• 한국항공우주학회지
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• 제46권8호
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• pp.611-620
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• 2018

수치해석을 이용한 항공기 착빙 형상 예측의 정확도 향상을 위하여 거칠기 분포 예측이 가능한 해석적 모델이 개발되고 있다. 그러나 표면의 상태에 대한 정량적인 실험 결과가 거의 없어 해석적 모델을 검증하고, 경험적인 변수를 결정하는데 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 표면의 상태를 미시적 관점에서 분석하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 우선, 착빙 환경 변수인 온도와 자유류 속도에 따른 매끈한 표면의 넓이의 관계를 정량적으로 파악하였다. 그 결과 대기 온도가 높고 자유류 속도가 증가할수록 매끈한 표면의 넓이가 증가하였다. 그 다음으로 서리 얼음 표면과 유리얼음 표면의 특성을 분석하였다. 서리얼음 조건에서는 불투명한 원뿔 형태의 얼음 요소들이 유동 반대 방향으로 성장하고, 대기 온도가 증가함에 따라 원뿔 얼음 요소들의 길이와 간격이 감소하는 것을 확인하였다. 유리얼음 조건에서는 반투명한 얼음 덩어리를 날개 아랫면에서 관찰할 수 있었다. 이러한 원인은 중력의 영향이 큰 아랫면에서 주로 리블렛이 형성되고, 이와 같이 형성된 리블렛이 집중하여 얼어붙었기 때문이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.434-441
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• 2016

마찰교반용접은 소재와 용접 툴 간의 마찰열에 의해 접합되는 고상접합 공정이다. 용접 시 발생하는 입열량에 따라 용접부의 건전성이 결정된다. 과도한 입열량은 산화물 및 기공결함의 원인이 되며, 불충분한 입열량은 터널결함 등의 문제점이 발생한다. 따라서 마찰교반용접부 중심에서의 온도 이력을 파악하는 것은 건전성을 판단하는 데 있어 매우 중요한 연구이다. 본 연구에서는 마그네슘 합금소재에 대한 마찰교반용접부의 온도분포 특성을 평가하였다. 이를 위해 유한요소해석을 통한 마찰교반용접부의 유동장 및 온도분포를 예측하였다. 유한요소해석을 위해 용접 툴 형상 간소화, 마찰 조건 선정 등 선행 해석을 수행하고 최적조건을 도출하였다. 또한, 해석모델의 검증을 위해 마그네슘 합금의 맞대기 마찰교반용접 시 용접부 중앙에서의 온도를 측정하였다. 유한요소해석 결과 마찰교반용접부의 온도에 영향을 미치는 주요변수의 기여도는 회전속도가 이송속도보다 더 높은 것으로 판단된다. 또한, 용접부 중심에서의 실측 온도와 유한요소해석 결과 사이에 5.4% - 7.7% 수준의 오차 내에서 잘 일치하였다.

• 한국식품영양학회지
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• 제17권3호
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• pp.246-253
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• 2004

본 연구에서는 초산과 가열로 연화된 다시마의 유연조직을 유지하기 위하여 친수성이 강한hydrocolloid를 사용, 저장 중 연화 안정성, 열 용융 특성 및 점성, 관능성 등의 변화를 검토하였다. 그 결과 Avrami equation에서 고화속도상수는 carrageenan이 0.05로 가장 작게 나타났으며 저장기간 동안 연화 다시마 paste의 경도는 carrageenan의 경우는 저장 2일후에 거의 변화를 보이지 않았다. 또 경도속도는 carrageenan이 0.28 kg/mm/day로 가장 작게 나타났다. 연화 다시마 paste의 열용융 신전성(伸剪性)은 carrageenan이 가장 좋은 것으로 나타났으며 유동특성은 rheopectic을 나타내었다. 특히 carrageenan은 경시적인 점성 변화가 가장 적게 일어났으며 유의차(p<0.05)를 나타내었다. 연화 다시마의 L, a, b값의 변화는carrageenan의 경우 다른 것과 유의차를 보였으며(p<0.05) 색깔 선호도, 냄새, 응집성, 연화 정도, 가공 접합성, 그리고 전반적인 기호성 등은 carrageenan이 가장 좋은 것으로 나타났다. 결론적으로 친수성 hydrocolloid의 사용은 연화 다시마 Paste의 품질과 저장 안정성에 좋은 영향을 미치고 그 중 carrageenen이 연화 안정성에 가장 좋은 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.259-268
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• 2012

