• 한국수자원학회논문집
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• 제44권7호
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• pp.577-590
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• 2011

본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 유역-하천 흐름 연계 모형을 구축하였다. 본 연구는 기후변화에 따른 하천 흐름 및 수질 영향 분석을 위한 전단계의 연구이다. 낙동강 유역을 대상으로 유역 수문 모형인 SWAT 모형을 구축하고 낙동강 본류 EFDC 모형에 유량 경계자료를 제공하여 본류 흐름을 예측하였다. 유역 모의를 통해 계산된 유출량을 본류 13개, 지류 30개 지점에서 2004년부터 2009년까지의 환경부8일 자료를 이용하여 검보정하였다. 모형의 적용성을 평가하기 위하여 % difference, NSE, $R^2$를 산정하였으며, % difference는 몇몇 지점을 제외하고는 대부분 15% 이내인 것으로 나타났고, NSE와$R^2$ 역시 대부분 적정 수준인 것으로 모의 되었다. 한편, SWAT 모형으로부터 본류의 상류 및 지류 경계의 유출량 값을 제공받아 EFDC모형에 입력하였고 낙동강 본류에서의 2007년도 흐름을 예측하였다. 계산된 결과를 낙동강 본류의 각 수위 관측소에서의 측정 데이터와 비교한 결과, 본 모형이 저수기 및 홍수기시 모두 잘 예측하는 것으로 나타났다. 또한 만곡부 및 하중도 부근에서의 유속 증가와 감소 현상 등을 잘 모의하는 것으로 확인되었다. 한편, 상류 경계로 부터 1월1일 유입된 염료의 이동현상을 모의한 결과 하구언까지 도달하는데 약 65일이 소요되는 것으로 나타났다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.110-110
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• 2011

염색공업 폐수는 그 성분이 일반적으로 매우 복잡하며, 작업공정의 가동 사항에 따라 수질 변동이 큰것이 특징으로, 각 공정에서 배출되는 염료, 보조화학물질, PVA(Polyvinyl alchol), 전분, wax 등이 포함되어 있으며 pH가 높고, 색도로 인해 하천에 방류될 경우 확산성이 높아 미생물에 의한 자정작용을 방해하여 하천의 수중생태계를 파괴할 우려가 있다. 이러한 염색산업에서 발생하는 폐수는 일반적으로 응집침전, 부상분리법 등의 전처리한 후 활성오니공정으로 처리하는 방법이 널리 이용되고 있으나, 이들 처리공정으로는 폐수 속에 포함되어 있는 다양한화학적 구조의 색소성분 및 유해물질을 완벽하게 제거하는 것이 어려운 실정이다. 유기물 함량이 높은 염색폐수를 처리하기 위해 제안된 기술로는 산소활성슬러지법, 유동상 및 고정상 생물막법, 포괄고정화법 등이 있다. 이러한 기술들중 기존의 처리공정을 증축없이도 처리효율을 높일 수 있는 방법으로 담체를 이용한 부유메디아 생물막공정(Moving-Bed BioReactor, MBBR)이 있다. 이공정은 미생물이 부착, 성장할 수 있는 공극율과 비표면적이 큰 담체를 이용하므로 반응조내의 부유 미생물 뿐만 아니라 담체에 고농도로 부착된 부착 미생물에 의해서도 유기물을 제거하기 때문에 다른 공정들에 비해 처리효율이 뛰어나고 기존의 활성슬러지 공정에 비해 갑작스러운 부하변동 및 유독성 폐수유입에 대해서도 안정적으로 운전이 가능한 장점이 있다. 본연구에서는 부유메디아 생물반응기(Moving-Bed BioReactor, MBBR)을 이용하여 염색폐수내 $COD_{Mn}$, 색도 및 난분해성 물질인 PVA 저감에 대한 Lab-scale test 수행하였다. 실험에 사용된 염색폐수의 수질은 평균 pH 13, $COD_{Mn}$ 900 mg/L, SS 135 mg/L, 색도 1,134 [C.U.], PVA 593 mg/L였으며, 2L의 반응기를 사용하여 회분식 실험을 수행였다. 본 실험에서는 호기성 미생물에 의한 염색폐수의 생분해가 유지되는데 필요한 최적의 용존산소 농도와 이에 필요한 공기 폭기량을 결정하기 위하여 i) DO uptake rate측정과 ii) 담체의 충진율, iii) COD/N ratio, iv) Air 유량, v) 담체내 흡착제의 종류, vi) $Ca^{2+}$ 첨가가 염색폐수의 생분해에 미치는 영향을 살펴보았다. 운전시간을 7일로 하여 COD, 색도, PVA 등을 측정한 결과 담체를 첨가한 경우가 담체를 첨가하지 않은 경우 보다 제거효율이 뛰어났다. 특히 충진율 30%(C/N 3)의 경우에서 COD, 색도, PVA의 제거율이 각각 평균 65%, 70%, 60%로 가장 높은 제거효율을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.69-74
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• 2018

