• Title/Summary/Keyword: 혼합사

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Analysis of suspended sediment mixing in a river confluence using UAV-based hyperspectral imagery (드론기반 초분광 영상을 활용한 하천 합류부 부유사 혼합 분석)

  • Kwon, Siyoon;Seo, Il Won;Lyu, Siwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.89-89
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    • 2022
  • 하천 합류부에 지천이 유입되는 경우 복잡한 3차원적 흐름 구조를 발생시키고 이로 인해 유사혼합 및 지형 변화가 활발히 발생하게 된다. 특히, 하천 합류부에서 부유사 거동은 하천의 세굴과퇴적, 하천 지형 변화, 하천 생태계, 하천구조물 안정성 등에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 이에 대한 정확한 분석이 하천 관리 및 재해 예방에 필수적인 요소이다. 기존의 하천 합류부 부유사 계측 자료들은 재래식 채취 방식으로 수행되어 시공간적 해상도가 매우 낮아서 실측 자료만으로 합류부에서 부유사 혼합을 분석하기에는 한계가 존재하기에 대하천의 부유사 혼합 거동 해석에 수치모형이 주로 활용되어 왔다. 본 연구에서는 하천 합류부에서 부유사 거동을 공간적으로 정밀하게 분석하기 위해 드론 기반초분광 영상을 활용하여 하천 합류부에 최적화된 부유사 계측 방법론을 제시하였다. 현장에서 계측한 초분광 자료와 부유사 농도간의 관계를 구축하기 위하여 기계학습모형인 랜덤포레스트(Random Forest) 회귀 모형과 합류부에서 분광 특성이 다른 두 하천의 특성을 정확하게 반영하기 위한 가우시안 혼합 모형 (Gaussian Mixture Model) 기반 초분광 군집화 기법을 결합하였다. 본 연구에서 구축한 방법론을 낙동강과 황강의 합류부에 적용한 결과, 초분광 군집을 통해 두하천 흐름의 경계층을 명확히 구별하였으며, 이를 바탕으로 지류와 본류에 대해 각각 분리된 회귀 모형을 구축하여 복잡한 합류부 근역 경계층에서의 부유사 거동을 보다 정확하게 재현하였다. 또한 나아가서 재현된 고해상도의 부유사 공간분포를 바탕으로 경계층에서 강한 두 흐름이 혼합되어 발생한 와류(Wake)가 부유사 혼합에 미치는 영향을 규명하였고, 하천 합류부에서 발생하는 전단층의 수평방향 대규모 와류가 부유사 혼합 양상에 지배적 영향을 미치는 것으로 확인하였다.

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A Study of the Utilization of Feldspathic Sand as a Fortified Functional Filtering Material for Water Purification (고 기능성 수질 정화 여과재로서의 장석질 모래 활용연구)

  • 고상모;송민섭;홍석정
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.16 no.4
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    • pp.283-293
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    • 2003
  • Domestic water treatment plants operate the rapid and slow filtering system using the filtering sands. Most of them are composed of beach sands, which have less sorption capacity of heavy metals as well as organic contaminants. Therefore, the development of fortified functional filtering materials with high removal capacity of organic and inorganic contaminants is needed to prevent the unexpected load of contaminated source water. This study aims to test the hydrochemical change and the removing capacity of heavy metals such as Cd, Cu, and Pb on the Jumunjin sand, feldspathic sand(weathering product of Jecheon granite), feldspathic mixing sand I(feldspathic sand mixed with 10 wt% zeolite), and feldspathic mixing sand II (feldspathic sand mixed with 20 wt% zeolite). Feldspathic mixing sand I and II showed the eruption of higher amounts of cations and anions compared with the Jumunjin sand and feldspathic sand. They also showed higher eruption of Si, Ca, $SO_4$ ions than that of Al, $NO_3$, Fe, K, Mg, and P. Feldspathic mixing sand II caused higher eruption of some cations of Na, Ca, Al than feldspathic mixing sud I, which is the result controlled by the dissolution of zeolite. Jumunjin sand and feldspathic sand showed very weak sorption of Cd, Cu and Pb. In contrast to this, feldspathic mixing sand I and II showed the high sorption and removal capacity of the increasing order of Cd, Cu and Pb. Feldspathic mixing sand II including 20% zeolite showed a fortified removal capacity of some heavy metals. Therefore, feldspathic mixing sand mixed with some contents of zeolite could be used as the fortified filtering materials for the water filtering and purification in the domestic water treatment plants.

