• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1291-1295
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• 2005

제천, 충주, 단양의 3 개 지자체에 걸쳐 있는 충주호는 매년 여름철 집중호우시 부유쓰레기가 $3,000\~45,000\;m^3$ 의 범위에서 반복하여 발생하고 있으며 이들 대부분은 제천시 관내에서 수거되고 있다. 현재 부유쓰레기의 수거 및 육상 집하는 수자원공사가 담당하고 있으며 제천시는 이를 폐기물 매립장으로 운반하여 매립하고 있다. 이러한 부유쓰레기는 무게로는 그리 많지 않으나 부피가 매우 커 운반시 수거 차량의 운행대수가 많아지고 매립지 용량을 크게 소모하는 등 쓰레기 처리과정상의 문제점을 발생시키고 있으며 특히 부유쓰레기의 발생은 1 회성이 아니라 매년 장마와 홍수가 발생하면 되풀이되는 현상으로, 수자원 확보 및 홍수조절을 위해 설치된 댐에 의해 집중호우시 발생된 부유쓰레기가 댐 수위가 낮아짐에 따라 댐 주변부에 잔류하게 되어 수자원 및 수질 관리에 큰 어려움을 발생시키고 있다. 이러한 부유쓰레기는 댐 상류지역에 방치된 쓰레기들이 강우시 지표류와 함께 떠내려 온 것들로서 발생원인의 완전 제거는 불가능한 실정이므로 발생된 부유쓰레기를 최대한 신속히 수거하고 수거된 쓰레기는 소각이나 톱밥 생산 등의 물질자원화 방법으로 매립 양을 최소화 할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 충주댐에서 매년 집중호수시 발생하는 부유쓰레기의 발생 및 수거, 처리실태를 조사하며 또한 제천관내에 부유 쓰레기의 집중되는 원인을 분석하고 이로부터 적절한 부유쓰레기 관리대책을 수립하고자 하였다. 충주댐 부유물 발생 현황 조사 및 처리대책에 관한 연구결과는 다음과 같다. 부유쓰레기 발생량은 태풍의 발생에 따라 급격히 증가하여 년간 $12,587m^3\~45,356m^3$ 이 발생하고 있었다. 댐 및 하천 흐름 해석을 위해 2 차원 동수역학 모델인 RMA2 모형을 이용하여 충주댐에서의 물의 흐름을 해석한 결과 옥순대교$\~$청풍대교 구간 사이에 댐 및 지형적 영향으로 인해 잘 발달된 와류가 하도 전체를 통하여 발생되고 있었고 이는 댐 부유물 정체현상이 나타나는 지점과 잘 일치하고 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.598-602
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• 2018

석유정제공장에서 사용된 폐촉매의 특성을 조사하여 바나듐 레독스 흐름전지용 소재인 전해액의 제조에 대하여 연구하였다. 석유정제공정에서 사용된 폐촉매의 총공극 부피, 비표면적 및 평균 기공크기는 BET법과 BJH법으로 계산하여 각각 3.96cc/g, 13.81m2/g, 1.15A 구하여 폐촉매에서 바나듐을 회수하여 전해액으로 제조 할 수 있음을 확인하였다. 폐촉매를 TG-DTA분석결과, $25^{\circ}C$부터 $700^{\circ}C$ 범위에서 중량손실이 약 23wt%였다. 폐촉매의 성분을 ICP 장비를 분석하여 황, 바나듐, 니켈, 알루미늄, 망간 철 구리 등의 원소를 확인하였다. 또한 TEM 장비로 측정한 결과 바나듐 외 다른 원소들이 결정성 클러스터가 밝은 점으로 명백하게 드러남을 알 수 있었다. 액액 추출법을 사용하여 폐촉매로 부터 바나듐을 99.25%로 분리하여 추출한 바나듐용액의 전기화학적 특성분석을 위해 CV(cyclic votammetry)측정한 결과, 산화/환원피크가 나타남으로서 전해질 용액으로서의 가능성을 보여주고 있다. 또한 폐촉매로 부터 추출된 바나듐 용액의 순도를 더욱 높여 전해질 용액을 제조하면 기존 상용화된 전해질 성능과 같은 것을 제조 할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.493-493
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• 2017

