• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.50-50
• /
• 2019

최근 국지성 호우 및 하천 제방의 노후화로 인한 제방 붕괴 피해가 빈번히 발생하면서 제방의 안정성 및 표면 보강을 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 제방 붕괴에 따른 피해 최소화 및 대책을 수립하기 위한 방법으로 시멘트와 같은 지구온난화를 야기시키는 물질이 아닌 친환경 신소재 바이오폴리머를 흙과 혼합한 재료를 활용하여 제방의 내구성을 강화하기 위한 연구가 수행되고 있다. 이에 안동하천실증연구센터에서는 현장토를 사용하여 높이 1 m, 폭 3 m, 사면경사 1 : 2, 총 길이 5 m 의 중규모 제방모형을 제작하였으며, 공동연구기관인 카이스트에서 개발된 바이오폴리머와 흙을 적정 비율로 혼합한 바이오-소일을 제방 전면에 일정 두께로 피복하여 월류 발생에 따른 제방 안정성 평가 실험을 수행하였다. 1차 실험은 흙 제방 조건이며, 2 3차 실험은 제방 표면에 5 cm 두께로 신소재가 피복된 조건으로 안정된 결과 도출을 위해 반복 실험을 수행하였다. 제방 천단면 및 사면에서의 유속분포를 측정하기 위해 드론 및 비디오카메라를 활용한 LSPIV 기법을 적용하여 실험조건에 따른 표면유속과 월류 흐름이 제방 붕괴에 미치는 영향에 대해 비교분석하였다. 또한 그래픽 소프트웨어를 이용한 픽셀기반 영상분석 기법을 적용하여 시간에 따른 제방사면의 붕괴면적을 산정하여 신소재 피복에 따른 붕괴 지연효과 분석을 통한 신소재 활용 제방의 현장 적용가능성 및 안정성을 평가하였다. 본 연구결과, 흙 제방의 경우 월류 흐름 발생 직후 침식현상이 전개되어 유속분포가 집중되고 있었으며, 이후 발생하는 강한 수직흐름으로 인해 입자추적을 통한 분석이 더 이상 불가능하였다. 신소재 제방의 경우 월류 흐름 발생 직후 침식은 발생하지 않았으며 일정시간동안 유속분포가 유지되었다. 지속적인 월류 흐름으로 인해 제방 끝단에서 침식이 발생하였으며 이때 최대 유속은 3.3 m/s 로 나타났다. 또한 픽셀기반 분석을 통해 30초 단위로 표면손실률을 산정한 결과, 신소재 활용 제방(2, 3차)의 경우 같은 실험조건에도 불구하고 최종 붕괴시간은 약 3배의 차이를 보였으며, 양생 과정에서의 크랙 발생을 최소화한다면 월류 발생 시 상당한 붕괴지연효과가 있는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.611-617
• /
• 2009

이 연구는 보통포틀랜드시멘트로 제조된 모르타르 및 페이스트 샘플의 황산염침식 저항성을 평가하기 위하여 수행되었다. 주요 실험변수는 사용된 황산염용액의 온도조건으로써, 각각 $4^{\circ}C$, $10^{\circ}C$ 및 $20^{\circ}C$로 유지된 5% 황산나트륨 용액에 침지한 모르타르의 침지재령별 팽창, 압축강도 및 휨강도를 측정 한 후, 황산염침식 저항성을 평가하였다. 뿐만 아니라, XRD, DSC 및 SEM/EDS와 같은 기기분석 기법을 이용하여 저온환경에 노출된 페이스트 샘플 중에 생성된 반응생성물 조사 및 미세구조 분석도 아울러 실시하였다. 실험 결과에 의하면, 황산염침식에 의한 모르타르의 성능 저하는 시험용액 온도에 매우 의존적으로 나타났으며, 특히, 저온환경에서는 쏘마싸이트의 생성으로 인한 성능 저하가 매우 극심하게 나타남을 확인할 수 있었다. 따라서, 저온의 황산염환경에 콘크리트구조물이 노출될 경우 세심한 주의가 요구된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제24권4호
• /
• pp.287-294
• /
• 2012

