• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.607-612
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• 1993

원심분리기는 용액 속에 있는 물질을 크기와 밀도 및 모양의 다름을 이용하여 용액으로부터 분리, 정제 및 순화하는 과학기계이며 처리량의 규모에 따라 공업용과 실험실용으로 분류된다. 공업용은 처리량이 많은 반면 실험실용은 처리량이 적으나 분리효과가 좋은 특징을 갖으며 회전속도에 의해 저속, 고속 및 초고속의 원심분리기로 나뉘어진다. 초고속 원심분리기는 최초(30년대)에 침전계수의 측정을 목적으로 연구개발을 시작하였다. 이의 용도에서 사용되는 초고속원심기를 분석용 초고속원심기라 부르나 이는 50년대 이후에 점차적으로 기술적 발전을 가져와 미소물질 분리를 위한 분리용 초고속원심기로 변천이 되어 생물학분야 이외에 항공기,선박,고속철도,석유탐지,원자력,섬유공업과 반도체등 여러 분야에 이용이 되고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.107-114
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• 1989

말뚝의 한계 주변 마찰력을 발생시킬때의 말뚝과 주변 흙 사이의 상대변위 즉, 한계 상대 변위의 특성을 조사하기 위하여 모형 말뚝 인발시험을 하였다. 시험 결과에 의하면, 한계 상대 변위는 일정한 값을 갖지도 않고, 말뚝 크기에 비례하지도 않으나 한계 주변 마찰력의 크기와 밀접한 관계가 있음을 알았다. 본 논문에서는 모형실험 결과로부터 상대 변위와 한계 주변 마찰력 사이의 관계식을 제시하였다. 주변 마찰력과 관련된 문제 해결을 위하여 원심력 시험기를 이용한 모형실험을 시행하는 경우, 실험결과의 신빙성을 정량적으로 분석하기 위하여 계산적 방법을 이용하였다. 그리고 주변 마찰력에 관련된 문제의 한 예로 부주변 마찰력 문제를 분석하였으며 부마찰력 계산을 위하여 간단한 전이 함수방법을 개발하였다. 분석결과로부터 얻은 결론은 주변마찰력 관련 문제에 대한 원심력 모형실험은 안전하지 않은 쪽의 오차를 초래할 수 있는데, 그 이유는 한계 상대 변위량이 상사법칙을 만족시키지 않기 때문인 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.59-67
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• 2005

본 논문은 모래다짐말뚝의 대체재로 제강슬래그를 다짐말뚝으로 사용하여 그에 따른 지반공학적 거동을 조사하기 위하여 원심모형 실험을 수행한 실험적 수치적 연구 결과이다. 제강슬래그의 상대밀도를 변화시킨 원심모형실험을 수행하여 그의 지지력 변화, 말뚝과 점토지반 사이의 응력분담비, 침하특성, 파괴메카니즘에 대하여 조사하였다. 원심모형실험결과, 슬래그다짐말뚝의 상대밀도가 증가할수록 지지력이 증가함을 확인하였으며 동일조건의 모래다짐말뚝 보다 약 $30\%$ 정도 항복하중강도가 크게 나타나 모래 대체 재료로서 효과가 있을 것으로 나타났다. 또한, 슬래그다짐말뚝의 상대밀도가 증가할수록 응력분담비는 증가하였으며 재하시험후 활동선 관찰결과 말뚝상부로 부터 $2D{\sim}2.5D$ 깊이에서 말뚝의 명료한 전단면이 발생하였다. 한편, 수정 Cam-clay 모델을 사용한 상용프로그램 CRISP을 이용하여 원심모형실험결과를 모사하였다. 하중-침하 곡선과 응력분담비의 특성에 대한 해석결과는 실험결과와 비교적 근접하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.25-34
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• 2006

