• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.89-98
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• 2009

본 연구는 해성점토의 준설매립시 침강 및 자중압밀거동 분석을 위한 침강압밀특성의 평가를 목적으로 국내 해성점토에 대한 침강실험을 실시하고, 기존 자료와 함께 고찰하였다. 침강압밀의 거동은 Yano가 제안한 방법이 국내에서 많이 적용되고 있으므로 본 연구는 이에 대한 특성치를 평가하였다. 침강실험은 남해안 해성점토 4개와 서해안 해성점토 4개에 대하여 초기함수비와 초기높이를 변화하는 조건으로 높이 1m의 Column으로 실험을 수행하였다. 연구결과, 남해안 및 서해안 해성점토 각각에 대한 침강-압밀특성을 도출하였다. 초기함수비에 따른 압밀침강계수와 초기침강속도를 분석하고, 이를 기존문헌과 비교하여 보다 높은 상관성을 갖는 회귀식을 산정하였다. 실질토량고와 압밀침강과정 시작 및 종료시 계면고의 관계를 평가하였다. 이와 같은 분석으로 남해안 및 서해안 해성점토 각각에 대하여 침강압밀특성치의 범위와 평균 등을 제안하였으며, 대표적인 관계식을 산정하였다. 또한, 남해안 및 서해안의 해성점토가 갖는 침강-압밀특성을 비교 분석하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.251-261
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• 2006

본 연구의 목적은 금강 하구역 미세-점착성 퇴적물의 침강속도를 정량적으로 산정하고, 그 침강특성의 금강 하구 내에서의 지엽적 변화 및 계절적 변화와 타 지역 침강속도 결과와의 비교/분석을 통한 공간적 변화를 해석하는데 있다. 또한 실험분석을 통하여 점착성 퇴적물의 물리 화학적 특성 즉, 입경분포, 유기물함량, 광물질구성 등의 공간적 변화를 정량적으로 조사한 후, 이러한 특성들과 침강속도간의 상관관계 및 침강속도의 정량적 변화에 미치는 영향에 대해서도 해석하였다. 침강실험의 결과로서, 금강 하구역 미세점착성 퇴적물은 부유사 농도 값이 0.1 < C < 80 g/L에서 $0.01\;<\;W_{s}\;<\;1mm/sec$의 침강속도 값을 갖는 것으로 확인되었으며, 산정된 침강 속도는 다른 지역(새만금, Tampa만, Severn하구, Okeechobee호)과 비교해 정량적으로 상당한 차이를 보였으나 금강 하구역 내에서의 지엽적 변화 및 계절적 변화는 미미한 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.179-188
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• 2006

본 연구의 목적은 시화호 점착성 퇴적물의 침강 및 침식특성을 정량적으로 분석하는 것이다. 침강특성은 특수 제작된 1.8 m의 침강수주를 이용하여 multi-depth 부유사 농도 채취방법으로 수행하였고, 침식특성은 전북대 환형수조를 이용하여 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행하였다. 침강실험의 결과로서, 시화호 점착성 퇴적물은 부유사 농도값이 0.1$0.002의 침강속도 값을 갖는 것으로 확인되었다. 또한, 침식실험의 결과로서 저면밀도를 $1.14{\sim}1.32g/cm^{3}$로 변화 시켰을때, 침식한계전단응력은 $0.19{\sim}0.55N/m^{2}$으로 증가하였으며, 침식률계수는 $18.4{\sim}3.9mg/cm^{2}{\cdot}hr$의 범위로 감소하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.955-967
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• 2022

기존의 입자추적모델에서 입자의 연직방향 변위 예측은 정지 수체에서의 최종침강속도를 바탕으로 계산되었다. 그러나 난류 수체에서의 침강속도에 관한 선행 연구들은 난류가 입자의 침강속도에 영향을 미치는 것으로 보고하고 있다. 본 연구에서는 난류에 따른 침강속도의 변화 특성을 규명하고자 개수로 흐름에서 입자의 침강 실험을 수행하였다. 입자의 침강속도와 난류 특성은 각각 PTV, PIV 기법을 통해 측정하였고, 측정된 침강속도 증가율과 입자 및 난류 특성에 따른 난류 수체에서의 침강속도의 변화 특성을 분석하였다. 그 결과, 입자 직경이 Kolmogorov 길이 스케일의 1~2배가 될 때, 침강속도 증가율이 커지기 시작하였다. 본 실험 결과를 선행 연구들과 비교하였을 때, Stokes 수와 침강속도 증가율의 그래프가 입자의 밀도에 따라 각각 최댓값을 보이는 곡선 형태를 가지는 것으로 나타났다. 결론적으로, 입자의 침강속도는 개수로 흐름에서 정지 수체에서보다 빠르기 때문에, 기존의 정지 수체에서의 침강속도를 이용한 입자추적모델은 연직방향으로 바닥에 도달하는 시간을 과대산정하게 될 수 있다. 이러한 측면에서 본 연구의 결과는 입자추적모델의 성능 개선에 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제19권3호
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• pp.303-310
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• 2017

