• The Korean Journal of Rheology
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• v.11 no.2
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• pp.128-134
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• 1999

Rheological characterization was examined for two different types of magenetic particle (rod-like $\gamma$-$Fe_{2}O_{3}$, $CrO_2$ )suspension in this study. The measured suspension viscosity (viscosity vs. concentration or shear rate) is used to obtain the dependence of viscous energy dissipation on the microstructural states of magnetic particle dispersions as well as the microstructural shape effects which are related to magnetic particle orientation. The empirical formulas from mean field theory and the Mooney equation are used to relate suspension viscosity to particle concentration. Intrinsic viscosities of these two different types of rod-like magnetic particle suspensions are found to exceed the prediction of hydrodynamic theory for dilute suspensions and support the existence of flocs containing significant amounts of immobilized suspending medium due to native attraction forces among particles in the microstructures.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.91-91
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• 2022

하천 합류부에서 수체의 흐름은 매우 역동적으로 변화하며 합류부의 복잡한 3차원 흐름과 난류 구조는 2차류(secondary currents)의 강도변화, 전단층(shear layer)의 뒤틀림 그리고 재순환구역(recirculation zone)의 발생 등 합류부에서의 독특한 특징을 형성한다. 이러한 특징들의 변화는 수체의 흐름구조 뿐만 아니라 하천으로 유입된 오염물의 거동에도 영향을 준다. 기존의 합류부 연구들은 주로 본류와 지류의 합류각이나 유량비에 차이를 두어 합류부의 특징 변화를 모의하였다. 하지만 실제 자연하천에서 홍수방지를 위한 수심확보, 건축자재의 골재수집 등 다양한 목적으로 수행되는 본류의 준설작업으로 인해 발생하는 본류와 지류의 하상면 단차 또한 합류부의 특성에 영향을 미치는 주요한 인자 중 하나이다. 단차가 커짐에 따라 증가하는 지류수체의 낙차는 이차류의 강화를 야기하며 이는 합류부에서의 유속구조를 변화시켜 흐름을 가속시키거나 지체시키며 오염물의 혼합에 영향을 미친다. 본 연구에서는 3차원 수치모의를 통해 90도로 합류되는 수로에서의 흐름구조와 오염물의 혼합에 단차비와 유량비가 미치는 영향을 모의하였다. 유동장 해석을 위해 3차원 RANS (Reynolds-averaged Navier-Stoke) 방정식을 사용하였으며 난류해석은 k-𝜔 SST 모델을 이용하였다. 본류의 경우 11.4m의 수로 연장을 갖고, 하폭은 0.3m이며 수심은 단차의 크기에 따라 변화한다. 지류의 경우는 수로연장 1m, 하폭 및 수로깊이는 0.1m이다. 수치결과의 검증을 위해 이주하(2013)이 수행한 실내 합류수로의 실험결과를 이용하였다. 모의결과를 통해 파악한 합류부의 흐름특성을 이용하여 적절한 2차원 분산계수를 산정한다. 자연하천에서 오염물의 혼합거동을 효과적으로 모의하기 위해 수심 평균된 2차원 이송-분산모형을 이용하는데 이때 적절한 분산계수의 산정이 필수적이다. 본 연구에서는 합류 후 흐름방향에 따라 분산특성이 상이한 구간을 구분하여 분산계수를 산정하였으며 이를 통해 오염물의 거동을 정확하게 모의하였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.47-47
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• 2005

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.36 no.4
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• pp.575-586
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• 2003

In case of continuous input of a pollutant, dispersion characteristics do not change much with changing dispersion coefficient, but that of an instantaneous input is very sensitive to the changes of dispersion coefficient. The characteristics of behavior of instantaneous input of a pollutant at the downstream of Han river were analyzed in this paper Field measurement of hydraulic and water quality factors at the downstream of Han river were conducted at low flow condition. The hydraulic factors were used to estimate the longitudinal dispersion coefficient, and the reasonable empirical equations for longitudinal dispersion coefficient at the downstream of Han river were suggested. The measured concentrations of BOD were closely matched with the calculated ones from RMA-4 model. In case of instantaneous input, range of dispersion, transport pathway and the traveltimes of the first and maximum concentration with variation of the longitudinal dispersion coefficients and water levels of downstream boundary were evaluated in this paper.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.2B
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• pp.171-178
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• 2006

