• Title/Summary/Keyword: 얼음생성

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Changes Detection of Ice Dimension in Cheonji, Baekdu Mountain Using Sentinel-1 Image Classification (Sentinel-1 위성의 영상 분류 기법을 이용한 백두산 천지의 얼음 면적 변화 탐지)

  • Park, Sungjae;Eom, Jinah;Ko, Bokyun;Park, Jeong-Won;Lee, Chang-Wook
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.41 no.1
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    • pp.31-39
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    • 2020
  • Cheonji, the largest caldera lake in Asia, is located at the summit of Baekdu Mountain. Cheonji is covered with snow and ice for about six months of the year due to its high altitude and its surrounding environment. Since most of the sources of water are from groundwater, the water temperature is closely related to the volcanic activity. However, in the 2000s, many volcanic activities have been monitored on the mountain. In this study, we analyzed the dimension of ice produced during winter in Baekdu Mountain using Sentinel-1 satellite image data provided by the European Space Agency (ESA). In order to calculate the dimension of ice from the backscatter image of the Sentinel-1 satellite, 20 Gray-Level Co-occurrence Matrix (GLCM) layers were generated from two polarization images using texture analysis. The method used in calculating the area was utilized with the Support Vector Machine (SVM) algorithm to classify the GLCM layer which is to calculate the dimension of ice in the image. Also, the calculated area was correlated with temperature data obtained from Samjiyeon weather station. This study could be used as a basis for suggesting an alternative to the new method of calculating the area of ice before using a long-term time series analysis on a full scale.

A Comparative Study on the Formation of Zeolite-Methane Hyudrate (제올라이트-메탄 하이드레이트 생성에 대한 비교 연구)

  • Park, SungSeek;An, EoungJin;Kim, NamJin
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.05a
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    • pp.145.2-145.2
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    • 2011
  • 메탄 하이드레이트는 낮은 온도와 높은 압력 조건에서 물분자들의 격자구조에 메탄가스분자가 포획되어 수소결합으로 형성되는 외관상 얼음과 비슷한 결정성 화합물이다. $1m^3$의 메탄 하이드레이트는 표준상태에서 $172m^3$의 메탄가스와 $0.8m^3$의 물로 분해되며, $-10^{\circ}C{\sim}-20^{\circ}C$의 온도에서는 하이드레이트 입자표면에서 생성되는 얼음막으로 인하여 상압에서도 안정하게 존재하는 자기보존 효과를 가지고 있다. 따라서 이와 같은 특징을 천연가스 수송 및 저장의 방법으로 이용할 경우 $-162^{\circ}C$의 초저온을 만들고 유지시키기 위하여 고가의 설비를 필요로 하는 기존의 LNG 수송방법을 대체할 수 있다. 특히 연간 천연가스 소비량을 0.4 ~ 1.0 million ton으로 가정했을 때, 하이드레이트 수송방법은 LNG 수송에 비해 18 ~ 25% 정도의 비용을 절약할 수 있는 경제적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 하이드레이트를 인공적으로 제조할 경우 물분자와 가스분자의 반응율이 낮기 때문에 하이드레이트가 생성되기까지 많은 시간이 소요되며, 하이드레이트에 포획되는 가스분자의 양도 적다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다공성 물질인 천연 제올라이트와 제올라이트 13X를 이용하여 제올라이트 혼합유체를 제조하였으며, 메탄가스와 반응시켜 하이드레이트를 생성시키는 실험을 수행하였다. 그 결과, 하이드레이트 생성 시 천연 제올라이트와 제올라이트 13X 모두 0.01 wt%의 혼합비율에서 가장 좋은 효과를 나타내었으며, 하이드레이트에 포획된 가스의 양은 같은 과냉도 조건에서 천연제올라이트와 제올라이트 13X 혼합유체를 이용하여 하이드레이트를 생성 시켰을 때, 증류수보다 각각 4배, 5배 높음을 보였다. 또한 낮은 과냉도에서 하이드레이트 생성 시 제올라이트, 제올라이트13X 혼합유체에서 하이드레이트 생성시간이 증류수에서 하이드레이트를 생성시킬 때보다 빨라짐을 확인하였다.

