• 한국항해항만학회지
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• 제38권3호
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• pp.269-275
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• 2014

본 연구에서는 제강슬래그를 이용하여 수용액상에서 혼합 중금속의 흡착능을 평가하였다. 게다가, 제강슬래그를 안정화제로 활용하여 해양오염퇴적물 내 Ni, Zn, Cu, Pb 및 Cd에 대하여 중금속 안정화 실험을 수행하였다. 중금속 흡착 특성은 Freundlich 및 Langmuir 방정식을 이용하여 해석하였으며, 평형흡착 실험결과는 Langmuir 모델에 잘 부합되었고 $Pb^{2+}$ > $Cd^{2+}$ > $Cu^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Ni^{2+}$순으로 평형흡착량이 많았다. 안정화 방법은 오염퇴적물에 제강슬래그 첨가 후 150일간 습윤 양생 하였다. 연속추출 실험결과로부터, 미처리 오염퇴적물과 비교해서 Ni, Zn, Cu, Pb 및 Cd의 이온교환, 탄산염, 산화물 형태는 제강슬래그에 의해 각각 13%, 6.0%, 1.3%, 17% 및 50% 감소하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권10호
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• pp.796-804
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• 2013

연소 및 추진 기관 공학 교육 과정의 일부로써 간단한 형태의 열기관인 감자총 (Potato Gun)의 제작, 시험 및 해석을 수행하였다. 정적 연소실의 화학 평형 해석을 이용하여 연소실의 압력을 계산하고, 팽창과정의 열역학 해석을 통하여 열에너지의 운동에너지로 변환되는 내탄도 과정을 계산하였다. 공기역학적 지식을 도입한 구형 탄도 궤적 해석을 통하여 비행거리를 추정할 수 있었으며, 이를 통하여 감자총의 에너지 변환 효율 및 혼합기의 당량비를 추정하였다. 본 과제는 재활용 자재를 이용하여 학부 수준에서 열-유체역학공학 지식을 활용하여 실습하고 학생들의 관심을 유발할 수 있는 적당한 예로 여겨진다.

• 한국환경과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1613-1622
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• 2016

Zeolite (FZ), prepared from fly ash, was immobilized with polyacrylonitrile (PAN) to fabricate PAN/FZ beads. The prepared PAN/FZ beads were characterized by scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, and Fourier transform infrared spectroscopy. The optimum ratio to prepare PAN/FZ beads was 0.3 g of PAN to 0.3 g of FZ. The diameter of the prepared PAN/FZ beads was about 3 mm. Sr and Cu ion adsorption experiments were conducted with PAN/FZ beads. A pseudo-second-order model fit the kinetic data for Sr and Cu ion adsorption by PAN/FZ beads well. The equilibrium data fitted well with the Langmuir isotherm model, and the maximum adsorption capacities were 96.5 mg/g and 74.6 mg/g for the Sr and Cu ions, respectively. Additionally, the values of thermodynamic parameters such as Gibbs free energy (${\Delta}G^o$), enthalpy (${\Delta}H^o$) and entropy (${\Delta}S^o$) were determined. The positive values of ${\Delta}H^o$ revealed the endothermic nature of the adsorption process and the negative values of ${\Delta}G^o$ were indicative of the spontaneity of the adsorption process.

• 한국환경과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1623-1632
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• 2016

Zeolite (FZ) prepared using coal fly ash from an Ulsan industrial complex was immobilized with polysulfone (PS) to fabricate PS-FZ beads. The prepared PS-FZ beads were characterized by scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. The optimum ratio for preparing PS-FZ beads was 1 g of PS to 2 g of FZ. The removal efficiencies of Sr and Cu ions by the PS-FZ beads increased as the solution pH increased and nearly reached a plateau at pH 4. A pseudo-second-order model morel fit the adsorption kinetics of both ions by the PS-FZ beads better than a pseudo-first-order model. The Langmuir isotherm model fit the equilibrium data well. The maximum adsorption capacities calculated from the Langmuir isotherm model were 46.73 mg/g and 62.54 mg/g for the Sr and Cu ions, respectively. Additionally, the values of thermodynamic parameters such as free energy (${\Delta}G^{\circ}$), enthalpy (${\Delta}H^{\circ}$) and entropy (${\Delta}S^{\circ}$) were determined. The results implied that the prepared PS-FZ beads could be interesting an alternative material for Sr and Cu ion removal.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권6호
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• pp.79-94
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• 2011

