• 제목/요약/키워드: 온도 및 수분상태

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콘크리트의 수화도 및 단열온도상승량 예측모델 개발 (Mathematical Modeling of Degree of Hydration and Adiabatic Temperature Rise)

  • 차수원
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.118-125
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    • 2002
  • 콘크리트는 수화과정을 통하여 재료가 성숙되고, 경화된다. 수화의 진행은 엄밀한 의미에서 재령에 의하지 않고 수화도에 의해 제어되므로, 경화가 진행되는 콘크리트의 모든 재료특성과 미세구조 형성과정은 수화도에 의해 정식화되는 것이 바람직하다. 기존 연구는 주로 양생온도가 수화발열속도에 미치는 영향을 고려한 반응함수 개념을 주로 사용하였고, 또한 내부 수분상태의 영향을 습도함수의 형태로 고려한 연구결과는 실제 수화기구를 반영하지 못하고 단지 각 연구자의 실험조건과 배합조건에만 부합하는 결과를 보인다. 따라서 본 연구는 기존 제안식의 단점을 보완하기 위하여 수화기구와 미세구조 형성 과정에 기초하여 반응속도함수를 모델링하였다. 수화반응속도는 온도 및 수분상태에 따라 변화하므로, 본 연구에서는 수화발열 속도에 영향을 미치는 인자로, 시멘트 종류, 물-시멘트비 등의 배합특성과 양생온도 빛 세공조직의 내부수분상태를 고려하였다. 똔 연구에서 제시한 콘크리트의 수화도 예측모델은 기존의 온도영향만을 주로 고려하는 반응속도함수를 콘크리트내부의 수분분포 상태를 고려하여 모델을 개선하였으며, 이는 실제 측정한 수화도에 매우 근접하여 그 유용성을 검증하였다. 또한 수화도의 정의와 제시한 모델을 이용하여 콘크리트 요소내의 온도, 습도 덴 수화도를 수치적으로 결정하여 단열온도상승곡선을 정확히 모사 할 수 있었다. 제안된 모델은 수화가 진행되는 콘크리트의 여러 역학적 특성 및 미세구조 형성과정을 적절히 표현하고, 수화과정이 온도 및 습도상태를 결정하는 초기재령 콘크리트의 단면 내 온 습도상태를 추정하여 궁극적으로 초기재령 콘크리트의 균열 위험성을 평가하는데 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

지표상태인자와 영상레이더를 활용한 토양의 동결-융해 상태 분석 (Analysis of freeze-thaw conditions of soil using surface state factor and synthetic aperture radar)

  • 이용관;정지훈;장원진;김원진;김성준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.53-53
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    • 2023
  • 본 연구에서는 토양의 동결-융해 상태 구분을 위해 영상레이더(Synthetic Aperture Radar) 자료를 활용해 지표상태인자(Surface State Factor, SSF)를 산정하고, 관측 토양수분 자료 및 지표면 온도(Land Surface Temperature, LST) 자료와의 비교를 통해 SSF의 정확도를 분석하였다. SSF 산정은 용담댐 유역을 포함한 인근 40×50 km2의 영역(N35°35'~36°00', E127°20'~127°45')에 대한 9개의 토양수분 관측지점(계북, 천천, 상전, 안천, 부귀, 주천, 장수읍, 진안읍, 무주읍)을 대상으로 연구를 수행하였으며, 이를 위해 2015년부터 2019년까지의 해당 지점의 토양수분 관측자료와 Sentinel-1A Interferometric Wide swath (IW) 모드의 Ground Range Detected (GRD) product를 구축하여 활용하였다. SSF 자료의 정확도 분석을 위한 토양수분 관측지점에 대한 LST 자료는 인근 7개 기상관측소 지점(전주, 금산, 임실, 남원, 장수, 함양군, 거창)의 관측자료로부터 역거리가중법을 통해 산정하였다. Receiver Operating Characteristic (ROC) 분석을 통한 겨울철(12-2월)의 SSF 산정 정확도를 평가한 결과, 지표면 온도 자료와의 평균 정확도는 0.75(0.48-0.87)로 나타났다. 그러나, 지표면 온도가 0℃ 이상일 때 SSF가 동결 상태로 나타나는 오차가 관측되었으며, 이는 여름철 후방산란계수의 평균값과 겨울철 후방산란계수의 평균값을 통해 산정하는 SSF 산정 수식의 특성 때문으로 이 값의 조정을 통해 오차를 개선할 수 있음을 보였다.

