• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권5호
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• pp.62-70
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• 2009

본 연구에서는 lab-scale의 열탈착 장치를 설계 및 제작하고 실제 유류오염 토양을 대상으로 다양한 운전조건에 따른 오염토양정화성능을 비교하였다. 대상 토양은 군부대로 사용되던 부지 내 유류저장소 부근 고농도 오염토로 선정하였고, 10 L 용적의 원통형 batch 형태의 직접 가열식 열탈착기를 사용하여 초기 TPH 농도 4476 ppm의 고농도 오염 토양시료를 다양한 운전조건에서 열탈착하여 처리효율 분석을 수행하였다. 열중량 분석을 통해 열탈착 실험에서 대상 오염물질을 제거하기 위한 토양 시료의 평균 가열온도는 $200-300^{\circ}C$가 적합한 것으로 확인하였다. Batch 형식의 운전을 통한 처리효율 분석 결과 토양 내 오염물질을 90% 이상 제거하기 위해서는 약 $200^{\circ}C$에서는 10분, 약 $300^{\circ}C$에서는 5분 이상의 처리 시간이 요구되었다. 함수율이 높고 덩어리진 토양일수록 처리효율, 특히 고분자 오염물질의 처리효율이 크게 감소함을 보였다. 따라서 풍건을 통하여 오염토양 내 수분을 저하시킨 후 분쇄 처리하여 열탈착기에 주입하는 것이 효과적이라 판단된다. 또한 처리 전 토양과 처리 후 토양의 물리화학적 특성 비교한 결과 고온에 의해 증발된 수분함량을 제외하고 나머지 특성들은 거의 변화가 없어 실제 복원현장에서 오염토양을 열탈착 공정을 이용하여 오염물질을 제거한 후 추가적인 후처리 과정 없이 처리토양을 원래 위치에 복원하는 것이 가능함을 확인하였다. 본 연구결과는 현장운전에서 오염물질의 제거 효율을 극대화하기위한 인자 결정 및 검증을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.205-212
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• 2018

본 연구에서는 상용 해석프로그램에서 구현하기에 어려움이 있는 지반공학적 문제를 해결하기 위한 쉽고 직관적인 해석 프로그램 개발의 일환으로 계산의 정확도가 상대적으로 높은 요소를 채택한 유한요소법을 정식화 하고 해석과정을 프로그램화 하였다. 개발된 프로그램의 계산과정에 있어서의 신뢰성 확인을 위해 두 가지 예에 대한 해석을 수행하고 결과분석을 해 보았는데 첫 번째 예는 등방구속압이 요소에 작용하는 경우이고 나머지 예는 전단응력이 요소의 측면에 작용하는 경우이다. 유한요소를 구성하는 요소로는 등매개변수 사변형 요소를 채택하였는데 요소내의 변위는 요소의 절점변위와 형상함수로 표현된다. 전체좌표(global coordinate)에 의한 미분계수로 표현되는 변형률을 얻기 위해 자코비언과 자연좌표(natural coordinate)를 이용하는 계산과정을 코딩하였다. 요소의 강성행렬을 정의하는 이중적분식을 수치적분으로 변환시키기 위해 4점 가우스 구적법을 적용하였다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 등방구속압이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내의 네 개의 가우스점과 요소 중앙에 대해 계산된 응력값이 등방구속압과 일치됨을 알 수 있었다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 전단응력이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내에 발생되는 횡방향응력 및 연직응력이 위치에 따라 변화됨을 알 수 있었으며 외력에 대한 발생응력의 크기 및 분포양상이 합리적임을 알 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제35권3호
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• pp.197-208
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• 2019

목조문화재의 생물피해는 보존환경과 밀접한 관계가 있고, 급속한 기후변화로 인해 피해가 가속화될 수 있으므로 문화재 보존을 위해서는 환경 특성을 파악하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 순천 선암사의 조사당을 대상으로 흰개미 피해 현황과 미기상, 중기상, 국지기상의 주요 환경인자 특성을 관찰하였다. 그 결과, 조사당 북서쪽 기둥에서 뚜렷한 육안피해와 흰개미 탐지견 반응이 있었고, 북동쪽 기둥에서 흰개미 탐지반응이 추가되었다. 이 기둥들은 전면에 위치한 기둥보다 표면온도가 낮고 표면 수분량과 함수율이 높은 특징이 있었다. 각 기상의 전체 시간 평균온도는 비슷하였으나 상대습도는 차이가 있었고, 미기상은 70% 이상의 높은 상대습도가 빈번히 나타났다. 특히 조사당 내부에서 흰개미 활동 일수가 가장 많았던 것으로 산출되었다. 통계 분석 결과에서는 F 비를 통해 세 기상 간 차이가 있음을 확인하였다. 또한 온도와 상대습도의 t 통계량을 통해 환경인자 간의 차이는 온도보다 습도가 더 크고, 중기상과 국지기상에서는 상대습도 차이가 더 큰 것이 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.387-392
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• 2019