연안 해역은 해안구조물 건설과 간척 등의 연안 개발로 인해 해안의 퇴적환경이 크게 변화하고 있으며, 이로 인하여 많은 환경변화가 발생하였다. 특히 점착성 퇴적물은 오염물질을 흡착하고 이동하여 환경적으로 큰 변화를 야기한다. 목포해역은 최근에 많은 해안구조물의 건설로 인해 낙조우세가 점점 심해지는 등의 환경변화가 발생하고 있는 지역이다. 이 지역의 점착성 퇴적물을 채취하여 수리실험하고 얻은 침식률 및 침식한계전단응력의 퇴적물 이동모의 활용가능성에 대해 검토하였다. 부유사 농도에 대한 모의 결과는 관측자료와 일치하는 양호한 결과를 보였다. 따라서 수리실험을 통해 결정된 침식률을 사용하는 것이 수치모의에서 정확성을 개선하는 데 기여함을 확인할 수 있었다. 모의과정에서 침식률, 침식한계응력, 침강속도, 활성층 두께 등의 민감도를 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권11호
• /
• pp.33-41
• /
• 2018

지반의 내부침식은 유체 흐름에 의하여 입자골격에 부착된 세립토가 이탈하는 현상이며, 지속적인 세립토의 유동은 지반구조물의 수리-역학적 특성을 약화시킨다. 본 논문은 세립토의 유동에 관한 지배방정식을 정립하고 수치해석 기법을 제안하였다. 공극내의 세립토는 액상의 세립토($c_e$), 조립토에 부착된 입자(${\sigma}_a$) 그리고 조립토골격에 폐색된 세립토(${\sigma}_s$)로 구분하여 상관계를 제시하였다. 이를 바탕으로 세립토의 유동과 공극수의 흐름에 대한 수리학적 지배방정식들과 유한요소 수식화를 제시하였다. 세립토의 이탈, 부착 그리고 공극막힘에 대한 구성 모델들을 제시하였으며, 실내 1차원 침식실험으로부터 모델변수를 도출하는 방법을 제안하였다. 그리고 세립토의 공극 막힘 현상에 의한 지반의 투수계수 변화에 대한 추정식을 제안하였다. 기존의 침식실험 결과에 대한 수치해석을 통하여 개발된 해석기법과 세립토 유동 모델의 적정성을 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
• /
• pp.858-862
• /
• 2009

한강하구는 하천의 담수와 해수가 만나 혼합되는 전이수역으로 유역면적이 $38,655km^2$이며, 한반도 17.4% 면적의 빗물이 모여 남한강, 북한강, 임진강, 예성강이 되어 하구에서 합류하고, 그 70%가 홍수기에 집중 방류되는 지역으로 매년 토사퇴적량이 증가하여 홍수위가 증가하고 있다. 현재 한강하구의 각종 개발계획이 발표되면서 지형 변화에 대한 한강하구의 침식 및 퇴적 등의 수리학적 영향 검토에 대해 관심이 커지고 있다. 따라서 한강하구 전체의 복학접인 상호작용으로 인한 유사의 이동과 침식 및 퇴적에 대한 수치적인 연구와 수공구조물 등과 관련된 국부적인 유사이동문제에 대해 평시와 홍수시의 수위 및 유속을 산정하고 한강 하구에 대한 유사 이동흐름을 분석 할 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 강화도 인근을 수로로 가정하여 한강하구의 하류경계를 연장하여 수치모의를 실시하였다. 주변환경을 고려한 분석은 배재하였으며 수공구조물에 따른 조건을 변화하여 해석함으로써 수위 및 유속 등의 수치적 해석을 위해 MIKE 11프로그램을 이용하였다. 연구 결과, 한강하구와 서해 접경지역에 수공구조물을 설치함으로써 강화도 인근의 수로에 유출면적이 감소하여 강화도 북부의 청주초 일대의 수위가 높아지며, 이는 김포, 임진강 상류, 신곡수중보 하류까지 미치는 것으로 나타났다. 향후 수공구조물 설치에 의한 한강하구 지역의 침식원인 기작 및 침식유발 원인 규명을 위해 현장 조사, 실험 연구 등이 진행되어야 할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.278-278
• /
• 2011