The finite element model based on the 2-D advection-dispersion equation incorporating the dispersion tensor that is calculated using velocity field data was developed in order to analyze more accurately 2-D mixing of pollutants for meandering streams. The proposed model was tested using the straight channel that inclined at 45o in the Cartesian coordinate system. The simulation results showed that dispersion tensor model using velocity field data gives an accurate solution. The suitability of the proposed model in analyzing actual pollutant mixing in meandering channels was demonstrated by comparing the simulation results with experimental data obtained from the tracer tests in the laboratory flume. Comparison results showed that the proposed model with dispersion tensor can represents more accurately the mixing phenomena of the pollutants in the meandering channels in which the direction of the primary flow is varying periodically along the channel.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.11
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• pp.1065-1075
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• 2017

In this study, high velocity impact tests along with modeling of material behavior and numerical analyses were conducted to predict the dispersion behavior of the debris resulting from a high velocity impact fracture. For the impact tests, two different materials were employed for both the projectile and the target plate - the first setup employed aluminum alloy while the second employed steel. The projectile impacts the target plate with a velocity of approximately 1 km/s were enforced to generate the impact damages in the aluminum witness plate through the fracture debris. It was confirmed that, depending on the material employed, the debris dispersion behavior as well as the dispersion radii on the witness plate varied. A numerical analysis was conducted for the same impact test conditions. The smoothed particle hydrodynamics (SPH)-finite element (FE) coupled technique was then applied to model the fracture and damage upon the debris. The experimental and numerical results for the diameters of the perforation holes in the target plate and the debris dispersion radii on the witness plate were in agreement within a 5％ error. In addition, the impact test using steel was found to be more threatening as proven by the larger debris dispersion radius.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.112-113
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• 2021

하천으로 유입되는 오염물질은 유수의 흐름에 따라 이송되며 혼합된다. 이러한 오염물질의 해석을 위해서는 확산 또는 분산계수 산정이 필요하다. 오염물질의 거동과 관련된 실험적 연구는 방사선 동위원소와 형광성 물질을 이용하여 수행되어 왔으나, 추적자 실험은 많은 비용 및 인력을 요하며, 고정식으로 설치한 계측장비로부터 수집한 시계열 농도자료만을 이용하여 분석하기 때문에 공간적 분포에 대한 자료 취득은 어렵다는 한계가 있다. 하천의 오염물질을 모니터링하기 위해서는 공간을 이동하는 입자의 관점에서 물리량을 표현하는 Lagrangian 방식보다 특정 위치에서 물리량 변화를 표현하는 Eulerian 방식이 적합하다. 그러나 드론을 활용한 하천원격탐사 연구의 대부분은 이동식 플랫폼으로 활용되어 특정 시간에 공간적 분광특성의 분포 파악이 한정적이며, 동일 지점에서 분광특성의 시간적 변화를 파악할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 기존의 면단위를 측정하는 이동식 플랫폼의 한계를 극복하고 하천 모니터링에 적합한 Eulerian 방식을 적용하기 위하여 CCTV 형태의 고정식 초분광촬영 플랫폼을 도입하였다. 본 연구에서는 하천으로 유입되는 오염물질의 거동을 분석하기 위하여 자연하천에서 형광성물질인 Rhodamine WT를 이용하여 추적자 실험을 수행하였으며, 접촉식 센서를 활용한 농도측정과 동시에 드론과 초분광센서를 활용하여 CCTV 형태의 고정식 초분광영상을 획득하였다. 실험결과 도출된 전통적인 방식의 분산계수 산정과 시공간 초분광영상을 활용한 분산계수 산정을 비교하여 오염물질 거동 분석에 초분광영상 활용의 가능성을 검토하였다. 본 연구에서 제시한 드론기반 시공간 초분광영상 기법을 교량이나 기타 하천구조물에 초분광 센서를 설치하여 CCTV형식으로 활용할 경우, 공단이나 하·폐수 처리장 등의 점오염원이 밀집해 있는 지역에 직접 설치하여 화학사고의 감지 및 오염물질의 유출 확인 및 조류, 부유사 등의 다양한 수질항목의 농도 변화 감지가 가능하고, 수심변화 감지로 장기적으로 활용할 경우 특정 지점에서의 하상변동 조사가 가능하다. 또한, 오염물질의 유출 사고 발생 등의 사람이 직접 접근이 불가능한 지역에 드론을 활용하여 초분광센서를 이용한 오염물질 감지가 가능할 것으로 판단된다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.9 no.4
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• pp.163-173
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• 1997