본 연구에서는 볼트 접합부 건전성 모니터링을 위하여 이중(dual) 압전재료 기법인 전달 임피던스 기법(transfer impedance technique)을 이용하여 볼트 이완을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 전달 임피던스 기법에서는 하나의 압전재료가 탄성파를 가진하고 다른 압전재료가 이를 센싱함으로서 결함 등에 의한 탄성파 전파의 변화를 감지한다. 한편, 단일 압전재료 기법을 이용하기 위해서는 고가의 임피던스 분석기(impedance analyser)를 이용해야 하지만, 전달 임피던스 기법은 임피던스 분석기를 대체하여 일반적인 함수발생기(function generator)와 디지털 멀티미터(digital multimeter)를 이용한 결함탐지가 가능하기 때문에 저비용의 결함탐지를 수행할 수 있다. 고력볼트 접합부로 구성된 강판 프레임 실험체를 제작하고, 볼트의 조임력을 단계적으로 감소시키며 실험을 수행하였다. 전달 임피던스 기법을 이용하여 손상지수를 구하였고 이를 이용하여 결함 유무를 합리적으로 판정할 수 있었으며, 볼트 이완의 정도가 커질수록 손상지수가 증가함을 알 수 있었다. 동일한 실험체에 대하여 임피던스 분석기를 이용한 단일 압전재료 기법에 대한 실험을 수행하여 결과를 비교하였는데, 결함정도가 커질수록 손상지수가 모두 증가하는 유사한 경향을 보였다. 즉, 고가의 임피던스 분석기를 배제하고 저비용으로 볼트 접합부의 결함상태 추정이 가능한 것으로 판단된다. 향후 결함위치 및 정도를 판정할 수 있는 연구가 추가된다면 볼트 접합부 건전성 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.477-484
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• 2021

최근 기후변화로 인하여 우리나라는 지역에 따라 2~3년 마다 크고 작은 가뭄과 7년 주기의 극한 가뭄이 발생하고 있다. 대부분의 가뭄이 지류 또는 상류의 소규모 용수공급시설이 위치한 지역에서 주로 발생되므로 이 지역에 대한 용수확보 기술에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 물공급 취약지역의 하나인 춘천 물로천 유역의 수문학적 가뭄을 조사하기 위해 SPEI, SDI, WBDI를 이용한 가뭄 평가를 수행하였다. 수문학적 가뭄지수인 SPEI와 SDI를 산정한 결과, 공통적으로 2014년에 발생한 가뭄으로 인해 회복되지 못하고 2015년까지 지속된 것을 확인할 수 있었다. WBDI에 의한 수문학적 가뭄지수 평가결과에서는 2014년에 이은 2015년 봄철에 매우 심한가뭄 상태를 보였으며, 2017년 11월에 -1.94로 가장 가뭄이 심했던 것으로 분석되었다. 2003~2019년 (17년)의 월 단위로 산정된 수문학적 가뭄지수를 활용하여 지속기간 및 심도에 따른 코플라 함수를 적용한 이변량 빈도해석 결과, 물로천 유역의 가뭄은 대부분의 10년 빈도 이하의 값으로 나타났으나, 2014년, 2015년, 2019년에 발생한 가뭄의 경우 각각 20년 이상의 재현기간을 갖는 심한가뭄으로 분석되었다.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.267-274
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• 2022

쉴리렌 이미징을 위한 랜덤 도트 배열 투영용 이진 회절광학소자를 설계하고 제작하였다. 이 연구에서 적용된 회절광학소자는 단 두 단계의 위상 및 10 ㎛의 피치를 갖는 이진 위상 회절 격자로, 제작 단가 및 제작 공정의 용이성을 위하여 선택되었다. 회절광학소자의 설계는 최종 패턴의 밝기 정보를 목적 함수로 사용하는 iterative Fourier transform algorithm을 적용하였다. 먼저 균일 밝기의 랜덤 도트 이미지를 생성하였고, 이를 최종 목표 이미지(패턴)로 적용한 결과, 위치(시야)에 따른 랜덤 도트의 밝기 변화를 확인하였다. 이를 해결하기 위하여 최종 목표 패턴에 가우시안 가중치를 적용한 개선 설계를 적용하였고, 그 결과 패턴 밝기 균일도를 52.7%에서 90.8%까지 향상시켰다. 이후, 바이너리 회절 소자 및 이를 적용한 빔 투사기를 제작하여 설계 결과를 검증하였다. 검증 결과 투사 거리 5 m에서 설계 목표인 430 mm × 430 mm 투광면적, 10,000개 이상의 랜덤 도트 패턴의 생성을 확인하였다. 측정된 균일도는 시뮬레이션에서 예상되었던 균일도보다 다소 적은 84.5%이나, 이는 회절 격자 형상, 특히 모서리 뭉개짐 및 간격 오류에 의한 것으로 추정된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.83-91
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• 2006

