유출지하수나 지료수를 열원으로 하는 지열히트펌프의 기초자료로 활용하기 위하여 Pond Loop형 열교환기를 설계, 제작하여 유동이 없는 수조 내에서 수조의 온도가 변화함에 따라 일정한 열교환기 입구온도를 유지하면서 열전달량을 측정하였다. 그 결과 수조를 Heat Source로 사용하는 경우 5,500${\sim}$4,500 kcal/h의 열량이 전달되었고, 수조를 Heat Sink로 사용할 경우 5,200${\sim}$3,500 kcal/h의 열량이 전달되었다. 또한 열교환기 관내 유속이 증가함에 따라 열전달량이 증가하는 경향성을 확인할 수 있었고, 이는 동시에 열교환기 입출구의 차압을 증가시킴을 알 수 있었다. 열교환기의 설계단계애서 사용하였던 열전달관계식으로 구한 총괄열전달계수, U와 실험값을 통해 유추한 U값을 비교 한 결과 실험에 의해 유추된 U값이 24${\sim}$27% 설계치 보다 크게 나타났다. 본 연구를 통하여 유출지하수 뿐만 아니라 하수 및 하천수를 이용한 지열히트펌프의 기초자료를 확보할 수 있었다.
육상 수조식 양식장은 해수를 끌어들여 어류를 기르는 데 사용된다. 본 연구는 사각 수조 내의 다양한 기하학적 관계와 유동에 대한 유동 특성을 도출하였다. 수치해석은 유한 체적법과 SIMPLE 기수법은 수치해석법을 활용하였으며, 비압축성 유체와 3차원 표준 $k-{\varepsilon}$난류 모델을 적용하였다. 속도 분포, 온도 분포에 대한 정보를 확보하였다. 실험과 수치해석의 결과가 정성적으로 잘 일치함을 보였다. 양식장의 깊이가 증가함에 따라 바닥 쪽의 유동이 더욱 안정됨을 확인하였다. 이는 각종 배설물 등의 정체현상으로 연결될 수 있음을 확인하였다. 수조내의 온도는 유입구의 초기 온도가 중요하며, Re 수가 증가할수록 온도는 상승하고 유입구의 반대 벽면 근처의 온도가 유입구 보다 증가함을 알 수 있었다.
인간이 생활하는데 필요한 전기를 생산하는 시설 중 하나인 화력발전소의 발전수차를 냉각시키기 위하여 많은 양의 냉각수를 바다에서 취수하게 되는데, 이 과정 중에서도 특히 흡입수조(Intake Basin)에서 흡입펌프(Suction Pump)를 통과하는 단계가 매우 중요하다. 흡입수조의 형상과 펌프운용조건 등에 의하여 흡입구(Bell Mouth)에 접근하는 유동이 비대칭일 경우 흡입구 주변에서 선회류가 발생하거나 유속분포가 비균일?비대칭이 되기 쉽다. 그러면 선회류가 더욱 악화되어 볼텍스(Vortex)로 발달되면 취수 펌프에 악영향을 준다. 또한 볼텍스의 발생은 흡입수조의 형상뿐만이 아니라 낮은 수위일 경우 수면과 흡입구의 거리가 짧아지면서 자유수면볼텍스 또는 수중볼텍스가 발생할 확률이 높아지게 된다. 본 연구에서 수리모형시험을 통하여 펌프 조합 및 수위 변화에 따른 볼텍스의 발생여부를 파악하고 볼텍스 저감장치를 고안하였다.
본 연구에서는 초음파를 이용한 조류의 제거 및 저감에 대한 연구를 진행하였다. 본 실험은 주파수별(28 kHz의 단주파와 40 kHz의 다주파), 출력별(10, 15, 20, 25, 30 W/L), 조류 개체수별(500, 1000, 1700/mL)로 변화시켜가며, 노출시간 1, 3, 5, 7, 10, 15, 20분에 따라 진행하였다. 또한, 초음파 발진기로부터 직접 초음파에 노출시키는 단일 수조와 초음파 발진기로부터 이격거리 4 cm를 두고 초음파에 노출시키는 2중 수조에 대한 실험도 진행하였다. 본 연구에서 사용된 조류의 종은 규조류(Bacillariophceae)중 Melosira 속이다. 규조류는 염소 등에 의한 산화제 처리 시 염소에 대한 저항성이 있어 조류가 살균처리 후 여과지까지 유입되어 여과지 폐색을 유발하는 대표적인 조류이다. 본 연구결과, 초음파 노출 후의 규조류는 산화제에 의한 살균처리와 달리 형태가 완전히 파괴되어 분해되었으며, 초음파의 출력과 노출시간에 비례하여 조류제거효율이 증가하였다. 또한, 2중 수조에서 더 좋은 조류제거효율을 나타냈다.