LCD 생산에 적용할 수 있는 대형 마그네트론 스퍼터 장비에서 공간적으로 불균일한 타겟 침식은 타겟의 사용 효율을 떨어뜨린다. 특히 직사각형의 외부 자석과 직선형태의 내부 자석 구조를 가진 마그네트론 스퍼터에서는 cross-corner 효과로 인해 국부적으로 일정 부분에 대한 상대적으로 높은 침식률이 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국부적으로 자기장 세기를 바꾸는 시행착오를 통하여 실험적으로 문제를 해결하려는 방법이 있지만 비용 및 시간이 매우 많이 들어 전산모사를 통한 문제 해결 방법이 훨씬 유리하다. 우리는 몬테 카를로 방법에 기반한 3차원 입자 시뮬레이션을 통하여 마그네트론 스퍼터 장비를 모델링을 하였다. 직사각형의 외부와 직선형의 내부 자석 구조가 만들어 내는 정적인 공간 자기장의 분포는 OPERA3D를 이용하여 계산하였고, 플라즈마 입자들이 만들어내는 자기장에 의해 섭동영향을 받지 않는다고 가정하였다. 플라즈마 전기장 및 전하의 운동은 상호작용의 일관성이 유지되도록 계산하였다. 이온밀도의 공간분포는 내부 자석과 외부 자석 사이의 직선 부분 보다 cross-corner 효과가 일어나는 부분에서 상대적으로 더 높은 밀도분포를 보였다. 플라즈마 시뮬레이션을 통하여 얻은 타겟에 입사한 이온의 개수 및 속도에 대한 정보를 이용하여 타겟의 침식률을 계산하였다. 이러한 침식률을 계산하기 위한 시뮬레이션 기술은 산업용 대형 스퍼터 장비 연구 및 개발에 매우 효율적인 방법이 될 것이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.108-108
• /
• 2018

무전해 니켈도금 층은 마모, 마찰, 스크래치, tribology 등에 대한 내구성뿐만 아니라 내식성도 우수하여 산업현장에서 널리 적용되고 있다. 일반적으로 무전해 니켈도금 층의 내구성은 경도 값과 직접적인 상관관계를 가지며, 그 값은 약 $400-500H_V$ 정도이다. 이러한 무전해 도금 층에 대하여 약 $400^{\circ}C$에서 1시간 정도 열처리를 실시하면 경도 값은 약 $800-1000H_V$ 정도로 현저히 증가되고 내구성 역시 크게 향상시킬 수 있다. 그러나 해양환경에서 발생되는 캐비테이션 침식 부식에 대한 무전해 니켈도금 층의 열처리에 관한 연구는 거의 전무한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 회주철의 캐비테이션 침식 부식을 방지하기 위해 무전해 니켈도금 후 다양한 온도와 시간으로 열처리를 실시하여 도금 층의 캐비테이션 침식 부식 특성을 평가하고자 하였다. 무전해 니켈코팅을 위한 모재는 회주철(FC250)을 $19.5mm{\times}19.5mm{\times}5mm$의 크기로 가공하였다. 도금조로 500mL 비커를 사용하였으며, 모든 시험편은 2시간 동안 무전해 니켈도금을 실시하였다. 그리고 캐비테이션 실험은 ASTM G32 규정에 의거하여 천연해수 내 $30^{\circ}C$에서 $50{\mu}m$의 진폭으로 실시하였다. 그 결과 열처리 적용 시 EN 도금의 표면경도가 현저히 증가하여 캐비테이션 침식 부식 저항성이 상당히 개선되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.121-128
• /
• 2007

본 연구는 실리카 퓸을 사용한 시멘트 경화체의 황산염침식 저항성을 평가하기 위하여 수행되었다. 실리카 퓸을 시멘트 중량에 대하여 0, 5, 10 및 15%의 4단계로 대체한 모르타르 및 0 및 10%의 2단계로 대체한 페이스트를 제조하여 침지실험을 실시하였다. 황산나트륨용액에 510일 동안 모르타르 및 페이스트를 침지한 후 재령별 외관조사, 팽창, 압축강도 감소율 및 공극특성을 조사한 결과, 실리카 퓸 대체율에 관계없이 실리카 퓸을 대체한 시멘트 경화체는 황산염침식에 대하여 저항성이 매우 우수하였으나, 보통포틀랜드시멘트 모르타르 및 페이스트는 황산염침식에 의한 극심한 성능저하 현상이 관찰되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
• /
• pp.696-696
• /
• 2012