최근 지구온난화현상으로 인해 발생하는 국지성 호우는 철도 연변사면 활동 및 활동 토체로 인한 선로매몰 그리고 선로유실 등의 불안정성을 초래하는 요인으로 대두되고 있다. 강우로 인한 사면의 거동에 대한 현장조사 결과 토층의 두께 및 사면의 형태적 특성 등에 따라 서로 다른 활동특성이 관측되었다. 이와 같은 활동특성을 천층 활동타입, 중간층 활동타입, 우곡부 활동타입, 암반 경계부 활동타입 4가지로 분류하였다. 이러한 관측과 관련하여 각 타입의 활동메커니즘을 규명하고 강우시 사면의 거동특성을 분석하고자 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험은 미립분함량, 초기함수비, 경사각, 다짐에너지를 고정 변수로 취하고 토피고, 강우강도, 사면표면의 형태를 변화시키는 조건으로 수행되었다. 실내모형실험의 결과 천층 활동은 주로 표층에서 발생하며 침식에 의한 활동임을 알 수 있었다. 또한 초기 침식이 상대적으로 다른 활동타입에 비해서 늦게 발생하였으나 침식의 진행은 빨랐다. 우곡부 활동타입은 우곡부로 집수된 빗물로 인하여 침식 정도가 더 심하게 진행되었으며 사면내 위치하는 전석이 드러날 정도였다. 전석층까지 침식이 발생한후 전석의 존재로 인하여 추가적인 침식이 상대적으로 그 이전보다 느리게 발생하였다. 암반 경계부 활동타입의 경우 본 실험에서 가장 빨리 초기 활동 발생이 관측되었다. 각 활동타입에서 공통적으로 관측된 사항은 사면의 하단부에서 초기 변형이 관측되었으며 이러한 관측은 사면내 침투수의 사면방향의 흐름을 의미한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권3호
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• pp.129-141
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• 2023

작물 모형은 작물의 유전적 특성을 나타내는 품종모수를 요구하며, 품종모수는 작물의 개별 품종별로 추정되어야 한다. 품종모수의 추정에는 고품질의 많은 생육 자료가 요구되지만, 자료의 생산에 상당한 비용이 필요하다. 비교적 낮은 품질의 가용성이 높은 자료를 활용하는 대신, 대량의 랜덤 모수를 생성하고 이를 평가하여 품종모수를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 SIMPLE 작물 모델의 불확도를 최소화하기 위해 품종모수 추정 방식을 비교하고, 두 앙상블 방식과 대한 비교를 하였다. 모수 추정을 위한 Metropolis-Hastings (MH) 알고리즘에 대한 목적함수로 로그 가능도(log-likelihood: LL)와 generic composite similarity measure (GCSM)를 사용하였다. 또한 품종모수의 평균값을 사용한 예측(E_pm)과 개별 모수들로부터 얻어진 추정값의 평균값(E_em)의 일치도를 분석하여 앙상블 방식에 따른 불확도 변화를 파악하였다. 국내에서 재배되는 사료용 벼 품종인 조우 벼와 영우 벼를 대상으로 품종모수를 추정하였다. 2013년, 2014년, 2016년에 대한 수원, 전주, 나주, 익산에 위치한 실험포장에서 얻은 수량 관측 자료를 사용하였다. 또한 2016년부터 2018년까지 수원에서 보고된 별도의 수량 관측 자료를 사용하였다. 목적함수에 따라 추정된 품종모수의 분포에 차이가 있었다. LL을 통해 얻은 품종모수는 GCSM으로 얻은 품종모수보다 좁은 범위에 분포하였다. 두 가지 앙상블 접근법은 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않음을 확인하였다. GCSM의 상대적으로 높은 불확도는 수용확률을 조정하여 낮출 수 있다고 사료되고, E_pm의 결과는 기존과 다른 앙상블 방식을 통해 적은 연산을 통해 불확도를 낮출 수 있음을 보인다.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.93-102
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• 2015

