• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.173-173
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• 2012

중력류는 두 유체 사이에서 물질의 종류 또는 온도차로 인한 밀도 차이에 의해 발생되는 유체의 흐름을 말하며, 자연환경에서는 저수지에서의 중층탁류, 사막에서의 모래 폭풍, 하구에서의 염수쐐기 등이 그 예이다. 여름철에 강우가 집중되는 우리나라는 홍수에 의한 범람, 침수 등이 발생할 뿐만 아니라 댐이나 하천, 호수 등에 흙탕물이 유입되어 중간층에 정체하는 중층탁류에 의한 피해가 자주 발생하고 있다. 과거에 중층탁류는 일시적인 현상에 불과하였으나 오늘날에는 인공적으로 형성된 정체성 호수나 하천에서 장기간 체류하여 생태계의 교란과 수질 악화를 초래하고 있다. 중층탁류에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 본래 자연 상태의 하천이나 호수와 같이 온도분포가 비선형적으로 성층화 된 상태에서 탁수가 유입되어 중층탁류가 형성되는 과정과 흐름 특성을 이해하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 중력류 흐름 해석을 위한 실험 장치를 개발하였다. 실험 장치 중 수조의 제원은 1200 $700{\times}300mm$이며, 수조 상부에는 가열장치를 설치하였고, 수조 하부에는 냉각장치를 설치하였다. 이들 장치들을 가동하여 깊이에 따른 자연현상에서의 비선형적인 온도 단면을 재현한다. 수리 실험방법은 깊이 방향으로 온도에 따라 비선형적으로 성층화 된 유체 내로 경사가 있는 판을 따라 수조내의 성층화된 유체의 중간 온도 혹은 밀도를 가진 유체를 침입시킨다. 침입유체는 성층화된 유체 내에서 초기에는 중력에 의해 운동량을 갖고 경사면을 따라 일정한 속도로 흘러내려 간다. 이후 바닥으로 하강 한 후 부력에 의해 상승하여 동일한 밀도층의 위치에서 횡방향으로 전파하게 된다. 이 연구에서는 이와 같이 비선형적으로 성층화된 유체 내에서의 침입 중력류의 흐름 특성을 실험적으로 관측하고 분석한다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.726-731
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• 2005

장방형 횡류식 침전지는 정수 공정에서 일반적으로 활용되고 있는 침전지 형태로 정수공정 전체에서 탁질 제거 비중이 가장 큰 매우 중요한 공정이다. 횡류식침전지는 유입탁도, 수온 등의 변화에 의해 단락류와 밀도류가 발생하게 되는데 이런 문제점을 해결하기 위해 지내 정류벽을 설치하는 방안이 제안되기도 했지만 정류공에서 발생되는 제트류 등의 문제로 인해 실제 적용사례는 없는 실정이다. 본 연구는 침전지의 전단면에 수류가 일정하게 흐르도록 유도할 수 있는 이동식정류장치에 관한 연구이다. 이동식 정류장치는 부드러운 천 재질의 정류벽이 침전지 전단면에 거쳐 수류의 흐름과 동일한 속도로 이동하면서 침전지내에서 발생될 수 있는 밀도류와 단락류를 조절하여 침전지내 수류 흐름을 전단면에서 일정하게 유도하는 장치이다. 이동식 정류장치를 가동한 결과 침전지 체류시간이 1시간 연장되는 효과를 나타냈다. 즉 다시 말해 염소 이온 최고농도 유출시간이 100분에서 160분으로 연장되었다. 탁도 제거율 시험은 원수 탁도와 체류시간 변화에 따라 연속식과 회분식으로 각각 시험하였다. 탁도 개선율은 연속 운전 방식에서 36%, 회분식 운전 방식에서 58%를 각각 나타냈다. 따라서 장방형 횡류식 침전지에 본 연구에서 제안한 이동식 정류장치를 도입할 경우 30% 이상 탁도 개선이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1838-1842
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• 2008

