• 제목/요약/키워드: 혼합양상

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ADCP를 활용한 하천 합류부 수체 혼합의 공간 특성 분석 (Spatial Analysis of Mixing Characteristics in a River Confluence using ADCP)

  • 손근수;김동수;김영도;류시완
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.75-75
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    • 2017
  • 하천의 합류부는 서로 다른 지형학적 특성과 수리학적 특성을 가지는 두 개의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 급격한 흐름의 변화 및 퇴적물의 유입과 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 이러한 합류부에서는 흐름구조와 물의 물리 화학적인 특성이 지속적으로 변화할 수 있고, 침식과 퇴적으로 인한 하상변동과 같은 하도 변화가 발생할 수 있다. 또한, 하천의 합류부는 두 지류가 만나 형성되는 지역으로 하천생태계에서 매우 중요한 역할을 하는 구간이다. 이러한 합류부 구간의 혼합 매커니즘을 이해하기 위해서는 지류의 다양한 유입조건에 따른 본류와의 수체혼합의 공간적인 패턴을 분석하는 것이 중요하다. 그러나, 대부분의 합류부 연구들은 실측에 기반한 공간적인 수체혼합의 패턴 분석의 어려움으로 인해 수리 및 수질 수치모형에 의존하여, 실측자료에 기반하여 지류의 유입에 따른 수체혼합을 공간적으로 분석하는 연구는 매우 제한적이었다. 따라서, 본 연구에서는 ADCP를 활용하여 합류부의 혼합 현상을 규명하는 인자로 유속과 수심 등 기본적인 수리학적 인자들뿐만 아니라 최근 활발하게 연구되고 있는 ADCP의 초음파반사율을 활용하여 상이한 농도의 유사가 혼합되는 양상을 측정하여 합류부의 혼합 특성을 공간적으로 분석하고자 하였다. 초음파반사율은 부유사와 관련되는 인자로 SonTek ADCP 이동식으로 측정된 SNR자료를 확산, 물에 의한 흡수를 고려하여 보정한 후 3차원 혼합거동의 공간적인 분포를 도출하였다. 그리고 초음파반사율을 활용한 방식을 검증하고 지류와 본류의 유입 전후 입도분포를 확인하기 위해 LISST 측정을 수행하였고, 드론 영상을 활용하여 유입 유사의 2차원 공간적인 분포를 확보하여 초음파반사율을 활용한 방법과 비교하였다. ADCP, LISST, 드론의 계측자료는 낙동강과 남강 합류부에서 측정되었고, ADCP로부터 제공되는 유속, 수심자료의 공간적인 분포를 분석하여 합류부의 수리특성을 분석할 수 있었고, 초음파반사율을 유사 혼합의 공간적 특성을 규명하는 인자로 활용하여 본류와 지류의 유입량에 따른 다양한 유사 혼합의 3차원 공간적인 패턴을 분석할 수 있었다.

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만조와 간조시 마산만 수질의 농도차 발생 특성의 분석 (Analysis of the Characteristics of Water Quality Difference Occurring between High Tide and Low Tide in Masan Bay)

  • 유영진;김성재
    • 한국습지학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.102-113
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    • 2019
  • 조석에 따른 마산만의 수질의 차이를 파악하기 위하여 2016년 초여름(6월)과 여름(7, 8월)의 대조기 1 조석주기 내의 만조와 간조시에 6개의 조사정점에서 slack-tide sampling을 실시하였다. 조사된 모든 수질성분들의 혼합 상태는 SAL과의 사이의 상관관계를 통하여 잘 설명되고 있다. 초여름과 여름철 공통적으로 하천수 유입 물질인 TURB, DSi, NNN은 주로 보존성 혼합을, 내부증감 물질인 SS, COD, AMN, $H_2S$는 주로 비보존성 혼합을 나타내었다. 보존성 혼합은 만조와 간조의 수질 사이에 좋은 선형 관계를 나타내었고, 비보존성 혼합은 양자가 각기 다른 변동 양상을 나타내었다. 요인분석을 통하여 만조와 간조의 농도차의 시공간적 변화에 주요한 잠재변수들을 확인할 수 있었다. 초여름의 경우는 갈수기로서 외부유입 물질(allochthonous inputs)이 적으므로 농도차 변화에 주도적으로 영향을 미치는 오염원이 없이 조석, 유역으로부터 자연유입, 내부증감 등의 영향이 복합적으로 작용하여 4개의 요인(VF1~4)에 고루 분포되어 나타났다. 반면에 여름철의 경우는 하천수의 영향을 받는 ST-1에서 큰 농도차를 나타내는 지표들은 VF1 요인에 집중적으로 포함되어 나타났고, 그 밖에 내부 증감을 나타내는 지표들로 극명히 구분되어 나타났다. 실제로 항상 안정된 상태의 하구는 존재하지 않는다. Flushing time의 변화 등에 의하여 혼합양상은 항상 변할 수 있고, 여기에 내부증감으로 end-members의 조건이 변함에 따라 농도차의 발생은 불가피하다. 그러므로 하구의 수질을 조사할 때 평균적인 수질 자료를 확보하기 위한 시료 채취 방법을 항상 강구할 필요가 있다.