지반은 동결이 발생함에 따라 물리적 특성이 변화하며, 동결현상에 따른 기초구조물의 안정성 평가는 설계시 중요한 고려사항 중 하나이다. 본 연구에서는 동결 및 전단과정 중 연직응력 변화에 따른 동결토의 전단강도 및 강성을 평가하고자 하였다. 동결토의 강도평가를 위하여 직접전단실험을 수행하였으며, 직접전단실험 중 강성평가를 위한 전단파 측정을 동시에 수행하였다. 실험수행을 위하여, 동결용 직접전단상자를 제작하였으며, 상·하부 전단상자의 벽면에는 전단파 트랜스듀서인 벤더 엘리먼트를 각각 설치하였다. 시료는 주문진사 및 실트, 그리고 증류수를 이용하여 포화도 10%로 혼합하였으며, 상대밀도가 모든 조건에서 동일하게 유지되도록 조성하였다. 조성된 시료는 -5℃까지 동결을 진행시킨 후, 온도를 유지한 상태로 직접전단실험을 수행하였다. 동결 및 전단과정 중 시료에는 다양한 크기의 연직응력이 가해졌으며, 전단과정 중 수평변위에 따른 전단응력 및 수직변위, 그리고 전단파를 측정하였다. 실험결과, 모든 구속조건의 경우에서 동결 혹은 전단과정의 연직응력이 증가함에 따라 전단강도는 증가하였으며, 전단과정의 연직응력만 증가한 경우보다 동결과정의 연직응력도 함께 증가한 경우 전단강도가 더 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 전단파 속도의 변화는 측정위치에 따라 다른 경향을 보였으며, 전단면을 통과하여 측정한 경우 전단파 속도는 전단변형이 진행됨에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구는 동결 및 전단과정 시 구속조건의 효과를 평가한 연구로써, 포화도가 낮은 상태의 동결토의 강도 및 강성에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권5호
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• pp.19-32
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• 2007

우리나라에서 대표적으로 사용되어 온 지하수 함양량 산정방법은 지하수 감수곡선에 의한 기저유출분리법, 유역내의 집중형 개념모형에 의한 물수지 분석, 그리고 지하수위 변동곡선법으로 대별된다. 지하수 함양량은 기후조건, 토지이용 그리고 수문지질학적 불균질성에 따르는 시공간적인 변동성을 나타내므로 전술한 방법들은 이같은 특성을 다루기에는 많은 제약을 가진다. 이 같은 단점을 극복하기 위해 본 연구에서는 통합 지표수-지하수 모형인 SWAT-MODFLOW로부터 얻어진 물수지 성분을 기초로 한 새로운 함양량 추정방법을 제시하고자 한다. 하천변에 위치한 지하수위는 하천흐름과 유사한 동적변화를 나타내는 반면 보다 상류부에 위치한 지하수위는 강수에 대하여 일정한 지체현상을 나타낸다. 이와 같은 지하수위 변동의 특징은 함양의 물리적 특성과 관련되므로 이 같은 현상을 설명하기 위해서는 토양층을 통과한 물이 대수층 함양에 도달하는데 걸리는 시간적 지체를 설명하는 것이 필요하다. SWAT 모형에서는 주어진 날에 대해 물이 토양층을 통과하여 대수층으로 함양되는 과정을 설명하기 위해 지수형태의 감쇠가중함수를 가진 단일 저수지 저류 모듈을 사용한다. 그런데 이 모듈은 지체시간이 긴 경우나 추정된 함양의 시계열이 지하수위 시계열과 잘 맞지 않는 제한 사항을 가지므로, 본 연구에서는 비포화대를 통과하는 시간 지체를 보다 현실적으로 반영할 수 있는 다단 저수지 저류 추적 모듈을 개발하여 SWAT모형에 탑재하였으며, 이 모듈내의 시간지체와 관련된 매개변수는 관측지하수위와 모의 함양량의 상관관계를 검토함으로써 최적화가 이루어지도록 하였다. 본 연구방법의 최종 단계는 모의 지하수위와 관측 지하수위, 그리고 관측 유역유출량과 모의 유출량을 검증함으로써 종결된다. 새롭게 제안된 방법을 우리나라 미호천 유역에 적용하여 지하수 함양량의 시공간적 분포를 추정하였는데 제시된 방법이 유역 모형의 효율성과 지하수위 변동법의 정확성이라는 장점을 모두 가진 방법이어서 추정된 일 함양량은 수리지질학적 불균질성, 기후조건, 토지이용과 토양층과 대수층의 거동까지 반영한 매우 개선된 값으로 판단된다.