• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.7
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• pp.1173-1182
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• 2000

The rapid mixing process has been considered as an important step in water treatment. Since the coagulant dispersion into raw water by rapid mixer can influence on the flocculation and filtration efficiency, many researchers have developed various devices and mixing methodologies. Until now, they focused attention on only coagulant dose, pH. rotating velocity and G value but overlooked the real turbulent flow and mixer geometry in rapid mixer. Therefore this paper questions the significance of turbulent flows in rapid mixer and focuses on the analysis of turbulent fluid in various mixer geometry with CFD(Computational Fluid Dynamics). The results of the jar-tests using various geometries indicate that the turbidity removal rate in a circular jar without baffle is higher than that of a circular with baffle. And the turbidity removal rate in Hudson jar is also founded to be higher than in the circular jar with baffle. The CFD simulation of velocity fields in jar demonstrates that the differences of removal rates among the various geometries are largely due to the formation of the different turbulent fluids fields with different geometries.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.148-148
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• 1999

다이아몬드에 버금가는 높은 경도뿐만 아니라 높은 화학적 안정성 및 열전도성 등 우수한 물리화학적 특성을 가진 입방정 질화붕소(cubic Boron Nitride)는 마찰.마모, 전자, 광학 등의 여러 분야에서의 산업적 응용이 크게 기대되는 자료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 기대되는 재료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 크게 기대된다. 이 때문에 각종의 PVD, CVD 공정을 이용하여 c-BN 박막의 합성에 대한 연구가 광범위하게 진행되어 많은 성공사례들이 보고되고 있다. 그러나 이러한 c-BN 박막의 유용성에도 불구하고 아직 실제적인 응용이 이루어지지 못한 것은 증착직후 급격한 박리현상을 보이는 c-BN 박막의 밀착력문제때문이다. 본 연구에서는 평행자기장을 부가한 ME-ARE(Magnetically Enhanced Activated Reactive Evaporation)법을 이용하여 c-BN 박막을 합성하고, 합성된 c-BN 박막의 밀착력에 미치는 공정인자의 영향을 규명하여, 급격한 박리현상을 보이는 c-BN 박막의 밀착력 향상을 위한 최적 공정을 도출하고자 하였다. BN 박막 합성은 전자총에 의해 증발된 보론과 (질소+아르곤) 플라즈마의 활성화반응증착(activated reactive evaporation)에 의해 이루어졌다. 기존의 ARE장치와 달리 열음극(hot cathode)과 양극(anode)사이에 평행자기장을 부여하여 플라즈마를 증대시켜 반응효율을 높혔다. 합성실험용 모재로는 p-type으로 도핑된 (100) Si웨이퍼를 30$\times$40 mm크기로 절단 후, 100%로 희석된 완충불산용액에 10분간 침적하여 표면의 산화층을 제거한후 사용하였다. c-BN 박막을 얻기 위한 주요공정변수는 기판바이어스 전압, discharge 전류, Ar/N가스유량비이었다. 증착공정 인자들을 변화시켜 다양한 조건에서 c-BN 박막의 합성하여 밀착력 변화를 조사하였다. 합성된 박막의 결정성 분석을 FTIR을 이용하였으며, Bn 박막의 상 및 미세구조관찰을 위해 투과전자현미경(TEM;Philips EM400T) 분석을 병행하였고, 박막의 기계적 물성 평가를 위해 미소경도를 측정하였다. 증착된 c-BN 박막은 3~10 GPa의 큰 잔류응력으로 인해 증착직후 급격한 박리현상을 보였다. 이의 개선을 위해 증착중 기판바이어스 제어 및 후열처리를 통해 밀착력을 수~수백배 향상시킬 수 있었다. c-BN 박막의 합성을 위해서는 증착중인 박막표면으로 큰 에너지를 갖는 이온의 충돌이 필요하기 때문에 기판 바이어스가 요구되는데, c-BN의 합성단계를 핵생성 단계와 성장 단계로 구분하여 인가한 기판바이어스를 달리하였다. 이 결과 그림 1에서 나타낸 것처럼 c-BN 박막의 핵생성에 필요한 기판바이어스의 50% 정도만을 인가하였을 때 잔류응력은 크게 경감되었으며, 밀착력이 크게 향상되었다.

