• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.235-245
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• 2021

최근 기후변화의 영향으로 집중호우의 발생빈도가 증가하여 많은 양의 토석류가 발생하고 있다. 본 연구의 목적은 수로경사와 토사체적농도의 변화에 따른 토석류의 흐름 특성을 파악하고, 소단의 설치가 토석류 흐름 특성에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 본 연구에서는 실내 모형실험을 통해 토석류의 흐름 특성 중 유속, 흐름 깊이, Froude 수, 흐름저항계수를 산정하였으며, 소단의 영향을 확인하기 위해 소단을 설치하지 않은 직선수로와 소단을 설치한 1단 수로의 실험결과를 비교하였다. 실험결과, 수로경사가 토석류의 유속과 흐름 깊이에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 토사체적농도가 토석류의 유속, 흐름 깊이, Froude 수 및 흐름 저항계수에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, 소단을 설치함에 따라 토석류의 유속과 흐름 깊이가 최대 26.1%, 71.2%씩 감소하는 것을 확인하였다. 이는 소단을 설치하는 것이 토석류의 유속을 감소시켜 토석류의 이동성과 운동에너지를 감소시키는 것을 의미한다. 본 연구의 결과는 토석류의 흐름특성을 파악하는 데 유용한 정보를 제공하며, 사면에서 소단의 효용성에 대한 정보를 제공한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권11호
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• pp.5-12
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• 2013

본 연구의 목적은 토석류 발생 가능성이 높은 산지에 소단을 설치하였을 경우 산지 하류에서의 토석류의 거동과 메카니즘을 측정하는 것이다. 수치모델은 질량보존 및 운동량 보존에 관한 방정식에 기초하여 유한차분법을 이용하여 수행되었다. 토석류 거동을 측정하기 위하여 3가지 형태의 소단을 갖는 사면과 직선 사면에서의 토석류 변화를 비교하였다. 우선 하류단에서 소단폭의 길이 변화에 따른 직선 사면과 소단을 갖는 사면에 대한 유량과 토사체적 농도를 조사하였고, 공급유량 변화에 따른 소단을 갖는 사면에서의 유량과 토사체적 농도를 조사하였다. 소단을 갖는 수로에서는 소단폭의 길이가 길어질수록 소단으로 인해 토석류가 저유량 형태로 나타났으며, 고유량의 요동분포의 지속시간이 줄어들었다. 이는 소단이 토석류를 지연시키는 데 효과적인 것을 발견하였다. RMS비 비교 결과 소단을 갖는 사면이 직선 사면보다 유량이 적게 나타난 것을 확인하였다. 토사체적농도의 경우 소단폭의 길이가 길어질수록 변곡점이 나타나지 않고 완만한 형태의 그래프를 나타냈으다. 또한, 저농도의 토사와 물이 혼합되어 하류부로 유하하기 때문에 하류부에서의 토석류에 의한 피해를 저감시키는 데 효과가 있었다. 본 연구의 결과는 토석류 재해 예측 및 다양한 대책을 세우는 데 좋은 정보를 제공할 것이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.237-242
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• 2017

장마나 집중호우 등에 의한 지속적인 강우는 비점오염원의 유출과 더불어 유량을 증가시킨다. 그리고 유량의 증가로 수위가 상승하게 되면 하천 주변에 산재되어 있던 부유쓰레기는 빨라진 유속에 의해 이동하게 된다. 하지만 현재 국내외에서 강우량과 유량을 분석하여 부유쓰레기의 이동량을 정량적으로 산출한 연구 사례는 없었다. 이에 본 연구에서는 SCS-CN 방법을 이용하여 산출한 유효 강우량과 유량 변화에 따른 이동 경로 모니터링 결과를 토대로 부유쓰레기의 이동량을 산정하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권8호
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• pp.3017-3029
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• 2023