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Study on Characteristic of CO2 Hydrate Formation Using Micro-sized Ice (미세직경 얼음을 이용한 CO2 하이드레이트 제조특성 연구)

  • Lee, Jong-Hyub;Kang, Seong-Pil
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.50 no.4
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    • pp.690-695
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    • 2012
  • Gas hydrate is an inclusion compound consisting of water and low molecular weight gases, which are incorporated into the lattice structure of water. Owing to its promising aspect to application technologies, gas hydrate has been widely studied recently, especially $CO_2$ hydrate for the CCS (Carbon Capture and Storage) issue. The key point of $CO_2$ hydrate technology for the CCS is how to produce gas hydrate in an efficient and economic way. In this study, we have tried to study the characteristic of gas hydrate formation using micro-sized ice through an ultrasonic nozzle which generate 2.4 MHz frequency wave. $CO_2$ as a carrier gas brings micro-sized mist into low-temperature reactor, where the mist and carrier gas forms $CO_2$ hydrate under $-55^{\circ}C$ and atmospheric pressure condition and some part of the mist also remains unreacted micro-sized ice. Formed gas hydrate was average 10.7 of diameter at average. The starting ice particle was set to constant pressure to form $CO_2$ hydrate and the consumed amount of $CO_2$ gas was simultaneously measured to calculate the conversion of ice into gas hydrate. Results showed that the gas hydrate formation was highly suitable because of its extremely high gas-solid contact area, and the formation rate was also very high. Self-preservation effect of $CO_2$ hydrate was confirmed by the measurement of $CO_2$ hydrate powder at normal and at pressed state, which resulted that this kind of gas storage and transport could be feasible using $CO_2$ hydrate formation.

A Study on the Improvement of Welding Method for Ice Evaporator (얼음증발기 용접방법 개선에 관한 연구)

  • Lee, Jeong-Youn;Yoo, Heung-Ryol;Son, Yung-Deug
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.22 no.2
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    • pp.558-564
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    • 2021
  • The water purifier market has increased rapidly in recent years. The welding technology of the evaporator is a key component that determines the level of ice production and the cold water performance of an ice purifier. The finger type evaporator of an ice purifier can remove ice and is divided largely into an instant heat method and a hot gas method. In the hot gas type evaporator, particularly during the production process, the pinhole phenomenon inside the copper pipe and clogging problems occur intermittently when welding high-pressure pipes due to the high-temperature oxygen welding. Its use in a water purifier can cause a problem in that ice and cold water do not form, and repairs cannot be made on site. To solve this problem, in this study, a cap jig was applied to improve the welding defect of the hot gas evaporator. In addition, the oxygen welding flame size was adjusted so that the heat source could be well supplied to the cap jig, and the effectiveness was confirmed through a wave pressure test, a test, and a thermal shock test.

Numerical analysis for deformation characteristics under the freezing and bursting of Al pipe (알루미늄 관의 동파 거동특성에 관한 수치적 연구)

  • Choi, Seung-Hyun;Lee, Dong-Won;Ko, Young-Bae
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.15 no.8
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    • pp.4763-4768
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    • 2014
  • Recently, aluminum pipes have been used instead of steel pipes for open and shut machines in vinyl housing because of its corrosion-resistance and light weight. In particular, the light weight is very useful for fitting and removal by human resources. On the other hand, an aluminum pipe is weak in winter because aluminum has a larger thermal expansion coefficient than steel. This study examined the freezing and bursting of aluminum pipes by numerical analysis. The mechanical-thermal deformation characteristics were analyzed under the condition of ice volumetric expansion in aluminum pipes reaching 50%. From numerical analysis, large stresses above the yield stress occurred in aluminum pipe after ice expanded in the net diameter immediately. In addition, the freezing and bursting of aluminum pipes was predicted around an ice volumetric expansion of 6 - 7% because the thickness of the aluminum pipe reached an aluminum elongation ratio of 17%. Therefore, it is recommended that aluminum pipes be sealed perfectly to prevent water flow in the pipe. These results suggest that it is very difficult to prevent freezing and bursting of aluminum pipes by water freezing in the pipe.