산업현장에서 사용되는 대형 모터는 전기자권선의 절연내력 저하 및 과열문제 등으로 인하여 정지사고의 위험이 높고 산업재해의 규모가 크므로 넓은 장소의 확보가 필요하다. 따라서 기존 모터에 비해 소형, 경량이면서 절연내력이 뛰어난 대용량 모터가 요구되어지고 있으며 이에 대한 연구가 활발히 진행되어지고 있다. 초전도 모터는 기존의 발전기나 모터와 같은 회전기의 계자코일을 초전도 화하여 계자의 발생을 크게 증가시킴으로서, 기기의 효율과 출력을 높이고, 소형화 및 경량화, 안정도 향상 등의 장점을 가지고 있으므로 초전도 선재의 성능을 발휘할 수 있도록 선제의 임계온도 이하로 낮추어줄 수 있는 냉각시스템의 설계 및 해석기술이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 100HP 고온초전도 동기모터의 개념설계를 통한 계자손실 해석과 냉각시스템의 저온 열전달 해석을 수행하였다. 계자손실 해석 결과, 고온초전도 선재를 사용하게 되면 균일한 공극자속밀도가 나타남을 확인하였다. 그리고 가스네온 및 액체네온에 대한 저온 열전달 해석 결과, 고온초전도 선재의 저온 안정성을 유지하기 위해서는 액체네온 1kg/min의 유량의 사용이 적합함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.473-480
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• 2011

막 가습기는 다른 가습장치와는 달리, 기생 전력의 손실이 없고 가습 성능이 우수하여 이온교환막 연료전지의 외부 가습을 위해 적용되고 있다. 원통형 막 가습기는 특히 가습성능에 비해 요구 체적이 매우 작기 때문에, 수송용 및 가정용 이온교환막 연료전지에 적용된다. 막가습기의 최적 설계를 위한 열 및 물질 전달 특성에 대한 이해가 필요하지만, 아직 다양한 연구가 이루어지고 있지 않다. 본 연구에서는 원통형 막가습기의 열 및 물질전달 특성을 이해하기 위한 특성 실험을 수행하였다. 기존의 습도 측정계는 비정상 가습 특성 실험에 한계가 있고, 정상 상태에서도 고온 다습한 환경에서는 오차가 크기 때문에 본 연구에서는 습증기 응축법을 이용하였다. 가습기의 정상상태 특성을 확인하기 위해 압력과 온도 변화에 대한 실험을 수행하였으며, 비정상 특성을 확인하기 위해 순간 유량 변화 시의 가습 성능을 측정하였다. 본 연구에서는 이상의 기초 실험을 통해서 막 가습기의 성능에 영향을 미치는 주요 인자를 확인하였으며, 원통형 막가습기의 기초적인 열 및 물질 전달 특성을 이해하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.991-998
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• 2010