• Fire Science and Engineering
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• v.28 no.1
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• pp.44-51
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• 2014

Smoke from fire is a mixture of combustion gases and particles which include micro-droplets formed from condensed organic vapors and carbonaceous agglomerates. The inhalation of smoke particles causes adverse health effects, and it is prerequisite for the hazard and risk analysis of the smoke particles to know how they behaviour in the respiratory tract. The characteristics of the absorption and adsorption of toxic gases and the amount and location of the particle deposition within the respiratory tract that determine the adverse health effects are related to the morphology and the size distribution of smoke particles. In the present work, as a preliminary study for the adverse health effects of smoke particles, the morphologies of the smoke particles from combustible materials were investigated for each fire stage: smouldering, well-ventilated flaming, small under-ventilated flaming, fully-developed under-ventilated fire. The steady-state tube furnace method given in ISO/TS 19700 was used for the generation of smoke particles. The fire stages were controlled by changing furnace temperature and equivalent ratio. The morphologies were analyzed by using Transmission Electron Microscope (Bio-TEM) by collecting the particles on TEM grids put on each stage of a cascade impactor.

• Korean Journal of Environment and Ecology
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• v.32 no.2
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• pp.140-146
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• 2018

Wild boars have expanded their habitats in Korea in recent years and caused serious social problems such as crop damage and appearance in urban areas. This study was carried out from May to October 2012 to investigate the environmental factors that affect crop damage based on actual cases reported in Geochang County of Gyeongnam Province, Korea. The analysis showed that the damages by wild boars occurred mainly between August and September, and rice was damaged most often while sweet potatoes were damaged most intensely. The results indicated that the damages were related to the wild boars' preference of crop and the seasonal availability of crops. Other factors that affected the crop damage included the slope, the topographic relief, and the distances from forest, stream, road, and residential area. There was no significant difference of environmental factor according to damage intensity, suggesting that the wild boars tended to attack the same cropland repeatedly and thus accumulating the damage. Our study suggests that reducing crop damages by wild boars will require cultivating crops less preferred by wild boars, installing electric fences, and controlling wild boar population with hunting and trapping.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.33 no.5
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• pp.339-349
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• 2020

Double-leaf blast-resistant doors consisting of steel box and slab are application-specific structures installed at the entrances of protective facilities. In these structural systems, certain spacing is provided between the door and wall. However, variation in the boundary condition and structural behavior due to this spacing are not properly considered in the explosion analysis and design. In this study, the structural response and failure behavior based on two variables such as the spacing and blast pressure were analyzed using the finite element method. The results revealed that the two variables affected the overall structural behavior such as the maximum and permanent deflections. The degree of contact due to collision between the door and wall and the impact force applied to the door varied according to the spacing. Hence, the shear-failure behavior of the concrete slab was affected by this impact force. Doors with spacing of less than 10 mm were vulnerable to shear failure, and the case of approximately 15-mm spacing was more reasonable for increasing the flexural performance. For further study, tests and numerical research on the structural behavior are needed by considering other variables such as specifications of the structural members and details of the slab shear design.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.253-253
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• 2019