본 연구에서는 비교적 높은 초기 유효응력을 가진 지반구조물의 액상화연구에 사용된 동적 원심모형실힘결과를 이용하여 유효응력모델검증에 관한 연구를 수행하였다. 원심모형 지반은 최대 유효응력 380kPa를 가진 충분히 포화된 느슨한 Nevada 모래 지반으로 구성되었으며, 수치해석에서는 1차원의 기둥형태로 가정하였다. 수치해석에 이용한 두 종류의 원심모형실험에서는 상당한 깊이(37m 및 22m)까지도 액상화가 발생하였으나, 깊이에 따른 액상화발생 경향은 경험적 액상화 평가방법과 상반된 결과를 보였다. 즉, 원심모형실험에서 계측된 과잉간극수압을 기준으로 해석하였을 때, 액상화는 모형지반의 윗부분에서 먼저 발생한 후 점차적으로 아랫부분으로 이동함을 알았다. 이와 같은 실험결과는 수치해석에서 비교적 잘 예측된 것으로 판단되었다 원심모형 지반의 초기 포화도와 원심력 증가에 따른 지반의 상대밀도 증가가 액상화모형실험의 수치해석에서 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권1호
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• pp.147-158
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• 1997

본연구는 유한요소법을 이용하여 중간토지 반에 있어서의 부분배수의 정도가 지지력 및 변형 특성에 미치는 영향을 해석적으로 고찰한 것이다. 동시에 계산 결과를 모형실험 결과와 비교하여 계산법의 타당성 및 부분배수의 현상이 발생하는 지반의 지지력 문제에의 적용성을 검토하였다. 해석에는 수정 Cam-clay를 이용한 프로그램 CRISP90을 이용하였고,모델실험에서는 원심 모형시험장치를 이용하였다. 해석 결과, 부분배수의 영향을 받는 중간토지반의 하중칙하 관계를 충분한 정도로 표현할 수 있으며, 동법에 의해 상대재하속도를 배수, 비배수 및 부분배수영역의 3영역으로 분류 가능하고, 부분배수 영역의 범위는 10절도임을 밝혔다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권4호
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• pp.101-114
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• 1996

본 연구는 중간토의 지지력 및 변형특성을 조사하기 위해 원심재하장치(centrifuge)를 이용한 지지력 실험을 시행한 결과이다. 점성토에 비해 투수계수가 비교적 큰 중간토지 반을 대상으로 재하 과정에서 발생하는 배수현상이 지반의 지지력에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 재하 속도와 지반의 투수계수와의 관계, 즉 본 연구에서 정의한 상대재하속도와 하중강도의 관계로부터 기존 설계상의 문제점을 지적하였고, 또한 재하속도의 차이에 의해 동일 침하량비에서의 하중강도의 대소관계가 역전하는 현상은 비 배수상태의 재하속도 의존성 뿐만 아니라 재하초기부터 발생하는 부분배수현상에 의한 것임을 재하중에 관측한 과잉간극수압의 거동과 변형거동을 중심으로 증명하였다. 나아가 중간토지반에 있어서 기초폭과 초기 지반응력 상태가 지지력에 미치는 영향을 조사하기 위하여 기초폭과 과압밀비를 변화시켜 중간토지반의 지지력 특성을 조사 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.39-48
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• 2011

본 논문에서는 모형실험과 수치해석을 수행하여 유한한 두께의 모래지반 위에 놓인 얕은 띠기초의 지지력 평가방법을 제안하였다. 모형실험은 현장에서 채취한 모래시료를 사용하여 모래지반의 상대밀도와 대상 기초폭(B) 에 대한 모래층 두께(H)의 비(H/B)를 변화시키면서 1g와 20g 중력수준의 원심모형실험을 실시하였다. 실험결과, H/B가 감소함에 따라 지지력은 증가하고 침하는 감소하는 경향을 보였으며, 상대밀도 증가에 따라 지지력이 증가하는 경향도 나타났다. 강성지반 위 두께가 얇은 모래층의 지지력 평가방법을 제안하기 위하여 실험 결과 얻은 지지력 계수를 H/B의 영향을 고려한 Mandel & Salencon(1972)의 수정지지력계수와 비교 분석하였다. H/B에 따른 지지력계수비 관계를 제안하여 보수적인 설계에 적용할 수 있도록 하였다. 기초 제원, 사질토 상대밀도, H/B를 변화시킨 수치해석을 실시한 결과, 제시된 관계식과 유사한 경향성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.115-123
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• 1989