In the late in-vessel phase of a nuclear reactor severe accident, the internal heat transfer and crust evolution during the debris bed melting process have important effects on the thermal load distribution along the vessel wall, and further affect the reactor pressure vessel (RPV) failure mode and the state of melt during leakage. This study coupled the phase change model and large eddy simulation to investigate the variations of the temperature, melt liquid fraction, crust and heat flux distributions during the debris bed melting process in the hypothetical severe accident of HPR1000. The results indicated that the heat flow towards the vessel wall and upper surface were similar at the beginning stage of debris melting, but the upward heat flow increased significantly as the development of the molten pool. The maximum heat flux towards the vessel wall reached 0.4 MW/m². The thickness of lower crust decreased as the debris melting. It was much thicker at the bottom region with the azimuthal angle below 20° and decreased rapidly at the azimuthal angle around 20-50°. The maximum and minimum thicknesses were 2 and 90 mm, respectively. By contrast, the distribution of upper crust was uniform and reached stable state much earlier than the lower crust, with the thickness of about 10 mm. Moreover, the sensitivity analysis of initial condition indicated that as the decrease of time interval from reactor scram to debris bed dried-out, the maximum debris temperature and melt fraction became larger, the lower crust thickness became thinner, but the upper crust had no significant change. The sensitivity analysis of in-vessel retention (IVR) strategies indicated that the passive and active external reactor vessel cooling (ERVC) had little effect on the internal heat transfer and crust evolution. In the case not considering the internal reactor vessel cooling (IRVC), the upper crust was not obvious.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1294-1301
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• 2010

This study is an experimental research for the dispersion behavior and impact characteristics of debris flow according to change of slope. Large scale experimental setup for the debris flow was established to simulate the artificial rainfall and control the ground slope. Parameters such as materials of debris flow, slope, and length of slope were used for the experiments. After the experiments, it was found that the speed of ground material components was increased about 28~47%. It was found that speed can be increased by increasing the particle size. Furthermore, maximum/final loads for ground material components were increased 89% for the coarse aggregate and 68% for the fine aggregate comparing with sand.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.915-926
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• 2016

본 연구는 도시지역 토사재해 위험지역에 대한 특성을 살펴보고, 다변량 통계분석을 이용하여 위험지역들을 유형화하여 관리전략상의 시사점을 도출한다. 사례분석은 서울시 산재된 토사재해 위험지역 49개소 현장조사 표본자료를 대상으로 하며, 조사항목의 특성정보를 이용하여 분석을 수행하였다. 분석 결과, 도시지역 토사재해 위험지역에는 계류부 하단 주변에 공원, 택지, 도로 등이 주로 위치하고 있으며, 다수의 주택가가 위험 지역과 인접해 있음을 알 수 있었다. 또한 군집분석과 판별분석을 통해 토사재해 위험지역은 크게 2가지 유형으로 구분되며, 위험지역에 대해 중점적으로 고려해야 할 요소는 주변 토지이용과 비탈면 경사임을 확인하였다. 이들 인자를 근거로 각 유형별 특성을 고려한 도시지역 토사재해 관리전략 상의 시사점을 도출하였다. 본 연구에서 제시한 분석방법과 관리전략상의 시사점은 기존의 산지 중심의 위험지역 관리대책에 더하여 피해 영향권에 해당하는 시가지에 대한 관리대책을 고려함으로써 토사재해에 보다 효과적으로 대응할 수 있는 기초가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제33권1호
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• pp.201-211
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• 2023

