• 제목/요약/키워드: 물의 상태변화

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하천의 수질 및 어류서식서를 고려한 환경-생태학적 가뭄평가 (Assessment of Environmental and Ecological Drought considering Fish Habitat and Water Quality in the River)

  • 박서연;홍현표;나병찬;조연화;이주헌
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.51-51
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    • 2018
  • 기후변화에 따른 기온이 상승 및 강수 패턴의 변화로 인하여 자연재해로 인한 피해가 증가하고 있다. 다른 자연재해들과는 달리 가뭄은 공간적 및 가뭄에 영향을 받는 사회적, 경제적, 환경적 및 심리적인 피해 등에 있어 대단히 광범위하다. 특히, 오랜 기간 동안의 무강우로 인해 자연생태계의 균형을 변화시켜 많은 물고기와 야생 생물 종에 해를 끼칠 수 있으며, 식물 성장 저하, 화재 및 곤충 발생의 증가, 물 순환 및 지방 종의 멸종 증가와 같은 환경학적 문제를 야기할 수 있다. 우리나라의 또한 폭염과 마른 날씨로 인하여 멸종위기종의 어류 서식지를 잃는 등의 문제가 발생하기도 하였다. 이러한 환경-생태학적 가뭄의 발생빈도가 증가하고 있으나, 이에 대한 많은 연구가 이루어지지 못한 질정이다. 따라서 본 연구에서는 가뭄에 따른 환경-생태학적 영향 등을 파악하고, 이에 따른 하천 수질과 식생의 변화 등을 분석하여 가뭄 상태에 따른 환경-수생태의 영향을 살펴보고자한다.

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호안측량에 의한 해안침식 및 퇴적 변화량 모니터링 (Monitoring of Coastal Erosion and Accretion Changes using Sea Walls Surveying)

  • 이형석;엄대용;장은숙
    • 한국지리정보학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.186-195
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    • 2005
  • 해빈의 지형을 수년간을 통하여 보면 토사량의 수치는 거의 평형을 유지하여 안정한 상태를 이루고 있다. 그러나 해안에 구조물이 설치되는 요인에 의해 해빈변형이 일어나고 구조물의 기능이 저해되는 경우가 발생한다. 따라서 해빈변형을 미연에 방지하고, 적절한 해안보전사업을 진행하기 위해서는 구조물의 설치에 따른 해빈지형의 변동에 관한 정량적인 예측이 시급히 요구된다. 본 연구는 개발에 따른 해안의 침식과 퇴적 발생에 의해 지속적으로 나타나는 해안의 변화를 분석하고자 하였다 소흑산도항 방사제에서 해안에 8개의 측점군으로 나누어 좌표측량과 수심측량을 실시하여 횡단면도를 작성하였고, 2004년 10월 7일 측량 결과를 기준으로 하여 5개월간의 값들을 비교한 결과 관측기간별 표고 분포와 표고 변화량은 -0.30m~+0.20m 범위로 나타났으며, 전체적으로는 해안선 변화가 미미한 것으로 관측되었다. 해안의 침식 및 퇴적현상의 계절별로 주기적인 관측을 실시하고, 해빈폭 측정으로 해안의 장기적인 변화양상을 조사 분석하는 것이 필요할 것으로 생각된다.

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초기재령 콘크리트의 역학적 특성 및 온·습도 거동 특성 분석 (Mechanical Behavior and Characteristics of Internal Temperature and Relative Humidity of Concrete at Early Age)