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광학센서 기반의 토양수분을 이용한 농업적 가뭄 감시 (Agricultural drought monitoring using optical sensor-based soil moisture)

  • 서찬양
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.296-296
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    • 2022
  • 농업적 가뭄은 토양의 수분함량(토양수분)이 마르기 시작하면서 식생 활동에 영향을 주는 것으로 정의할 수 있다. 광범위한 농업적 가뭄을 판별하기 위해 인공위성 자료를 토대로 토양수분을 산정하고 이를 이용해 가뭄지수를 산정하고, 가뭄 상태를 판별한다. 기존 인공위성 기반의 토양수분의 경우, microwave sensor에서 제공되는 밝기온도(brightness temperature)를 통해 토양수분을 추정하는 방식이 일반적으로 활용되었다. 하지만, microwave sensor에서 제공되는 자료들의 공간해상도가 10 km 이상이기 때문에, 한반도나 더 작게는 유역 단위, 행정 단위별 가뭄 분석을 하기에는 적합하지 않다. 이에 본 연구에서는 공간 해상도 500m의 광학센서(visible infrared imaging radiometer suite sensor (VIIRS))에서 제공되는 지표면 온도(land surface temperature)와 지표 반사도(land surface albedo) 자료들을 조합하여 토양수분을 산정하는 방식을 제안하고, 산출된 토양수분으로 농업적 가뭄을 모니터링한 결과를 제시하고자 한다. 기존의 microwave sensor로 산출된 토양수분 결과 값과의 비교 및 검증을 통해 광학센서를 통한 토양수분 산출물의 한반도 내 적용성을 확인할 수 있다.

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보리품종의 Amylose함량, 수분흡수율 및 호화조건에 관한 연구 (A Study of Amylose Content, Water Absorption and Gelatinization Characteristics of Barley Varieties.)

  • 박문웅;조장환;김흥배
    • 한국작물학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.88-98
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    • 1978
  • 메보리 (겉보리 10품종과 발보리 12품종)와 찰보리 8품종 및 벼, 밀을 공시하여 Amylose함량, 수분흡수율, 호화조건등에 관하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Amylose함양은 메보리 23.4∼31.5%, 찰보리 5.4∼9.5%였다. 2. 수분흡수율은 찰보리에서만 Alkaline수분흡수율, 분수분흡수율, 곡립수분흡수율간에 상관관계가 있었다. 맥종간 3가지 수분 흡수율은 모두 찰보리>겉보리>찰보리 순으로 높게 나타났다. 3. 찰보리는 메보리보다 최고점도와 최저점도의 차가 훨씬 크고 메보리는 점도가 떨어지다가 다시 올라가는데 찰보리에서는 다시 상승되는 경향을 볼 수 없었고 호화된 용액을 식했을때 찰보리는 gel상태로 굳지 않고 액체상태로 있었다. 4. 호화온도는 쌀보리의 경우가 제일 높았으며 다음이 겉보리 다음이 메벼, 찰벼, 밀의 순서였으며 쌀보리의 경우가 제일 낮았다. 5. Amylose함양과 호화온도, 호화시간, 점도와는 .상관이 없었다. 6. 호화시간은 호화온도가 낮은 것은 길고 높은것은 짧아서 최고점도에 도달되는 시간이 맥종별로 거의 일정하였다. 7. 호화온도는 최고점도시온도, 호화시간. 최고점도, 최저점도와 상관이 있었고 호화시간과 최고점도와도 맥종간 모두 고도의 정의 상관이 있었다. 8. 호화시간과 최저점도, 최고점도와 최저점도는 겉보리와 쌀보리에서는 상관이 있었으나 쌀보리에서는 상관이 없었다. 9. 쌀보리에서는 경도와 수분흡수율, 정맥비율과 고도의 상관관계가 었었다.

