• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권11호
• /
• pp.1105-1114
• /
• 2010

착빙현상은 크게 서리얼음과 유리얼음으로 구분되며 대기온도 뿐 아니라 자유류 속도, 대기 중 수증기 함유량, 수증기 입자의 크기는 결빙형상에 영향을 미친다. 본 논문에서는 결빙 형상에 영향을 미치는 외기조건에 의해 변화하는 결빙형상을 체계적, 정량적으로 분석하여 다음과 같은 결과 확인하였다. 먼저, 자유류 속도의 증가는 결빙면적, 얼음 진행방향, 최대 두께를 모두 증가시키고 결빙형상을 가장 크게 변화시켰다. 둘째, LWC와 결빙면적은 선형적인 관계가 있음을 알 수 있었다. 셋째, 대기온도가 수증기 유입량에 미치는 영향은 LWC, 자유류 속도에 의한 영향에 비해 적어 결빙면적의 변화가 가장 작게 나타났다. 넷째, MVD가 결빙 형상에 미치는 영향은 선정한 외기 조건 중에 가장 미미하였다. 단, 입자가 표면에 충돌하는 영역을 증가시켜 결빙면적에 영향을 주었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권8호
• /
• pp.747-757
• /
• 2010

날개위에 쌓인 얼음은 날개의 공기역학적 성능을 저하시키고 항공기 사고를 야기하는 주요한 원인이 된다. 결빙된 날개의 형상 예측 연구는 얼음으로 변형된 날개의 공기역학적 성능 파악과 제빙 방빙 장치 설계에 선행 되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 2차원 익형에 발생하는 유리얼음 형상을 예측할 수 있는 코드를 개발하였다. 계산의 효율성을 위해 익형 주위의 유동장 계산은 정상 용출 및 중첩 패널기법을 사용하였고 날개표면과 날개에 유입된 물의 열전달은 Messinger 모델을 통해 고려하였다. 본 코드의 해석 결과는 실험 및 LEWICE 등 기존 해석 프로그램과 상호 검증되었다. 결빙형상의 주요한 요소인 얼음 뿔의 진행 방향 및 얼음 두께는 실험 및 타 프로그램과 유사한 결과를 나타내었다. 또한 대기온도, 수증기 함량, 입자 반지름, 자유류 등이 착빙 형상에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권11호
• /
• pp.1094-1104
• /
• 2010

익형주위 착빙 현상과 관련한 기존 연구는 수치적으로 예측된 결빙형상과 실험 결과를 정성적으로 비교하는데 그쳐, 해석 결과의 정확도에 대한 판단과 외기 조건 변화에 따른 결빙형상의 체계적 분석에 한계가 있었다. 이에 본 논문에서는 실린더와 익형의 결빙 형상을 가용한 실험 및 타 수치해석 결과와 비교, 검증하고 정량적으로 분석하는 연구를 수행하였다. 먼저, 개발된 코드로부터 획득한 결빙형상을 얼음의 최대두께와 얼음의 진행방향, 얼음의 분포, 얼음의 면적을 기준으로 나타낸 후 이를 정량적으로 분석하였다. 정량적 분석을 통해 유사한 결빙 형상을 직관적으로 비교할 수 있었다. 개발한 수치해석 코드는 아랫면에서의 결빙 면적, 얼음의 두께를 작게 예측하였다. 이를 개선하기 위하여 보다 정밀한 유동장 계산을 통해 획득한 입자의 궤적이 요구된다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 2001년도 춘계 학술대회 논문집 통권 4호 Proceedings of the 2001 KSRS Spring Meeting
• /
• pp.91-91
• /
• 2001

현재 진행되고 있다고 여겨지는 지구변화 (Global Change)의 연구는 환경/지구과학의 초미의 관심사로 떠오르고 있다. 특히 온실가스의 분출로 인한 지구 온난화 (Global Warming)는 지구환경에 부정적인 효과가 초래될 것으로 우려되는바, 여러 지구환경 인자들의 변화를 초래할 것으로 예측되고 있다. 가장 직접적인 인자는 대기온도이고 아울러 해수온도/해류, 바람속도/방향, 대기화학 조성, 식생분포, 구름량, 얼음분포 등이 간접적인 인자들이다. 본 연구에서는 EOS 위성군 중 고층대기 연구를 위한 UARS 위성의 HRDI 센서의 자료를 분석하였다. HRDI는 대기성분 중 산소 $O_2$ 발광선의 도플러 변이를 측정하여 바람속도를 측정한다. 이 자료의 분석을 통하여 50~100 km 상공의 바람속도 변화를 지상에서의 OH 발광선 관측치와 비교하였다. 본 연구는 초기 연구로서 정략적이고 보편적인 결과 도출보다는 향후 연구를 위한 기반연구로서의 성격을 갖는다. 지구온난화는 대기의 온도를 상승시키고, 이는 대기 중 에너지의 증가를 불러와 필연적으로 고층대기의 교란 현상이 있을 것으로 예상된다. 앞으로 지구전체 대기의 풍속/풍향의 고도변화가 분석되면 지구온난화에 의한 고층대기 변화가 탐지될 것으로 기대된다.