  • 박철우;이봉학;홍성기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.184-194
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    • 2011
  • 이 연구에서는 콘크리트 초기재령시의 역학적 특성을 분석하고 수화반응 및 발열반응으로 인한 콘크리트 내부에서 발생하는 온도 및 상대습도의 변화에 대한 분석을 실시하고자 하였다. 세 가지의 다른 단위시멘트량을 실험변수로 하였으며, 타설 직후부터 콘크리트 내부의 온도 및 상대습도의 변화 계측하기 위하여 새로운 계측시스템을 개발하였다. 단위시멘트량에 압축, 인장 및 휨강도의 변화는 크지 않았으며, 재령 7일 이후에는 증가가 많지 않았다. 각 측정부위별 최고 온도는 타설 후 약 11시간 정도 경과시에 발생되었으며 이후 점차 온도가 낮아지다가 양생 1일 경과 후 거푸집 탈형 이후부터 온도가 하강하기 시작했다. 각 측정부위별, 온도감소 분석 결과, 콘크리트 구조물의 위치 및 노출조건에 따라 온도의 변화가 굉장히 다른 것으로 분석되었으며, 초기재령에서 콘크리트 내부의 상대습도의 변화는 수화반응에 영향을 미치는 단위시멘트량 보다는 외부에 노출된 상태가 더 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다.

응력해석에 의한 골절판이 부착된 인체 대퇴골의 골재형성 예측에 관한 연구 (A Study on the Prediction of Bone Remodeling of Plated-Human Femur using Stress Analysis)

  • Kim, Hyun-Su
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제6권2호
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    • pp.111-125
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    • 1995
  • 뼈는 주변 여건에 따라 뼈의 재질 및 형상이 변하는 일종의 동적 구조물로서, 보철물이 부착되면 뼈의 응력상태가 다라져 새로이 골재형성을 하게 된다. 특히, 골절판 부착시 뼈의 접촉은 촉진되나, 그 부위의 응력 변화에 의하여 골절판과 부착된 부분의 뼈는 오히려 약화되는 골다공증 현상을 야기하기도 한다. 본 연구에서는 뼈의 응력변화와 골재형성의 관계를 3차원 유한 요소법을 이용하여 관련시키고자 한다. 이는, 새로이 설계된 골절판 또는 어떤 보철물이, 비록 그 자체의 생체 적합성 및 충분한 강도를 갖게 되더라도 골재형성에 미치는 영향을 판단할 근거가 요구된다고 사료되기 때문이다. 그래서, 현 사용되는 골절판을 인체 대퇴골에 부착된 3차원 유한 요소 모델을 제작하여, 응력 차이법에 의한 골재형성의 경향을 조사하고, 그 경향을 기존 동물 실험결과와 비교 검토하여, 본 연구의 타당성을 평가하여 보철설계의 역학적 기초를 확립하고자 한다.

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신선초를 이용한 $\textit{Hericium erinaceum}$ 음료 개발에 관한 연구 (Development of Functional Drink Using the $\textit{Hericium erinaceum}$ Cultivated on the $\textit{Angelica keiskei}$)

  • 권상철;조주현;정재현
    • 식품산업과 영양
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    • 제8권3호
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    • pp.45-51
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    • 2003
  • 본 연구는 생물공학적인 방법을 도입하여 폐기되는 신선초박에 H. erinaceum의 균사체를 발효시킨 배양생성물을 이용하여 기능성 건강 음료 개발을 검토 하고자 하였다. 1. 종균제조공정개발 : 기본 배지의 선발에서 Hericium erinaceum의 균사 생육에 적합한 배지를 선발하기 위하여 10여종의 고체배지를 사용하여 균사 생육 및 밀도를 조사한 결과는 YMPG 배지에서 59.8mm/14days로 균사 생육이 가장 우수한 것으로 나타났고, 최적 온도는 20-$25^{\circ}C$ 범위에 가장 생육이 좋았으며, 배지의 pH를 조절하여 균사생육을 조사한 결과, pH는 5.5, 접종비는 전배양액 9%(v/v), 배양에 적합한 배지액량은 50mL, 최적교반속도는 120rpm이었다. 이러한 최적 조건 하에서 배양 경시 변화를 살펴 본 결과 당은 거의 일정한 속도로 감소하는 반면에 건조균체량은 배양 8일째까지 증가하다가 더 이상 변화가 없었다. 2. 발효공정개발: 수분함량이 200%(v/v)에서, pH5에서의 생육속도는 90mm/30 days, $25^{\circ}C$에서의 균사생육속도는 89mm/30days로 각각 H. erinaceum균사의 생육이 가장 우수한 결과를 얻었다 3.추출공정 및 시제품 제조: 녹즙을 생산한 후 폐기되는 신선초박에 액체 종균을 접종하여 ,40일 동안 배양시켜 생육 상태가 우수한 배양생성물만을 선별하여, 열수추출방법으로 10$0^{\circ}C$, 10시간 추출한 것을 음료제조의 원료로 하고, 음료의 기호성을 향상시키기 위해 유기산 및 한방추출물을 첨가하는 균사체음료의 조성비를 얻었다.