유사의 이동은 하천, 해안 지역과 같은 수계에서 하상의 변동, 침식과 퇴적을 일으켜 지형적인 변화를 초래한다. 유사의 이동은 유사의 특성과 유체의 유수동역학적 특성에 의해 결정되며 유체특성 간의 복잡한 상호 작용에 의해 변화한다. 유사가 가지는 점착성은 유사의 특성에 큰 영향을 끼친다. 입자의 크기가 매우 작은 점착성 유사는 그 표면이 가지는 전자기적 점착력에 의해 주위의 1차 입자나 다른 작은 알갱이들이 서로 뭉치는 응집과 충돌에 의해 크기가 작아지는 파괴의 과정을 겪는다. 이 과정을 응집현상이라고 하며 응집현상을 통해 점착성 유사의 크기와 밀도, 침강속도는 계속해서 변화한다. 따라서 점착성 유사의 응집거동 고려한 유사 이동 연구는 필수적이다. 과거 연구의 많은 사례에서 유사의 크기와 농도는 비례 관계를 가지는 것이 일반적이라 알려져 있다. 그러나 실제 현장에서 측정한 결과 유사의 크기와 농도가 반비례 관계를 가지는 특이점이 발견되었다. 실측 연구에서 발견된 응집거동에 따른 유사의 특성의 특이한 변화를 설명하기 위해 1차원 연직 수치 모형(1DV)을 이용하여 수치 실험을 수행하였다. 모의 수행 시, 흐름 조건을 크기와 방향이 일정한 순방향흐름(Current)에 특정 주기와 진폭을 가지는 진동 흐름(Oscillatory Flow)을 추가하여 진행하였다. 플럭의 성장과 그에 따른 입자의 크기는 많은 현상에 영향을 받는다. 그 중 응집현상의 응집 과정과 파괴 과정 중 어떤 현상이 더 우세한지 그 경쟁관계를 파악하여 플럭의 크기의 증감을 예측할 수 있게 농도(?)와 난류소산매개변수(?)를 이용하여 $c/G^{0.5}$로 매개화하였다. 실험 결과, 순방향 흐름을 제외하고 스토크스파 흐름 조건을 이용하여 진행된 모의에서는 플럭의 크기와 농도가 반비례하는 현상을 관찰할 수 없었으며 $c/G^{0.5}$ 의 변화 역시 흐름의 속도와 농도가 더 큰 지점에서 큰 값을 가지는 일반적인 결과를 나타내었다. 그러나 같은 조건에서 순방향흐름을 추가하여 모의한 결과에서는 플럭의 크기와 농도가 반비례하는 현상을 나타냈다. 연직 방향 $c/G^{0.5}$의 변화를 나타낸 그래프에서 응집과 파괴의 우세에 따라 $c/G^{0.5}$ 가 역전되는 현상을 확인하였다. 즉, 플럭의 크기는 난류의 구조와 그 영향에 의해 농도와 비례관계를 갖지 않을 수도 있다고 판단된다. 또한 본 연구에서 정상류 흐름 조건의 유무에 따라 플럭의 크기와 농도가 비례하거나 반비례하는 상반된 결과를 보였다. 정상류 흐름 조건이 난류의 강도에 큰 역할을 하며 이에 따라 비선형 관계에 영향을 끼친다는 것을 발견하였다. 그러나 흐름의 영향에 대한 더 자세한 분석은 본 연구에서 진행되지 않았으며 향후 연구 시에 분명히 고려되어야 할 사항이다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.25 no.6
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• pp.19-26
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• 2021

The seismic isolation system have been applied in order to protect the collapse of bridge by seismic load and the vertical load transmitted from the superstructure. However, the failure and damages of non-shrinkage mortar, isolator and wedge in total 12 bridge were reported by Pohang Earthquake. In this study, the damage mechanism and behavior characteristics of elastomeric bearing by an earthquake were evaluated to consider the seismic isolation system including non-shrinkage mortar and the seat concrete of pier. To discuss the effect of installed wedge and damage mode of elastomeric bearing, the compressive-shear tests were carried out. Also, the mechanical behaviors and damage mechanism for each component of elastomeric bearing were evaluated by using finite element analysis. From the test results, the cracks were created at boundary between non-shrinkage mortar and seismic isolator and the shear loads were rapidly increased after bump into wedge. The cause for damage mechanism of seismic isolation system was investigated by comparing stress distribution of anchor socket and non-shrinkage mortar depending on wedge during earthquake.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.40 no.6
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• pp.649-659
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• 2021

Wall absorption treatment effectively reduces reverberation, but requires a large area for a live room and each wall absorption affects speech intelligibility differently. In this study, we try to find the most effective wall for the absorption treatment using the beamforming array microphone in terms of speech intelligibility. The absorption importance factor is defined by using the collision number of reflected sounds on each wall. It allows estimating how much the speech signal will be enhanced by the absorption treatment. A cuboid room with a size of 107 m³ and a reverberation time of 1.1 s is selected for the simulation. When a Helmholtz-type absorption is treated on the wall with the most significant importance factor, the modified clarity for 500 and 1k Hz is improved by 5.1 dB and 4.8 dB respectively, and the speech transmission index is enhanced by 0.06. The difference in results between the proposed method and commercial simulation code is less than a Just-Noticeable Difference (JND). The absorption treatment on the wall with the most significant importance factor shows improvement greater than the wall with the largest area, and its difference is larger than a JND value.

