• 제목/요약/키워드: 체적설계

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냉온 자극의 다양한 온도경계조건들에 대한 피부 내 온도 분포의 수치해석 (Numerical Analysis for the Conjugate Heat Transfer of Skin Under Various Temperature Conditions of Contrast Therapy)

  • 박다애;오한나;전병진;김은정;이승덕;최형권
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권11호
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    • pp.897-903
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    • 2015
  • 본 연구에서는 냉온 자극요법의 열전달 특성을 정량적으로 파악하고자 한다. 축대칭 비압축성 Navier-Stokes 방정식 및 에너지 방정식의 해법을 위해 SIMPLE 알고리즘에 기반을 둔 유한체적법을 사용하였다. 혈액의 관류를 고려하기 위해 Pennes bio-heat 방정식을 추가로 적용하였다. 다양한 온도조건에 따른 피부 아래 각 지점에서의 열 침투양상을 분석하였다. 수치해석을 통하여 다양한 입력온도들에 대하여 역치 온도에 도달하는 영역들을 발견하였다. 또한, 페니스 효과로 인하여 피부 심부로 갈수록 외부 자극에 대한 온도변화가 완만함을 확인하였으며, 진피부분의 온도가 역치에 도달하기 위해서는 온 자극 및 냉 자극은 47도 및 7도 내외로 주어져야 함을 발견하였다. 본 논문의 수치해석을 통해 구축된 데이터베이스는 경혈 냉온 자극 치료기의 최적설계 시에 활용된다.

이온교환막 연료전지용 원통형 막 가습기의 열 및 물질전달특성 기초 연구 (Basic Analysis of Heat and Mass Transfer Characteristics of Tubular Membrane Humidifier for Proton Exchange Membrane Fuel Cell)

  • 배호준;안국영;이영덕;강상규;유상석
    • 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.

우분뇨와 폐잔디의 단독 및 병합소화 잠재량 평가 (Biogas potential estimation for mono- and co-digestion of cow manure and waste grass)

  • 안종화;앤드류 질레스피;신승구
    • 유기물자원화
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    • 제28권1호
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    • pp.15-25
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    • 2020
  • 본 연구에서는 우분뇨와 폐잔디를 이용한 혐기소화 잠재성을 단독 및 병합 조건에서 평가하였다. 두 종의 유기성 폐자원은 휘발성고형분(VS) 기준 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100의 다섯 가지 혼합비 조건에서 회분식 BMP(biochemical methane potential) 테스트를 통해 바이오가스 생산을 측정하였다. 또한, 서로 다른 3개의 온도조건(25℃, 30℃, 35℃)을 적용하여 총 15개 실험 조건을 비교하였다. 실험 결과, 반응 온도가 높을수록, 폐잔디의 혼합비가 높을수록 더 높은 메탄 수율과 최대 메탄 생산율이 관측되었다. 실험 결과를 바탕으로 유효체적 240(농장규모) 또는 2,400(마을 규모) ㎥의 가상의 혐기소화조를 가정하여 서로 다른 조건에 따른 에너지 수지를 비교하였다. 예측된 에너지 생산량은 반응 온도가 높을수록 더 많았으나 소화조 가온 등에 따른 에너지 소모량을 고려한 에너지 순생산량은 30℃, 35℃, 25℃ 순으로 높게 예측되었다. 따라서 에너지 순생산량을 최대화하기 위한 조건 도출을 위해서는 메탄 수율 등의 실험적 측정 외에도 구체적인 소화조의 설계 인자를 고려해야 하는 것으로 평가되었다.

호모루덴스, 대학 축제 놀이콘텐츠 분석 (Homo Ludens, Analysis on PLAY Contents of University Campus Festival)

  • 안경주
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.554-565
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    • 2018
  • 본 논문은 사이버공간에서의 개별화된 놀이문화가 지배적인 가운데, 대학청년들의 오프라인상의 공동체 놀이문화를 분석하면서 새로운 놀이문화의 창출 가능성을 모색하기 위한 연구이다. 사이버리아(cyberia)는 놀이의 생산자와 소비자가 소통하는 거대한 플랫폼을 제공하며 가상의 놀이 문화를 형성하고 있지만, 이 공간이 갖는 개별화와 탈신체화의 한계는 오프라인상의 현실화된 공동체적 놀이에 대한 필요와 당위성을 소환하고 있다. 본고는 대학 캠퍼스의 축제를 중심으로 한 공동체 놀이문화사속에서 최근 대학생들의 축제문화의 특징과 의미를 분석하고, 다양한 놀이이론을 적용하여 공동체놀이 기획안을 분석하였다. 2016-7년도 대학생들의 놀이기획안은 향수를 불러일으키는 '보드게임,' '게임을 통한 인생설계,' 그리고 철학적 성찰을 담은 실험극 등과 같이 문화산업 현장의 틈을 비집어 주체의 공간을 만들고자 하는 시도는 있으나, 대체로 청년놀이 문화사를 관통하는 현기증(일링크스)적 음주문화와 운(알레아), 모방(미미크리)이 결합한 파이디아(쾌락)의 원칙이 강하게 작동하는 문화적 특징을 보인다. 최근 신자유주의적 경쟁구도 하에서 청년들의 부정하고픈 현실은 놀이라는 비현실적 공간에서 현기증(음주문화)을 통해 경쟁구도의 무력화로 나타나며, 체험의 모방(미미크리)은 체현이 아닌 문화적 경계에서의 흉내 내기로 드러나는 경향을 보인다.