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미고결 퇴적물의 지질공학적 특성에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis for the Geological Engineering Characteristics of Unconsolidated Sediment)

  • 조태진
    • 한국수산과학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.215-224
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    • 1990
  • 포화상태인 물질의 역학적, 수리학적 거동을 연구할 수 있는 유한요소법적 수치해석모델을 개발하여 부산 남항 인근해역의 미고결 퇴적물의 거동을 분석하였다. 하중재하에 의한 상부세립 퇴적물의 역학적 변형은 공극수의 확산에 따른 공극수압의 수리학적 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 하중이 일정지역에 편재되어 있을 경우 포아송효과 및 과잉공극수압의 영향에 의해 하중을 직접 받지 않는 표층부분이 융기되며, 하중경계지역에서 멀어질수록 점근적으로 증가한다. 세립점토층에 비해 높은 투수성을 갖는 하부 모래층은 공극수확산의 통로역할을 하여 과잉공극수압의 소멸을 촉진시키며, 결과적으로 상부점토층 변형의 시간적 변화에도 영향을 끼친다.

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지하매설물의 기하학적 특성에 따른 전기저항 변화에 대한 수치 해석 연구 (Numerical Analysis of Electrical Resistance Variation according to Geometry of Underground Structure)

  • 김태영;류희환;정성훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제44권1호
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    • pp.49-62
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    • 2024
  • 급격한 도시화로 인한 지하의 무분별한 개발은 기존 지하매설물의 점검과 교체 그리고 새로운 지하시설물 설치에 지연을 일으키고 있다. 최근에는 체계화된 시스템을 도입하여 지하시설물을 관리하고 있지만, 실제 시공은 현장 여건에 따라서 설계 도면과 다르게 진행되기 때문에 기존 지하매설물의 부정확한 위치 정보로 사고가 끊임없이 발생하고 있다. 한편, 전기비저항 탐사는 전극을 지반에 관입시켜 전극 간 전위차로 지반의 전기저항을 측정하는 방식이며, 비파괴 물리탐사 기법으로서 널리 이용되고 있다. 그리고 다수의 전극 쌍을 이용하여 복잡한 지하 구조를 영상화하고, 딥러닝 알고리즘을 활용한 데이터 해석 기술들이 비약적으로 발전하였지만, 아직 지하매설물의 기하학적 조건에 따른 전기저항 변화를 정량적으로 평가한 기초적인 연구로서는 진행된 바가 없다. 본 연구에서는 전극과 지하매설물의 기하학적 매개 변수 해석을 통해서 전기저항 변화를 평가하였다. 먼저, 이론식과 수치 해석의 전기저항값 차이가 작게 나타난 정량화된 메쉬를 적용하여 3차원 전기저항 수치 해석 모듈을 개발하고, 매설물의 깊이, 크기, 그리고 전극과 매설물 간 이격거리에 따른 매개 변수 해석을 통해서 정상 직류 상태에서 전기저항 변화를 정량적으로 비교하였다. 전기저항은 매설물이 얕은 깊이에 위치하고, 크기가 크고, 전극과의 이격거리가 가까울수록 높게 측정되었다. 추가적으로 전극과 지하매설물 주변에 형성된 전위 및 전류밀도 분포를 분석하여 터미널 전극 주변에서 측정된 전기저항을 고찰하였다.