엇갈리게 배열된 두 개의 수평관의 수직 이격거리($P_v$/D)와 수평 이격거리($P_h$/D)를 변화시키며 자연대류 열전달을 실험적으로 측정하였다. 열/물질전달의 상사성을 이용하여 물질전달 실험을 수행하였고 난류영역까지 확장하였다. Pr 수 2,014, RaD 수 $1.5{\times}10^8\sim2.5{\times}10^{10}$, $P_v$/D는 1.02~5, $P_h$/D는 0~2 범위에서 수행하였다. 하단 수평관의 물질전달은 단일 수평관 상관식의 예측치와 일치하였다. 상단 수평관의 물질전달은 $P_v$/D가 작을 때, 하단 수평관에서 상승하는 플룸의 예열영향(Preheating effect)으로 인해 감소하였고, $P_h$/D가 증가하면 급격히 상승하였다. 그러나 $P_v$/D가 클 때, 상단 수평관의 물질전달은 하단 수평관의 플룸 속도영향으로 인하여 단일 수평관보다 컸고, $P_h$/D가 증가함에 따라 완만하게 감소하였다. $P_h$/D가 매우 증가하여도 굴뚝효과(Chimney effect)와 측면유동효과(Side flow effect) 인하여 상단 수평관의 열전달이 하단 수평관의 열전달보다 크게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1173-1182
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• 2000

지금까지 급속혼화는 정수처리 공정 중에서 매우 중요한 공정으로 인식되어 왔다. 특히, 응집제의 원수내 확산은 급속혼화 공정에 이어지는 flocculation이나 filtration 공정에 지대한 영향을 미치게 되므로 지금까지 많은 연구자들이 혼화장치의 개발이나 효율적인 혼화방식에 관해 연구를 해왔다. 그러나 선행 연구자들은 급속혼화에 있어서 중요한 변수로 응집제 주입량, pH, 임펠러의 회전속도, 그리고 G값만을 고려하였으나, 실제 응집제와 콜로이드입자와의 충돌기회에 지대한 영향을 미치는 급속혼화 공정상에서 발생되는 난류장을 간과하였다. 특히 급속혼화에서의 난류의 발생은 G값에 전적으로 의지하여 난류장의 평균값으로 혼화조내의 난류를 표현하여 왔으며, 혼화조의 형상에 따라 달라지는 난류장 해석은 연구가 미약한 실정이다. 이에 본 연구는 급속혼화에서 난류장 해석의 중요성을 인식하고 혼화조의 형상 변화에 따라 달라지는 난류장을 전산유체 프로그램을 통하여 해석하였다. 그리고 혼화조 형상을 달리하며 jar-test를 수행한 결과 배플이 없는 원형 jar의 경우가 배플이 장착된 원형 jar나 Hudson jar보다 응집제의 확산에 따른 탁도 제거효율이 좋은 것으로 나타났으며, 전산유체 프로그램을 이용하여 각각 모사한 결과 벽면효과나 사류지역의 발생 등으로 배플이 없는 원형 jar가 혼화에 효과적인 난류장이 분포되는 것으로 확인되었다. 이 결과를 통해 혼화조 형상이 응집제의 확산이나 난류장의 발생에 영향을 미치는 것으로 결론 내릴 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.202-207
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• 2022