수박 밀도 실시간 계측시스템 개발

  • 최규홍;최동수;이강진;손재룡
    • 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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    • 한국식품저장유통학회 2003년도 춘계총회 및 제22차 학술발표회
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    • pp.126-127
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    • 2003
  • 원예산물의 밀도나 비중은 내부성분, 숙도, 내부붕괴(internal breakdown)와 같은 생리장해에 큰 영향을 받기 때문에, 밀도를 측정함으로써 내부품질에 대한 간접적인 판정이 가능하다고 보고되고 있다. 이 연구는 수박의 밀도와 당도와의 상관관계를 구명하고자 수행하였으며, 이를 위해 밀도의 실시간 계측시스템을 개발하였다. 현재 농산물의 밀도를 어느 정도 측정 정밀도를 유지하면서도 신속하게 측정할 수 있는 방법은 부력법(platform scale method)이다. 이 방법은 일정 크기의 용기에 물을 가득 채운 후 대상물을 담가 배제된 물의 무게를 측정하여 밀도를 환산한다. 그러나 매번 측정할 때마다 물을 보충하고, 물을 계량해야하는 등 전처리과정이 복잡하고, 1회 측정하는데 3~5분 정도가 소요되는 단점이 있고, 또한 인력 측정시 반복간 오차가 클 것으로 예상된다. 따라서 이 연구에서는 이 같은 계측상의 번거로움을 해소하고 동시에 신속하고 반복간 측정정밀도를 높일 수 있도록 수박 밀도 실시간 계측시스템을 설계 제작하였다. 시스템은 투명아크릴 수조($\Phi$400$\times$500), 로드셀, 프레임, 채반, 전기모터, 제어장치 및 컴퓨터로 구성하였다. 밀도 계측은 인장형 로드셀(CAS SB-20L, Max. 20kg)을 사용하여 대기중에서와 수박을 완전히 물에 잠기도록 한 후 무게를 각각 측정하여 밀도를 환산하였다. 밀도 계측시스템에 이용한 AD변환기의 분해능은 12bit이고, 수박의 무게 측정범위를 4~10kg로 가정할 때 20kg 로드셀의 1 digit(1bit)로 발생되는 오차는 0.09~0.24%FS 이었고, 따라서 이 시스템의 밀도 해상도는 0.001g/㎤이하였다. 시스템 평가를 위해 탄력이 좋은 고무풍선에 수박 크기 정도로 물을 채워 고정채반에 넣고 밀도를 측정한 결과 1.002g/㎤을 나타냈다. 즉 물의 이론밀도인 1g/㎤에 근접한 값을 보여 정확한 밀도 계측이 가능한 것으로 판단되었다. 또한 밀도 계측시스템의 측정 반복간 정밀도를 파악하기 위해 수박 6개를 임으로 선정하여 3반복 측정 시험한 결과, 측정표준편차가 0.001~0.004g/㎤로 해상도보다는 다소 높았으나 대체로 양호한 결과를 나타냈다. 수박 35개를 이용하여 개발 계측시스템과 사람이 직접 부력법으로 밀도를 측정 비교한 결과, 계측시스템에 의해 측정된 수박 밀도가 사람이 측정했을 때 보다 낮게 측정되었다. 수박의 외관인자(무게, 길이, 직경, 체적), 밀도와 당도의 상관관계 구명시험을 위해 원예연구소 시험포장에서 재배된 삼복꿀수박 총 74개를 공시재료로 하였고, 시험은 출수일별로 10~14개씩 수확하여 외관인자, 밀도, 당도를 각각 측정하고, 이들 인자들간의 상관관계를 구명하였다. 외관인자들간에는 높은 상관관계를 보였으나, 외관인자들과 밀도, 외관인자들과 당도, 밀도와 당도와는 매우 낮은 상관관계를 나타냈다.