본 연구의 목적은 난류흐름에서 이온의 영향아래 점착성 유사의 침강특성을 이해하는데 있다. 실험연구는 자유수면을 가지는 소형 환형수조에서 실시하였다. 실험에서 유사 재료로써 실리카($SiO_2$)를 사용하였으며, 부유농도는 CCD-Camera로 측정하였다. 실리카의 침강실험은 7g/L의 농도일 경우 다양한 바닥전단응력을 부여해 실시되었다. 바닥전단응력이 증가하게 되면 실리카의 플럭(floc)입자 입경(D)은 pH6.8에서보다 pH4.2와 높은 NaCl 농도에서 더 크다. 실리카의 침강속도($W_s$)는 pH4.2에서보다 10g NaCl/L에서 더 높다. 본 연구에서 예측된 농도-시간 곡선은 실제 흐름에서 이온의 영향아래 실측된 농도-시간 곡선과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.87-87
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• 2019

흔히 진흙으로 대표되는 점착성 유사는 모래와 같은 비점착성 유사와 달리 응집 현상으로 인해 지속적으로 유사 입자의 크기가 변화한다. 응집 현상은 점착성 유사 입자의 응집 과정과 파괴과정으로 구성된다. 응집 현상 중 응집 과정은 유사 입자 간의 충돌로 인해 발생하는 것으로 이해되며, 충돌을 야기하는 메커니즘으로는 브라운 운동(Brownian Motion), 차등침강(Differential Settling), 난류 전단 (Turbulent Flow Shear)이 있다. 파괴 과정은 입자간 충돌로 인해 깨지는 것이 아닌 난류 전단(Turbulent Shear)로 인한 덩어리 분리(Massive Splitting)가 발생하는 것으로 이해한다. 이러한 유체의 특성, 흐름 특성 (난류 거동) 뿐만 아니라 유사 입자의 특성 모두의 영향을 받으며 지속적인 응집 현상을 겪는 점착성 유사 입자들은 하나의 커다란 덩어리인 플럭(Floc)을 형성한다. 형성된 플럭의 구조는 프랙탈 기하학을 따르는 것으로 이해된다. 따라서 플럭의 구조는 자기 유사성을 띠며, 플럭의 밀도는 형성된 플럭 크기의 함수가 된다. 플럭의 크기가 증가할수록 플럭의 프랙탈 차원이 감소하며, 플럭의 밀도는 감소한다. 많은 이전의 연구에서 플럭의 침강 속도를 농도에 따른 함수로 가정하고 경험식을 이용하여 산정하나, 유사 입자의 침강 속도는 크기와 밀도의 함수임을 Stokes Law를 통해 생각해 볼 수 있다. 이에 본 연구에서는 응집 현상의 결과물로 형성된 응집물의 크기와 밀도를 각각 산정하고, Stokes Law를 이용하여 침강 속도와 응집물 크기의 관계에 대한 연구를 수행하고자 한다. 보다 심도 있는 연구를 위해서는 응집 현상을 야기하는 메커니즘에 대한 이해가 필수적이다. 간소화된 응집 모형으로부터 얻어진 플럭 크기를 이용하여 프랙탈 차원, 플럭의 밀도를 산정한다. 형성된 응집물의 크기와 침강 속도의 관계에 대한 이해를 통해 보다 정확한 플럭의 침강 속도 산정이 가능할 것으로 생각된다.