소듐냉각 고속로 내부기기 배치 변경에 의한 초기냉각 성능변화를 검토하기 위하여 중간열교환기의 수직배치가 다른 3개의 원자로를 대상으로 COMMIX-1AR/P 코드를 활용한 다차원 해석을 수행하였다. 원통좌표계의 중심축을 기준으로 원주방향의 1/4 부분만을 모델링하고 정상상태 및 과도상태 분석을 수행하여 IHX 수직배치 변화가 초기 냉각 특성에 미치는 영향을 분석하였고, DHX를 통한 후기 냉각 모드 개시 시점에 미치는 영향도 분석하였다. 분석 결과 IHX 수직배치 상승은 원자로 풀내부 자연 순환 유량을 증가시켜 초기 냉각과정에서 노심 최고 온도의 급격한 상승을 방지할 수 있으며, 초기냉각 성능을 향상시키기 위한 관성회전차의 가용설계재원의 범위도 확대시킨다. 또한 IHX 수직배치 상승은 후기냉각모드에 큰 영향을 주지 않으면서 초기냉각성능의 향상에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.99-105
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• 2013

LNG 극저온기계기술 시험인증센터에 구축되는 LNG 선박용 펌프 및 압축기 성능시험에서 발생하는 증발가스는 안전을 위하여 전량 회수가 요구된다. 본 논문에서는 36 MTD 용량의 천연가스 재액화 시스템에 대한 기본 설계 연구를 수행하였다. 대기압, $-60^{\circ}C$, 일반적인 도시가스 조성비, 1,500 kg/hr 유량의 공급 가스를 기본 설계 조건으로 하여 공정 설계가 이루어졌고, 입구 온도 조건 및 가스 조성비에 따른 LNG 생산량 또한 계산하여 다양한 입구 설계 조건에 따른 시스템의 성능 변화를 비교, 분석하였다. 공정 설계 외에도 재액화 시스템의 핵심 기기인 송풍기, 압축기, 극저온 열교환기, 컴팬더의 제작 사양이 도출되었으며, 전력 및 냉각수의 유틸리티 요구조건 또한 기본 설계를 통해 도출되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권12호
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• pp.1340-1346
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• 2005

소수계 물관리 진단시스템, CREEK-1을 이용하여 합류식 하수관거 월류수 발생시 청계천에서 나타나는 수질변화에 관한 모델 연구를 수행하였다. CREEK-1은 지리정보시스템, 데이터베이스, 경관생태모델(FRAGSTATS), 유역모델(SWMM), 수질모델(WASP5), 그리고 컴퓨터 그래픽으로 구성되어있다. 본 연구에서는 강우시 청계천의 수질변화를 시뮬레이션하기 위해 유역모델과 수질모델이 주로 사용되었다. 유역모델에서 청계천 전체 유역이 18개의 소유역으로, 수질모델에서 대상 하천 구간은 11개의 구획으로 나누어져 모델이 구성되었다. 유역모델은 강우시 현장에서 관측된 BOD, 총질소, 총인 그리고 유량 자료로 타당성이 검토되었으며, 그 결과 모든 항목에서 모델 예측같은 관측값과 비교적 적절한 일치를 보였다. 연구 결과는 하천의 수질이 강우량과 강우 시작 후 경과 시간에 따라 변화가 일어나고 있음을 보여주었다. 강우 초기에는 유역의 초기 세척수와 CSO에서 차지하는 하수 비율이 높기 때문에 수질이 크게 악화되었으나 유출 수량이 증가함에 따라 희석효과에 의해 수질이 개선되는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.107-114
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• 2017

터보차저는 배기가스로 구동되는 엔진 과급기를 말하며, 배기에너지를 이용하여 배기통로에 연결된 터빈의 회전력을 변화시켜, 혼합 가스의 충전효율을 높여 출력과 연비를 향상 시키는 부품이다. 이러한 목적에 따라 과급을 조절해주는 것이 중요하며, 핵심 부품 중 노즐 슬라이드 조인트가 있다. 소재는 현재 오스테나이트 계 스테인리스강으로 높은 내열성과 내식성 등의 우수한 기계적 성질을 이용하고 있다. 그러나 절삭성이 나쁘기 때문에 절삭가공에 의해 복잡한 형상의 제품을 만드는데 어려운 점이 많다. 현재 노즐 슬라이드 조인트의 가공방법은 금속분말 사출성형후 치수정밀도를 위해 절삭가공을 행하고 있다. 따라서 본 연구에서는 Nitronic 60을 이용하여 터보차저 과급유량을 조절해주는 노즐 슬라이드 조인트의 제작 공정에서 절삭가공이 필요 없는 정형가공 공정을 제안하기 위하여, 기계적 특징에 영향과 연관이 있는 소결온도, 제품의 응력 및 변형률, 형상과 관련이 있는 모따기 펀치각도 및 펀치의 곡률반경을 설계변수로 선정하였다. 그에 따라 유한요소해석과 실험계획법인 다구찌법 및 SN비를 이용하여 가장 좋은 공정 조건을 제안하였다. 최종제품과 유한요소해석 결과의 상대밀도 및 정수압을 비교하여 경향이 일치함을 알 수 있었다. 따라서 다구찌법을 이용한 금속분말의 성형공정 설계에 유용하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제34권4호통권96호
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• pp.267-276
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• 2001