바이오디젤 보급을 위한 선결과제

  • Kim, Sin
    • Korea Petroleum Association Journal
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    • no.5 s.254
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    • pp.30-35
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    • 2006
  • 정유사들이 오는 7월부터 2년 동안 바이오디젤을 자발적으로 구매해 경유에 혼합 공급한다. 바이오디젤이란 콩이나 유채, 팜 등에서 추출한 식물성 유지나 폐식용유 등을 원료로 생산한 경우 대체연료로 정부가 지난 2002년부터 시범보급사업이 진행중이다. 그간의 시범보급사업에서 정부는 바이오디젤을 경유에 2:8로 혼합한 BD20 형태를 유지했지만 올해부터는 사정이 달라졌다. 주유소에서 판매가 허용되던 BD20 형태를 유지했지만 올해부터는 사정이 달라졌다. 주유소에서 판매가 허용되던 BD20은 7월 이후 자가 정비시설 등을 갖춘 연료 자가소비처로 유통을 한정하고 그 대신 모든 경유에 5% 이하의 바이오디젤을 혼합, 공급하는 'BD5' 방식을 선택했다. 하지만 'BD5'가 의무적인 것은 아니다. 현재 경유의 법정 품질기준에는 바이오디젤을 지칭하는 '지방산메틸에스테르 함량이 5% 이하까지 혼합할 수 있도록 하는 'BD5'기준이 설정되어 있지만 최저 혼합비율을 설정하지 않아 정유사 마음먹기에 따라서 전혀 혼합하지 않아도 된다. 혼합 가능한 상한선만 정해 있을 뿐 하한선은 없기 때문이다. 이와 관련해 정부는 2008년 월 이후부터 법으로 최저 혼합비율을 명시해 정유사들이 의무적으로 바이오디젤을 섞어 판매할 수 있도록 하겠다는 복안이다. 이에 앞서 정유사들은 지난 3월 산업자원부와 협약을 맺고 올해 7월부터 2008년 6월까지 2년동안 바이오디젤을 자발적으로 구매해 경유에 혼합 공급하겠다고 선언했다. 구매 물량은 연간 9만톤 수준으로 정부가 의도중인 2008년 7월 이후의 본 보급에 앞선 사실상의 마지막 실험 무대가 될 수 있다는 측면에서 중요한 의미를 갖게 된다. 바이오디젤이 대중적으로 보급되기 위해서 필수적으로 갖춰야 하는 원료의 안정적인 수급이나 품질의 안정성, 가격경쟁력 등이 향후 2년간의 과정에서 충분히 검증돼야만 본 보급에 착수할 수 있기 때문이다. 이처럼 중요한 시점에서 바이오디젤시장이 안고 있는 문제점을 점검해 보고자 한다.

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Turbulent mixing of suspended sediments in the Kelvin-Helmholtz instability using Large-eddy Simulation (켈빈-헬름홀츠 불안정성 내에서의 부유사 혼합 거동 모사)

  • Ku, Hyeyun;Hwan, Jin Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.386-386
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    • 2015
  • 담수가 해수에서 흘러드는 하구에서는 성층이 관측되며 이것은 난류의 미세구조를 변화시키는 주요 원인으로 작용한다. 이러한 성층화 현상은 하구 내 부유사의 군집인 하구 최대혼탁수(Estuarine Turbidity Maximum, ETM)의 형성에 영향을 주게 된다. 본 연구는 성층의 하구 최대 혼탁수 생성 메커니즘에 관심을 두고 수치모델링을 활용한 미세 난류의 부유사 거동 분석에 초점을 두었다. 성층과 전단응력 사이의 난류 혼합을 대표하는 유동인 켈빈-헬름홀츠 불안정성(Kelvin-Helmholtz Instability)을 도입하고 성층 경계면 근처에서 부유사의 이송을 높은 레이놀즈수(Reynolds number) 유동에서 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes Simulation)보다 다양한 규모의 에너지 획득이 가능하여 미세 난류 구조 재현에 장점을 갖는 Large-eddy Simulation(LES)를 활용하여 모사하였다. 여기에서, 부유사는 주위 유동의 물리적 특성 변화에 영향을 미치지 않는 Passive scalar로 가정하였으며 $6^{th}$-order Lagrangian 다항식 보간법을 적용하여 입자의 이동 속도를 계산하고 이를 시간에 대해 적분함으로써 이동 궤적을 추적하였다. 수치 모델 결과 Lock-exchange 유동 내에서 켈빈-헬름홀츠 불안정성이 발생함에 따라 경계면 주위에 위치한 부유사가 billow 내에서 트랩핑(trapping)되는 것을 보여주어 KH-billow 혹은 braids 내의 미세 난류에 의한 영향이 확인되었다. 본 연구에서는 LES를 활용하여 성층류 및 성층류 내의 부유사 혼합을 모사하여 난류의 정도에 따른 이동 궤적의 차이에 대해서 분석함으로써 성층의 난류 강도 저하에 따른 부유사의 군집으로의 영향에 대해 서술한다.

