• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.729-737
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• 2013

콘크리트 포장의 환경하중은 온도하중과 수분하중으로 구분할 수 있으며, 이는 콘크리트 슬래브 내의 온도분포와 건조수축 및 크리프를 의미한다. 본 연구에서는 공항 콘크리트 포장의 역학적 설계에 필요한 환경하중을 산정할 수 있는 방법을 개발하였다. 먼저, 대상 지역과 설계 슬래브 두께를 결정한 후, 포장 온도 예측 프로그램을 사용하여 예측된 슬래브 깊이에 따른 콘크리트 온도분포를 등가선형 온도차이로 환산하였다. 기존 건조수축 예측 모형을 개선하여 지역별 상대습도를 고려하여 콘크리트의 건조수축을 예측한 후 부등건조수축 등가선형 온도차이로 환산하였다. 또한, 응력이완을 건조수축에 반영하였다. 결국, 온도에 의한 등가선형 온도차이와 수분에 의한 부등건조수축 등가선형 온도차이를 합하여 최종 환경하중인 총 등가선형 온도차이를 산정하였다. 적용 예를 보이기 위해 지역별 기상조건을 대표할만한 국내 민간공항 8곳 및 군공항 2곳의 환경하중을 본 연구에서 개발된 방법으로 계산하고 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.431-440
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• 1997

본 논문에서는 교량 단면 내의 시간 종속적 온도 분포를 결정하기 위해, 기존의 열 전달 이론 및 태양 에너지 전달에 대한 이론을 바탕으로 기상관측소 및 현장에서 측정한 기상 자료로부터 교량 온도의 예측에 관한 이론적 모델에 대해 기술하였다. 특히 이 모텔에서는 주간에 교량의 온도 상승에 지배적인 영향을 미치는 태양일사(solar radiation)에 대해 태양 에너지 관련 분야의 여러 실험적 연구 결과를 바탕으로 태양일사량의 계산에 대해 기존에 연구되어 있는 식들 중에서 가장 적합한 식을 제시하였다. 이 해석 모델의 타당성은 사당 고가차도의 장기 계측된 온도 측정 결과와 비교 검토되었다. 또한 장기간 측정된 온도 결과로부터 교량 온도 예측에 대한 해석적 기준(analytical criteria)을 제시하기 위해, 교량의 축 방향 신축의 원인이 되는 단면평균온도, 그리고 곡률 변형을 유발하는 단면온도차 등 교량 단면의 온도 분포와 관련된 변수들과 대기온도, 일사량 등 기상 자료와 관련된 변수들 간의 선형 상관관계(linear correlation)에 대해 기술하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.283-292
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• 2007

본 연구는 화재에 노출된 철근콘크리트 구조물의 열적 특성 및 구조 거동을 예측할 수 있는 비정상 온도 분포 해석 및 비선형 유한요소해석 기법 개발에 관한 것으로써, 범용 유한요소해석 프로그램인 DIANA를 이용하여 화재에 의한 고온을 받는 철근콘크리트 구조에 대한 수치해석을 수행하고 그 결과를 비교분석하였다. 고온을 받는 철근콘크리트 골조에 대한 수치해석은 시간의존 비정상 온도 분포 해석과 비선형 유한요소해석의 2단계로 진행된다. 비정상 온도 분포 해석에서는 열전도율, 열용량, 열팽창계수에 대한 시간의존 변수를 온도 함수로 표현하여 이를 고려하였으며, 비선형 유한요소해석에 있어서는 콘크리트의 비선형성과 균열을 고려하기 위하여 파괴 역학적 관점을 도입하였다. 또한 철근콘크리트 단순보에 대한 내화 실험을 실시하여, 재료의 열적 특성 및 해석 기법에 대한 검증을 실시하였다. 이러한 해석 기법을 철근콘크리트 골조로 확장하여 열에 의한 콘크리트 및 철근의 역학적 물성 변화 요인을 고려한 해석을 통하여 각각의 변수에 대한 비교 분석을 수행하였다. 본 연구에서의 고온 환경하의 철근콘크리트 구조물에 대한 비선형 유한요소해석기법은 온도에 따른 재료의 열적 특성 및 역학적 성능 및 화재-온도 곡선을 자유롭게 입력하여 고려할 수 있으며, 추후 관련 해석에 용이하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.106-113
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• 2011

본 논문은 마이크로히터표면의 실시간 온도분표측정을 위한 마하젠더 간섭계 기반의 off-axis 디지털홀로그래피기술에 대한 것이다. 제안된 방법은 재료표면의 온도분포에 직접적인 함수인 2차원 위상 분포를 측정하고, 이를 통해 실시간으로 재료표면의 온도 map을 측정할 수 있다. 본 논문에서는 섭씨 20도에서 60도 사이의 온도구간에서 마이크로히터 표면의 위상변화와 실제표면온도가 선형적인 관계가 있음을 실험적으로 보였다. 제안된 방법은 재료표면의 온도분포를 실시간으로 측정하고자 하는 다양한 응용분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.403-414
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• 1994