전복을 육상에서 사육하기 위한 시설형태 및 적절한 사육밀도의 구명을 위해 수조형태 및 수용밀도별 사육실험을 한 결과 1. 수조형태, 단별에 따른 성장과 생존율의 차리는 인정되지 않았고, 유수식과 순환식사육의 비교에서는 유수식의 성장도와 생존율이 좋았다. 2. 수조단수별 (3단)에 따른 성장과 생존율의 차이가 인정되지 않아 동일량의 사육수로 단위면적 당 3배의 생산이 가능하였다. 3. 밀도별실험에서 $1000-2000마리/m^2$로 수용한 각장 약 20mm치패는 수용밀도에 따른 성장 차가 없었지만, 각각 200-600, 100-300마리의 밀도로 수용한 각장 약 40mm와 50mm의 치패는 수용밀도가 낮을수록 성장이 빨랐다. 4. 일간섭식률과 사료전환효율은 밀도가 낮을수록 높았고, 치패 크기가 작을수록 높았다
일본 후쿠시마 제일 원자력발전소의 대지진/쓰나미에 이은 원자로 건물 수소폭발 사고의 수습 과정에서 사용후 핵연료 저장조에 보관되어 있는 핵연료의 안전문제가 대두되었다. 사용후 핵연료의 잔열 성분을 냉각시키고, 그리고 사용후 핵연료가 방출하는 고선량 방사선을 차폐시키기 위해서 일정 깊이 이상의 수조에 사용후 핵연료를 저장한다. 사용후 핵연료 저장조에 냉각수 공급이 중단되면, 사용후 핵연료의 고유 잔열에 의해 수조의 물이 증발하여 수위가 감소하게 된다. 계속해서 냉각수 공급이 되지 않으면, 사용후 핵연료의 잔열은 증가하게 되고, 수조의 물은 비등하여 증발은 가속화 된다. 사용후 핵연료 저장조의 수위가 고갈되면 고선량의 감마선이 방출된다. 수조의 수위가 정상적일 경우 사용후 핵연료 저장조의 공기중 감마선 선량율은 0.15mSv/h 이다. 수조의 수위가 사용후 핵연료 상부 꼭대기를 기준으로 2m, 1m, 및 0m (핵연료 노출) 로 감소하게 되면, 사용후 핵연료 저장조의 공기중 감마선 선량율은 500mSv/h, 50Sv/h, 및 5kSv/h 로, 급격히 증가한다. 본 논문에서는 사용후 핵연료 저장조 감시카메라의 관측 성능을 평가하기 위해, 고성능 칼라 CCD 카메라에 대해서 1 kGy/h 의 고선량율로 감마선 조사실험을 수행하였다. 이에 대한 실험결과를 기술한다.
코드 분할 다중 접속 기법은 주파수 선택적 페이딩에 강인하고 높은 주파수 재사용 효율 특성으로 인해 열악한 수중 환경에서의 유망한 매체 접속 제어 기법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 최근 수중 매체 접속 제어기법의 성능 분석이 모의실험을 통해서 뿐만 아니라 해상 및 저수지에서의 실제 실험을 통해 이뤄지고 있다. 이에 본 논문에서는 수중 코드 분할 다중 접속 기법의 순방향 링크에 대한 트랜스시버를 설계한다. 수조 실험을 통해 코드 분할 다중 접속 기법의 수중 환경 적용 가능성을 검증하며, 수조 실험으로 얻어진 결과를 바탕으로 개선된 성능의 트랜스시버를 설계하고 모의실험과 저수지 실험을 통해 성능 개선을 확인한다. 사용자 데이터는 월시 부호를 사용하여 다중화되며, PN 획득 과정을 통해 위상 오류 정정 및 PN 부호 역확산을 수행한다. 또한 성능 향상을 위해 인터리빙 기법과 높은 오류 정정 효율을 가지는 채널 부호화 기법을 사용한다. 결과적으로 두 개의 다중화 데이터는 모두 오류 없이 복원되었으며, 세 개, 네 개의 다중화 데이터는 15% 이하의 오류율로 복원되었다.