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우리나라 재래종 콩의 수분 흡수 특성 (Hydration Properties of Korean Soybeans)

  • 김종군;김우정;김성곤
    • 한국식품과학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.256-262
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    • 1988
  • 우리나라 콩 중 장려품종(봉의) 및 재래종 품종(KW12, KLS-77005-1 및 B-102)의 수분흡수 특성을 조사하였다. 콩을 $4-98^{\circ}C$에서 침지하였을 때 $40^{\circ}C$ 이하에서는 침지시간 10시간 동안에 평형상태에 도달하지 않았으나, $60^{\circ}C$이상에서는 3시간정도에서 평형상태에 도달하였다. 콩이 수분흡수속도는 102-B>봉의>KLS-77005-1>KW-12의 순이었다. 콩의 수분증가량은 침지온도에 상관없이 침지시간의 평방근과 직선적인 관계를 보였으며, 수분흡수의 기본기작은 확산현상에 기인하였다. 침지온도 $4-20^{\circ}C$에서의 흡수의 활성화에너지 값은 2,0-2.7kcal/mole, 침지온도 $20-60^{\circ}C$에서는 6.4-6.6kcal/mole이었다. 콩을 $4-60^{\circ}C$에 침지하는 동안 일정한 수분함량에 도달하는 침지시간의 대수값과 침지온도와는 직선적인 관계를 보였으며, 콩의 수화도가 증가할수록 z-값은 감소하였다. 수분함량 50%에 도달하는 z-값은 시료콩 모두 $50^{\circ}C$정도 이었다.

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고주파의 2개 주파수 변화를 이용한 토양수분 정밀측정 (Precision Measurement of Soil Moisture Content using Dual Radio Frequency Changes)

  • 김기복;이승석;주대성
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2003년도 동계 학술대회 논문집
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    • pp.470-477
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    • 2003
  • 토양에 함유된 수분은 식물의 생육뿐만 아니라 식물뿌리의 호흡, 미생물 활성 및 토양의 화학적 상태에 큰 영향을 미친다. 즉, 토양수분은 물에 용해된 무기물과 토양 내의 양분을 녹여 식물 뿌리로 흡수될 수 있도록 이동시키며, 토양 속의 온도를 조절하여 뿌리의 영양분 흡수 능력을 향상시키는 기능을 한다. 또한 토양 속으로 수분이 이동하면서 고갈된 산소를 공급하는 등의 중요한 기능을 하고 있다 (Hillel, 1980). 따라서 토양 내 수분이 과다하거나 부족한 경우 인위적으로 최적 상태의 함수비로 조절하는 물 관리 기술의 중요성이 대두되고 있으며 물 관리 기술의 개발에서 가장 중요한 기술 중의 하나는 토양의 수분 함량을 온라인으로 계측하는 것으로서 관개배구 자동화 기술의 핵심부분이라고 할 수 있다. (중략)

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원료곡분의 성상과 압출 조건이 Extruder 내부 온도분포에 미치는 영향 (The Effects of the Type of Cereal Powder and Extruder Operation Conditions on the Barrel Temp.-distribution)

  • 류기형;이철호
    • 한국식품과학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.303-309
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    • 1988
  • Extruder 조작조건에 따른 extruder 내부물질의 온도변화는 제품의 물리화학적인 특성에 큰 영향을 미치는 요소이다. 자가발열형 single screw extruder를 사용하여 원료의 종류, 입자크기 수분함량과 같은 사입원료 조건과 사출구의 형태, breaker의 형태등과 같은 extruder의 구조적인 요소 및 냉각방법과 스크류 회전속도와 같은 작동조건을 달리했을 때의 작동초기 단계에서 열발생 속도와 평형상태에서 내부온도 분포를 관찰하였다. 쌀가루, 보리가루, 밀가루, 탈지대두분을 원료로 하여 각각 압출성형했을 때 바렐내부 발열상태를 보면 탈지대두분이 가장 급격한 온도증가를 나타내었으며 쌀가루가 가장 낮게 나타났다. 수분함량이 감소함에 따라 각 부위 온도 및 동력요구량은 증가했고, 입자크기가 작을 수록 표면적이 증가하여 압축부위 온도가 높았다. 스크류 회전속도가 증가함에 따라 각 부위의 온도가 높아졌다. 또한 바렐내부 온도분포가 계량부위>사출구부위>압축 부위 순서로 이루어질 때 extruder 작동상태가 가장 양호하였다.

