해 수치유속(numerical flux)을 제어하는 FCT 법의 효용성을 평가하고, 더불어 CIP 법을 활용한 자유수면 추적성능의 가능성을 고찰하였다. 그 결과, 본 연구에서 적용한 제한된 조건하에서는 수치확산 방지를 위해 수치확산방지 유속을 도입한 FCT-VOF 법이 가장 높은 경계면의 추적성능을 보였다. 본 연구에서 도출되는 결과는 다양한 수치해석코드에 적용되는 자유수면의 추적기법을 선택함에 있어서 중요한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제27권2호
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• pp.7-15
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• 2023

전기식 액중형 펌프 (electrical submersible pump, ESP)는 인공채유 (artificial lift) 기법 중 적용성과 운영 효율이 높아 전 세계 생산정에서 운영되고 있다. 저류층에서 ESP 운영 시 온도·압력, 가스·오일비, 유량 등의 변수는 ESP 성능에 영향을 미치는 요소로서, 특히 생산유체 내 자유 가스 (free gas)는 ESP의 수명 및 운영 효율을 감소시키는 주요 요인에 해당한다. 이에 본 연구에서는 ESP 성능에 영향을 미치는 변수를 정량적으로 분석하고자 현장 운영조건에서 ESP 성능실험과 손상모사 실험이 가능한 환형 유동 시스템 (flow loop system) 을 개발하였다. 개발 장치는 ESP와 튜빙 (tubing)을 하나의 시스템으로 연동시켜 ESP의 고장 및 원인 진단, 튜빙의 누출 특성을 파악할 수 있는 일체형 시스템에 해당한다. 본 연구에서는 ESP 성능 평가와 관련된 단상 유체 (single phase)와 2상 유체 (two phase) 실험을 통해 ESP를 안정적으로 운영하기 위한 유동 조건을 규명하였다. 도출된 결과값은 ESP 고장 예측 및 진단 프로그램 개발을 위한 기본 자료를 제공하며, ESP 운영을 위한 최적 운영 조건 및 고장 진단을 위한 실시간 모니터링에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제19권1호
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• pp.31-63
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• 1991

원판의 관행 열기건조시 잔적위치에 따른 건조속도(乾燥速度)의 차이는 심하였고, 원판의 직경이 변이가 클수록 건조속도(乾燥速度)의 변화기복도 심하였으나, 강압건조(減壓乾操)의 경우 건조속도(乾操速度)는 잔적위치와 원판 직경의 변이에 영향을 받지 않은 것이 확인되었다. 원판 내층(內層)의 접선방향 표면응력(表面應力)은 수종, 엔드래핑처리 및 직경생장부위(直徑生長部位)에 관계없이 미미한 압축응력(壓縮應力)을 나타냈고, 무처리 원판은 수(髓)로부터 6cm인 점을 임계점(臨界點)으로하여 수(髓) 부위쪽이 원주부(圓周部) 쪽보다 더 큰 압축응력(壓縮應力)을 나타내는 일계단상(一階段狀)의 분포모형을 보인 반면에, 한지 엔드래핑 원판은 균일한 분포모형을 나타냈는데, 이는 한지 엔드래핑의 경우 한지에 의한 표면수분 증발 억제효과로 심재와 변재부위간에 수분유동속도(水分流動速度)의 차이가 작았기 때문인 것으로 판단되며, 한지 엔드래핑은 내층(內層)의 압축응력(壓縮應力)을 억제하는 효과가 컸음을 알 수 있었다. 또한 수축이방법(收縮異方性)에 기인한 접선방향 응력은 원주선상에서 최대인장응력(最大引張應力)을 나타냈고, 수(髓)를 향할수록 점점 감소하여 수(髓) 근처에서 압축응력(壓縮應力)으로 전환되는 분포모형을 보였다. 건조종료시 오리나무, 호도나무 및 은행나무의 한지 엔드래핑 원판의 접선방향 최대인장응력(最大引張應力)은 무처리 원판보다 작았고, 한지 엔드래핑 원판의 V형 크랙발생 임계함수율(臨界含水率)도 무처리 원판에 비하여 더 낮게 나타났는데, 이것은 한지의 수분증발 억제효과에 따른 원판의 영구변형화(永久變形化)에 기인한 것으로 생각된다. 감압건조(減壓乾操) 응력분포시험(應力分布試驗)에서 V형 크랙은 한지(韓紙)와 알루미늄호일 엔드래핑 원판에서는 전혀 발생하지 않았고, 무처리 원판에서도 매우 경미하게 발생하였다. 또한 심재할열(心材割裂)도 오리나무와 호도나무의 한지(韓紙) 엔드래핑 원판에서는 전혀 발생하지 않았고, 기타의 원판에서도 그 발생 정도는 매우 경미하였다. 특히 한지는 물론 알루미늄호일 엔드래핑 원판의 감압건조(減壓乾燥)는 건조결함을 예방하는 데 효과적이었고, 더구나 은행나무는 110시간만에, 오리나무는272시간, 그리고 호두나무는 407시간만에 각각 이용함수율(利用含水率) 수준까지 건조가 가능하여, 건조시간이 크게 단축되었다.

• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.90-95
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• 2008

본 연구에서는 오염부하량이 높고, 유입수별 변동폭이 큰 음식물 침출수를 현장조건에서 처리하기 위한 혐기/호기 연속회분반응 (SAAD), 유동층 생물반응 (FBBR) 및 막분리(UF) 결합공정을 개발하고 이의 성능을 평가하였다. 공정 설계시 고려된 사항은 초기 고농도 오염부하의 처리에 적합한 초기 공정의 검토를 위한 이상혐기소화조와 상향류식 혐기성 슬러지 블랑켓트 (UASB)을 비교하여 현장조건에 적용 가능한 단상혐기소화조 (SAAD1)와, 높은 유기물 처리효율 능을 가진 호기소화조 (SAAD2)를 결합한 혐기/호기 연속회분공정을 선정하였다. 또한, 총질소 (TKN), 총인 (TP)의 제거효율을 극대화하기 위한 공기폭기조를 적용한 FBBR을 도입하였으며, salt 오염원을 완전히 제거하기 위한 UF조를 도입하였다. 본 공정의 처리 결과는 유입 음식물 침출수의 화학적 산소요구량 (CODcr)의 변동폭이 큼에도 불구하고, 파일롯 공정은 안정된 처리능을 보였다. 본 연구에 사용된 유입수의 CODcr, TKN, TP, salt의 평균값은 204,166 mg/L, 7,500 mg/L, 540 mg/L, 0.65%였으며, 처리수는 1,207 mg/L, 100 mg/L, 50 mg/L, 0.01%로 각각의 최종 제거효율은 99.4%, 98.6%, 89.6%, 98.5%의 결과를 나타내었으며, pH는 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 이와 더불어, 본 공정의 처리 수는 염분 및 독성물질이 미함유된 고영양 처리수로써 액상비료나 재자원화 공정 (퇴비화) 중 필요한 용수로 사용이 가능한 것으로 조사되었다. 최종적으로 파일롯 규모의 생물-분리막 복합공정은 오염부하가 심하고 유입 부하량 변동폭이 큰 현장조건에서 우수한 처리성능 및 시스템의 안정성을 나타내었으며, 부가적으로 발생되는 메탄가스와 처리수의 재자원화의 장점을 가지며, 현장조건에서 음식물 침출수의 무배출-청정처리가 가능함을 확인하였다.