본 연구에서는 철근콘크리트 격납구조물에서 가상의 냉각재 유출사고에 의한 온도하중과 압력에 따른 거동을 알아보기 위한 비선형 해석을 수행하였다. 시간에 따른 온도하중을 결정하기 위하여 과도온도해석을 통해 격납구조물 단면내의 온도분포를 구하였다. 구조물은 기하학적 비선형성과 재료비선형성을 고려한 쉘요소로 이상화되며, 쉘요소는 두께방향에 따라 변하는 응력을 고려하기 위해 몇 개의 층으로 이루어진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 재료비선형성을 고려하기위해 콘크리트의 압축거동은 Drucker-Prager 항복규준에 의해 모델링하며 부착효과를 고려한 콘크리트의 인장거동을 나타내기 위해 인장증강모델을 사용하였다. 철근은 축방향력만을 받는 분포 철근층으로 모델링하였으며 steel liner는 Von Mises 항복규준에 따라 모델링하였다. 열응력은 인접한 두시간 단계에서의 온도차를 하중증가로 고려하여 초기변형 문제로 변환하여 결정되었다. 본 연구에서의 수치해석결과에 의하면 과도온도해석에 근거한 비선형온도경사를 고려할때의 응력이 고려하지 않을때의 응력에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구는 우리나라에서 많이 건설되고 있는 원자력발전소의 정확하고 진보적인 해석을 위하여 비선형해석 기법을 유도하여 제시하였으며, 특히 온도분포의 비선형성과 재료비선형을 고려한 고급 유한요소해석을 가능케하고 있다.

• 한국제4기학회지
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• 제24권2호
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• pp.1-11
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• 2010

지표 특성 차이에 따라 외부강제력에 대한 차별적인 반응을 보이는 지표 평형온도 분포를 실험하기 위해 에너지 균형 모형(Energy Balance Model, EBM)이 사용되었다. EBM은 입사되는 복사에너지가 각 위도별로 수송되는 에너지와 방출되는 복사에너지의 합과 균형을 이루었을 때의 온도를 산출한다. 지구의 에너지 원천인 태양복사에너지를 전지구 에너지 균형에 있어 중요하게 취급하기 위하여 위도별 알베도 변화뿐만 아니라 해륙의 분포 차이에 따른 에너지 균형을 고려한 지구 평형온도 분포에 관한 실험이 수행되었으며, 입사되는 태양복사에너지량을 강제력으로 하여 위도별 알베도의 선형적인 증감, 극지역 알베도의 5%, 10%, 15% 증감에 대한 반응, 극과 중위도 지역에서의 상반된 증감에 대한 반응을 실험하였다. 그리고 얼음-알베도 피드백의 유무에 대한 실험도 수행되었다. 극지역의 알베도를 증가시키면 입사되는 태양에너지를 차단시켜 위도별 열수송을 감소시키는데 이는 극지역을 저에너지 상태로 유지시킴으로써 저위도에서부터의 에너지 수송을 강화시킨다. 이러한 수송량의 차이로 인해 중위도 지역의 온도 변화는 극지역에 비해 크게 나타난다. 육지는 해양에 비해 열용량이 작기 때문에 평형온도에 도달하는 시간이 짧으며 알베도에 따른 온도변화에 민감하여 해양과의 온도차이를 유발시킨다. 따라서 평형온도는 지표가 가지는 특성인 알베도와 열용량의 차이에 따라 다르게 나타나며 알베도가 증가함에 따라 감소하고 열용량이 작을수록 변화율이 큰 특징이 있다. 얼음-알베도 피드백은 알베도의 선형적인 증가에 따른 지구 평형온도의 감소를 가속화시키지만 국지적으로는 비선형적인 감소를 보인다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권3호
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• pp.126-133
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• 2008

The main objective of the present study is to achieve linear temperature distribution of cooling surface of plunger. K type thermocouples are attached at the surface of plunger to measure temperature. Nozzle and insulating material are inserted in the pin hole of the plunger for this study. Cooling water flow enters at one nozzle and leaves at three nozzles. Flow through nozzle can be activated in the pin hole, temperature of hot point around hole is decreased. Meanwhile, insulating material blocks off heat transfer, temperature of cold point around hole is increased. By combination of nozzle and insulation, heat transfer of hole is controlled effectively, as result its, temperature of plunger surface shows linear temperature distribution.

• 방재와보험
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• 통권98호
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• pp.59-63
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• 2003

이 연구보고서는 2003년 2월에 홍콩에서 열린 Fire Asia Intermational 2003 세미나 중의 일부로서 영국의 랭커셔대학의 플레튼교수가 발표한 것을 요약 소개하는 것으로, 가열조건하에 있는 콘크리트 구조부재 횡단면의 온도분포이력을 예측하기 위한 비선형유한요소모델(FEM)에 대한 것이다. 콘크리트에 있어서 온도 특성은 온도와 수분에 모두 민감한 것으로 가정하였으며 기존의 몇 가지 시험들이 개발된 모델과 비교되었다. 또한 실험값은 기존의 실험 결과와 비교 확인하였다. 이 연구보고서는 화재에 노출된 스틸보강이나 다른 강구조물 및 부재를 콘크리트가 보호한다는 점으 기본 가정으로 하고 있다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권5호
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• pp.203-212
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• 1994

콘크리트는 경화도중 시멘트의 수화발열로 인한 비선형 온도분포가 발생한다. 이는 초기재령시 콘크리트의 인장강도를 초과하는 인장응력을 유발시키고, 결국에는 균열을 발생시킨다. 본 연구에서는 온도분포에 주요한 영향을 주는 매스콘크리트의 발열특성을 평가하기 위해서 주요변수에 따른 단열온도 상승시험을 수행하였으며, 실험결과를 바탕으로 단위시멘트량과 플라이애쉬 혼입량에 따른 콘크리트의 발열특성을 평가하였다. 이에 의해서 현장실험을 실시한 모의시험체에 대해서 유한요소 열전도해석(ADINA-T)을 수행하여 현장실험에서 결정된 실측결과와 비교분석을 수행하였다. 해석결과와 실험결과는 잘 일치함을 알 수 있었다. 따라서, 본 연구결과는 향후 콘크리트 반죽 온도 변화가 콘크리트의 발열특성에 미치는 영향에 대한 추가 연구가 수행되면 보다 광범위하게 현장에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.