WN 박막을 이용한 저항 변화 메모리 연구

  • 홍석만;김희동;안호명;김태근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.403-404
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    • 2013
  • 최근 scaling down의 한계에 부딪힌 DRAM과 Flash Memory를 대체하기 위한 차세대 메모리(Next Generation Memory)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ITRS (international technology roadmap for semiconductors)에 따르면 PRAM (phase change RAM), RRAM (resistive RAM), STT-MRAM (spin transfer torque magnetic RAM) 등이 차세대 메모리로써 부상하고 있다. 그 중 RRAM은 간단한 구조로 인한 고집적화, 빠른 program/erase 속도 (100~10 ns), 낮은 동작 전압 등의 장점을 갖고 있어 다른 차세대 메모리 중에서도 높은 평가를 받고 있다 [1]. 현재 RRAM은 주로 금속-산화물계(Metal-Oxide) 저항 변화 물질을 기반으로 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 근본적으로 공정 과정에서 산소에 의한 오염으로 인해 수율이 낮은 문제를 갖고 있으며, Endurance 및 Retention 등의 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 본 연구진은 산소 오염에 의한 신뢰성 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 다양한 금속-질화물(Metal-Nitride) 기반의 저항 변화 물질을 제안해 연구를 진행하고 있으며, 우수한 열적 안정성($>450^{\circ}C$, 높은 종횡비, Cu 확산 방지 역할, 높은 공정 호환성 [2] 등의 장점을 가진 WN 박막을 저항 변화 물질로 사용하여 저항 변화 메모리를 구현하기 위한 연구를 진행하였다. WN 박막은 RF magnetron sputtering 방법을 사용하여 Ar/$N_2$ 가스를 20/30 sccm, 동작 압력 20 mTorr 조건에서 120 nm 의 두께로 증착하였고, E-beam Evaporation 방법을 통하여 Ti 상부 전극을 100 nm 증착하였다. I-V 실험결과, WN 기반의 RRAM은 양전압에서 SET 동작이 일어나며, 음전압에서 RESET 동작을 하는 bipolar 스위칭 특성을 보였으며, 읽기 전압 0.1 V에서 ~1 order의 저항비를 확보하였다. 신뢰성 분석 결과, $10^3$번의 Endurance 특성 및 $10^5$초의 긴 Retention time을 확보할 수 있었다. 또한, 고저항 상태에서는 Space-charge-limited Conduction, 저저항 상태에서는 Ohmic Conduction의 전도 특성을 보임에 따라 저항 변화 메카니즘이 filamentary conduction model로 확인되었다 [3]. 본 연구에서 개발한 WN 기반의 RRAM은 우수한 저항 변화 특성과 함께 높은 재료적 안정성, 그리고 기존 반도체 공정 호환성이 매우 높은 강점을 갖고 있어 핵심적인 차세대 메모리가 될 것으로 기대된다.

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보 관리수위에 따른 주변 지하수위 변동특성 분석 (낙동강 중심으로) (Analysis of the variation characteristics of the surrounding groundwater level to the weir management level (The Nakdong river case))

