• Title/Summary/Keyword: 물질확산

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Dispersion of Nonconservative Contaminants Accidentally Released into Natural Streams (사고에 의하여 자연하천으로의 방류된 비보존성 오염물질의 종확산)

  • Jo, Seong-U;Jeon, Gyeong-Su
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.34 no.4
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    • pp.289-301
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    • 2001
  • A fractional step finite difference model for the longitudinal dispersion of nonconservative pollutants is applied to the Nakdong River to simulate the phenol spill accident which occurred on March, 1971. Prior to the dispersion calculation, the flow conditions are simulated to provide inputs to the dispersion model. An unsteady flow model based on Preissmann's four-point scheme is used for this purpose. Sensitivities of the dispersion calculation to empirical equations for dispersion coefficient and to the first-order decay coefficient are analyzed. The time to peak concentration at a downstream location is significantly different depending on the formula for the dispersion coefficient. Although the decay coefficient does not affect the shape of the temporal concentration distribution, the concentration values depend on the decay coefficient verb significantly. An optimization technique is used to calibrate the dispersion model as well as the flow model. The time to the peak concentration is simulated for major positions of water intake along the Nakdong River.

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Parameter Estimation of the Water Quality model using the Inverse Theory (역산이론을 이용한 수질모형의 매개변수 추정)

  • Cho, Bum-Jun;Cho, Hong-Yeon;Jeong, Shin-Taek
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.469-473
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    • 2005
  • 수질모형의 지배방정식에서 정의되는 대표적인 수질매개변수는 유역 및 대기로부터의 오염부하량 퇴적물로부터의 오염물질 용출부하량, 확산계수. 반응계수 등으로 직접적인 관측이 곤란할 뿐만 아니라 많은 관측비용을 필요로 한다. 본 연구에서는 매개변수를 포함한 오염물질 수지방정식을 구성하고, 구성된 선형 연립방정식을 이용함으로써 계산된 농도분포자료와 관측된 시계열 농도분포자료를 이용하여 계산한 질량변화량의 차이를 최소화하는 역산문제를 구성하여 모형의 매개변수를 추정하는 방법을 제시하였다. 이 방법을 이용하여 천수만, 울산만(울산항) 해역에서 관측된 연직방향 농도분포 자료를 이용하여 확산계수 및 대기로부터의 오염부하량, 퇴적물로부터의 오염물질 용출율, 확산$\cdot$반응에 의한 오염물질 변화량 등을 추정하였으며, 추정 매개변수는 시기적으로 변동이 크게 나타났다. 반면, 추정매개변수를 이용한 관측자료와 계산결과를 비교한 결과, RMS 오차는 관측자료 범위의 $5.0\% 이하, 일치지수는 0.95 이상으로 본 방법을 이용한 매개변수 추정결과의 신뢰성은 우수한 것으로 파악되었다.

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방출조절용 항균성 포장재의 개발 및 미생물 생육억제와 물질전달 모델링

  • Han, Jeong-Hun
    • Bulletin of Food Technology
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    • v.9 no.2
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    • pp.111-127
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    • 1996
  • Potassium Sorbate의 향균능력측정결과 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 성장에 대하여 uncompetitive 기작으로 작용하였다. 열처리 실험의 결과 Potassium Sorbate는 가열온도에 대하여 Arrhenius, 또한 가열시간에 대하여 1차반응식관계로 향균능력을 잃었으며 따라서 보존제로 Potassium Sorbate를 식품에 첨가후 포장, 가열살균하는 일반 식품가공공정상에서 가열살균공정이 첨가 보존제의 잔류향균능력을 잃게 하는 것으로 나타났다. 플라스틱 film과 치즈안에서 Potassium Sorbate의 확산계수 및 확산에 의한 물질전달 현상을 수학적모델과 컴퓨터 simulation 그리고 실험에 의해 구하였다. 저밀도폴리에틸렌(LDPE)이 범용플라스틱중에서 가장 작은 확산계수를 가져 빠른 물질전달이 요구되는 film층 또는 약물저장층으로 적합한것으로 나타났다. 그외 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 폴리프로필렌(PP), 폴리에스터(PET)는 느린 물질전달이 요구되는층 또는 복합다층 film에서 물질전달에 단방향성을 주는 고차단층으로 적합한것으로 나타났다. Potassium Sorbate분말과 LDPE resin분말을 섞은후 단일스크루 익스트루더로 항균성 포장 film을 제조한 결과 LDPE film의 tensile strength과 elongation, elastic modulus는 Potassium Sorbate를 3% 이상 포함할때까지 변화하지 않았다. 그러나 film의 투명도는 급격히 낮아졌다. 향균성LDPE film은 효모가 접종된 한천배지상에서 항균물질인 Potassium Sorbate를 배지위로 서서히 방출시켜 효모의 성장속도(growth rate)를 저하시키고 초기성장지체기(lag period)를 연장시킨다. 따라서 식품포장재로 적용시에 미생물의 오염을 막고 식품저장기간을 연장할것이라 여겨진다.