Black carbon (BC), a kind of high surface area carbonaceous material (HSACM), was isolated from Andong lake sediment. Sorption and desorption kinetics of naphthalene (Naph) and phenanthrene (Phen) in organic carbon (OC) and BC in the Andong lake sediment were investigated. Several kinetic models such as one-site mass transfer model (OSMTM), two-compartment first-order kinetic model (TCFOKM), and a newly proposed modified two-compartment first-order kinetic model (MTCFOKM) were used to describe the sorption and desorption kinetics. The MTCFOKM was the best fitting model. The MTCFOKM for sorption kinetics showed that i) the sorbed amounts of PAHs onto BC were higher than those onto OC, consistent with BET surface area; ii) the equilibration time for sorption onto BC was longer than those onto OC due to smaller size of micropore ($11.67{\AA}$) of BC than OC ($38.18{\AA}$); iii) initial sorption velocity of BC was higher than OC; and iv) the slow sorption velocity in BC caused the later equilibrium time than OC even though the fast sorption velocity was early completed in both BC and OC. The MTCFOKM also described the desorption of PAHs from the OC and BC well. After desorption, the remaining fractions of PAHs in BC were higher than those in OC due to stronger PAHs-BC binding. The remaining fractions increased with aging for both BC and OC.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.133-142
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• 2005

미세하게 부유된 입자(alumina(Al$_2$O$_3$), quartz(SiO$_2$))의 침전 농도를 물리-화학적(초기농도, pH, NaCl)인 영향을 고려하면서 연구하였다. 침강실험은 입자사이의 끌어당기는 힘 때문에 Flocculation(플록 형성)이 일으키는 초기농도와 NaCl의 증가가 중요한 영향을 미치며, 더욱이 미립자(alumina(Al$_2$O$_3$))의 농도-시간 곡선에 pH의 영향이 매우 큼을 보였다. 또한 정지수면 조건하에서 미립자의 침전 거동예측을 위한 수치 모델은 부정류 1차원 이송방정식에 의해 분석되었으며 양해법, 음해법, Crank-Nicolson 기법 및 유한차분법을 이용하였다. 수치모델은 평형을 이룬 농도변화까지 예측하였으며, 실험치의 비교분석을 통해 중앙차분법을 통한 Implicit 모형의 계산이 대체로 일치하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.162-162
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• 2011

Nanometer-sized noble metals can trap and guide sunlight for enhanced absorption of light based on surface plasmon that is beneficial for generation of hot electron flows. A pulse of high kinetic energy electrons (1-3 eV), or hot electrons, in metals can be generated after surface exposure to external energy, such as in the absorption of light or in exothermic chemical processes. These energetic electrons are not at thermal equilibrium with the metal atoms. It is highly probable that the correlation between hot electron generation and surface plasmon can offer a new guide for energy conversion systems [1-3]. We show that hot electron flow is generated on the modified gold thin film (<10 nm) of metal-semiconductor (TiO2) Schottky diodes by photon absorption, which is amplified by localized surface plasmon resonance. The short-circuit photocurrent obtained with low energy photons (lower than bandgap of TiO2, ~3.1-3.2 eV) is consistent with Fowler's law, confirming the presence of hot electron flows. The morphology of the metal thin film was modified to a connected gold island structure after heating to 120, 160, 200, and 240$^{\circ}C$. These connected island structures exhibit both a significant increase in hot electron flow and a localized surface plasmon with the peak energy at 550-570 nm, which was separately characterized with UV-Vis [4]. The result indicates a strong correlation between the hot electron flow and localized surface plasmon resonance with possible application in hot electron based solar cells and photodetectors.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.199-207
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• 2015