EFDC를 활용한 합류부 혼합거동 분석 (Analysis of Mixing Behaviour at a River Confluence using EFDC)

  • 박재곤;이경수;고주석;류시완
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.162-162
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    • 2021
  • 현재 하천의 조사 및 분석에서는 다양한 장비들을 통한 현장계측 및 모니터링을 수행하고 있다. 특히 여러 하천이 만나는 합류부에서는 복잡한 혼합양상이 발생하며 다양한 조사 및 연구들이 진행되고 있다. 현장계측 및 모니터링은 제한된 여건으로 인한 지속적인 조사, 다양한 지점에 대한 조사의 어려움이 있으며 따라서 EFDC 모형을 활용한 모델링을 통하여 하천의 혼합거동을 재현하고자 한다. 이를 위하여 강정고령보~달성보 구간을 대상으로 현장계측 및 모니터링 자료와 환경부, 낙동강홍수통제소 등에서 고시하고 있는 수리, 수질, 기상자료를 활용하여 모델을 구축하고 수리, 수질에 대한 모의 및 분석을 수행하였다. 제한된 현장계측자료만으로는 모형의 구축에 어려움이 존재하기 때문에 대상구간에 존재하는 수위, 수질관측소의 자료를 활용하고 모형의 검·보정 단계에서는 특정지점의 수위, 평균유속, 다양한 수질인자들에 대한 모델링 결과와 실측자료의 비교, 분석을 수행하게 되며 추가적으로 단면에 대한 검·보정을 하고 이후 수리, 수질 결과자료의 비교를 통한 통계지표 산정을 통해 모형의 재현성을 평가하고 대상구간인 합류부에서 나타나는 유황곡선을 통한 다양한 유량규모, 유량비에 대한 시나리오를 구축하여 다양한 수리적, 환경적 현상과 변화를 파악하고 분석하였다. 대상구간에 대한 유황곡선을 통한 재현을 함으로써 다양한 유량규모, 유량비에 따라 나타나는 현상을 파악하고 향후 모델링, 합류부의 분석 및 연구에 있어 본 연구 성과의 활용성이 뛰어나다고 판단된다.

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대향류 확산 화염에서 에틸렌-프로판 혼합 연료의 매연 생성 상승 효과 (Synergistic Effect of Ethylene-Propane Mixture on Soot Formation in Counterflow Diffusion Flame)

  • 황준영;정석호
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.89-102
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    • 1997
  • 대향류 확산 화염의 매연 생성 특성에 대한 실험적 연구가 수행되었으며, 그 결과 에틸렌 ($C_2H_4$)-프로판($C_3H_8$) 혼합 연료의 경우 매연 생성 상승 효과 (synergistic effect)가 관측되었다. 프로판과 에틸렌의 PAH 생성 양상이 상이하게 나타났으며, 소량의 프로판을 에틸렌 확산 화염에 첨가할 경우 순수 연료에 비하여 매연 및 PAH (다중 고리 방향족 탄화수소; polycyclic aromatic hydrocarbon) 생성이 증대되었다. 단조적으로 변화하는 아세틸렌($C_2H_2$) 농도와 단열 화염 온도를 고려할 때, 이러한 결과는 HACA (H-abstraction-$C_2H_2$-addition) 반응만으로는 확산 화염에서의 매연 발생 및 성장을 설명할 수 없음을 의미한다. 수치해석과 실험 결과의 비교로부터 초기 PAH의 생성 과정을 규명하였으며 이 과정에서 C3 화학종의 재결합 반웅이 매우 중요함을 확인할 수 있었다. 또한, 이러한 C3 화학종과 C2 화학종의 상호 보완적인 역할에 의하여 에틸렌-프로판 혼합 연료에서 매연 생성이 증대됨을 밝혔다.