Analyzing the Effects of MEA Designs on Cold Start Behaviors of Automotive Polymer Electrolyte Fuel Cell Stacks (자동차용 고분자전해질형연료전지 스택에서의 막-전극접합체 설계인자가 저온시동에 미치는 영향성 연구)

  • Gwak, Geon-Hui;Ko, Jo-Han;Ju, Hyun-Chul
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.23 no.1
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    • pp.8-18
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    • 2012
  • This paper presents a three-dimensional, transient cold-start polymer electrolyte fuel cell (PEFC) model to numerically evaluate the effects of membrane electrode assembly (MEA) design and cell location in a PEFC stack on PEFC cold start behaviors. The cold-start simulations show that the end cell experiences significant heat loss to the sub-freezing ambient and thus finally cold-start failure due to considerable ice filling in the cathode catalyst layer. On the other hand, the middle cells in the stack successfully start from $-30^{\circ}C$ sub-freezing temperature due to rapid cell temperature rise owing to the efficient use of waste heat generated during the cold-start. In addition, the simulation results clearly indicate that the cathode catalyst layer (CL) composition and thickness have an substantial influence on PEFC cold-start behaviors while membrane thickness has limited effect mainly due to inefficient water absorption and transport capability at subzero temperatures.

Development of automatic vacuum control system to improve CCD cooling performance

  • Yoon, Joh-Na;Song, SeongHyeon;Park, SoonChang;Kim, Yonggi
    • The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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    • v.46 no.1
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    • pp.49.2-49.2
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    • 2021
  • 천체관측은 무한대 거리에서 오는 광자의 양을 측정하는 분야로 미량의 광자를 측정하기 위하여 측정기의 냉각은 아주 중요한 문제가 되었다. 과거에는 측정기 냉각에 드라이아이스가 사용되어 왔으며, 1980년대에는 액체질소를 이용한 냉각이 주를 이뤘다. 액체질소를 이용한 냉각 방식은 액체질소를 생성하거나 구입하여야 하는 불편함이 있었으며, 주입시 낮은 온도로 인하여 항상 안전사고에 대비하여야 했다. 1990년대 이후 다양한 상업용 CCD의 개발로 인하여 상대적으로 저렴한 CCD를 판매하였으며, 상업용 CCD는 이전 -110℃의 냉각이 아닌 -30℃의 냉각 성능을 보였다. 상업용 CCD는 CCD 칩 내부의 진공 구현이 미비하였으며, 초기 판매시 아르곤 가스 또는 실리카겔 등으로 CCD 칩 내부의 습도를 낮춰왔으나, 구입 후 1~2년이 지나면 점차 가스 누설로 인하여 CCD 칩 내부에 얼음이 생기는 문제가 발생하기 시작하였다. 이번 연구는 CCD 칩 내부 공간에 진공튜브를 삽입하여 실시간 진공상태를 측정하는 한편, 10Torr 이상 진공 도달시 자동으로 내부 공기를 흡입하여 CCD 칩 내부를 항시 10Torr 이하로 유지하도록 개발하였으며, 10Torr 이하의 진공 유지시 습도 99%의 환경에서 최대 냉각인 -35℃를 유지하여도 전혀 얼음이 생기지 않음을 확인하였다. 이번연구로 개발된 자동 진공조절시스템이 각 천문대에서 사용중인 상업용 CCD에 적용된다면, 날씨환경에 관계없이 항상 최대냉각 상태로 천체관측을 진행할 수 있으리라 기대된다.