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A Numerical Model for Bed Elevation Change and Bed Material Sorting in the Channel of Non-uniform Sediment (혼합사로 구성된 하천에서 하상변동 및 유사의 입도분포 계산을 위한 수치모형 개발)

  • Jang, Chang-Lae;Jung, Kwan-Su;Kim, Jae-Han
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.37 no.5
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    • pp.387-395
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    • 2004
  • A computer model was proposed to simulate channel changes and bed material sorting of the meandering channels with different grain size in time and space simultaneously. The bed at the outside of the meandering channel with mixed sediments was scoured deeply and composed of coarser materials, and at the inside was aggradated and composed of finer materials. The sorting process started at the upstream inflection point and was finished at the downstream inflection point. At the natural with complicated boundaries and non-uniform grain sizes, the bed near the outside at the bend and narrow width was scoured deeper with coarse materials than in the channel with uniform grain sizes. The point bars showed lip at the inside near the bend and the bed materials were finer The bed at the outside near the bend and in the narrow width was scoured deeply with the coarser materials.

Dyeing Behavior of Silk/CDP Mixed Filament with a Cationic Dye (캐티온염료를 이용한 Silk/Cationic Dyeable Polyester 혼합사의 염색거동)

  • Choe, Jong-Mun;Gwon, Hae-Yong;Park, Yeong-Hwan
    • Journal of Sericultural and Entomological Science
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    • v.37 no.2
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    • pp.154-160
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    • 1995
  • Dyeing behavior of Silk/Cationic dyeable polyester(CDP) mixed filament was investigated by using a cationic dye. The effect of pH, temperature and additives such as carrier, levelling agent and salt were examined for each silk and CDP component of mixed filament in order to find out the optimum dyeing condition. Based on these results, the dyeing behavior was investigated for Silk/CDP mixed filaments concering various dyeing parameters. The dye adsorption was significantly changed on the dyeing temperature, carrier addition and pH of the dyebath. Specially, the dye migration phynomena were observed for a mixed filament, showing that the dyes initially observed on the surface of silk fiber migrate to the CDP component during a dyeing process. The dyeing of Silk/CDP mixed filaments accompanied by dye migration and as a result, dye adsorption can be developed only for a CDP component. Therefore, the control of dyeing temperature is most important for a Silk/CDP mixed filament, in order that both silk and CDP component are able to be dyed by a cationic dye simultaneously in one bath/one dye system.

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A numerical model for transport of heterogenous sediment (하상재료의 입도분포를 고려한 부유사 이동모형 개발)

  • Byun, Jisun;Son, Minwoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.258-258
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    • 2021
  • 본 연구에서는 다양한 크기로 구성되어 있는 부유사의 연직방향 농도 분포와 흐름 특성을 동시에 모의할 수 있는 1차원 유사이동 모형을 제시하였다. 하상재료와 부유사의 입도분포를 고려하기 위해 유사입자의 크기범위를 여러 계급구간으로 분할하였으며, 각 계급구간에서 입경별 한계소류력은 Shields의 무차원 관계식을 바탕으로 산정하였다. 수치모형의 검증은 실험실 실험자료와의 비교를 통해 수행하였다. 수집한 실험실 실험자료에서는 연직방향으로의 유속분포와 농도의 분포, 부유사의 입도분포가 모두 제공된다. 수치모의 결과로부터 부유사 계산 과정에서 대표입경을 가정하여 적용하는 경우에 비해 여러 계급구간을 분할하는 경우 수치모의 결과의 정확도가 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 모의 결과는 이전의 연구사례에서 확인된 바 있다. 또한 하상으로부터의 거리가 멀어질수록 부유사의 입도분포가 양으로 왜곡되는 현상 또한 계산결과에서 확인되었다.

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Experimental Study on the Sediment Sorting Processes of the Bed Surface by Geomorphic Changes in the Alluvial Channels with Mixed Grain Size (실내실험에 의한 혼합사로 구성된 하상 표층에서 지형변동에 따른 유사의 분급 특성 분석)

  • Jang, Chang-Lae
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.47 no.12
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    • pp.1213-1225
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    • 2014
  • The development of bars and sediment sorting processes in the braided channels with the mixed grain sizes are investigated experimentally in this study. The sediment in the steep slope channels discharges with highly fluctuation. However, it discharges with relatively periodic cycles in the mild slope channels. The characteristics and amplitudes of the dominant bars are examined by double fourier analysis. The dimensionless sediment particle size decreases as the longitudinal bed elevation increases. However, the size increases as the longitudinal bed elevation decreases. As the dimensionless critical tractive force in the surface layer ratio to the force in the subsurface layer increases, the surface geometric mean size of sediments and the dimensionless sediment particle size decrease. This means that coarse matrix is formed with the dimensionless tractive force by the sediment selective sorting.