• 한국재료학회지
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• 제4권8호
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• pp.927-933
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• 1994

비구형 입자들의 크기와 형태에 따른 침강 특성의 영향을 검토하였다. 비구형입자를 포함하는 서스펜션의 침강에서 $log \mu_{c}$대 $log \varepsilon$로부터 얻은 기울기 지표n값은 형태와 크기가 다른 입자는 같은 부피 농도에서 흡착되는유체량이 달라져 입자크기가 감소하거나 불균일한 경우 증가하는 경향을 나타내었다. 실험결고 비구형입자를 포함하는 서스펜션의 침강에서 기울기 지표 $n_{i}$값에 대하여 $n_{i}=n(a+b/d_{v})$와 같은 식을 얻었으며 이때 a, b는 입자형태에 따른 상수이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.123-129
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• 1993

기연구 발표된 수많은 세굴 예측공식들은 여수로나 관암거 하류의 침강지내에서 발생하는 실제 세굴 깊이나 세굴 방지에 필요한 최소 침강지수심을 예측하기가 불가능할 정도로 광범위한 예측치를 나타내고 있다. 이같은 광범위한 예측 세굴 깊이는 대부분 세굴 지배인자에 대한 심도깊은 연구의 부족에 따른 인자들의 지나친 단순화에 기인하고 있다는 것을 문헌조사를 통하여 알수 있었다. 따라서 본 연구는 실험을 통하여 세굴을 지배하는 주요 지배인자들의 영향을 검토하였다. 문헌조사로부터 찾을 수 있었던 세굴 지배인자는 침강지수심, ?의 크기와 폭기정도, 하상입자의 입도분포 및 노출도 등이었으며 본 연구에서는 ?의 수리학적 특성 및 침강지 수면에서의 입사각, 침강지의 기하학적 특성, 그리고 ?의 크기 및 하상입자 크기의 영향을 중점적으로 검토하였다. 그 결과 침강지 수심과 ?의 수리학적 특성 및 기하하적 특성, 그리고 하상입자의 크기 등이 세굴을 지배하는 주요인자임을 알 수 있었다. 특히 기존 실험연구들의 광범위한 세굴 예측치는 ?의 크기와 하상입자의 크기에 대한 기하학적 상사법칙을 무시함에 기인하였음을 발견하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.379-383
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• 2008

본 연구의 목적은 3차원 수리 모델인 ELCOM(Estuary, Lake and Coastal Ocean Model)과 물질 전달모델인 CAEDYM(Computational Aquatic Ecosystem Dynamic Model)을 이용하여 성층화된 저수지로 밀도류 형태로 유입한 부유사의 이송과 확산 그리고 침강특성을 해석하는데 있다. ELCOM은 3차원 수리동력학 모델로써 시공간적인 유속과 수온변화를 예측하는데 사용되었으며, CAEDYM과 매 계산시간 마다 동적으로 연결(Dynamic coupling)되어 부유입자의 이송, 확산, 침강 과정을 모의하였다. 개발된 3차원 모델의 예측 성능은 2004년 홍수기 동안 대청호에서 실측한 자료를 사용하여 검증하였다. 모델의 모의변수는 입자크기별로 구분된 부유물질(SS) 그룹이며, 현장 실측자료인 탁도($C_T$)와 모델 변수인 SS간의 변환을 위해 저수지 지점 별로 측정한 SS-$C_T$ 상관관계를 사용함으로써 부유 입자의 크기분포의 공간적 변동 특성을 반영하였다. 모델은 탁수가 유입하는 환경에서 저수지 성층구조의 변화와 유입 탁수의 밀도류 거동특성, 유입한 부유사의 이송과 확산 그리고 침강특성을 비교적 잘 모의하였다. 저수지로 유입한 부유입자 중 입경이 $20{\mu}m$ 이상인 입자는 매우 빠른 속도로 저수지 바닥에 퇴적된 반면, $10{\mu}m$ 이하의 입자들은 중층에 오랜 시간 부유하며 장기탁수문제를 유발하는 원인이 되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.327-333
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• 2001

PTV는 비디오 카메라로 기록된 영상의 분석을 통하여 흐름속도를 측정한다. 이러한 PTV 방법을 이용하여 유사의 침강속도를 측정하였다. 실험을 통해 측정된 정지 유체내 유사의 침강속도를 기존문헌에 제시된 값과 비교 분석한 결과, 침강속도 측정에 PTV를 이용할 수 있음이 입증되었다. 따라서 PTV를 이용하면난류흐름 중의 침강속도 측정이 가능해져 난류흐름 중의 침강속도 특성 규명에 기여할 수 있을 것이다.