본 연구에서는 하구 유입 하천에서 발생하는 염수쐐기의 형상 및 거동특성을 구명하기 위하여 정상상태 염수쐐기 실험을 수행하였다. 길이에 비해 상대적으로 폭이 좁은 개수로의 상류부분에는 담수를 지속적으로 공급할 수 있는 담수공급장치를 설치하였고, 정상상태의 염수쐐기를 발생시키기 위하여 염수수조 측면에 지속적으로 염수를 공급할 수 있는 염수공급수조를 설치하였다. 실험조건은 담수 방류량과 이층류의 밀도차의 영향을 고려한 밀도프루드수(densimetric Froude number)를 기준으로 선정하였다. 실험결과 각 케이스별 염수쐐기의 형상은 중앙부에서 약간의 산포된 양상을 제외하고는 거의 선형을 이루는 것으로 관찰되었다. 경계층의 형상과 두께는 이층류의 농도장을 측정하고 밀도변동성분을 고려한 표준편차를 통하여 산정하였다. 그리고 염수쐐기의 선단부에 해당하는 리차드슨수와 경계층 두께와의 비교 등을 통해서 경계층의 양상을 파악하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.287-291
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• 2015

본 연구에서는 두 지역의 실제 상수관망에 대해서 부정류해석을 수행하였고 각각의 상수관망에 필요한 부정류피해 최소화방안을 제시하였다. 첫 번째 대상지역은 베트남 호치민으로 148개 절점과 162개의 파이프로 이루어진 소블럭 상수관망이며 두 번째 대상지역은 파주시 광탄면으로 512개 절점과 527개의 파이프로 이루어진 세 개의 소블럭 상수관망이다. 두지역의 상수관망은 지형적면이나 규모면에서 다른 모습을 하고 있기 때문에 부정류해석 시 발생가능한 피해유형이 틀린 것으로 나타났다. 호치민의 경우 배수지의 높이가 낮고 도시 내 표고차가 없어서 관망 내 평균수압이 $1kg/cm^2$을 약간 상회하는 수준으로 수압이 낮고 수압차 역시 작다. 따라서 상수관망에서 일어날 수 있는 소요수량의 변화나 소화전 사용과 같은 작은 변화에도 역류발생이 빈번히 일어나는 것으로 나타났으며 역류발생이 잦은 파이프를 선정할 수 있었다. 상당히 많은 파이프에서 단기간 역류가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 짧은 기간에 발생하는 변화에 대한 단기간 역류는 교차연결(Cross-Connection)의 문제를 야기할 수 있다. 따라서 역류발생이 빈번히 일어나는 파이프 주위에 check valve나 역지밸브등의 설치를 통해 역류로 인한 피해를 최소화할 수 있다. 파주시 광탄면 지역의 소블럭 집합으로써 고저차가 많은 지역이다. 배수지 밸브개폐 시 발생 가능한 수충격에 대한 시뮬레이션과 펌프장정지로 인해 발생할 수 있는 수충격에 발생 시뮬레이션을 수행하였고 관망내에서 자주 발생하는 밸브개폐로 인한 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 광탄의 경우 수충격 발생위험 지점은 배수지 근처로 나타났고 수격압이 최대 $2.5kg/cm^2$에서 $3.0kg/cm^2$까지 발생 가능한 것으로 나타났고 밸브개폐시간이 1-2초 지연되어도 상당히 큰 수격압을 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 수충격압이 크게 발생할 수 있는 지역에 수충격피해 최소화를 위해 surge tank와 같은 장치를 설치해야 한다. 또한 발생가능한 수격압의 크기를 통계적기법을 통해 확률밀도함수로 나타낼 수 있었다. 이 결과는 앞으로 상수관망의 설계나 운영에서 수충격피해 방지 장치 및 설비를 시공할 때 장치의 규모나 용량을 결정할 때 유용한 정보가 될 것으로 판단된다.