부유사 수리실험에서 부유사의 농도를 측정하는 것은 불확실성이 매우 크다. Einstein(1950)은 유사의 pickup function 결정에서 이러한 불확실성 때문에 유사입자의 거동을 발생시키는 양력의 확률을 적용하기도 하였다. 일반적으로 부유사의 측정은 부유사 채집기를 통해 수행하지만, 시간적으로 비효율 적이며, 채집 시 채집기의 부피로 인한 난류 발생으로 채집 후 흐름 변화가 발생할 수 있다. 수리실험의 규모라면 이 문제는 더욱 부각될 수 있다. 연속적인 부유사의 농도 측정을 위해 이러한 점은 개선되어야 하는 문제이다. 본 연구에서는 유사 실험의 이러한 단점을 극복하고자 image processing 기법을 적용하였다. Image processing은 부유사의 농도가 증가할수록 탁도가 증가하는 특성을 이용하여, 부유사 농도를 추정하는 방법이다. 이 과정에서 RGB(Red-Green-Blue)로 색을 표시하는 방식에서 image를 변환하여 gray scale로 전환해야 하며, 파(wave)의 전파에 의한 image 결과의 변형은 없다고 가정하였다. Gray scale과 탁도와의 관계를 도출하기 위해 하상에 유사를 포설하고, 단파(surge)를 발생 시켰다. 실험은 길이 12.0m, 폭 0.8m, 높이 0.75m의 개수로에서 수행하였으며, 수로 상류에 sluice형 gate를 급격하게 개방하는 것으로 단파를 재현하였다. 탁도 측정을 위해 유사 채집기를 이용하였으며, 상기에서 제시한 흐름 교란문제로, 1지점에서 1개의 시간동안만 채집을 수행하였으며, image의 촬영을 병행하였다. 또한 data의 정확도를 높이기 위해 3번의 반복실험을 수행하였다. 실험결과 gray scale과 탁도와는 일정한 관계가 나타났으며, 이를 토대로 gray scale-SSC(suspended sediment concentration)와의 관계를 도출하였다. Bayesian 분석을 이용하여 image processing의 보정(확률적 보정)을 추가적으로 수행하였다. 최종적으로 실측한 값과 image processing을 통한 값을 1:1 curve를 통해 비교하였으며, 약 9%의 평균 오차가 발생하여, image processing과 bayesian 적용을 통한 부유사 농도 측정은 신뢰할 만한 결과를 도출하는 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1288-1289
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• 2011

세계가 점차적으로 "전화(電化)"됨에 따라 전기 에너지의 효과적인 분배와 사용이 급격히 중요하게 되었다. 일반 도체를 통한 전류의 흐름은 도체의 저항에 의해 줄열을 발생시켜 전기 에너지의 손실을 일으키고 결국은 에너지와 경제적 자원의 낭비를 초래하게 된다. 초전도체의 저항은 직류 전류에서는 0, 교류 전류에서는 거의 0이기 때문에 초전도체를 이용하면 전력 소자 및 기기의 부피와 무게를 현저히 줄일 수 있는 반면에 모든 전기 시스템의 효율을 향상시킬 수 있고, 에너지 사용의 절감에 따라 환경 문제에 도움을 줄 수 있다. 사고 전류 제한기의 설계에 있어서, 권선형태에 따른 솔레노이드 마그네트와 팬케이크 마그네트를 설계, 제작하여 자장 특성 및 한류 특성을 비교 하였다. 2세대 고온 초전도 선재로 불리는 YBCO 박막형 초전도 선재를 이용하여 동작 전류 증대를 위한 다병렬 솔레노이드 마그네트와 다병렬 팬케이크 마그네트를 제작하였다. 이를 이용하여 440 V/ 630 A급 초전도 사고 전류 제한기와 2 kA 급 대전류 통전 사고 전류 제한 모듈을 설계, 제작하여 단락 특성 시험을 수행하였다. 한편, 자장 응용 기기에 적용 가능한 더블 팬케이크 마그네트를 제 2 세대 초전도선재를 이용하여 설계, 시작하였다. 2세대 선재는 1세대 선재에 비하여 20 T 이상의 외부 자장에 대한 특성이 우수하여 고자장 마그네트 시스템에 더욱 적합하다. 이에 초전도 마그네트 보호를 위한 상전도 영역 전파 실험을 수행하여 CC 선재의 안정도를 측정하였다. 또한 영구전류모드 운전과 플럭스 펌프를 통한 전류 충전에 대한 연구도 병행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.6-8
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• 2010