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드리븐 캐버티 내의 혼합현상에 대한 수치적 가시화 (NUMERICAL VISUALIZATION OF THE MIXING PATTERN IN A LID-DRIVEN-CAVITY FLOW)

  • 서용권
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.37-45
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    • 2006
  • In this study we present the numerical methods that can be used in visualization of the flow and mixing patterns in a cavity driven by a top lid. The basic flow field within the cavity has been obtained by using a simple numerical scheme. The invariant manifold also called unstable manifold was then attained to represent the mixing pattern within the cavity. It was shown that care must be taken in calculating the trajectories of the fluid particles especially near corners of the cavity. The numerical results show excellent agreement with those obtained experimentally by other research group.

부산 동래온천수의 심부환경

  • 고용권;김건영;김천수;배대석;성규열
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.583-586
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    • 2003
  • 부산 동래지역 지열수에 대한 지화학적 진화과정을 밝히기 위하여 지열수, 지하수 및 해수에 대한 수리화학 특성과 이들의 연관성을 고찰하였다. 또한 심부환경에서의 지화학 특성을 규명하기 위하여 각종 이온지질온도계와 다성분 지질온도계를 적용하였으며, 동위원소특성과 함께 지화학 모델링을 통하여 심부환경에서의 온천수의 지화학특성을 밝히고자 하였다. 동래 지열수의 수리화학적 특성은 해수의 영향을 받아 높은 이온함량을 보이며 Na-Cl형을 보여준다. 지열수는 주변 지하수와의 크게 혼합된 양상을 나타낸다. 지화학 모델링에 따르면 지열수는 심부에서 약 5% 영향을 받은 것으로 추정된다. 즉, 심부로 순환하는 지열수가 해수와 혼합되며, 이들이 지열에 의해 가열되면서 광물의 용해 및 침전, 이온 교환반응 등 물-암석 반응을 거치면서 심부지열수를 형성하였으며, 지열수가 천부환경으로 상승하는 과정에서 동래지역 주변 천부지하수와 다양하게 혼합되면서 현재 동래온천수의 화학조성을 갖는 온천수를 형성하는 것으로 지열수의 진화 과정을 설명할 수 있다.

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혼합 흡착-연속추출법을 이용한 점토 차수재의 아연(Zn)흡착 시 온도 영향에 관한 연구(I) (Effect of Temperature on Adsorption of Zinc(II) onto Natural Clay by Combined Adsorption-sequential Extraction Analysis)

  • 도남영;이승래
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.91-102
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    • 2000
  • 자연점토지반에서의 중금속 흡착시 온도변화에 따른 영향은 지금까지 2차적인 것으로 간주되었다. 그러나 최근 몇몇 연구자들에 의하면 온도변화가 중금속 흡착 거동에 큰 영향을 미친다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 자연점토 지반에 대한 중금속 아연(Zn) 흡착시 온도변화에 따른 흙의 각 구성성분별 흡착거동을 살펴보기 위해 혼합 흡착-연속추출법(combined absorption-sequential extraction analysis, CASA)을 사용하였다. 실험결과 중금속 아연의 농도가 저농도(50mg/L 미만)일 경우 자연지반에서의 분배양상은 주로 탄산염 형태로 존재하고, 또한 온도의 증가에 따라 탄산염 형태의 흡착량이 증가하는 것을 알 수 있다. 하지만 고농도(50mg/L 이상)의 경우 분배양상은 주로 이온교환형태로 존재한다는 것을 알 수 있다. 그러나 고농도에서의 이러한 분배형태는 온도의 증가에 따라 탄산염형태의 흡착량이 약 20%정도 증가하는 결과를 얻었다. 결론적으로 중금속 아연의 자연점토지반의 각 구성성분 별 흡착거동은 이온교환 형태를 제외하고 온도증가에 따라 증가하는 흡열반응(ΔH0>0)인 것으로 나타났고, 또한 고농도에서의 분배형태는 이온교환 형태에서 탄산염 형태로 변화되는 것을 알 수 있다. 그리고 이온교환 형태의 경우 온도변화에 따라 독립적인 거동을 보였다.