고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 전극 열화에 대한 연구는 전극상에서 Pt의 입자 성장 및 활성면적 감소에 대한 연구가 대부분이다. 고분자막과 접해 있는 전극촉매 Pt의 열화는 고분자막 열화에 영향을 주는데, 이와 관련된 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 전극촉매 열화 가속 시험 과정에서 열화된 Pt가 고분자막 내부에 석출되는 현상과 그 영향에 대해서 연구하였다. 백금 열화 속도를 가속화시키기 위해 전압 변화(0.6 V ↔ 0.9 V)를 30,000 사이클까지 반복했다. Cathode에 산소를 유입하면서 전압 변화 사이클을 반복했을 때 질소를 유입했을 때 보다 막 내부에 석출된 Pt의 양이 더 많았다. 전압 변화 사이클 횟수가 증가할수록 막 내부에 석출된 Pt의 양이 증가하였고, cathode에서 용해된 Pt가 anode 쪽으로 이동해 20,000 사이클에서는 막 내부에 전체적으로 균일한 분포를 보였다. 이와 같은 전극촉매 열화 가속 시험과정에서 고분자막의 수소투과 전류밀도는 거의 변하지 않아서, 석출된 Pt가 고분자막의 내구성에는 영향을 주지 않음을 확인하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권3호
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• pp.279-293
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• 1995

강우시 유출되는 비점원오염물질의 유출특성을 조사하고, 수영만에 있어서 하천오염물질이 만내로 유입되어 미치는 영향을 4가지 경우인 점원오염부하가 미치는 영향(Case 1), 연간 비점원오염부하가 미치는 영향(Case 2), 우기시 오염부하가 미치는 영향(Case 3)과 실측강우 조사기간동안 비점원오염부하가 미치는 영향(Case 4)으로 나누어 예측 및 평가하였다. 이상의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 비점원오염물질의 특성을 보면 강우시 하천의 수질변동은 강우강도와 유량의 증감과 매우 밀접한 관계를 가지고 증감한다 COD, TSS와 VSS의 경우는 2차 강우 후 유량이 최대인 $65.736m^3/s$가 될 때 오염물질의 최대치가 나타났는데 최대치는 각각 121.4mg/l, 1148.0mg/l와 262.0mg/l를 보여주었다. 그리고 영양염류인 경우는 1차 강우가 시작되어 유량이 1차 최대치인 $4.686m^3/s$로 증가할 패 최대치를 보여주는데 $TIN,\;NH_4\;^+-\;N,\;NO_2\;^--N$과 $PO_4\;^{3-}-P)$는 각각 20.306mg/l, 14.154mg/l, 9.571mg/l와 1.785mg/l를 나타내며 2차 강우가 시작된 후 약간 증가하다가 감소하였다. 해수유동모델에 의한 결과를 보면 만내 유향은 낙조시에 시계방향으로 창조시에 반시계방향으로 북동-남서방향이다. 만내 조류속은 최대 0.3m/s이고 만외 유속은 0.4m/s 정도이며 계산치는 관측치와 매우 유사하게 재현되고 있다. 확산모델의 보정은 점원오염부하량이 만내에 미치는 영향을 수영만내 관측치를 이용해 반복 시뮬레이션하여 보정하였고 보정결과 COD, SS의 계산 결과는 관측치와 잘 일치하였다. 확산모델의 적용결과 수영강의 오염부하는 낙조시에는 해운대 해수욕장으로 창조시는 광안리 해수욕장으로 수질을 악화시켰다. 비점원오염부하가 만내에 미치는 영향을 재현시킨 결과 연간 강우로 인한 비점원오염부하(Case 2)와 우기시 강우로 인한 오염부하(Case 3)가 미치는 영향은 점원오염부하(Case 1)가 만내 수질이 미치는 영향과 비교해 광안리 해수욕장의 오염부하를 약간 증가시키며 큰 차이는 보이지 않았다. 강우 조사시 비점원오염부하가 미치는 영향(Case 4)은 수영만내에 매우 심각한 오염현상을 보여준다. 낙조시에는 COD와 SS의 만내의 농도 분포는 각각 2.0-30.0mg/l와 7.0-200.0mg/l를 보여준다. 낙조시에는 창조시보다 낮은 오염정도를 나타내나 해운대 해수욕장으로는 높은 오염을 가중시키는 것을 볼 수 있다. 그러나 강우가 멈춘 후 24시간이 경과하여 실측한 수영만의 오염분포를 보면 건기시 해역농도에 비해 약간 높은 농도분포를 보여 주는 것으로 보아 입자가 큰 침강성 고형물질의 빠른 침강과 수영만내 해수유동으로 인해 빠르게 확산되어 농도가 감소되는 것으로 보인다. 그러나 강우가 시작한 후 매우 높은 오염물질을 함유하는 강우유출수가 만내로 유입될 때의 충격부하는 수영만의 해양생태계에 심각한 영향을 미치리라 예상되며 만약 이들 강우유출수를 처리하여 만내로 유출시키면 만내 수질은 개선되리라 사료된다.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.232-239
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• 2021