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3차원 레이저 스케닝 시스템을 이용한 댐체의 3차원 형상구현 (3D Shape Embodiment of Dam using the 3D Laser Scanning System)

  • 손호웅;윤부열;박동일;표기원
    • 지구물리
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    • 제9권4호
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    • pp.377-386
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    • 2006
  • 인류의 문명과 토목은 불가분의 관계를 갖고 있다. 고도의 산업화 사회로 발전하면서 제한된 지형적인 여건에 따라 다양한 대형 구조물이 형성되고 있다. 그러나 대형 구조물은 인간 생활의 편리함을 제공하는 국가 시설이지만 침하 붕괴 등 예상하지 못한 재해가 발생할 수 있다. 현재 활용되고 있는 상대적 변위측정 시스템은 전체적인 변형량을 해석하기 어려운 실태이며 설계 허용 범위내에서 구조물의 변형이 일어나고 있는지를 알 수가 없다. 본 연구에서는 약13년 된 필댐을 대상체로 하여 3D Laser Scanning을 이용하여 흙댐의 3차원 공간좌표를 가지는 측점군(point-cloud)을 생성하여 대상체 표면상의 수많은 3차원 공간좌표(x,y,z)를 얻는 방법으로서 실제 댐 사면과 동일한 사면형상 데이터를 취득할 수 있다. 이것은 3차원 공간상의 모델링이 형성되며, 이 자료로부터 댐 사면의 거리, 면적과 체적 등을 측정하여 댐체와 관련된 각종 정보를 얻을 수 있다. 본 연구를 통하여 댐체의 배부름(bulging)현상을 미연에 발견하여 유지관리의 중요 자료원으로 활용 할 수 있도록 한다.

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3차원 레이저 스캐닝 시스템을 이용한 불연속면의 방향성 측정과 터널 변위 모니터링 (Measurement of Joint-Orientation and Monitoring of Displacement in Tunnel using 3D Laser Scanning System)

  • 손호웅;오석훈;김영경
    • 지구물리
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    • 제9권1호
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    • pp.47-62
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    • 2006
  • 국내 지형의 약 70%는 산악지역이며, 도로, 철도 및 터널 등에는 무수한 암반 불연속면이 존재한다. 이러한 암반 불연속면의 조사, 안정성 분석 및 합리적인 안정화 대책공법 등의 시스템 구축이 시급한 실정이다. 기존의 암반 불연속면 조사방법은 인력, 시간 및 현장 접근성 등의 여러 한계점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보안하기 위한 방법으로현재 정밀한 3차원 공간정보군(群)을 얻을 수 있는 지상 레이저 스캐닝 시스템을 활용한 방법을 제안하였다. 지상 레이저스캐닝 시스템을 이용한 방법은 측정시간이 짧고, 대절토사면 및 접근이 불가능한 지역에서도 측량이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 암반사면의 안정성 분석, 댐체 및 터널내부의 변위특성을 지상 레이저 스캐닝 시스템을 이용하여 3차원 공간정보(좌표)를 갖는 측점운(測點雲: point-cloud)을 측정함으로써 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 암반사면의 경우, 실제 암반사면의 3D 모델링 결과로부터 불연속면의 방향성 추출, 파괴형태 분석, 절리면의 거칠기 정량화 및 붕괴체적 등을 구할 수 있었다. 댐체 및 터널과 같은 구조물의 경우에는 역설계를 수행하여, 설계도면과의 오차 확인 및 구조물의 변위측정 등 안전진단에 활용할 수 있었다.

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TOUGH2 code를 이용한 처분장 절리암반 내 벤토나이트 완충재의 포화도 변화 (Numerical simulation for variations of water saturation in bentonite buffer under the effect of a rock joint using the TOUGH2 code)

  • 김진섭;조원진;이경수;최희주;조계춘
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.575-593
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    • 2012
  • 본 연구는 국제공동연구인 SKB Task 8에 대한 간단한 소개와 더불어, Task 8a 모델문제를 중심으로 유한차분과 유한체적법의 복합적 해석코드(integrated finite difference method)인 TOUGH2를 이용하여 벤토나이트 완충재와 현장암반의 수리학적 거동특성을 살펴보았다. 이를 위해 벤토나이트-암반의 상호작용을 중심으로 현장암반의 절리유무에 따른 완충재 내의 압력분포 변화 및 재포화 특성을 분석하였고, 벤토나이트 고유 특성인 높은 모세관 압력과 현장암반 내 절리영향을 TOUGH2 코드를 통해 성공적으로 구현하였다. 연구결과, 현장암반 내 절리를 고려함으로써 완충재의 포화속도는 약 2.5~12배 가량 차이가 발생하였으며, 무결암 및 절리암반 모두 완충재의 하단부가 상단부에 비해 포화속도가 상대적으로 빠르게 진행되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구결과는 고준위폐기물 처분공 내의 완충재 설계와 관련하여, 완충재 포화 시기예측 및 최적 소요두께 결정 등에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