• 전기의세계
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• 제45권7호
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• pp.12-17
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• 1996

핵융합 반응을 일으키기 위한 조건으로써는 핵융합 연료를 초 고온 (1억도 이상)의 플라즈마 상태로 그 밀도와 밀폐(반응)시간의 곱이 $10^{20}$sec/m$^{3}$ 이상에 도달하도록 핵융합 반응 공간내에 밀폐시켜야 한다[1]. 현재까지의 밀폐방식으로는 강력한 전자석의 전자력을 이용하는 자계 밀폐방식 (Magnetic Confinement)과 레이져등을 이용하는 관성 밀폐 방식(Inertial Confinement)이 있다. 강력한 자장 발생이 용이한 특징을 지닌 초전도자석이 요구되는 자계 밀폐방식에도 여러가지 방식이 있으나, 크게 분류해 보면 원환체 (Torus)상의 자장을 발생시키는 토러스 밀폐방식과 직선상의 자장을 발생시키는 개방형 밀폐방식으로 대별되며 그 중에서도 핵융합 반응을 일으키기 위한 조건에 가장 근접한 플라즈마를 실현시키고 있는 토러스 밀폐방식의 일종인 토카막(Tokamak) 핵융합장치용 초전도자석에 대해 고찰한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.766-767
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• 2008

임계온도가 높아 시스템응용에서 매우 안정한 장점을 지닌 고온초전도(HTS)도체를 이용한 HTS-SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage)장치에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다[1]-[2]. 이런 HTS-SMES 장치의 고가성, 복잡성 등 원인에 기인하여 운전에 앞서 장치의 임계전류, 자속유동손실 및 충.방전시 불가피하게 발생되는 교류손실 등과 같은 기본적인 특성들이 선행하여 연구되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 600 kJ급 HTS-SMES코일에 대한 자장분석을 기반으로 코일의 임계전류밀도 분포를 계산하였고 최소 임계전류밀도에 근거하여 코일의 임계전류를 결정하였다. 그 주요 결과를 요약하면 코일에서 자장과 임계전류밀도 분포는 코일의 형상에 무관하게 같은 분포 경향을 보여주며 최소 임계전류밀도는 코일의 top과 bottom의 중심에 위치하며, model코일에서 임계전류의 계산값과 측정값이 비교적 잘 일치하였기 때문에 600 kJ급 HTS-SMES코일도 잘 일치할 것으로 사료된다. 또한 SMES코일을 20 K에서 운전한다고 가정하면 코일 임계전류의 ${\sim}60%$, 4.2 K에서는 ${\sim}40%$에서 각각 운전하게 될 것으로 예측된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권4호
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• pp.286-294
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• 2014

본 연구의 목적은 대형호소를 대상으로 밀도류확산장치(DCG)의 적용에 따라 DCG장치의 운전조건과 성층파괴 여부, 수질개선, 조류발생 억제 등에 대한 효과 연구이며, 이 때 생태독성을 최소화하는 조건에서, 밀도류 발생장치(DCG)의 최적의 운전변수를 도출하기 위해 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 조사기간 중 '11년 9월, '11년 10월, '12년 5월에 성층현상이 뚜렷하게 나타났으며, 이때에 수온약층을 형성하는 수심은 평균 $5{\pm}2$ m로 나타나 DCG 가동을 위한 토출구의 위치는 표층으로 부터 약 5 m 아래로 결정하였다. 물순환시 저서생물의 악영향을 최소화하고, 물 혼합의 효과를 얻기 위해 생태독성평가와 DCG 운전특성 유동해석에 의하여 표층수와 심층수 혼합비를 3:1로 설계하였다. DCG의 적합한 가동시간 선정하기 위해 DCG 가동시간을 각각 12 hr, 24 hr, 36 hr, 48 hr별로 가동하였으며, 36 hr 가동시 수온약층이 형성되지 않았다. 또한, 전력소모량을 산정하였을 때, 36 hr 가동후 2일간 정지하여 3일째 재가동하는 것이 효과적이라고 판단되었다. 위의 조건에서 DCG 가동시 DO, 수온의 분석결과, 기존에 뚜렷하게 나타난 성층현상이 약하게 나타났으며, COD, chlorophyll-a의 수질분석 결과, 가동 전보다 비교적 낮은 수치를 나타내어, DCG 가동으로 인한 밀도류 발생에 의한 물의 순환으로 수체가 안정적인 조건으로 유지되고 있다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.571-575
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• 2012