  • 오준오;김민규;박재현;전상미
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.118-118
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    • 2017
  • 4대강 사업으로 인하여 장래 치수 및 물부족현상과 가뭄에 대비한 용수 확보를 위해 하도준설과 보의 설치, 중소규모댐 건설, 농업용저수지 증설 등이 진행되었다. 그중 낙동강에는 8개 대형보가 건설되었다. 하지만 보 건설로 인하여 주변 지역 지하수위가 상승하여 주변 농경지나 저지대가 침수될 가능성이 있어 4대강 사업의 문제점의 하나로 지적되어 왔다. 이에 본 연구에서는 낙동강 유역에 건설된 보로 인하여 상승한 하천수위가 보 주변지역에 미치는 영향을 알아보기 위하여 8개보 주변의 연구대상지역을 선정하고 지하수 모델(Visual-MODFLOW)을 이용하여 보 관리수위 및 함양량 변화에 따른 지하수 유동과 지하수 변화를 분석하였다. 각 연구대상지역별 지하수위 변동특성 분석 순서는 보 건설 후(현재상태)에 대하여 정류상태 보정을 실시한 후 보 관리수위 시나리오를 정하고 그에 따른 분기별 함양량을 적용하여 부정류 모의를 실시하였다. 그 결과 각 연구대상지역의 지하수위는 낙동강 하천수위와 비슷하게 형성되는 것으로 평가되었으며, 낙단보의 경우 분기별 지하수위 변화가 0.1m ~ 0.2m로 함양량 변화에 따른 지하수위 변동이 가장 작게 평가되었다. 상주보의 경우 분기별 지하수위 변화가 1.5m ~ 2.1m로 함양량 변화에 따른 지하수위 변동이 가장 큰 것으로 평가되었다. 이러한 지하수위 변화는 하천주변 농가의 재배 작물 수확량 및 품질에 직접적인 영향을 줄 수 있어 농번기인 2분기(4월 ~ 6월)와 4분기(10월 ~ 12월)의 경우 보 관리수위를 주변 재배작물에 따라 운영한다면 보 건설로 인한 주변 지하수위 상승으로 인한 영향을 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다. 향후 한강, 금강, 영산강에 건설된 보 주변에 대한 지하수위 변화특성 연구가 필요할 것으로 판단되며 본 연구 결과를 바탕으로 보 관리수위 결정의 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 판단 된다.

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직접단순전단변형에 따른 주응력 방향의 회전을 고려한 구성모델 (A Constitutive Model for Rotation of Principal Stress Axes during Direct Simple Shear Deformation)

  • 박성식;이종천
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1C호
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    • pp.53-62
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    • 2008
  • 본 논문에서는 직접단순전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전에 의한 소성변형을 고려할 수 있는 구성모델을 제안하였다. 이 모델은 두 개의 응력면에서 발생하는 응력상태의 변화를 이용하여 각 응력면의 소성변형률을 계산하였다. 두 개의 응력면에서 계산된 소성변형률을 합산하여 전체 소성변형률을 구하였다. 첫번째 응력면은 최대전단응력면을 나타내며 이 응력면은 응력변화에 따라 수평방향을 기준으로 회전한다. 두번째 응력면은 수평방향으로 고정된 수평면을 나타낸다. 초기 수직응력과 수평응력이 서로 다른 상태에 있는 직접단순전단시험의 공시체에서 전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전현상을 두번째 응력면에 작용하는 응력상태를 이용하여 모델링하였다. 본 모델의 구성관계식은 전단변형으로 인한 흙의 골격변화 즉 체적변화를 수식화하였으며 응력-물의 상관관계를 동시에 묘사할 수 있는 FLAC을 이용하여 모델링하였다. 느슨한 Fraser River 모래의 배수 직접단순전단시험에서 발생하는 전단응력과 체적변화는 주응력 방향의 회전에 따른 소성변형을 포함하고 있으므로 이를 계산하여 구성모델을 검증하였다. 느슨한 모래 지반에 놓인 강성기초의 하중 증가에 따라 발생하는 지반침하를 주응력 방향의 회전을 고려하여 예측하였을 때 실제 계측된 침하량과 유사한 결과를 얻었다. 주응력 방향의 회전을 고려하지 않고 Mohr-Coulomb모델을 이용하여 계산된 침하량은 실제 침하량 또는 제안된 모델이 예측한 침하량의 약 20%정도에 해당하였다.