• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권3호
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• pp.469-476
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• 2020

Research reactors in-core experimental facilities are designed to provide the highest steady state flux for user's irradiation requirements. However, fuel conversion from highly enriched uranium (HEU) to low enriched uranium (LEU) driven by the ongoing effort to diminish proliferation risk, will impact reactor physics parameters. Preserving the reactor capability to produce the needed flux to perform its intended research functions, determines the conversion feasibility. This study investigates the neutron flux in the central experimental facility of two material test reactors (MTR), the IAEA generic10 MW benchmark reactor and the 22 MW s Egyptian Test and Research Reactor (ETRR-2). A 3D full core model with three uranium enrichment of 93%, 45%, and 20% was constructed utilizing the OpenMC particle transport Monte Carlo code. Neutronics calculations were performed for fresh fuel, the beginning of life cycle (BOL) and end of life cycle (EOL) for each of the three enrichments for both the IAEA 10 MW generic reactor and core 1/98 of the ETRR-2 reactor. Criticality calculations of the effective multiplication factor (K_eff) were executed for each of the twelve cases; results show a reasonable agreement with published benchmark values for both reactors. The thermal, epithermal and fast neutron fluxes were tallied across the core, utilizing the mesh tally capability of the code and are presented here. The axial flux in the central experimental facility was tallied at 1 cm intervals, for each of the cases; results for IAEA 10 MW show a maximum reduction of 14.32% in the thermal flux of LEU to that of the HEU, at EOL. The reduction of the thermal flux for fresh fuel was between 5.81% and 9.62%, with an average drop of 8.1%. At the BOL the thermal flux showed a larger reduction range of 6.92%-13.58% with an average drop of 10.73%. Furthermore, the fission reaction rate was calculated, results showed an increase in the peak fission rate of the LEU case compared to the HEU case. Results for the ETRR-2 reactor show an average increase of 62.31% in the thermal flux of LEU to that of the HEU due to the effect of spectrum hardening. The fission rate density increased with enrichment, resulting in 34% maximum increase in the HEU case compared to the LEU case at the assemblies surrounding the flux trap.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.165-175
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• 2009

역학적 경험적 포장 설계법을 도입하려는 현재의 연구추세에 발 맞추어 정확한 응력, 변형률, 변형을 기초로 포장구조체를 해석하기 위한 역학적 접근방법이 필요한 시점이다. 기존의 실험결과에 따르면 연성포장 구조의 기층에 이용되는 자갈과 노상층에 이용되는 노상토등의 포장 하부재료는 반복하중 조건하에서 비선형 회복탄성계수의 특징을 따르는 것으로 나타났다. 이 비선형 거동은 재료의 현재 응력에 의한 회복탄성계수 모델로 나타나질 수 있으며 정확한 해를 구할 수 있는 역학적 방법중의 하나인 유한요소 해석 방법에 적용되어 질 수 있다. 이 연구에서는 비선형 해석기법과 효과적인 해 수렴기법이 구현된 재료 모델 부 프로그램을 범용 유한요소 프로그램의 하나인 아바쿠스에 적용시켰다. 이 수치해석 방법에는 더 정확한 해를 찾기 위한 체눈분할에 의해 만들어진 유한요소 모델이 이용되었다. 이런 일련의 방법들에 의한 포장구조체의 해석결과, 2차원과 3차원 비선형 유한요소 해석의 결과가 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 사용된 부 프로그램은 미연방 항공국 공항 시험포장에서 측정되어진 결과 값에 의해 비교 검증되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.243-248
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• 2022