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세종기지 및 시베리아 흙의 동결특성 시험 (An Experimental Study of the King Sejong Station and Siberian Frozen Soils)

  • 김영진;신재원;손승모
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.5-12
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    • 2009
  • 남극 세종기지 및 시베리아의 블라디보스톡에서 채취한 흙 시료에 대하여 지반공학적인 기본 시험 즉, 비중시험, 다짐시험, 입도시험, 온도변화에 따른 열전도율시험, 부동수분시험, 일축압축강도시험을 수행하였다. 또한 블라디보스톡시료에 대해 온도변화별 인장강도시험을 수행하였다. 일축압축강도시험과 인장강도 시험시 시료의 동결에 의한 부피의 팽창을 억제하면서 공시체를 만들어 온도 변화 및 함수비 변화에 따른 강도변화를 비교하였다. 열전도율 시험 결과 영하 상태에서 흙의 열전도율은 영상 상태에서의 그것보다 훨씬 높게 나타났다. 온도변화에 따른 부동수분시험 결과 부동수분은 $0{\sim}-5^{\circ}C$ 사이에서 급격히 감소하였으며, $-20^{\circ}C$까지도 부동수분이 존재하였다. 압축강도시험 결과 함수비 변화에 따라서 다양한 응력-변형률 곡선을 보였으며, 남극의 사질동결토는 동일 온도의 얼음보다 훨씬 큰 강도를 보였으나, 블라디보스톡의 점성동결토는 초기 영하상태에서는 얼음 보다 작은 강도를 보이다가 $-15^{\circ}C$ 이하에서 서서히 얼음 보다 큰 강도를 나타내기 시작하였다. 또한 온도저하에 따라 인장강도가 증가하였다.

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호화 옥수수전분의 노화속도에 미치는 온도 및 수분활성도의 영향 (The Effect of Water Activity and Temperature on the Retrogradation Rate of Gelatinized Corn Starch)