본 연구에서는 산사태 발생시 붕괴토사량을 산정하기 위하여 산사태 발생면적과 붕괴토사량의 상관관계를 활용하고, 붕괴토사량의 총 이동거리를 예측하기 위하여 붕괴토사량과 붕괴사면의 높이 및 붕괴토사의 도달거리를 활용하였다. 그리고 토석류의 이동경로를 예측하기 위하여 붕괴토사량의 유동 및 퇴적특성을 경사도의 인자로 단순화시킨 랜텀워크 모델을 적용하였다. 산사태 발생지점에서 이동경로 및 피해범위를 산정하기 위하여 토석류 이동 확률계산을 몬테카를로 시뮬레이션을 통하여 10,000회 반복적으로 수행하였다. 이때 계산된 다양한 랜텀워크의 궤적을 피해영역으로 제시하였다. 제안된 랜텀워크 모델을 이용한 산사태 피해범위 산정기법의 정확도를 확인하기 위하여 지리산 천왕봉 일대에서 발생된 산사태 발생이력을 적용하였다. 제안된 모델의 적용성을 검토한 결과 비교적 정확하게 피해범위를 산정하는 것으로 나타났으며, 10 m × 10 m 크기의 셀을 활용하는 것이 실제 피해범위에 대한 정확한 재현이 가능한 것으로 확인되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권6호
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• pp.842-848
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• 2018

Motivated by reducing the uncertainties in quantification of debris bed coolability, this paper reports an experimental study on two-phase flow resistances and interfacial drag in packed porous beds. The experiments are performed on the DEBECO-LT (DEbris BEd COolability-Low Temperature) test facility which is constructed to investigate the adiabatic single and two phase flow in porous beds. The pressure drops are measured when air-water two phase flow passes through the porous beds packed with different size particles, and the effects of interfacial drag are studied especially. The results show that, for two phase flow through the beds packed with small size particles such as 1.5 mm and 2 mm spheres, the contribution of interfacial drag to the pressure drops is weak and ignorable, while the significant effects are conducted on the pressure drops of the beds with bigger size particles like 3 mm and 6 mm spheres, where the interfacial drag in beds with larger particles will result in a descent-ascent tendency in the pressure drop curves along with the fluid velocity, and the effect of interfacial drag should be considered in the debris coolability analysis models for beds with bigger size particles.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.57-65
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• 2019

본 연구에서는 원통형 대책 구조물의 설치변화가 토석류의 흐름에 미치는 영향을 확인하기 위해, 대책 구조물을 설치 가능한 소형수로를 제작한 후에 실내모형실험을 실시하였다. 실험은 수로 내에 설치된 구조물의 높이와 종방향 열의 개수를 변화시켜가면서 수행하였다. 대책 구조물이 설치된 수로 측면과 상부에는 초고속 카메라와 레이저 수위센서를 설치하여, 토석류가 구조물을 통과하기 전 후의 흐름변화를 측정하였다. 이를 바탕으로 대책구조물 설치에 따른 토석류의 에너지 저감효과를 비교, 분석하였다. 실험결과, 원통형 대책 구조물의 설치는 토석류의 유속과 흐름깊이를 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 구조물의 설치높이와 종방향 열의 개수가 증가할수록 그 영향은 더욱 커지는 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권6호
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• pp.1583-1600
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• 2015

When natural disasters occur, including earthquakes, tsunamis, and debris flows, they are often accompanied by various types of damages such as the collapse of buildings, broken bridges and roads, and the destruction of natural scenery. Natural disaster detection and warning is an important issue which could help to reduce the incidence of serious damage to life and property as well as provide information for search and rescue afterwards. In this study, we propose a novel computer vision technique for debris flow detection which is feature-based that can be used to construct a debris flow event warning system. The landscape is composed of various elements, including trees, rocks, and buildings which are characterized by their features, shapes, positions, and colors. Unlike the traditional methods, our analysis relies on changes in the natural scenery which influence changes to the features. The "background module" and "monitoring module" procedures are designed and used to detect debris flows and construct an event warning system. The multi-criteria decision-making method used to construct an event warring system includes gradient information and the percentage of variation of the features. To prove the feasibility of the proposed method for detecting debris flows, some real cases of debris flows are analyzed. The natural environment is simulated and an event warning system is constructed to warn of debris flows. Debris flows are successfully detected using these two procedures, by analyzing the variation in the detected features and the matched feature. The feasibility of the event warning system is proven using the simulation method. Therefore, the feature based method is found to be useful for detecting debris flows and the event warning system is triggered when debris flows occur.