호안은 유수의 침입으로부터 제방 및 하안의 침식 피해를 방지하기 위해 제방에 설치되는 구조물이다. 침식에 의한 제방 및 호안의 대표적인 붕괴특성 중에는 만곡부, 하천 급경사, 지형의 간섭효과 등이 있다. 특히, 만곡부는 원심력, 2차류 등에 의한 수위상승 및 유속증가로 제체에 응력 집중이 발생되어 안정성 저하를 유발할 수 있다. 또한, 만곡부의 흐름 방향전환 현상은 하도내 통수능 저하를 발생시켜 홍수피해를 가중시킬 수 있다. 따라서 하천특성상 만곡부에 의해 발생할 수 있는 홍수피해 요소를 저감시킬 수 있도록 적합한 피해저감대책을 마련할 필요가 있다. 제방의 보강대책으로서 활용되고 있는 호안은 역학적인 측면에서 외력과 저항력의 크기에 따라 안정성이 평가되어야 하며 지역여건 등에 따른 만곡부의 수위상승 및 제방 침식 등을 고려한 설계가 수행되어야 한다. 국내 실무에서 적용되고 있는 호안설계방법은 하천설계기준 해설(2009)을 참고하고 있는데, 흐름현상 및 만곡부 특성 등에 대하여 경험과 이론의 양면을 고려한 설계를 수행하도록 제안하고 있다. 이는 호안 안정성에 대한 역학적 검토 방법의 한계로 비합리적 설계가 될 우려가 있다. 따라서 만곡부에 의한 유속 및 소류력 등 흐름특성을 고려한 정량적인 평가기법이 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 수리실험을 통해 만곡에 의한 흐름영향과 수리학적 거동 및 설계요소를 파악하고자 만곡부에 사석호안공을 설치하여 흐름전환 및 유속변화에 따른 사석호안공의 이탈현상을 재현하였다. 실험수로는 곡률반경( )이 4.5 m인 만곡부가 3개소 발생하는 폭 2.3 m, 길이 25 m의 다중 사행수로 형태이다. 실험수로 우안의 1V:2H 경사면에 10, 20, 30, 40, 50 mm 사석을 크기별로 설치하여 만곡에 의한 유속변화 등 흐름현상과 호안공 이탈을 관찰하였다. 수리실험은 고정상으로 수행되었으며 정상류 흐름조건에서 공급유량별 하류단 수위 조절을 통해 만곡부내 호안 공 이탈을 발생시키는 설계인자를 도출하고자 유속과 수심을 측정하였다. 실험결과를 바탕으로 사석호안공 설계시 1차원 접근유속에 만곡 영향을 고려하여 대표유속으로 적용하는 방법의 특성을 파악하고, 사석호안공의 이탈유속과 만곡에 의한 흐름특성간의 상관관계를 분석하여 제원결정기법을 제안하였다.

• 대한소아치과학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.144-151
• /
• 2005

현재 시판중인 대부분의 음료가 산성을 띤다는 사실은 이미 잘 알려져 있으며 이러한 산성의 음료 음용의 증가는 우려할 만한 수준으로 치아 침식증을 촉진할 것으로 생각된다. 따라서 본 연구는 어린이들이 비교적 일상적으로 쉽게 접하는 탄산음료 중 가장 보편화된 한 종을 택하여 치아와의 노출과 노출빈도에 따른 법랑질의 침식정도를 조사 분석할 목적으로 시행되었다. 탈락 시기의 건전한 유치를 발거하여 두 개의 군, 즉 magnetic stirrer에 의해 진동(agitation)을 받은 군과 그렇지 않은 군으로 나뉘었고 나뉜 군들은 또 각각 콜라에의 노출빈도에 따라 3개의 군으로 나뉘었다. 각각의 군들은 신선한 콜라에 5분씩 노출되었으며 노출 전과 후에 증류수에 의해 세척되었고 시편의 노출이 이루어지지 않는 시간에는 생리 식염수에 보관한 후, 인공적으로 침식을 유발시켰을 때 나타나는 양상을 표면미세경도측정법으로 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 본 실험에 사용된 콜라의 산도는 평균 pH 2.5로서 치아 침식증을 유발하기에 충분한 수준이었다. 2. 콜라에 의한 침식유발 후의 법랑질 표면경도는 대조군에 비해 모든 시료에서 감소되었다(p<0.05). 침식유발 시간이 경과함에 따라 법랑질 표면경도는 모든 실험군에서 초기에는 급격히 낮아지다가 이후에는 그 정도가 덜해지는 양상을 보였다. 3. 법랑질을 콜라에 노출시킨 빈도가 증가함에 따라 법랑질 표면경도는 감소되었다. 4. 콜라에 진동(agitation)을 가하여 탄산가스를 증가시킨 결과 법랑질의 표면경도는 진동을 가하지 않은 군에 비해 감소되었다(p<0.05).