Polystyrene/polycarbonate 조성이 약 50/50인 3종류의 Poly(carbonate-g-styrene) 공중합체의 동적 탄성율, E*($\omega$)와 동적 스트레인-광학계수 O*($\omega$)을 유리전이 영역부근의 여러온도에서 동시에 측정하여 연구하였다. 두 개의 공중합체는 각각의 스티렌 그라프트쇄 에 5, 10 wt%의 MAH를 함유하고 있다. 이들 공중합체의 E*($\omega$)와 O*($\omega$)완화거동과 그라 프트 공중합체의 상용성과 연관하여 비교 고찰하였다. 공중합체들의 E*($\omega$)는 전형적인 무 정형 고분자의 유리전이 완하거동을 보였으며 정성적인 차이를 발견할수 없었다. 그러나 고 강도의 단일 tan$\delta$분산의 저주파수 영역에 미세분산을 나타내, 공중합체는 2상으로 분리되 어 있음이 추정되엇다. 폴리스티렌 그라프트체에 무수 말레인산 함유량이 증가함에 따라, 저 주파수 영역의 미세피크가 $\alpha$주분산에 병합되어 성분 고분자간의 상호 형동성이 증가함을 알수 있었다. 3공중합체의 유사한 기계적 특성과는 달리, 광학적 완화 스펙트럼 O*($\omega$)는 정 성적으로 명확한 차이를 보여 공중합체들의 광학완화 거동이 명확히 다름을 나타냈다. 기계 적 특성보다는 광학적 특성이 공중합체내의 성분 고분자의 미세한 완하 거동에 훨씬 민감한 응답을나타냈다. 이러한 특성적인 공중합체의 O*($\omega$)차이를 공중합체의 조성단일 고분자 PS, PC의 O*($\omega$)의 가성성을 가정하여 모사하였다 모사에서 구한 광학적 부분 기여 파라메 터를 사용하여 공중합체의 상용성을 고찰하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.4 no.4
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• pp.37-51
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• 2000

이 연구는 지진 시 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동 및 연성능력을 해석적으로 파악하는데 그 목적이 있다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열 콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근 모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열 모델로서의 분산균열모델을 사용하였다. 두께가 서로 다른 부재간의 접합부에 단면강성이 급변하기 때문에 생기는 국소적인 불연속변형을 고려하기 위한 경계면 요소를 도입하였다. 또한, 축방향철근의 유무 및 그 양 등에 따른 구속효과를 적절히 표현할 수 있는 해석 모델을 개발하였다. 본 연구에서는 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동 및 연성 능력의 파악을 위해 제안한 해석기법을 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 1992.04a
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• pp.45-50
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• 1992

해양 가이드 타워를 대상으로 하여, 지진하중에 대한 심해응구조물의 비정상거동해법에 대하여 연구하였다. 지반운동의 비정상특성은 정상과정성분에 시간포락함수가 곱해진 형태로 모형화하였으며, 구조물의 비정상거동은 시간종속분산함수로 구하였다. 지반가속도에 대한 자기상관함수를 복소지수함수의 형태로 이상화함으로써, 구조물 거동의 시간종속함수가 해석적인 방법으로 쉽게 구할 수 있는 기법을 개발하였다. 지진의 발생시간 동안 예상되는 최대거동을 구하였으며. 이를 구조물 거동을 정상확률과정으로 가정하여 산정한 결과와 비교 분석하였다.