본 연구는 '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'이라는 새로운 시스템 개발을 위해 열분해 실험을 수행하기 전에 공정 모사를 위한 기본 데이터를 얻기 위하여 수행되었다. 기초 열분해 실험에서는 폐플라스틱 대신 폴리프로필렌(PP)을 모델 물질로 선택하였고, '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'에서 열전달 매체로 활용되는 유동사(이하 sand로 표기)를 사용하였다. Ni은 촉매 열분해를 촉진하기 위해 모래에 활성 촉매로 담지하였다. 열중량분석기(thermogravimetric analyzer, TGA)를 이용하여 PP의 기본 물성을 분석하고, N₂ 분위기 600 ℃에서 열분해하여 액상 오일을 생산하였다. 촉매 열분해 반응을 통해 생성된 액상 오일은 GC/MS를 이용하여 탄소 수 분포를 분석하였다. 이번 연구에서는 열분해 공간 속도와 촉매량의 변화가 열분해 후 생성되는 액상 오일 수율과 액체 연료의 탄소수 분포에 미치는 영향을 조사하였다. Ni/sand를 이용하면 열분해 오일 수율은 공간속도 30,000 h^-1에서 10 wt% Ni/sand 하나의 조건을 제외하고 오일 수율이 증가하였고, C₆ ~ C₁₂사이의 탄화수소의 비율은 증가하였다. 공간속도가 증가하면 더 높은 열분해 오일 수율을 얻었으나, C₆ ~ C₁₂사이의 탄화수소의 비율은 감소하였다. 1 wt% Ni/sand를 이용한 경우, 10 wt% Ni/sand를 사용할 때 보다 액상 오일 수율은 더 높았다. 결론적으로 공간속도 10,000 h^-1에서 1 wt% Ni/sand를 이용하였을 경우 오일 수율은 60.99 wt%이고, 42.06 area%의 가장 높은 C₆ ~ C₁₂ 탄화수소의 비율이 나타났다.

• 한국해양학회지
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• 제30권2호
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• pp.91-115
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• 1995