HEV(Hybrid Electrical Vehicle)의 배터리와 전동기/발전기용 인버터 사이에 전력의 흐름에 따라 바뀌어 동작하는 양방향 컨버터가 장착된다. 이 컨버터는 낮은 배터리의 전압을 승압해 DC-Link 전압을 높혀줌으로써 전동기의 전류용량을 낮춰 줄 수 있으며 그에 따른 전동기의 부피를 감소시키고 손실을 줄이는 역할을 한다. 본 논문에서는 HEV에서 사용되는 양방향 컨버터의 모드 절환을 포함한 디지털 제어 방법을 소개하고, 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.228-230
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• 2018

DC 마이크로 그리드를 위한 Three-Ports Half Bridge (THB) 제안하고 THB 컨버터의 효과적인 제어를 위한 동작 원리 및 수학적 모델링 그리고 각 포트 간의 전력을 독립적으로 제어하는 디커플링(Decoupling) 방법을 제안하고자 한다. DC 마이크로 그리드에서는 수용자의 부하 상황에 따라 계통뿐만 아니라 분산 전원 및 에너지 저장장치(ESS) 등에서도 전력을 공급받을 수 있다. 이로 인해 기존 전력제어 시스템의 경우 2-포트 컨버터 2개가 필요하고, 이는 부피뿐만 아니라 소자의 개수도 증가시키기 때문에 제작 및 설치 단가가 상승한다는 단점이 있다. 3-포트 컨버터의 경우, 하나의 변압기를 이용하고 전력스위치와 수동소자의 개수를 줄일 수 있으므로 기존의 전력변환장치 대비 전력 밀도를 높일 수 있다. 하지만 하나의 변압기를 이용하여 3개의 포트가 연결되어 있어 서로 간의 전력간섭이 일어나고. 과도기 때 의도 하지 않은 전력의 흐름이 발생할 수 있게 된다. 본 논문에서는 수학적 모델링과 분석을 통해 3-포트 컨버터의 동작원리를 알아보고, 각 포트 간 전력 제어의 상호 간섭을 제거할 수 있는 디커플링 방법을 제안하고자 한다. 또한, 모의시험과 1 kW급 시작품을 이용하여 제안한 디커플링 전력제어 방법의 타당성을 검증하였다.

• 전기화학회지
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• 제8권4호
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• pp.155-161
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• 2005

상용 CFD 프로그램인 FLUENT v5.3을 이용하여 용융탄산염 연료전지 스택의 수치 모사를 행하였다. FLUENT에 포함되어 있는 보존식들을 이용하면서, 사용자 정의함수를 이용하여 포함시킨 코드를 통해 전기화학적 반응과 부반응인 수성가스전이반응에 의한 질량과 가스 조성 변화 및 열이동을 고려하여 정확한 계산 결과를 얻고자 하였다. 모사에 사용된 스택은 6kW급과 25kW급 스택으로 각각 20개와 40개의 단위전지를 수직으로 적층한 형태이며 스택내로 주입되는 가스는 coflow형태로 각각의 채널을 흘러가게 설계되어 있다. 모사를 통해 알아본 스택 내 압력분포는 가스 흐름방향으로 압력강하가 일어나며 anode 채널보다 cathode 채널에서의 압력차가 더 크게 나타났다. 채널 내 속도분포는 전극 반응에 의한 질량 및 부피변화로 인해 anode 채널에서는 가스흐름 방향으로 속도가 증가하는 반면 cathode 채널에서는 속도가 감소하는 경향을 보였다. 스택 내 온도분포는 가스 흐름방향으로 증가하는 경향을 보였고, 계산결과와 실험결과가 대체로 일치함을 확인할 수 있었다. 수성가스전이반응을 포함한 모델과 그렇지 않은 모델을 비교한 결과 가스의 주입구 부분에서는 수성가스전이반응에 의해 흡열 반응이, 출구 부분에서는 발열반응이 일어나고, 이로 인해 입구와 출구의 온도차가 더 커짐을 확인하였다. 따라서 상용화 스택인 수백 kW급 이상의 대형 스택을 모사하기 위해서는 수성가스전이반응을 고려해야할 것으로 생각된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.13-23
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• 2000