• 물과 미래
• /
• 제21권4호
• /
• pp.399-406
• /
• 1988

만곡수로에서의 흐름, ice jam의 형성 및 분포특성을 규명하기 위하여 기본이론을 분석하고, 실험수로로는 연속 만곡수로와 단일 만곡수로를 사용하였다. 연속 만곡수로는 13개의 중심각 $90^{\circ}$만곡부가 연결된 수로이며 하폭에 대한 수심의 비가 2이며 단일 만곡수로는 중심각 $180^{\circ}$이며 하폭에 대한 수심의 비가 4로 비교적 수심이 얕은 수로이다. 실험에 사용된 얼음재료는 폴리에칠렌과 폴리프로필렌 구슬(bead)와 조각(block)이다. 연속 만곡수로에서는 저면유속이 표면유속보다 크며 ice jam의 형성으로 이러한 현상은 더욱 크게 나타났다. Jam의 두께는 일반적으로 내측이 외측보다 두꺼웠으며 최대 유속선은 ice jam의 발생으로 인하여 더욱 내측으로 편이되었다. 횡방향 jam의 두께는 하폭에 대한 얼음 조각의 길이 비가 증가함에 따라 규칙적으로 분포 되었다. 단일 만곡수로에서의 jam hed는 얼음의 운송량이 일정한 경우 외측이 내측 보다 빨리 진행되었으며 그 속도는 비교적 일정하였다. Froude 수가 증가되므로 jam 두께는 횡단면에 걸쳐 불균일하게 되며, 내측과 jam 끝부분이 두껍게 된다. Two-Layer model은 수심이 얕은 만곡부에서 적용가능하며, 2차 흐름의 분포는 상하 2개의 cell이 존재함을 알 수 있었다.

• 태양에너지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.113-122
• /
• 1996

본 연구는 수직원통형 빙축열조 내에 상변화물질로서 순수한 물을 $-10^{\circ}C$의 초기 과냉온도로 응고시킨 후, 작동유체의 입구온도를 $7^{\circ}C,\;4^{\circ}C,\;1^{\circ}C$로, 작동유체의 유입방향을 상향과 하향으로 각각 변화시키면서 외향용융시켰을 경우, 시간경과에 따른 축열매질의 온도분포, 상경계면의 형상, 용융율, 용융에너지를 실험적으로 구하여 이를 비교 검토한 것이다. 작동유체의 입구온도가 $7^{\circ}C,\;4^{\circ}C$의 경우에는 작동유체의 유입방향이 상 하향 모두 물의 최대 밀도점인 $4^{\circ}C$ 부근에서 일시적으로 온도가 상승하지 않고 일정 시간동안 정체하는 온도정체구간이 나타났다. 또한, 용융이 진행됨에 따라 물이 축열조의 하부에 적체되고, 이에 따라 하부에서의 용융이 활발히 진행됨으로써 상경계면 형상은 전체적으로 종모양 형태의 곡선을 나타낸다. 작동 유체의 입구온도가 $7^{\circ}C$인 경우, 용융율(Vl/Vtot)과 용융에너지는 작동유체의 유입방향이 상향인 경우가 하향인 경우에서보다 크게 나타난 반면, 작동유체의 입구온도가 $4^{\circ}C,\;1^{\circ}C$인 경우는 $7^{\circ}C$의 경우와는 달리 하향인 경우가 상향인 경우에서보다 큰 것으로 나타났다.