종래의 탄성 고체법을 이용하여 말뚝의 부마찰력을 산정하는 전산프로그램을 개발하였다. 그리고 한계 상대 변위 개념을 도입하여 이 전산프로그램의 수정을 시도하였다. 끝으로 한계 상대변위로서 말뚝과 흙사이의 미끄러짐 발생 여부를 결정하고 모아-쿨롱의 파괴 방정식을 이용하여 부마찰력을 산정하는 단순 전이함수법을 개발하였다. 이 세가지 방법에 의한 결과는 모두 현장 측정치와 잘 일치하였다. 그러나, 이들이 원심력을 이용한 모형실험 결과를 예측할 때에는 각기 다른 결과를 나타내었다. 종합적으로 보면, 이 논문에서 제안한 단순전이 함수법이 말뚝 부마찰력 산정시 그 결과의 정확성과 계산상의 효율성들을 고려할 때 가장 능률적이라고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.25-33
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• 2018

화석 연료의 고갈과 온난화 현상으로 인해 새로운 에너지원에 대한 관심이 급증하고 있다. 그 중에서 바이오가스는 유기성 폐기물 및 바이오매스를 혐기성 소화과정인 가수분해(hydrolysis), 산발효(acidogenesis), 유기산발효(acetogenesis), 메탄발효(methanogenesis)의 단계를 거쳐 발생되기 때문에 친환경적인 에너지자원으로 각광받고 있다. 그러나 바이오가스는 기존의 정제설비로는 제거할 수 없는 높은 미세분진 및 수분 함량으로 인해, 직접연소, 도시가스, 자동차용 연료 등 효율적인 이용을 위해서 정제시스템이 필요하다. 따라서 본 연구는 미세분진과 수분을 동시에 제거할 수 있는 정제과정의 전처리 방법으로써 원심력을 이용하는 냉각공정을 설계하였다. 원심력을 이용하여 분진을 제거하는 Cyclone 내 외부에 열교환기와 ID fan을 구성하여 주입되는 가스를 어는점 이하로 냉각시킴으로써 물안개를 형성시켜 분진입자를 제거하고, 일부 가스를 ID fan을 이용하여 재순환시켜 제거하는 고효율 냉각제어공정을 개발하였다. 수분제거는 유량(25~150L/min) 및 상대습도(60~95%)의 조건에서 시험하였다. 수분제거율은 상대습도 $95{\pm}5%$일 때 평균 80.8%, 입자제거율은 입자크기 $2.5{\mu}m$에서 평균 99.78%의 제거효율을 보였고, 수분과 입자의 동시제거효율은 수분 70.86%, 입자 99.67%의 평균값을 보여주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.119-135
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• 2022

본 논문에서는 대심도 가설 흙막이 벽체의 내진안전성을 검토하기 위해 평균재현주기 2,400년 수준(0.220g)을 목표로 Northridge(1994), Kobe(1995), 인공지진파 그리고 2.5Hz 정현파 총 네 가지 지진파를 가진하는 동적원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험은 대심도 굴착현장을 대상을 모사하였다. 모형지반은 상대밀도 55% 건조사질토지반으로 조성하였고, 모형벽체는 심도 24.8m의 지하연속벽 흙막이벽체와 중구경 강관 지보재로 보강된 공법을 모사하였다. 흙막이 시스템은 기반암 가속도가 배면지반, 벽체 상단과, 기반암 근처 하단부에서 증폭되었고, 중앙부에서는 상대적으로 감쇠되는 경향을 보였다. 벽체 전체최대휨모멘트와 지보재 전체최대축력이 유발되는 시점의 부재력을 정지상태 부재력과 비교하였다. 그 결과, 벽체 휨모멘트는 정모멘트와 부모멘트가 최대 10.1%, 36.2% 증가하였으며, 축력은 하단 지보재에서 최대 70% 증가하였다. 또한, Mononobe-Okabe(M-O) 동적토압이론과 Seed-Whitman(S-W) 동적토압이론을 활용한 등가정적해석을 수행하여 실험결과와 비교하였다. M-O 이론 등가정적해석이 휨모멘트 동적증가분을 과소평가하고, S-W 이론 등가정적해석은 과대평가하였다.