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Experimental Study of Flow and Pollutant Dispersion in Meandering Channel (사행수로에서의 흐름 및 오염물질 혼합에 관한 실험적 연구)

  • Park, Sung-Won;Seo, Il-Won;Lee, Kyu-Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.883-888
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    • 2007
  • 일반적인 하천의 흐름방향으로 발생하는 주흐름(primary flow)에 중첩하여 주흐름 방향의 수직단면에 이차류(secondary flow)가 발생하게 되며 이러한 이차류의 발달은 투입된 오염물질의 횡혼합을 증대시킨다. 오염물질의 혼합은 이송(advection)과 확산(diffusion) 또는 분산(dispersion)의 과정으로 설명되며 본 연구에서는 수로전체의 혼합과정을 설명하기 위해서 이송 확산 방정식을 적용하였다. 본 연구에서는 실험수조를 $150^{\circ}$의 중심각을 갖는 S자 형태의 만곡수로를 제작하여 유량조건은 15, 30, $60\;{\ell}l/sec$의 세 가지 경우로, 수심은 15, 20, 30, 40 cm의 경우로 총 12 케이스의 실험을 수행하였다. 유속장의 측정은 Sontek사의 3차원 micro-ADV(Acoustic Doppler Velocimeter)를 이용하였다. 오염물질 확산실험은 소금물 용액에 주변수와의 밀도차를 없애기 위해서 메탄올 용액을 첨가하여 추적자로 이용하여 농도장의 분석을 일본 KENEK사의 전기전도도계(conductivity meter)와 Gartner사의 DAS(data acquisition system)를 이용하여 횡방향 유속장의 분포와 오염운의 거동을 비교하여 다음과 같은 결론을 얻게 되었다. 주 흐름은 직선구간에서는 중앙에서 최대 유속을 나타내며, 좌우대칭적인 유속분포의 모습을 보이고, 만곡부에서는 수로안쪽을 따라 최대유속이 발생하였다. 수로의 직선구간에서는 최대유속이 발생하는 즉, 중앙에서의 오염물질의 분산이 가장 활발하게 이뤄졌으며 농도의 퍼짐형상인 오염운 역시 만곡부에서는 수로만곡부의 안쪽을 따라 확산 이동함을 알 수 있었다. 만곡부 외측에서는 오염물질의 정체현상이 일시적으로 발생하며, 유속구조의 횡방향 비대칭구조로 인한 종 횡방향의 분리현상이 발생하고, 오염운의 중첩현상이 종방향으로 연속되게 나타난다. 향후 수심방향 거동을 포함한 3차원적 분석이 요구되며 이 연구결과는 2차원적 수치해석의 적용 및 분석 자료로써 이용이 가능하다.

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A Study on Mesoscale Atmospheric Dispersion of Radioactive Particles Released from Nuclear Power Plants (원전부지 주변 국지순환에 따른 방사성 물질의 대기확산 특성 연구)

  • Lee, Gab-Bock;Lee, Myung-Chan;Song, Young-I1
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.22 no.4
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    • pp.273-288
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    • 1997
  • A three dimensional sea-land breeze model and Lagrangian particle dispersion model have been employed for the study on the mesoscale atmospheric dispersion of radioactive materials released from Wolsung NPPs. In this study, atmospheric dispersion simulations are carried out under two synoptic weather conditions : the geostrophic flow is a weak northerly wind(CASE 1) and a strong northerly wind(CASE 2) on a clear day in spring. The results show that atmospheric dispersion is affected by sea-land breeze and the recirculation of particles by the change of wind direction between sea breeze and land breeze plays an important role in atmospheric concentration distribution of radoactive materials.