• 공업화학
• /
• 제9권7호
• /
• pp.1085-1089
• /
• 1998

방향족 화합물의 니트로화 반응에 있어서 현재 산업적으로 쓰이는 진한 질산-진한 황산의 혼산 공정은 막대한 양의 폐산 발생으로 인한 폐수 문제와 강산 조건으로 인해 작업 과정에 문제가 많다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 혼산을 사용하지 않고 톨루엔을 니트로화 시키는 연구를 실시하였다. 이산화질소와 오존을 함께 사용하였으며, 산촉매로 진한 질산을 첨가할 경우 반응성이 증대될 뿐만 아니라, 이산화질소의 양으로 니트로화 정도를 조절할 수 있었다. 얼음 중탕에서 6당량의 이산화질소를 톨루엔과 함께 넣고 2당량/시의 유속으로 오존을 불어넣을 경우 2시간 내에 92 mole% 이상까지 디니트로화 반응을 진행시킬 수 있었다. 모노니트로화 반응의 경우 3당량의 진한 질산과 3당량의 이산화질소를 넣고, 1.5당량/시의 유속으로 오존을 불어넣을 경우 30분만에 반응이 완결되었다. 이 방법은 방향족 화합물의 니트로화 반응에서 심각한 환경문제를 야기하는 기존의 혼산 공정을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

• 우주기술과 응용
• /
• 제3권3호
• /
• pp.199-212
• /
• 2023

과거 1970년대까지의 달 표면탐사에서는 단기간 달에서의 임무 특성을 가지는 것에 비해 최근 달 표면탐사는 달에서의 장기체류와 이를 기반으로 궁극적으로 화성까지 탐사 범위를 확장하는 방향으로 진행되고 있다. 인간의 달표면 장기체류를 실현하기 위해서는 탐사 현지 자원을 활용하여 체류에 필요한 소비재나 연료 등의 현지 생산 및 사용이 중요한 전제가 된다. 국제우주탐사협의체(ISECG, International Space Exploration Coordination Group)에서 각국의 우주탐사 계획을 반영하여 제시하는 글로벌 우주탐사 로드맵에는 달표면 탐사로부터 화성탐사로 이어지는 발전 단계가 제시되며 각 단계에서 현지자원활용은 중요한 요소가 되고 있다. 본 논문에서는 국제우주탐사협의체의 현지자원활용(ISRU) 격차분석 보고서를 기반으로 현지자원활용의 기술 분야를 현지 연료 및 소비재 생산, 현지 건설, 우주상 제조, 그리고 생성 결과물의 보관 및 활용, 자원활용에 필요한 전력시스템 등과 같은 연관 분야로 분류하여 주요 분야에서의 기술 개발 및 검증 현황을 분석한다. 다수의 국가는 달 자원 중 극 지역 영구음영지역의 얼음물 이용 그리고 표토에서 산소 등의 추출에 우선 순위를 부여하고, 무인 착륙임무를 통하여 달 남극 영구음영지역 근처에서 물질 및 물 분포 확인을 준비하고 있다. 자원 활용을 위하여 수전해를 이용한 수소, 산소 등 연료 생산, 모사토를 이용한 달 표토에서 산소의 추출 등의 기술을 개발하고 있다. 자원활용 기술의 개발을 위하여 지상에 달표면 모사환경을 구현하고 기술의 개발, 시나리오의 시연 등을 통한 효율적 현지자원활용 구현 방법 등을 모색하고 있다. 지속 가능한 달 표면 탐사를 위하여 각국은 달 표면 도달, 자원의 조사, 물질의 추출 등에 서비스 구매 등 민간 영역의 능력을 활용하고 발전시키는 노력을 병행하고 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제38권12호
• /
• pp.125-134
• /
• 2022

세계 우주 기관들로 조직된 국제 우주탐사 협력 그룹이 발간하는 글로벌 우주탐사 로드맵에서는 미래 달 탐사 방향과 달 자원 활용을 위한 거주 계획을 반영하는 등 달은 심우주 탐사를 위한 전초기지로 주목받고 있다. 따라서 달 행성 지반 환경 재현 인프라 기술은 미래 달 지상 탐사를 위해 필요한 다양한 장비들의 성능검증에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 달 착륙 및 기지 건설 후보지인 달 남극 영구음영지역의 고진공 및 극저온 지상 환경을 재현하고자 하였다. 현재까지 달 지상 환경 재현을 위한 효율적 장비 운용 프로세스는 제시되지 못한 실정으로, 본 연구에서는 파일럿 지반열진공챔버에 인공월면 지반을 조성한 뒤 다양한 진공 환경에 대해 일방향 지반냉각 실험을 진행하고 이를 평가하였다. 냉각효율 및 장비 안정성 측면에서 가장 유리한 진공 환경은 30-80 mbar인 것으로 파악되었으나, 고진공 환경에서 얼음이 승화되지 않기 위한 극저온의 온도를 구현하기 위해서는 주변부 냉각이 추가적으로 요구되었다. 이를 위해 본 연구에서는 동결비 개념을 적용해 효율적인 주변부 냉각 가동 시점을 제안하였다.