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Observation, Experiment, and Analysis of the Ice Spikes Formation (솟는 고드름의 형성과정에 관한 관찰, 실험 및 분석)

  • Yoon, Ma-Byong;Kim, Hee-Soo;Son, Jeong-Ho;Yang, Jeong-Woo
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.30 no.4
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    • pp.454-463
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    • 2009
  • In this study, from January 2006 to February 2009, we observed 107 ice spikes formed in a natural state, and analyzed their environment. We developed an experimental device to reproduce ice spikes in laboratory and successfully made 531 ice spikes. We analyzed the process of the formation and the principle of how those ice spikes grow through videotaped data of the formation in the experiment. In the natural world, when the surface of water and the lower part of a vessel begin to freeze, a vent (breathing hole) develops at the surface where an ice is not frozen; this vent serves as the seed of an ice spike. It is assumed that the volume expansion of ice in the vessel which occurs when water freezes makes the supercooled water go upward through the vent and becomes an ice bar called an ice spike. In the laboratory, however, when distilled water is poured into an ice tray cube and kept in the experimental device for about one and a half hours at a temperature of -12- $-13^{\circ}C$, a thin layer of ice then begins to develop on the surface of the water, the vent is formed, and ice spikes form for about 10-30 minutes. These spikes stop growing when the end becomes clogged. Ice spikes can be described as falling into seven categories of shape, with the apex type topping the list followed by the slant type in the natural state and the vertical type predominating in the laboratory.

태양계의 물: 기원과 진화

  • Choe, Byeon-Gak;Choe, Hye-Rim
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • 2005.09a
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    • pp.3-8
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    • 2005
  • 지구는 현재 태양계에서 액체 상태의 물이 표면에 존재하는 유일한 천체이다. 하지만, 고체 또는 기체 상태의 물은 태양계의 다른 행성이나, 위성, 소행성, 혜성 등에도 풍부하게 존재하고 있다. 풍부한 액체 상태의 물은 지구 표면에서 일어나고 있는 기후의 변화, 해류의 이동, 퇴적 및 침식 작용, 화산활동과 같은 여러 지구과학적 현상에 밀접하게 관여하고 있을 뿐 아니라 생명의 탄생과 진화에도 매우 중요한 역할을 하였다. 현재 지구 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 이유는 태양으로부터의 거리, 지구의 조성 및 크기 등과 관련된 지구 표면의 물리-화학적 조건이 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 조건과 일치하고 있기 때문이다. 이와는 달리 지구보다 태양에 더 가깝게 위치하고 있고, 두터운 이산화탄소 대기를 갖고 있어 표면의 온도가 매우 높은 금성의 경우 H2O는 기체 상태로 존재하며, 지구보다 더 멀리 떨어져 있고 희박한 대기를 갖고 있는 화성의 경우에는 현재 H2O가 고체 즉 얼음의 형태로 존재한다. 태양계를 탄생시킨 태양계 성운에서는 압력이 너무 낮아 액체 상태의 물이 존재할 수 없으며, 고온에서는 기체 상태로 매우 낮은 저온에서는 얼음의 형태, 또는 함수 광물 내에 포함되어 존재할 수 있다. 지구와 같은 규모의 행성은 비교적 중력이 작아 태양계 성운의 기체를 거의 끌어들이지 못했다. 따라서 현재 지구에 존재하는 물은 대부분은 고체 상태로 지구에 집적되었을 것이다. 하지만 지구가 탄생한 위치에서 초기 태양계의 온도는 얼음이 형성되기에는 너무 높았기 때문에 좀 더 먼 곳에서(현재의 목성 위치보다 바깥쪽)에서 생성된 얼음 즉, 혜성이 태양계 안쪽으로 들어와 지구에 물을 공급했거나 함수광물을 포함하고 있는 소행성(예를 들어 CI chondrites와 같은 조성의)이 물을 가져왔을 것으로 생각되고 있다.서의 활성화는 어미 변환과 관련된 영역이라기보다는 산출시 관련되는 articulation, motor coordinate관련 영역으로 추정되고, 측두엽의 활성화는 형태소, 의미 관련 지식의 data base로 추정된다. 또한 우반구 전두엽 부분에서 관찰된 활성화는 억제관련 영역으로 짐작된다.러한 동물실험이 그 기초를 제공해 줄 수 있을 것이다. 또한 행동성향 및 기억의 종류에 따른 약물효과의 차이는 기억과 관련된 질병인 알츠하이머 환자에 있어 개개인에게 맞는 적절한 특징적인 치료약물이 존재할 것이라는 가능성을 제공해줄 뿐만 아니라 학습과 기억력 증진 효과를 기대해 볼 수 있을 것이라고 생각된다. 및 지역산업발전의 기획${\sim}$조정기구로서, 선진국의 지역발전기구(Regional Development Agency : RDA)인 지역전략산업기획단이 2002년도부터 산업자원부와 9개 시도에 의해 설립되어 지역네트워크의 활성화와 클러스터의 형성 촉진을 하게 되었고 2004년도에는 13개시도로 확대${\sim}$운영되고 있고, 지역특화사업(H/W)과 지역산업기술개발과제(S/W)와 함께 패케지 형태로 지원되며, 주요역할은 크게 지역산업의 정책기획 분야와 평가관리, 지역혁신역량 조사 및 DB구축 등으로 구분된다. 그중에서도 권역별, 지역별, 지역산업진흥사업 육성과 중장기 산업발전계획을 수립하기 위하여 지역혁신역량을 바탕으로 한 지역 Technology Road Map(TRM)작성사업은 전국공통의 1단계 사업으로 실시 ?榮쨉?, 2005년 3월 기준으로 9개 지역(강원, 대전, 충남, 충북, 경북, 울산, 전남, 전북, 제주) 26개 산업분야를 대상으로 23개가 완료된 상황이다. 이를 근거로 한 지역정책과 R&D 과제 및 필요 인프라의 도출이 체계적으로 구축되어 지역산업 발전을 위한