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Desorption of Organic Compounds from the Simulated Soils by Soil Vapor Extraction (인공토양으로부터 토양증기추출법에 의한 유기화합물의 탈착 현상에 관한 연구)

  • 이병환;이현주;이종협
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 1998.06a
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    • pp.22-26
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    • 1998
  • 토양오염 정화방법의 하나인 토양증기추출법(soil vapor extraction, SVE)은 오염된 토양에 진공 또는 가압의 공기를 공급하여 연속적인 공기 흐름을 유도함으로써 토양의 기공에 잔류하는 유해화합물의 증발을 촉진하여 오염물질을 제거하는 공정이다. 본 연구에서는 토양증기추출법의 효율에 영향을 주는 인자들 가운데에서 토양의 수분함량과 오염물질의 종류가 오염물질의 제거효율에 미치는 영향에 대한 실험과 계산을 수행하였다. 인공토양으로 glass bead, sand, molecular sieve가 사용되었으며. 오염물질로는 톨루엔. 메틸에틸케톤, 트리클로로에틸렌이 사용되었다. 각 실험에 대하여 프로인들리히 등온식과 기공확산모델 등을 고려하여 계산을 수행한 결과, 수분이 없는 경우에는 탈착식에 의해, 수분이 있는 경우에는 interparticle에서의 확산 현상에 의해 오염물질의 제거속도가 지배됨을 알 수 있었다. 이러한 연구결과는 정화대상지역에 SVE를 이용한 적절한 정화방법을 설계하는데 기초자료로 이용할 수 있을 것이다.

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Kinetic Modeling of Dewatering of Potato Slice When Soaked in Concentrated Solution (고농도 용액에 침지시 감자 절편의 동력학적 탈수 모델링에 관한 연구)

  • 최동원;신해헌
    • The Korean Journal of Food And Nutrition
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    • v.13 no.5
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    • pp.477-482
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    • 2000
  • For the purpose of explaining the dewatering phenomena of potato slice soaked in concentrated solution three models were proposed. Earlier model cannot explain the dewatering phenomena of potato slice in concentrated solution because of limiting its condition which is necessary to build a model. Therefore other three models were suggested and a model based on Fick\`s second law of mass transport at infinite plate conditions and numerical analysis was test model for explaining dewatering phenomena of potato soaked in concentrated solution. Apparent diffusion coefficient of water could be readily estimated from model III, and it could explain adequately the difference of the dewatering phenomena of various soaking conditions.

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An Approximation Method for the Estimation of Exposed dose due to Gamma - rays from Radioactive Materials dispersed to the Atmoshere (대기로 확산된 방사성물질로부터 방출되는 감마선에 의한 피폭선량을 계산하기 위한 근사화 방법)

  • Kim, T.W.;Park, C.M.;Ro, S.G.
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.15 no.2
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    • pp.51-56
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    • 1990
  • The dispersing model of radioactive plume in the atmosphere was assumed to form finite ellipseshaped volumes rather than a single plume and gamma absorbed doses from the plume were computed using the proposed model. The results obtained were compared with those computed by the Gaussian plume and the circular approximation models. The results computed by the proposed ellipse-shaped approximation model were close to those by the Gaussian plume model. and more accurate than those by the circular approximation model. The computing time for the proposed approximation model was one fortieth of that for the Gaussian plume model.

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Computer Simulation of Water Pollution by Opening the Water Gate of Bunam Lake in Seosan City. (서산 부남호 수문을 통한 오염물질 확산 모델링)

  • Han, Doo-Hee
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.11 no.3
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    • pp.1006-1015
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    • 2010
  • We studied sea water pollution by opening the water gate of Bunam Lake in Seosan City. SS and COD were simulated. If we control the flow rate to 100ton/s, and the gate opening time to 3 hours, SS of 50ppm can be clear with in 19hours. Also, COD of 8ppm can flow for 1 hour without damaging total sea water(COD less than 2ppm). Thus, If we control the flow rate and flow time, the fish cultivation will be free from danger of water pollution.

Adsorption-Desorption Modeling of Pollutants on Granular Activated Carbon (오염물질에 대한 입상 활성탄의 흡·탈착 모델링)

  • Wang, Chang Keun;Weber, Walter J. Jr.
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.13 no.2
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    • pp.279-285
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    • 1993
  • It is important to understand the interrelationship between adsorption, equilibrium and mass transport in efficient design and operation of the granular activated carbon(GAC) adsorption systems. In this study, the micro-diameter-depth adsorption system(MIDDAS) technique was developed to estimate equilibrium and mass transport parameters, which were utilized to simulate adsorption and mass transport phenomena dynamically and mathematically. The homogeneous surface diffusion model(HSDM) utilizing the estimated equilibrium and mass transport parameters including the film transfer coefficients and surface diffusivities from the MIDDAS technique, successfully predicted competitive adsorption, desorption and chromatographic displacement effects. In the binary solute system of p-chlorophenol(PCP) and p-nitrophenol(PNP), PCP was displaced by PNP and the HSDM could predict successfully. While the HSDM described the desorption breakthrough curves for PCP, PNP and PTS well when complete reversible adsorption was assumed, the desorption breakthrough curves for DBS could be predicted after subsequent incorporation of the degree of irreversibility into the model simulations.

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