본 논문에서는 1차원 오일러 보 요소(Euler-Bernoulli Beam Element)를 이용한 회전익기 축계에 대한 중량 최적설계를 수행하였다. 회전 축계의 특성을 고려해 비틀림(Torsion)과 베어링과 같은 축지지 강성 및 플랜지(Flange) 질량을 모두 고려하였고, 동적 안전성 확보를 위해 고유치 해석을 수행하여 임계속도(Critical Speed)와 기어박스로부터 오는 치 변형 가진을 회피할 수 있도록 하였다. 축의 길이는 고정된 상태에서 두께와 반경을 조절하여 중량 최적화를 수행하였으며, 최적화 과정은 2단계로 나누어 진행하였다. 1단계에서는 비틀림 강도를 제약조건으로 하여 중량을 최적화한 후 2단계에서는 축계 안정성 확보 기준(Headquarters, U.S. Army Material Command, 1974)에 따라 축의 비틀림 강도에 대한 제약조건을 만족시키며, 축의 1차 모드가 임계속도를 회피할 수 있도록 축 1차모드와 임계속도의 차이가 최대가 되도록 최적화를 진행하였다. 주어진 1차원 보 요소를 이용하여 최적설계를 한 결과를 3차원 유한요소 모델과 실제 제작된 축게의 시험결과와 비교하여 제안된 방법을 검증하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제24권2호
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• pp.55-64
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• 1988

부산시 선적의 근해안강망 어선에서 사용하고 있는 어구의 1/10, 1/20 모형을 제작하여 흐름이 비교적 빠른 연안에서 전개상태를 측정 및 관찰한 결과는 다음과 같다. 1. 전개장치의 전개높이, 전개간극 등은 네갈랫줄의 상대적 길이에 따라 상당히 다르며, 보편적으로 사용하고 있는 바와 같이 네갈랫줄의 길이를 길게 하고, 맨 위쪽 줄의 길이를 그 보다는 짧게한 방식이 효과적이며, 가장 효과적인 것은 갈랫줄의 길이를 아래로부터 차례로 맨 아랫것 보다 5%, 9%, 4%씩 길게 한 것이 전개 높이, 전개간극, 전개면적 등의 모든 면에서 가장 효과적이었다. 2. 흐름이 빨라지면 등판과 밑판의 평면형상은 뜸줄과 발줄이 아주 심하게 만곡되고, 그물 길이의 2/5 정도까지는 망지가 뒤로 많이 쏠려서 망구에 있어서의 물의 여과를 혼란시켜 어군의 입망을 방해할 것 같고, 또 밑판이 해저의 장애물에 걸렸을 때는 파망의 우려가 크다. 3. 유체저항을 실물어구의 것으로 환산하면 R=29.2$\times$103 v1.65 이라고 표현되고, 이것을 그물의 설계상 구성요소를 고려한 식으로 바꾸면 R=5.9$\times$d/l$\times$abv1.65 이라고 표현된다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.400-425
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• 2018

본 논문에서는 국제공동연구인 DECOVALEX-2019 프로젝트 Task B의 연구결과와 현황을 소개하였다. Task B의 주제는 'Fault slip modelling'으로 유체의 주입으로 인해 발생하는 단층의 재활성(미끄러짐, 전단파괴)과 수리역학적 거동을 예측할 수 있는 해석기법을 개발하는 데에 그 목적이 있다. 1단계 연구는 참가팀들이 연구주제에 대해 숙지하고, 벤치마크 모델을 대상으로 단층의 투수특성과 역학적 거동의 상호작용을 모사할 수 있는 해석코드를 개발할 수 있도록 하는 준비 단계의 연구이다. 본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석 기법을 사용하여 물 주입으로 인한 단층의 수리역학적 연계거동을 모사하였다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 두 가지 수리간극모델에 대하여 수리역학적 커플링 관계식을 수치화하였으며, 연속체 요소(수리모델)와 인터페이스 요소(역학모델)의 거동을 연계할 수 있는 해석기법을 제시하였다. 또한, 단층의 역학적 변형(간극의 변화)으로 인한 수리물성 변화와 기하학적 변화(해석 메쉬의 변형)를 수리해석에 반영할 수 있는 해석기법을 개발하였다. 다양한 압력의 물을 단계적으로 주입하고 이로 인해 유도되는 단층의 탄성거동 및 전단파괴(미끄러짐)에 대해 살펴보았으며, 수리간극의 변화 양상과 원인, 압력 분포와 주입율의 관계 등을 면밀히 검토하였다. 해석 결과, 본 연구에서 개발한 해석기법이 물 주입으로 인한 단층의 미끄러짐 거동을 합리적인 수준에서 재현할 수 있는 것으로 판단할 수 있었다. 본 연구의 해석모델은 Task B에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 연구의 현장시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 한국농공학회지
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• 제24권2호
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• pp.49-55
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• 1982