• Journal of Platform Technology
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• v.10 no.2
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• pp.10-19
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• 2022

Moving assistant devices for people who are difficult to move are becoming electric-powered and automated. These moving assistant devices are not suitable for moving stairs at which the height between floor surfaces is different because these devices are designed and manufactured for flatland moving. An electric-powered and automated moving assistant device should change direction or stop when it approaches stairs in a movement direction. If the user or automatic control system does not change direction or stop in time, a moving assistant device can roll over or collide with stairs. In this paper, we propose a stairs detection method by using oblique distance measured by one sensor tilted to flatland. The method proposed in this paper can detect upward or downward stairs by using a difference between a predicted and measured oblique distance in considering a tilted angle of a sensor for measuring an oblique distance and installation height of the sensor on a moving object. Before the device enters a stairs region, if our proposed method provides information about detected stairs to a device's controller, the controller can do adequate action to avoid the accident.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.25-25
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• 2021

점착성 유사는 비점착성 유사에 비해 1차입자의 크기가 작아 1차입자간의 점착력이 중요한 역할을 하는 유사를 말한다. 점착성 유사는 비점착성 유사에 비해 크기가 작아 입자의 전자기적 점착력의 영향을 무시할 수 없으므로 점착력으로 인해 입자들은 서로 응집하는 동시에 입자들 간의 충돌에 의하여 파괴되는 과정을 거친다. 이러한 응집과 파괴가 지속되는 일련의 과정을 응집현상이라 한다. 점착성 유사는 응집과정을 통해 일차입자보다 크기가 크며 수십 개에서 수천 개의 일차입자와 물의 덩어리인 플럭을 형성하게 된다. 흐름 내 존재하는 플럭의 응집현상에 가장 지배적인 영향을 미치는 인자로 난류 거동이 알려진 바 있다. 본 연구에서는 난류 거동에 따른 점착성 플럭의 입도분포 변화를 살펴보고자 하였으며, 점착성 유사 입도분포 모형을 개발하였다. 수치모형의 개발은 확률과정(또는 추계과정)의 개념을 바탕으로 한다. 점착성 유사의 응집현상을 구성하는 응집과정은 다양한 연구를 통해 메커니즘들이 규명된 것과 달리 파괴과정은 난류로 인해 발생하며 무작위한 것으로 여겨진다. 무작위한 플럭의 파괴과정을 확률과정으로 가정하고 매개변수 중 하나를 대수정규분포를 따르는 난수로 고려하였다. 개발된 모형의 검증은 연안지역에서 점착성 플럭의 거동을 측정한 연구결과와의 비교를 통해 수행하였으며, 흐름 유속의 연직분포와 유사 농도의 연직분포, 응집현상 이후 플럭의 평형크기와 입도분포가 모두 합리적으로 계산되는 것이 확인되었다. 더불어 모의 결과에서는 대수정규분포를 따르는 동일한 난수를 적용하였음에도 불구하고 하상으로부터 거리가 가까워짐에 따라 플럭입도분포가 단봉분포(Unimodal Distribution)와 이봉분포(Bimodal Distribution)가 모두 계산되는 것으로 나타났다. 이는 모형의 개발과정에서 플럭의 가능 최대 크기를 콜모고로브 길이규모로 제한한 것과 관련이 있다. 난류 흐름 내 존재하는 플럭의 크기가 응집현상을 통해 난류의 콜모고로브 길이규모까지 성장하는 경우, 난류의 전단응력이 급격하게 증가하여 파괴과정이 활발해지고 응집과정이 저하된다는 것은 널리 알려진 사실이다. 이러한 사실을 바탕으로 플럭의 가능최대 크기를 콜모고로브 길이규모로 제한하였으며, 하상으로부터의 거리에 따라 콜모고로브 길이규모의 변화로 인해 콜모고로브 길이규모 부근에서 하나의 최빈값이 추가로 나타나는 것으로 이해된다. 수치모의 결과로부터 얻어진 콜모고로브 길이규모와 입도분포 형태의 상관관계를 보다 정확하게 이해하기 위해 실측 자료들을 검토해 본 결과, 균질한 재료를 이용한 실험실 실험결과에서 플럭 이봉분포의 최빈값이 콜모고로브 길이규모와 일치하는 것이 확인되었다. 연안지역에서 측정을 수행한 자료들에서도 이봉분포 또는 다봉분포와 콜모고로브 길이 규모와의 상관성을 찾아볼 수 있었다.