본 연구에서는 유류가 오염된 토양을 복원하기 위해 실제 현장의 토양성상과 오염현황을 조사하고 이 자료를 바탕으로 in situ복원기술인 토양증기추출법을 적용할 때 복원효율에 영향을 미치는 토양증기추출 장치의 운전조건과 토양성상의 영향을 검토하였다. 본 부지는 지하저장고에서 누출된 휘발유가 오염되어 있었고 그 농도는 BTEX가 최대 1.081ppm, TPH가 최대 5,548ppm이 포함되어 있었으며, 장기간에 걸쳐 지하 6m깊이까지 확산되어 오염물의 분포 면적은 170$\textrm{m}^2$, 오염토양의 총 부피는 약 1,000$\textrm{m}^3$으로 추산되었다. 오염부지의 토양은 지하 3~4m까지는 사질매립토이고 지하 4~6m에서는 불균질한 점토질이 섞인 미사토였으며 토양의 공기투수계수는 1.058-1.077$\times$$10^6$$\textrm{mm}^2$이었다. 이 부지내 일부지역에 지하수 흐름이 있으며 지하수위는 지하 약 3~4m부터 존재하였고 지하6m이하에는 암반이 존재하였다. 이 부지에 깊이 6m인 8개의 추출정과 7.5마력 용량의 진공펌프가 포함된 토양증기추출 장치를 설치하여 하루 8시간씩 100일간 운전한 결과 지하수가 존재하지 않는 사질토양에 있었던 BTEX는 90%이상의 효율로 제거하였으나 지하수대가 존재하는 지역에서는 BTEX와 TPH의 제거효율이 대폭 낮아졌다. 또한 토양증기장치에 의해 유도된 토양내 공기흐름은 토양깊이가 깊어질수록 공기 흐름량은 감소하여 복원효율이 떨어졌다.

• 분석과학
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• 제7권3호
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• pp.361-369
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• 1994

가벼운 란탄족 이온($La^{3+}$, $Pr^{3+}$, $Nd^{3+}$, $Sm^{3+}$ 및 $Eu^{3+}$)의 전기화학적 거동을 acetonitrile(An), N, N-dimethylformamide(DMF)에서 직류 및 펄스차이 폴라로그래피와 순환 전압-전류법으로 연구하였다. $La^{3+}$, $Pr^{3+}$ 및 $Nd^{3+}$은 0.1M TEAP 지지 전해질에서 3전자 비가역반응으로 금속으로까지 환원되었으며, $Sm^{3+}$과 $Eu^{3+}$는 2단계 환원으로 진행되었다. 순환 전압-전류법의 결과에서 $Sm^{3+}$과 $Eu^{3+}$의 첫 단계 환원반응은 유사가역적 반응이었으며, 두 번째 단계의 환원은 비가역반응이었다. 펄스차이 폴라로그래피의 환원봉우리전류는 주사속도가 느리고 농도가 짙을수록 흡착특성을 크게 나타냈다. AN 용매에서 물의 부피가 증가할수록 가벼운 란탄족 이온의 환원전위는 음전위 방향으로 이동하였으며 환원전류는 감소하였다. DMF 용매에서는 물의 부피비가 증가할수록 양전위 방향으로 이동하였으며 환원전류는 감소하였다.

• 대한화학회지
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• 제37권12호
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• pp.1035-1046
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• 1993

몇 가지 iron(III)porphyrin 착화합물을 합성하고, 이들에 대하여 역상 액체 크로마토그래피에서의 최적 분리조건 및 용리거동을 조사하였다. 분리관, 흐름속도, 용리액의 조성 등을 변화시킨 실험에서 분리관은 NOVA-PAK $C_{18}$, 용리액은 methanol/water의 이성분 혼합용매를 적당히 조절하였을 때 용량인자가 최적 분리조건인 $0{\leq}logk'{\leq}1$ 범위를 만족시켰다. 용리거동에 관련된 인자들로는 용리액의 세기, 분포비$(D_c)$ 및 분리관의 온도변화에 따른 엔탈피(${\Delta}H^{\circ}$), 엔트로피(${\Delta}S^{\circ}$), 보정온도($\beta$)를 조사하여 분리 메카니즘을 규명하였다. 이성분 용매계에서 용리 세기 및 물의 부피분율과 용량인자(logk')와의 관계를 조사한 결과 이들간에는 직선성이 잘 성립되었으며, 부피비와 용량인자와의 관계에서도 비교적 직선성을 잘 나타내었다. 이러한 결과로부터 시료의 용리 메카니즘이 소용매성 효과에 기인하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 열역학적인 방법으로 용리거동을 조사하기 위하여, van't Hoff plot으로부터 엔탈피, 엔트로피를 구하였다. 엔탈피와 용량인자와의 상관관계를 조사한 결과 iron(III)porphyrin 착화합물과 정지상과의 상호작용은 온도변화에 과계없이 일정함을 알 수 있었고, 정지상과의 소용매성 결합 과정은 등평형 거동을 나타내었다.