The purpose of this study is to classify the factors influenced on the damages of head works suffered from the storm flood occurred on July 22 1980 in both Musim and Bochong rivers and to find out an integral counter measures against the causes influenced on the disaster of head works in the engineering aspect of planning, design, construction and maintenance. In this survey, number of samples was taken 25 head Works, and the counter measures against the causes of their disasters summarized was as follows, 1. In the aspect of planning a. As the flood water level after the establishment of head works is more increased than the level before setting of head works owing to having more gentle slope of river bed between the head works than nature slope of river bed. Number of head works should be reduced for the appropriate annexation of them b. In the place where head works is established on the curved point of levee, the destruction of levee becomes severe by the strong deflective current. Therefore the setting of head works on the curved point should be kept off as long as possible and in case of unavoidable circumstances the construction method such as reinforced concrete wall or stone wall filed with concrete and anchored bank revetments should be considered. 2. In the aspect of design a. As scoring phenomena at up stream is serious around the weir Where the concentration of strong current is present in such a place, up stream apron having impermeability should be designed to resist and prevent scoring. b. As the length of apron and protected bed is too short to prevent scoring as down stream bed, the design length should be taken somewhat more than the calculated value, but in the case the calculated length becomes too long to be profitable, a device of water cushion should be considered. c. The structure of protected river bed should be improved to make stone mesh bags fixed to apron and to have vinyl mattress laid on river bed together with the improvement for increasing the stability of stone mesh bags and preventing the sucked sand from the river bed. d. As the shortage of cut-off length, especialy in case of the cutoffs conneting both shore sides of river makes the cause of destruction of embankment and weir body, the culculation of cut-off length should be taken enough length based on seepage length. 3. In the aspect of design and constructions a. The overturing destruction of weir by piping action was based on the jet water through cracks at the construction and expansion joints. therefore the expansion joint should be designed and constructed with the insertion of water proof plate and asphalt filling, and the construction joint, with concaved shape structure and steel reinforcement. b. As the wrong design and construction of the weep holes on apron will cause water piping and weir destruction, the design and construction of filter based on the rule of filter should be kept for weep holes. c. The wrong design and construction of bank revetment caused the severe destruction of levee and weir body resulting from scoring and impulse by strong current and formation of water route behind the revetment. Therefore bank revetment should be designod and constructed with stone wall filled with concrete and anchored, or reinforced concrete wall to prevent the formation of water flow route behind the wall and to resist against the scoring and impulse of strong stream. 4. In the aspect of maintenance When the damaged parts occurred at head works the authorities and farmers concerned should find and mend them as soon as possible with mutual cooperation, and on the other hand public citizen should be guided for good use of public property.

• 한국수산과학회지
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• 제34권3호
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• pp.254-259
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• 2001