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다문화 가정 어머니의 일상생활스트레스 변화 양상에 따른 방임 및 자녀의 학업성취 차이: 성장혼합모형 적용을 중심으로 (Trajectories of Mothers' Daily Life Stress and its Association with Early Adolescents' Perceived Neglecting Attitude and Academic Achievements in Multicultural Families: Growth Mixture Modeling)

  • 윤홍주;최효식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.348-356
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 다문화 가정 외국인 어머니의 6년 동안의 일상생활스트레스 변화 양상에 기초한 잠재계층을 찾고, 확인된 잠재계층에 따라 초등학교 4학년부터 중학교 3학년 시기의 방임적 양육태도와 자녀의 학업성취에 차이가 있는지 확인하는 것이다. 다문화청소년패널 1차년도(2011년)부터 6차년도(2016년)의 1,039명 데이터를 사용하였으며, 성장혼합모형분석, 다집단 분석, 일원분산분석을 활용하였다. 분석 결과, 첫째, 성장혼합모형분석을 통해 어머니의 일생 생활스트레스 변화 유형은 '고수준 무변화형 집단', '중수준 변화형 집단', '저수준 변화형 집단'의 세 개 잠재계층이 확인되었다. 둘째, 확인된 잠재계층에 따라 자녀가 지각한 방임적 양육태도 수준은 6개년도 모두 고수준 무변화형 집단이 중수준과 저수준 변화형 집단보다 높은 것으로 확인되었다. 학업성취의 경우 중학교 시기에서만 저수준 변화형 집단이 고수준 무변화형 집단보다 학업성취 수준이 높은 것으로 확인되었다. 셋째, 잠재계층에 따른 방임적 양육태도의 종단적 변화양상은 통계적으로 유의하지 않았지만, 학업성취의 경우 고수준 무변화형 집단과 중수준 변화형 집단은 학업성취가 매년 감소하는 패턴인 것으로 확인되었으며, 저수준 변화형 집단은 초등학교 시기에는 학업성취 수준의 변화가 없다가, 중학교 시기에 감소하는 패턴이 있는 것으로 확인되었다. 본 연구는 다문화 가정 어머니의 일상생활스트레스 변화 양상이 자녀가 지각한 방임적 양육태도 및 학업성취에 영향을 미친다는 것을 보여주며, 다문화 가정의 외국인 어머니가 일상생활스트레스에 적절하게 대처하는 데 도움을 줄 수 있는 사회적 지원체계 확립이 필요함을 시사한다.

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

  • 권시윤;서일원;류시완
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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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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최소가공 처리에 의한 양상추의 갈변 및 미생물 증식억제 효과 (Effect of inhibition on Browning and Microbial Growth of Minimally Processed Lettuce)

  • 차환수;김순임;김병삼;김상희;박선주;조한선;최해연
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.331-335
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    • 2004
  • 갈변과 미생물 증식으로 인해 저하되는 양상추의 품질을 향상시키기 위해 양상추를 최소처리하여 이들 품질저하요인을 제어하고자 하였다. 갈변억제방법으로는 다양한 침지수에 따른 화학적인 방법을 사용하였고, 미생물 증식억제방법으로는 염소처리법과 전기분해수 그리고 유기산 처리에 의한 방법을 사용하였다. 그 결과 양상추의 갈변은 색도에 있어서 ascorbic acid 1$\%$와 citric acid 1$\%$ 혼합침지수로 처리하였을 때 초기 L 값이 5$\%$ 수준에서 유의적으로 가장 높았고,a 값은 5$\%$ 수준에서 유의적으로 가장 낮게 나타나 갈변억제효과를 보였다. 갈변의 지표라 할 수 있는 PPO 활성에 있어서도 ascorbic acid 1%와 citric acid 1% 혼합침지수로 처리하였을 때 양상추의 PPO 활성이 대조구에 비해 1.5배 감소되었다. 미생물증식은 염소처리의 경우 차염소산 나트륨을200 ppm 농도로 처리한 침지수가 3 log cycle 감소시켰고, 전기분해수의 경우 무격막 처리수가 미생물 증식을 2 log cycle 억제하여 미생물 증식억제에 효과적임을 알 수 있었다 또한 갈변억제에 효과적인 ascorbic acid와 citric acid 처리수로 침지하였을 때 저장 2일째 까지는 미생물 증식이 없었으나 저장 4일째 대조구는 7 log cycle 인데 비해 처리구는 3 log cycle 로 나타나 강력하게 미생물 증식을 억제하는 것임을 알 수 있었다. 이상의 연구결과로 볼 때 양상추의 갈변과 미생물 증식에 있어서 ascorbic acid와 citric acid로 최소 가공하는 것이 가장 바람직하다고 생각된다.