Solid materials of ammonia sources with SCR have been considered for the application of lean NOx reduction in automobile industry, to overcome complex problems of liquid urea based SCR. These solid materials produce ammonia gas directly with proper heating and can be packaged by compact size, because of high volumetric ammonia density. Among ammonium salts and metal ammine chlorides, calcium ammine chloride was focused on this paper due to low decomposition temperature. In order to make calcium ammine chloride in lab-scale, simple reactor and glove box was designed and built with ammonium gas tank, regulator, and sensors. Basic test conditions of charging ammonia gas to anhydrous calcium chloride are chosen from equilibrium vapor pressure by Van't Hoff plot based on thermodynamic properties of materials. Synthetic method of calcium ammine chloride were studied for different durations, temperatures, and pressures with proper ammonia gas charged, as a respect of ammonia gas adsorption rate(%) from simple weight calculations which were confirmed by IC. Also, lab-made calcium ammine chloride were analyzed by TGA and DSC to clarify decomposition step in the equations of chemical reaction. To understand material characteristics for lab-made calcium ammine chloride, DA, XRD and FT-IR analysis were performed with published data of literature. From analytical results, water content in lab-made calcium ammine chloride can be discovered and new test procedures of water removal were proposed.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.684-691
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• 2015

덕티드 로켓 가스발생기용 추진제 성능을 검증하기 위한 실험에서 직경이 10mm인 파이프와 최소 직경이 8.7mm인 수축 노즐을 배출 튜브로 사용하였을 때 급격한 압력 증가가 관찰되었다. 급격한 연소 압력 증가는 배출 튜브를 통과하는 유동의 열 질식(thermal choking) 때문인 것으로 판단하였다. 본 연구에서는 원형 파이프를 사용하는 경우, 배출 튜브 유동의 열 질식을 고려하여 가스발생기 연소 압력 변화를 예측하였다. 그 결과, 배출가스의 비-평형 화학반응으로 인한 배출 튜브 유동의 열 질식 발생이 급격한 연소 압력 증가의 원인임을 확인하였다. 특히 덕티드 로켓의 높은 압력 지수는 배출 튜브 내에서 발생하는 열에 매우 민감하게 반응하여 배출 튜브 내의 열 질식 가능성을 높이는 것으로 분석되었다. 또한 배출 튜브로 단면적의 변화가 있는 발산형 파이프를 사용하면 가스발생기의 급격한 연소 압력 증가를 예방할 수 있을 것으로 판단하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.66-74
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• 2016

본 논문에서는 철근 콘크리트 단면에서 동시에 진행되는 중성화와 염화물 침투에 의해 진행되는 내구성 문제에 대해 서로 다른 콘크리트의 특성과 주변 환경의 영향을 매개변수 분석을 통해 수행하였다. 이를 위해 콘크리트의 미세 공극 구조의 변화 및 중성화와 염소이온 투과의 상호 화학반응이 직접 지배방정식 형태로 고려된 최신 모델을 사용하여 이 복합작용의 분석을 수행하였다. 이산화탄소, 염소이온, 열 및 수분의 복합적인 이동이 직접 고려되었다. 문헌상의 실험 데이터를 분석하여 모델의 입력변수를 결정하고 계산의 편의성을 증진시켰다. 이 모델을 상용유한요소 프로그램인 COMSOL의 사용자 모듈형태로 개발 하였다. 이 상호작용에 영향을 미치는 물-바인더비 (w/b), 골재-바인더비 (a/b), 플라이에쉬 함량, CSH 함량, 콘크리트 초기공극률 등을 정량적으로 분석하였다. 결과에 의하면, 중성화와 염소이온 침투의 상호작용은 다양한 재료 물성치에 영향을 받는다.