프레임에 그물감을 부착하여 구성되는 우리형 구조물의 유수저항을 설계 도면으로부터 정확하게 산정하기 위한 기초 단계로 해서, 4가지 규격의 나일론 랏쉘 그물감과 2가지 규격의 PE 막매듭 그물감에 대해 회류 수조에서 수리 실험을 실시하고 저항 특성을 조사하였다. 또한 일정 기간 해중에 침지되어 생물이 부착한 그물감에 대해 저항을 측정한 기존의 실험 결과를 사용하여 그것의 저항계수를 구하고 생물이 부착되지 않은 그물감의 저항계수와 비교하였다. 실험에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 벽 면적이 S되는 그물감이 유속 U에서 받는 저항 R을 $R=kSU^2$으로 표시할 경우 저항계수 $k(kg{\cdot}s^2/m^4)$는 $R_e$에 따라 크게 달라지는데, $R_e$의 대표 치수로서 그물코의 면적에 대한 발의 체적의 비 $\lambda,$ 즉$$\lambda=\frac{{\pi}d^2}{2L\;sin\;2{\phi}}$$을 사용하면 (d: 그물실의 지름, L: 발의 길이, $2{\phi}$: 그물코의 전개각), k는 $R_{e}<180$의 영역에서는$$k=350(\frac{{\lambda}U}{v})^{-0.25}$$으로 주어졌고, $R_e{\geq}180$의 영역에서는 큰 변화 없이 $92\~102(kg{\cdot}s^2/m^4$) 범위의 값을 취하였다. 2. 실험에 사용한 그물감들에 대해 벽 면적 S에 대한 투영 면적 $S_n$의 비인 $S_n/S$를 계산하고, 그것을 저항계수 k와 비교한 결과 $$k=98.6(\frac{S_n}{S})^{1.19}$$이 얻어 졌다. 3. 해중에 30일간 침지하여 생물이 부착된 상태의 평면 그물감에 대한 k와 $S_n$와의 관계는 $$k=176(\frac{S_n}{S})^{1.65}$$으로 주어 졌다. 4. 그물감의 유수저항은 방오 도료를 도장하지 않은 그물감보다 도장한 그물감에서 약간 더 큰 경향이었으나, 그 차이는 무시해도 좋을 정도로 작았다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.118-127
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• 2010

전기검층은 지층의 전기비저항을 측정하는 물리검층법으로 전극배열에 따른 전기비저항 변화에서 지층내의 수포화도를 평가하는데 이용된다. 전기검층은 시추공 효과 및 인접한 지층의 두께와 전기비저항 들에 의해 많은 영향을 받는다. 이러한 시추공 효과 및 인접 지층의 영향은 시추공 내에서 전기검층 손데가 중심으로부터 편향되었을 때 더 커진다. 노말검층 손데가 시추공 내에서 편향되었을 때, 단노말과 장노말 검층자료의 정확한 해석의 기초를 마련하기 위해 검층손데의 편향에 의한 전기검층 자료의 왜곡을 수치모델링을 이용하여 분석하였다. 이를 위해 노말검층 손데의 편향으로 인한 3차원적 기하학적 구조를 단순화 시킬 수 있는 새로운 좌표 체계를 제안하고, 이 좌표계에서 Fourier 급수 전개(Fourier series expansion)를 수행하였다. 여러 개의 서로 연동된 이차원 문제들을 풀기 위하여 이차원 hp goal-oriented high-order self-adaptive hp (h는 셀의 크기, p는 근사 차수를 의미) 유한요소법에 기초한 알고리즘을 적용하였다. 이 알고리즘은 모델링 영역 내에서 자동적으로 각 격자 셀에서의 h와 p를 바꿔가면서 최적의 격자를 생생하여 원하는 정밀도의 해를 도출할 수 있다. 수치모델링 결과, 이 연구에서 제안한 알고리즘으로 정확하고 신뢰성 있는 해를 얻을 수 있었다. 검층손데의 편향 영향은 시추공경이나 시추공 이수의 전기비저항이 큰 경우, 그리고 지층의 전기비저항이 낮은 경우에 큰 것을 알 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.497-503
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• 2004