  • 이석원;이철
    • 한국식품과학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.370-374
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    • 1994
  • 본 실험은 호화 옥수수전분 분말의 저장 중 이의 노화에 미치는 저장온도 및 수분활성도의 영향에 대하여 조사하였다. 저장 중 노화도는 효소적 평가방법을 이용하였으며 이로부터 노화속도상수를 Avrami식을 이용하여 구하였다. 저장 중 일어난 노화도는 수분활성도 0.8을 전후하여 큰 차이를 나타내었다. 수분활성도 0.52 및 0.75에서는 저장온도에 관계없이 거의 차이가 없었으며, 일어난 노화도도 작았다. 그러나 수분활성도 0.83, 0.88, 0.93에서는 저장온도 간의 차이가 컸으며, 노화 또한 크게 일어났다. 이런 현상은 온도가 낮아질수록 뚜렷해졌다. 그리고 수분활성도 0.43에서는 3중의 저장기간 중에 일어난 노화도가 3.9%보다 작게 나타나 노화가 일어날 수 있는 임계수분활성도는 0.43으로 추정된다. 24일간 저장한 호화 옥수수전분의 경우 $4^{\circ}C,\;20^{\circ}C$$30^{\circ}C$의 세 가지 저장온도에서 공히 수분활성도 0.8에서 0.9사이의 경우 30%, 0.9이상에서의 경우 50% 이상의 노화가 일어났으나 수분활성도 0.8 이하의 경우는 20% 정도의 낮은 노화도를 보였다. 노화속도상수는 $20^{\circ}C$$30^{\circ}C$에서는 수분 활성도간의 차이가 작았으나, $4^{\circ}C$에서는 수분활성도간의 차이가 컸다. 또한 온도가 낮아질수록 수분활성도간의 차이에 따른 노화속도상수의 차이가 보다 뚜렷하게 나타났다. Avrami 식에 의해 구한 Avrami 지수는 온도 및 수분활성도데 관계없이 모두 거의 1.0의 값을 나타내었다. 속도상수는 저장온도가 낮을수록, 저장수분활성도가 높을수록 증가하는 경향을 나타내었다.하였다. 이상의 결과에 의하여 저장 25일 경까지는 빙장의 경우가 가장 양호 하였고 , 0.2% $NaHSO_{3}$ 용액에 침지하여 $-35^{\circ}C$에서 저장한 시료가 저장 85일경과 후에도 품질면에서 가장 우수하였다.찹쌀 또는 멥쌀만 사용한 경우보다 두 원료를 혼합했을 경우에 그 효과가 큰 것으로 나타났다. 없다는 것을 보여준다.열속도는 급속히 증가하였다.하였다. 6. 수분(水分) potential 엽수분함량(葉水分含量)이 동일(同一)한 조건(條件)에서 콩보다 인삼(人蔘)이 낮았으며, 수분(水分) potential과 광합성(光合成) 및 기공식도도(氣孔傳導度)와는 고도(高度)의 정(正)의 상관(相關)이있었다. 7. 이상(以上)의 결과(結果)를 종합(綜合)해 볼 때, 인삼(人蔘)의 광합성(光合成)이 타식물(他植物)보다 낮은 것은 기공식도도(氣孔傳導度)와 수분(水分) potential이 낮은 것과도 밀접(密接)한 관계(關係)가 있을 것으로 생각된다.g\;/\;\ell$ 처리(處理)의 대부분(大部分)이 주당(株當) 본수(本數)가 거의 1개체(個體) 정도(程度)이도 발육상태(發育狀態)도 불량(不良)하였으나 NAA $4mg\;/\;\ell\;Kinetin\;2mg\;/\;\ell$ 그리고 활성탄(活性炭) $1g\;/\;\ell$ 첨가처리(添加處理)에서 만이 주당(株當) 본수(本數)가 2.3개이고 개체당(個體當) 발근수(發根數)가 월등(越等)히 많았다. 5. 실험결과(實驗結果) 마 경절편(莖節片) 배양(培養)의 Shoot유가(誘起)에 가장 효과적(效果的)인 배지(培地)는 1/8MS+1AA $2mg\;/\;\ell+Kinetin\;2mg\;/\;\ell$+활성탄(活性炭)

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사면붕괴 모니터링에 사용되는 온도-함수비 복합계측시스템 개발에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Temperature-Moisture Combined Measurement System for Slope Failure Monitoring)

  • 남진원
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.33-39
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    • 2015
  • 최근 급속한 기후변화 및 광범위한 사회간접시설의 개발 등으로 인해 사면붕괴가 곳곳에서 발생하고 있으며, 이에 대한 모니터링 및 예방시스템 구축에 대한 사회적인 관심이 증가하고 있는 상태이다. 사면붕괴 메카니즘에 영향을 미치는 중요한 영향인자는 지표내 수분 및 온도이며 이에 대한 변화 추이를 통해 사면붕괴를 예측할 수 있다. 따라서, 사면붕괴 모니터링을 위해서는 지표 깊이별 온도 및 함수비를 연속적으로 측정할 수 있는 복합센싱 기법이 필요하다고 볼 수 있다. 현재까지 온도 및 함수비에 대해 각각의 계측이 가능한 개별 센서는 다양하게 개발되어 있는 상태이지만, 온도 및 함수비를 동시에 연속적으로 측정할 수 있는 복합계측 시스템의 경우에는 많은 연구가 필요한 상태이다. 본 논문에서는 전류소모가 최소화된 측온 회로와 고주파 신호를 토양에 방사하는 수분 측정 센서를 적용한 고정밀 온도-함수비 복합센서를 개발하여 효율적이고 정확도를 향상시킨 사면붕괴 모니터링 시스템에 적용할 수 있도록 하였다. 개발된 복한센서의 성능검증을 위하여 기본성능 표준시험, 실내검증실험, 현장장기실험 등의 다양항 실험적 연구를 수행하였으며, 실험결과를 통해 개발된 복합센서를 이용한 모니터링 시스템은 지반의 온도 및 함수비를 정확하게 모니터링할 수 있는 것으로 나타났다.