동해에서의 해양-대기 열교환량을 1961년부터 1990년까지의 선상관측자료와 1976 년부터 1985년까지의 일본기상처 부표자료를 이용하여 구하였다. 그리고 이 결과와 해 양상층부 200m 내의 열용량의 계절변화로부터 해양내부의 열유동량을 계산하였다. 겨 울에는 유입되는 단과복사량과 방출되는 장파오복사량의 크기가 비슷해 복사에 의한 열방출량은 적지만 열속과 자멸속이 강하여 전 해역에서 대기로 많은 열량을 방출한 다. 유효열방출량의 공간적인 변화폭은 100 Wm/SUP -2/이상이며, 최대의 열방출량은 쓰가루해협 부근에서 일어나고 대한해협과 울릉분지역등 남부역이 높은 방출량이 나타 난다. 특히 남서 해역의 강한 열방출이 겨울에 동해 중층균실수의 형성에 영향을 주는 것으로 보인다. 여름에는 강한 태양복사와 낮은 난류속의 영향으로 전해역에서 120~ 140 Wm/SUP -2/의 비슷한 크기로 해양이 가열된다. 해양내부의 열유동은 일본연안에서 양의 값을 나타내 여름의 강한 대마난류에 의한 열량의 유입을 보이며, 그 크기는 해 면을 통해 흡수한 열량보다 커서 여름에는 대마난류에 의한 열유입이 중요함을 보여준 다. 한국연안에서는 음의 값으로 수온이 낮은 북한 한류계수의 남하를 나타낸다. 봄과 가을은 3월과 100월에 각각 최소, 최대를 나타낸다. 유효열교환량의 연변화폭은 남서 해역의 경우 약 580 Wm/SUP -2/이다. 해표면을 통한 연평균 유효열교환량은 모든 해역 에서 음의 값으로 대기중으로 열량을 방출하며, 그 크기는 쓰가루해협부근에서 -130 Wm/SUP -2/로 강하고 대한해협과 울릉분지역에서도 이웃하는 해역보다 많은 열량을 방 출한다. 위도 35$^{\circ}$~39$^{\circ}$N 사이에서의 공간적인 연평균값의 크기는 단파복사량, 자멸 속, 장파복사, 열속의 크기로 각각 129, -90, -58, -32Wm/SUP -2/으로 유효열교환량은 -51W/SUP -2이다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2895-2901
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• 2011

서울메트로 지하철 1~4호선 이용객은 하루 평균 450만명이 지하철을 이용(2010년 상반기 수송인원 현황)하고 있으며 이것은 서울시 인구 57%에(2009년도 서울시 인구 총1,046만명) 가까운 사람들이 지하철을 이용하고 있는 것으로 나타남에 따라 전동차에 쾌적한 실내공기질 유지 및 관리는 무엇보다 중요하다. 특히 전동차내 실내공기질에 영향을 미치는 요인으로는 승객의 재채기, 호흡과 같은 생체 활동 및 피부각질 등에 의한 부유 미생물 작용에 있다(권순박 등, 2011). 바이러스와 같은 미생물 오염 물질이 승객의 인체의 호흡기, 점막부위, 피부 등에 접촉 할 경우 과민성 질환, 아토피 피부염, 전염성 질환, 알레르기성 질환, 호흡기 질환을 유발할 수 있는(환경부-국립환경과학원, 생활속 세균 이렇게 관리하세요) 산업 보건상의 문제로 대두되고 있어 적절한 환기 시스템 도입과 제습을 위한 냉방 등이 필요한 실정이다. 시민들의 관심과 보조를 맞추어 지하철 2호선 출 퇴근 및 평상시 전동차 객실내 부유 미생물을 측정한 결과 부유세균과 부유진균은 2011년도 85~385$cfu/m^3$, 67~98$cfu/m^3$로 기준치(별도의 법적 기준은 없으나, 부유세균은 국내 실내기준 800$cfu/m^3$, 부유진균은 세계보건기구의 가이드라인 150$cfu/m^3$) 보다 낮은 수준으로 나타났으나 유동인구가 많은 출 퇴근 시간대에는 미생물 오염 물질이 승객에게 쉽게 전염 될 가능성이 있을 것으로 사료됨에 따라 부유 미생물 오염방지를 위한 공기조화설비 성능개선 등 실질적인 개선방안을 찾는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 2004년 이후 부유 미생물 제어장치에 대한 연구 논문을 분석하여 부유미생물이 승객들에게 미치는 영향, 환기량 증대방안 등의 다양한 인자에 대한 분석을 통하여 전동차내 공기질을 실질적으로 개선할 수 있는 방법을 연구 하였다.