건강한 정상인의 복부대동맥과 장골동맥 분기관의 다이콤 의료 영상으로부터 구성된 혈관 모델을 대상으로 전산혈류해석을 수행하였다. 본 연구에서는 CT로 촬영한 혈관영상으로부터 단면영상을 읽고 각 단면의 경계 좌표를 매끄럽게 추출하는 프로그램을 개발하여 적응하였다. 해석용 3차원 메쉬 생성과 혈류해석은 상용프로그램을 사용하였다. 해석을 통해 얻어진 압력, 속도 및 유량 분포는 정상인의 생리학적 범위 내에 있었다. 초음파로 측정된 장골동맥 중심부의 심장 수축기 속도는 해석에 비해 20% 정도 작은 값을 보였으며 한 주기 동안 속도 변화의 경향은 유사하였다. 본 연구의 접근방법은 환자 개인의 실제 혈관 형상에 기반한 혈류해석으로서 좁아진 동맥 또는 시술 될 동맥에서의 압력, 속도값, 속도분포에 대한 정보를 제공한다. 이 결과는 의사로 하여금 환자의 혈류역학적 변수의 변화를 파악하게 하여 환자의 상태를 더 잘 이해하고 수술의 필요성을 판단하도록 도움을 줄 수 있으며 나아가 혈관 수술의 기초자료로 사용될 수 있을 것이다. 이 연구는 향후 동맥경화와 밀접히 연관된 혈류역학적 변수의 분포를 혈관 내에 보여줌으로서 동맥경화를 조기 진단하는 프로그램으로 발전할 것으로 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제5권4호
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• pp.32-41
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• 1996

본 연구는 $CaCl_2$ $-Na_2$ $CO_3$ $-H_2$O 반응계의 생성물인 침강성탄산칼슘의 성상에 영향을 주는 인자들을 조사할 목적으로 수행되었으며, 탄산칼슘 동질이상의 생성수율, 입도, 백색도 등에 미치는 반응 용액 농도의 영향, 불순물의 영향, pH의 영향, 종결정의 영향, 반응용액 적하속도의 영향등을 검토하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 주요 실험결과들은 아래와 같다. 1. 반응염의 농도가 크거나 그 적하속도가 빠를수록 반응생성물중 불안정한 aragonite과 vaterite의 생성수율이 증가하며 생성물의 입도는 미세해지는 경향을 보였다. 본 연구의 실험조건에서는 반응농도가 0.1~1.0mol/ι일 때 aragonite와 vaterite의 생성수율이 각각 80~90%, 75~82%로 가장 높았다. 2. 국내에서 산출되는 석회석 중에 주로 존재하는 6종의 불순성분($Fe_2$$O_3$, $Al_2$$O_3$, MgO, $SiO_2$, $Na_2$O, $K_2$O)을 구성하는 양이온을 반응용액속에 이온상태($SiO_2$는 500mesh 이하의 고체상태)로 첨가할 경우 Fe\ulcorner의 첨가량이 많을수록 생성물의 백색도가 저하하고 ${Fe^{3+}}/{CaCO_3}$몰분율이 0%일 경우 백색도 99.8에서 ${Fe^{3+}}/{CaCO_3}$몰분율이 10%일 경우 백색도 29.8), Mg\ulcorner의 첨가량이 많을수록 aragonite의 생성수율을 증가시키는 경향을 나타내었다. 3. pH 8~11 영역에서는 aragonite과 vaterite의 생성수율이 높고 pH 6~8과 11~13 영역에서는 calcite의 생성수율이 높았으나 pH 6~8에서 생성되는 calcite는 크기가 $1mu extrm{m}$이상인 조립의 능면체였으며 pH 11~13에서 생성되는 calcite는 미립의 능면체였다. 4. 종결정으로 calcite, aragonite, vaterite을 각각 생성 $CaCO_3$에 대한 중량백분율로 0~10% 첨가할 경우 calcite과 aragonite 종결정은 자신의 결정구조와 같은 $CaCO_3$동질이상의 생성수율을 증가시키나, vaterite은 불안정하여 종결정으로서의 역할을 하지 못하였다. 본 연구의 실험 조건중 $47^{\circ}C$에서 calcite Seed를 첨가하지 않을 경우 calcite의 생성수율은 50% 정도이나 calcite Seed를 6%이상 첨가하면 calcite의 생성수율이 거의 100%에 가깝게 증가하며, 동일조건에서 aragonite Seed를 첨가할 경우는 무첨가시 약 50%였던 aragonite의 생성수율이 2%이상 첨가하면 85%이상으로 증가하였다.