수도권의 중심부를 가로지르는 한강의 하류수역은 조수의 영향을 받을 수 있는 하구의 상단부에 위치해 있다. 한강 하류수역은 한강종합개발사업의 일환으로 이루어진 준설과 수중보 건설에 의해서 강물이 정체되었으며, 또한 지천으로부터 유입되는 많은 오염물질에 의해서 식물플랑크톤의 대량 발생을 촉진할 수 있는 환경으로 변화되었다. 본 연구에서는 부영양한 한강 하류수역에서 식물플랑크톤의 1차생산을 측정하였으며, 더불어 내부생성유기물과 외부기원유기물을 산정하였다. 1차생산력은 C-14 uptake법과 P-I 모델법으로 측정하였다. 1차생산력의 범위는 $140{\sim}4,890\;mgC\;m^{-2}\;d^{-1}$ (중앙값 $1,865\;mgC\;m^{-2}\;d^{-1}$)이었으며, 국내의 부영양한 호수와 유사한 수준이었다. 식물플랑크톤의 생물량 변동은 봄철에 최대치를 보였으며, 유량의 변화와 관련이 있는 것으로 나타났다. 외부기원유기물은 여름철 흥수기를 제외한 연중 내내 지천을 통하여 유입되는 오염물질에 의해서 좌우되었다. 총 유기물 부하량에 대하여 식물플랑크톤의 1차생산이 차지하는 기여도는 40.9%로서, 유수 생태계로서는 높은 수준이었다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권3호
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• pp.273-281
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• 2010

본 연구는 강원도 원주 지역의 계분 퇴비화 시설 인근의 농경지 토양, 지표수 및 저질토에 대한 TCs계열 3종(TC, CTC 및 OTC), SAs 계열 3종(SMX, STZ 및 SMT), IPs 계열 3종(LSL, MNS 및 SLM) 및 MLs 계열 1종(TYL) 등 총 4개 계열 10종의 항생물질을 선정하여 영농시기 별 잔류특성을 조사하였다. 토양 시료의 경우 TCs가 다른 계열 항생물질과 비교하여 가장 높은 농도로 검출되었으며 이는 TCs 내 케톤기와 토양 내 2가 양이온이 복합체를 형성, 표토에 강하게 흡착되어 심토까지 이동하지 않고 축적된 것으로 추측된다. 반면 TCs와 비교해 토양 내 SAs 잔류량이 낮은 이유는 적은 사용량과 낮은 흡착계수에서 기인된 것으로 판단되었다. 수질시료의 TCs는 집중강우로 인한 토양유실 및 이후 유량 감소로 인해 6월보다 9월에 높은 농도를 보였다. 저질토 내 TCs 농도 증가 이유가 양이온간의 복합체 형성, 이온교환 및 부식산의 수소결합으로 인해 지표수로 유입된 TCs가 저질토로 흡착, 축적되었기 때문으로 판단된다. 본 연구를 통해 계분퇴비 시용시 주변환경으로 높은 농도의 항생물질이 유입될 가능성이 있으며, 이로 인해 토양 내 내성 박테리아 생성 및 생태계 교란뿐만 아니라 직 간접적으로 인간에게 피해가 우려되는 바 지속적인 모니터링을 통한 관리방안 마련이 필요할 것으로 판단된다.