하구역에서의 대표적인 수리특성인 염수쐐기현상에 대한 정확한 이해는 하구역 수질 및 환경관리 측면에서 필수적인 사항이다. 본 연구에서는 정상염수쐐기 경계층 거동에 대한 실험적 연구결과와 3차원 전산유체역학 프로그램인 FLOW-3D를 이용한 수치모의 결과를 비교해봄으로써 염수쐐기현상에 대한 3차원 수치모형의 적용성을 살펴보았다. FLOW-3D를 이용하여 실험장치의 수로구간을 구성하고 경계조건으로 염수의 수위와 담수의 유량을 입력하였으며 밀도차를 두어 이층류가 발생하도록 모의하였다. 모의결과를 통해 시간평균농도와 표준편차를 무차원화하여 단면별 연직분포를 알아보고 각 단면을 중첩하여 경계층의 거동을 살펴보았으며 염수쐐기길이와 염수심을 무차원화하여 밀도프루드수의 변화에 따른 염수쐐기형상을 살펴보았다. 그리고 각 결과를 기 수행된 실험결과와 비교해 보았다.

• 한국유기농업학회지
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• 제17권2호
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• pp.253-264
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• 2009

상추의 가을재배에서 공기 교반 장치로 실내 온도와 습도를 조절해 주면 잿빛곰팡이병(B. cinerea)과 무름병(E. carotovora)이 감소되었으며, 수량도 30% 이상 증수되었다. 배추의 진딧물 밀도는 천적인 무당벌레(H. axyridis)와 콜레마니진디벌(A. colemani)을 방사하며 현저히 감소되었다. 난황유와 BT제를 혼합하여 살포하면 배추의 무름병(E. carotovora), 노균병(P. brassicae), 흰가루병(E. polygoni)의 발생과 배추좀나방(P. xylostella)과 파밤나방(S. exigua)의 발생 밀도가 현저하게 감소하였다. 파의 노균병(P. destructor) 발생은 Neem 추출물을 처리하여 무처리 대비 60% 이상 낮출 수 있었다. 파좀나방의 충해는 잎굴파리고치벌에 의해 23% 감소되었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제34권6호
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• pp.583-590
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• 2019

본 연구는 기존 기초 연구를 통해 효과가 확인된 '광에너지유도 활성산소'를 이용하여 세척용수를 소독할 수 있는 신개념의 순환형 물 소독 시스템에 대해 실증하는 것이다. 다양한 형태의 감광제 이용 광유도 ROS 발생장치를 이용하여 여러 종류의 병원성 세균을 1시간안에 3 log CFU/mL 이상의 밀도를 감소시키는 조건을 탐구하였다. PS-bead이용 광유도 ROS 발생장치의 밀도 감소 효과에 미치는 주요 요인을 분석한 결과, 세균의 종류에 따라 ROS에 대한 밀도 감소효과가 서로 상이 하였다. B. cereus와 P. carotovorum subsp. carotovorum에 대한 밀도 감소효과는 높았으나 대장균 등 식중독 세균들에 대한 밀도 감소 효과는 상대적으로 낮았다. 순환형 물 소독시스템에서 유속은 유속이 빨라질 수록, 초기 세균밀도가 낮을수록 밀도 감소효과가 증가하는 경향을 보였다. bead의 양이 증가함에 따라 밀도 감소 효과는 일부 대상세균에서 지수적으로 증가함을 알 수 있었다. 싱글 유닛 두 개를 연결한 더블원통유닛3280은 B. cereus 나 P. carotovorum subsp. carotovorum에 대한 실험에서 30 분 안에 약 3 log CFU/mL 이상의 균을 완전히 살균할 수 있었다.