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On hydraulic characteristic analysis of landslide tsunami (산사태 지진해일의 수리특성 분석에 관한 고찰)

  • Seo, Minjang;Lee, Changmin;Lee, Woo-Dong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.203-203
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    • 2022
  • 일반적으로 지진해일은 지진, 화산에 의한 융기 또는 침강에 따른 급작스러운 해저지각 운동에 의해 발생하며, 이에 따른 수위변동과 유체운동을 일컫는다. 그 밖에 해안/해저 산사태, 운석 낙하, 빙하 붕괴와 같이 암석, 토사, 얼음, 운석이 바다, 호수의 수면과 충돌하여 해일이 발생하기도 한다. 이 산사태 해일의 피해사례는 많지 않지만, 대부분 인명피해를 동반한다. 이에 과거부터 수리모형실험을 통해 산사태로 생성된 해일의 전파과정을 조사하는 연구들이 수행되었다. 최근에는 컴퓨터 성능향상과 다양한 수치모델이 개발됨에 따라 수치해석이 많이 수행되고 있다. 그러나 산사태 해일의 생성을 직접 모의하기 위해서는 유체-구조 상호작용(FSI; fluid-structure interaction)을 고려할 수 있는 전산유체역학(CFD; computational fluid dynamics)해석이 요구되는 관계로 활발한 연구가 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 FSI에 기초하여 충돌모의에 특화된 LS-DYNA를 이용하여 산사태 해일의 생성, 전파 그리고 직립벽(댐)에서의 처오름 및 파압 등을 검토한다. 그리고 낙하물의 형상, 낙하 높이에 따라 생성된 해일이 댐에 미치는 영향을 분석한다. 또한, 이용하는 LS-DYNA 해석의 타당성 및 유효성을 확인하기 위하여 기존 수리모형실험에서 생성된 산사태 지진해일과 비교·검증한다. 수치해석 결과, 동일한 체적의 낙하물에서는 폭이 좁을수록 최대파고가 낙하물에 근접해 생성되었고, 폭이 넓을수록 파장이 길어지는 것을 확인할 수 있었다. 낙하물의 낙하높이가 높을수록 산사태 지진해일의 파고가 크게 생성되었다. 낙하물로부터 600m 지점에서 설치한 댐에서의 산사태 지진해일의 처오름은 파고 및 파장이 클수록 증가하였다. 산사태 지진해일의 파압 역시 처오름에 상응하게 나타났다. 그러므로 호소에서 산사태 해일이 발생한다면, 댐 및 제방의 안정성에 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단된다.

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