• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.108-108
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• 2023

기후변화 및 도시화로 인해 도시 내에서 증가하는 홍수로 인명 및 재산피해가 꾸준히 발생하고 있다. 특히 2022년 8월 8일 서울특별시 및 경기도 지역에 내린 폭우로 인해 8명 이상의 인명피해와 1300억원 이상의 재산피해가 발생하였다. 이러한 도시홍수를 근본적으로 방어하기 위하여 미국, 일본 등의 국가에서는 대심도 빗물저류배수터널을 활용하고 있다. 국내에서도 2011년 서울특별시 강서구 및 양천구에 발생하는 홍수를 방어하기 위하여 국내 최초 대심도 빗물저류배수터널인 '신월 빗물저류배수시설'을 건설하여 현재 운영 중에 있다. 대심도 빗물저류배수터널은 초기 개수로 흐름에서 만관 후 관수로 흐름으로 전이되는 구조물로 계획과 운영이 매우 어려운 시설이다. 이에 미국, 일본, 중국, 이탈리아 등 국가에서 대심도 빗물저류배수터널과 관련한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 대심도 빗물저류배수터널의 유입시설 중 감세부에 해당하는 수직갱과 감세지의 깊이에 따른 감세지 바닥 압력변화를 알아보기 위하여 수리실험을 수행하였다. 그 결과 감세지 깊이가 깊어질수록 바닥면의 압력이 증가하는 것으로 분석되었으며 바닥면의 압력이 감세지 깊이만큼의 정수압을 포함하는 경우 정수압 대비 최대 2.0배, 정수압을 포함하지 않는 경우 정수압 대비 최대 1.0배 인 것으로 분석되었다. 수직갱 깊이에 대한 실험 결과는 수직갱 깊이가 짧아질수록 압력이 감소하는 경향을 보이는 것으로 분석되었는데 이는 회전수 및 회전력과 관련 있는 것으로 판단된다. 향후 수직갱 직경, 수직갱 깊이에 대한 추가 연구가 필요한 것판단되며 이를 통하여 수직갱 깊이-감세지 깊이에 대한 정량적인 연구와 분석을 통해 경제적이고 안정적인 대심도 빗물저류배수터널 감세지 설계가이드라인을 제시하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제34권1호
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• pp.71-87
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• 2024

고준위방사성폐기물 심층처분 시, 처분공 주변의 근계암반은 높은 지중응력과 재포화된 벤토나이트 완충재의 팽윤압, 방사성 원소 붕괴열의 영향을 받아 국부적으로 투수계수가 변화될 수 있다. 본 연구에서는 국내 유력한 처분 대상 부지 암종 중의 하나인 결정질 경암으로서의 화강암을 대상으로, 실제 처분 환경에서 예상되는 다양한 구속압과 온도 조건을 적용하여 투수계수 변화 특성을 실험적인 방법을 통하여 고찰하고자 하였다. KURT 화강암 시험편 하나당 3개 이상의 정수압 조건에서 투수시험을 수행하여 구속압이 증가함에 따라 투수계수가 지수적으로 감소하는 관계를 도출하였다. 예상 최대 온도로 설정한 90℃ 이하 수준에서는 온도에 의한 투수계수 변화가 무시 가능할 정도로 작음을 확인하였다. 추가로 초기투수계수가 초기공극률의 거듭제곱에 비례하는 상관관계를 도출함으로써, 특정 공극률을 지닌 화강암이 일정 구속압 하에 있을 때 가지는 투수계수 값을 유추할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제24권3호
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• pp.201-212
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• 2014

본 연구는 국내 최초로 도입된 Y 정수장의 세라믹막 고도정수처리를 위한 최적 운영 인자를 도출하기 위하여 수행되었다. 경제성과 수질조건을 만족하면서도 세라믹막 여과성능을 지속 유지할 수 있는 최적 운영조건을 도출한 결과, Y 정수장의 평상시 수질 조건에서 막역세척으로 인한 배출수 발생량을 최소화시키면서도 막여과성능을 유지할 수 있는 최적 여과지속시간(역세척 주기)은 시설용량($16,000m^3$/일) 기준 시 4.0시간으로 조사되었다. 또한 화학세척(CIP)에 따른 막차압 회복력을 조사한 결과, 구연산을 이용한 산세정을 통하여 철, 망간, 알루미늄 등의 막 파울링을 일으키는 무기오염물질은 제거되지만 막회복률은 낮았다. 반면 차아염소산나트륨을 사용한 알칼리 세정을 통해서는 막 운영 초기 막차압으로 회복되는 것으로 나타났다. 막차압을 발생시키는 파울링 주요 원인물질은 친수성 고분자 유기오염물인 polysaccharides로 조사되었으며, 화학세척(CIP)시 막성능 회복률은 세척약품 온도에 의한 영향이 매우 크며, 온도가 높은수록 막성능 회복률이 향상되는 것으로 조사되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권4호
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• pp.198-206
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• 2020