본래 식용으로 들여온 외래어종은 우리나라 하천에서 토착 어류의 생태계를 교란시키며, 빠르게 서식처를 확산하고 있다. 일반적으로 알려져 있는 외래어종인 배스와 블루길 이외에도 무지개 송어 및 향어도 외래어종으로 분류된다. 본 연구는 외래어종 중 배스와 블루길을 대상으로 여러 환경적 요인에 따른 서식처 형성을 관찰하고 외래어종의 생태활동 변화를 분석하는 것을 목적으로 수행하였다. 여러 연구에 따르면 수온과 용존산소가 담수 어류의 서식환경 구축을 결정하는 매우 중요한 인자임을 알 수 있다. 이에 따라, 외래어종의 서식처 형성에 영향을 미치는 여러 환경적 요인 중 수온을 주요 인자로 선정하여 실험실 실험을 수행하였다. 연구를 수행하기 위해 하천 및 농업용 저수지로부터 배스와 블루길을 채집하였다. 채집된 외래어종을 길이 12 m, 깊이 0.6 m, 폭 1 m의 하천과 유사한 자연적 환경이 갖추어진 수조에 이식하였다. 수조 내 환경은 독립변인인 수온을 제외하고 모두 동일하게 구성하였다. 수조를 3개의 구역으로 구분하여 양 끝단에 냉수대와 온수대를 조성하였으며, 중간부의 평균 수온대를 기준으로 냉수대와 온수대의 수온 차는 약 $1^{\circ}C$이상 유지되도록 설정하였다. 현재까지의 실험 결과에 따르면, 외래어종은 온수대에 서식처를 형성하였다. $1^{\circ}C$의 수온 차에도 매우 민감하게 반응하며, 냉수대에는 서식처를 형성하지 않는 것 또한 확인되었다. 이를 통해 수온이 외래어종의 서식처 형성에 매우 중요한 영향을 미치는 요인인 것으로 판단된다. 연구 과정에서 추가적으로, 먹이 금붕어가 부재할 경우 동종 어식을 하는 것이 관찰되었다. 수조 내 수온에 따른 구역의 구분을 위해 공통으로 설치된 가림판 부근에 외래어종의 군락이 형성된 것을 통해, 향후에는 외래어종의 서식처 형성과 장애물과 같은 지형적인 요인이 미치는 영향에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 춘계는 수온의 증가로 외래어종이 더욱 왕성한 활동을 하는 시기이다. 수온이 외래어종의 서식처 형성에 지배적인 영향을 미치는 것이 실험을 통해 확인하였으나, 수온에 대한 민감도에 관한 연구 또한 필요하다. 더불어 외래어종의 계절에 따른 먹이활동 및 생장량 또한 지속적으로 관찰할 것이다.
본 연구는 사육수조 내 shelter와 sand가 어린 해삼의 성장 및 체조성에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 사육수조에 shelter와 모래를 넣지 않거나(Con), shelter (Shelter)와 모래(Sand)를 각각 넣어 사육 조건을 달리하여 평균체중 3.6 g의 어린 해삼을 3반복으로 수용하여 수입 분말사료(조단백질 16.8%, 조지방 0.3%)를 8주간 공급하였다. 생존율은 80% 이상으로 모든 실험구간에 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 증중율과 일간 성장율은 Sand 실험 구에서 가장 높았고, Con 실험 구에서 가장 낮은 값을 보였다(P<0.05). 해삼의 단백질과 지질 함량은 Con 실험구에서 가장 높게 나타났으며, 회분 함량은 Sand 실험구에서 가장 높은 값을 보였다(P<0.05). 이상의 결과로 보아, 사육수조 내 shelter와 모래는 어린 해삼의 성장과 체조성에 영향을 미치며, 모래는 어린 해삼의 적정 성장을 위한 사육수조의 기질로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
보리새우의 대량종묘생산을 목적으로 대형콘크리이트수조 A ($3.4\times1.9\times1.0m$)와 2개의 소형콘크리이트수조 B와 C($1.45\times0.85\times1.0$)를 이용하여 유생사육실험을 하였다. 1) 산난후 제1기 조이야까지의 발생기간은 사육수조에 차이없이 수온 $23^{\circ}C$ 내외에서 1.5-2일이 소요되었다. 그러나 조이야기 이후 차이가 생겨 Post-larva까지의 변태기간은 수조A에서는 산난후 19-20일, 수조B에서는 15-16일, 수조C에서는 16-17일이 각기 소요되었다. 2) 유생의 체장은 3개의 수조간에 차이가 없었다. 3) Post-larva는 산난후 36-40일경에 치하로 되었다. 4) 유생 사망률은 전유생 기간중 제1기조이야에서 제2기조이야로 변태하는 기간에 가장 높아서 수조A가$51.39\%$ 수조B가 $50.70\%$, 수조 C는 $31.90\%$를 나타내었으며 마이시스기이후는 비교적 안정된 상태를 나타내었다. 5) 노우플리우스기로부터Post-larva까지 기간의 유생 총사망률은 각수조 비슷하게 $75\%$ 내외를 나타내어 전체적으로 약 $25-30\%$의 종묘를 생산할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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