청계천복원관련 담론분석을 통한 환경인식 지형연구 (A Study on Environmental Cognition Patterns through Discourse Analysis Regarding the Cheonggyecheon Restoration)

  • 이미경;김한배
    • 한국조경학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.102-114
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    • 2009
  • 도시담론은 도시공간에 대한 이해, 개방적 논의와 성찰을 통해 보다 나은 삶의 공간을 만드는 도구가 될 수 있다. 도시담론은 도시환경의 물리적 사회적 쟁점들을 부각시킨다. 이의 해결로 시민집단의 참여를 독려하며 간담론적인 합의도출을 통한 도시환경의 공동체적 발전방향을 유도할 수 있다. 청계천이라는 공간은 2003년 청계천 복원사업 에 관한 논의가 본격적으로 시작된 이래 2005년 공사가 완공되고 현재에 이르기까지 다양한 시각의 도시담론을 형성시켜왔다. 청계천복원관련 담론은 조경, 생태, 도시, 건축, 정치경제, 행정적 관점 등 다양한 시점에서 청계천을 접근해 갔으며, 다양한 쟁점들과 논쟁구도를 형성해 나갔다. 본 연구는 다양한 분야에서 노정되고 있는 청계천복원에 관한 담론내용을 정리 및 분석, 해석하였다. 집단 간의 가치관의 차이와 갈등, 간담론적 관계를 규명하기 위해서 분석의 틀을 근거로 하여 담론을 분야별로 유형화하고 시기별로 이념집단 간의 대립구조에 대해 분석하였다. 이를 토대로 청계천 담론을 매개로 한국 시민사회가 인지하고 있는 환경인식의 현 지형을 진단하고 지속 가능한 도시환경 발전방향을 조망하고자 하였다. 분석 결과, 사업의 추진 주체인 서울시의 실용적 접근에 대하여 시민사회와 보존주의 및 급진주의 집단은 가장 첨예한 대립구도를 형성했다. 도시설계나 조경 등 기술 분야는 절충주의적 태도를 가지고 양자 간 접점을 찾아내기 위해 노력했다. 앞으로 이러한 도시담론 활성화 추세에 조경분야도 보다 능동적으로 참여하여 다양한 견해들을 수용하고 독자적이면서도 공공적 정의에 부합하는 입장을 모색해 나갈 필요성을 발견하게 되었다.

콘크리트매트 피복을 이용한 잠제하 해저지반에서의 액상화 대책공법에 관한 수치해석 (불규칙파 조건) (Numerical Analysis on Liquefaction Countermeasure of Seabed under Submerged Breakwater Using Concrete Mat Cover (for Irregular Waves))

  • 이광호;류흥원;김동욱;김도삼;김태형
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.20-35
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    • 2017
  • 잠제와 같은 중력식구조물 하부 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 토립자내 간극의 체적변화를 일으키는 과정에서 과잉간극수압이 크게 발생될 수 있고, 이에 따른 유효응력의 감소에 의하여 구조물 근방 및 하부의 해저지반에 액상화가 발생될 수 있으며, 종국에는 구조물이 침하파괴될 가능성이 있다. 또한, 액생화를 방지하기 위한 대책공법으로 규칙파의 경우 콘크리트매트를 해저지반상에 포설하여 구조물의 동적변위 및 지반내 간극 수압 및 간극수압비가 감소하는 것을 규명하였다. 본 연구에서는 실해역을 모사한 불규칙파랑을 대상으로 규칙파 해석에서 적용된 동일한 수치해석법을 적용하여 잠제의 동적변위 및 해저지반내 간극수압, 간극수압비 등과 같은 지반거동의 시 공간변화를 규칙파의 경우와 대비하면서 액상화 가능성을 검토하였다. 이로부터 불규칙파동장하에서도 콘크리트매트하의 해저지반내에서 액상화 가능성을 크게 줄일 수 있고, 한정된 본 결과이지만 콘크리트매트가 포설된 경우에도 액상화 평가시 불규칙파의 유의파에 해당하는 파랑조건을 적용한 규칙파 해석이 더욱 안정적인 설계로 된다는 것을 확인할 수 있었다.