In this study, the dynamic structural behavior of pressure vessels due to pressure pulse initiated by implosion of neighbouring airbacked equipments including Unmanned Underwater Vehicles (UUV), sensor system, and so on were dealt with for the structural design and safety assessment of pressure hulls of submarine. The dynamic buckling and collapse responses of pressure vessel in deep sea were investigated considering the effects of initial hydrostatic pressure and fluid-structure interactions. The governing equations for circular cylindrical shells were formulated theoretically assuming a relatively simple displacement fields and the derived nonlinear simultaneous ordinary differential equations were analysed by developed numerical solution algorithm. Finally, the introduced safety assessment procedures for the dynamic buckling behaviors of pressure hulls due to implosion pressure pulse were validated by comparing the theoretical analysis results with those of experiments for examples of simple cylinders.

• Composites Research
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• 제27권6호
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• pp.254-259
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• 2014

고품질의 복합재료를 생산할 수 있는 Autoclave 공정의 단점인 긴 성형공정과 높은 생산비용을 보완하여 본 연구에서는 Autoclave 공정을 대체할 수 있는 Pressure press 공정과 장치를 개발하였다. Autoclave 공정의 가장 큰 특징이라고 할 수 있는 진공, 가압 공정을 금형 내부에 공간 설계를 통해 가능하게 하였고, 금형 내부 공기압이 소실되지 않도록 유압 press를 이용하여 가압장치를 설계하고 금형을 밀폐하였다. 가압장치에서는 가열과 냉각이 가능하게 하여 금형에 직접 온도를 전달할 수 있게 하였다. Autoclave 공정에 비해 내부 공간이 축소되어 가열 시간과 공기압 충전시간이 단축되었고 설비규모가 축소되어 초기설치비가 절감되었다. 가열방식에 따른 공정의 분석을 위해 V 자 형태의 금형을 제작하여 spring-back 현상 발생여부와 정도를 측정하고 Autoclave 공정과 비교하였으며, 복합재료 성형 시 금형의 온도를 측정하여 소재에 전달되는 각 부분의 온도를 관찰하였다. 그리고 같은 조건에서 Autoclave 공정과 Pressure press 공정으로 성형된 복합재료의 섬유 체적율을 비교하여 기계적 특성을 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.196-203
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• 2007

외부 수압을 받는 복합재 원통의 좌굴 후 거동과 파손을 유한요소법과 시험으로 연구하였다. 좌굴 후 점진적 파손해석을 위해서는 비선형 유한요소해석 프로그램인 ACOS를 사용하였다. 유한요소해석의 타당성 검증을 위해 5개의 복합재 원통 모델을 제작하여 수압 시험을 수행하였다. 또한 상용 유한요소해석 프로그램인 MSC/NASTRAN과 MSC/MARC를 이용한 해석을 병행하여 ACOS에 의한 결과와 비교하였다. 세 개의 프로그램 중 ACOS가 실험과 가장 가까운 좌굴압력을 예측하였고, 한 경우를 제외하면, 실험값과는 약 12～26% 정도의 차이를 보였다. 해석에서는 원주방향으로 네 개의 웨이브를 가지는 전체 좌굴이 나타나지만, 실제 시험에서는 원통의 기하학적 초기결함으로 인해 국부좌굴이 발생하여 최종파손으로 연결되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권12호
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• pp.27-35
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• 2010

지하공간에 설치되는 구조물 중 지하수위 아래에 위치하는 부분은 상향으로 정수압인 부력이 작용하게 된다. 최근 큰 규모의 중요구조물 즉, 부력이 크게 발생하는 구조물은 공사비가 고가이나 안전율을 확실하게 증가시키는 방법인 부력저항 영구앵커를 많이 적용하고 있는 실정이다. 그러나, 부력저항 영구앵커의 저항 메커니즘 규명은 미흡한 실정이다. 특히, 시공 후 앵커의 장기거동에 대한 규명은 계측 관리의 어려움으로 이루어지지 않고 있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 부력 저항 영구앵커의 설계 시 합리적인 구조물 거동 평가를 위하여 앵커두부에 하중계를 설치하여 앵커축력을 자동화계측 및 수동계측을 통해 시공초기부터 10년간 계측 분석하였으며, 이를 토대로 건물의 자중증가에 따른 앵커의 시공단계별 거동과 시간 경과에 따른 앵커의 장기거동(시공 후 10년 이내의 거동)을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권2호
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• pp.147-155
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• 2009

외부 수압을 받는 필라멘트 와인딩 후판 복합재 원통의 좌굴 및 파손을 유한요소법과 시험으로 연구하였다. 자체 개발 프로그램인 ACOS와 상업용 프로그램인 MSC.NASTRAN(선형)과 MSC.MARC(비선형)를 이용한 유한요소해석을 수행하였다. 복합재 원통 시편은 T700 카본-에폭시로 필라멘르 와인딩 기법에 의해 $[\pm30/90]_{FW}$, $[\pm45/90]_{FW}$, $[\pm60]_{FW}$, $[\pm60/90]_{FW}$의 각도로 제작하여 수압시험을 수행하였다. 사용한 세 가지 프로그램 중 ACOS가 시험값과 1.7~14.3%의 차이를 보이며 좌굴 압력을 가장 잘 예측하였다. 모든 경우에 좌굴 후 지지하중이 초기 좌굴하중보다 커지지 못하고 최종파손으로 연결되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.117-124
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• 2017

${\alpha}$형 반수석고는 생산방법이 복잡하고, 대량 연속 생산이 곤란하며, 재료 단가가 높기 때문에 건설재료로써 활용범위가 크지 않았으나, 최근 화력발전소의 배연탈황석고를 활용하여 경제적으로 ${\alpha}$형 반수석고를 제조하는 기술이 실용화되고 있다. 이에 본 연구에서는 응결 시작 시간이 빠르고 재령 초기 팽창변형이 발생하는 ${\alpha}$형 반수석고의 특징에 주목하여, ${\alpha}$형 반수석고를 10, 20, 30 wt.% 치환한 보통포틀랜드시멘트 및 고로슬래그시멘트 모르타르를 제조한 후 응결 및 압축강도 특성, 건조수축을 검토하였다. 실험 결과, ${\alpha}$형 반수석고의 치환율이 증가할수록 보통포틀랜드시멘트 모르타르 및 고로슬래그시멘트 모르타르의 초결시간이 빨라지는 경향을 확인할 수 있었다. 또한, 보통포틀랜드시멘트 모르타르와 고로슬래그시멘트 모르타르 모두 ${\alpha}$형 반수석고의 치환율이 증가할수록 압축강도가 저하되는 경향을 보였으며, 보통포틀랜드 시멘트보다 고로슬래그시멘트에서 ${\alpha}$형 반수석고의 압축강도 발현이 유리한 것으로 나타났다. 한편, ${\alpha}$형 반수석고를 치환한 모르타르의 경우 ${\alpha}$형 반수석고의 혼입에 의해 생성된 에트링가이트 침상결정의 성장압에 의해 초기재령에서 수축변형이 저감되는 것을 확인할 수 있었으며, 초기 재령에서 수축변형의 억제 효과는 분명하지만, 재령이 지남에 따라 ${\alpha}$형 반수석고를 치환하지 않은 조건과 변형의 차이는 다시 감소하는 경향을 보였다. 따라서 ${\alpha}$형 반수석고를 모르타르에 적용할 경우 강도는 다소 저하하지만, 응결 촉진 및 수축변형 억제에 큰 효과가 있기 때문에 건설재료로써 활용 가치가 높을 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권2호
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• pp.68-72
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• 2004

Sm 원소가 첨가된 $(Sm/Y)_{1.8}Ba_{2.4}Cu_{3.4}O_{7-x}$[이하 (Sm/Y)1.8] 고온초전도체를 국부용융성장법을 이용해 대기 중에서 용융성장실험을 하였다. 초기 (Sm/Y)1.8 초전도체 시편은 rubber 몰드를 이용해 냉간정수압성형(CIP) 과정을 거쳐 길이 방향 원통형상으로 제조되었다. 이렇게 얻어진 (Sm/Y)1.8 초전도체는 용융온도 및 성장속도에 따라 광학현미경, TEM그리고 SQUID magnetometer를 이용해 미세구조 및 초전도특성을 평가하였다. 이 결과 (Sm/Y)1.8 초전도체의 최적의 용융온도 및 성장속도는 $1085^{\circ}C$에서 3.5mm/hr로 나타났다. 특히 일방향으로 용융성장된 (Sm/Y)1.8 초전도체의 광학현미경 및 TEM에 의하 미세구조 관측 결과, 초전도상인 (Sm/Y)123 matrix내에 비초전도상인 (Sm/Y)211 inclusions이 균질하게 분포되어 있는 것이 관측되었다. 초전도특성을 평가한 결과 용융성장된 (Sm/Y)1.8초전도체는 90K에서 임계온도가 시작되어 77K이상의 온도에서 포화되는 특성을 보였다.