• 한국물환경학회지
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• 제37권6호
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• pp.442-448
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• 2021

Seawater desalination is a technology through which salt and other constituents are removed from seawater to produce fresh water. While a significant amount of fresh water is produced, the desalination process is limited by the generation of concentrated brine with a higher salinity than seawater; this imposes environmental and economic problems. In this study, characteristics of seawater from three different locations in South Korea were analyzed to evaluate the feasibility of crystallization to seawater desalination. Organic and inorganic substances participating in crystal formation during concentration were identified. Then, prediction and economic feasibility analysis were conducted on the actual water flux and obtainable salt resources (i.e. Na2SO4) using membrane distillation and energy-saving crystallizer based on multi-stage flash (MSF-Cr). The seawater showed a rather low salinity (29.9~34.4 g/L) and different composition ratios depending on the location. At high concentrations, it was possible to observe the participation of dissolved organic matter and various ionic substances in crystalization. When crystallized, materials capable of forming various crystals are expected. However, it seems that different salt concentrations should be considered for each location. When the model developed using the Aspen Plus modular was applied in Korean seawater conditions, relatively high economic feasibility was confirmed in the MSF-Cr. The results of this study will help solve the environmental and economic problems of concentrated brine from seawater desalination.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권2호
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• pp.463-471
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• 2024

Average and local convective heat transfer coefficients of nitrogen are measured experimentally in an electrically heated circular tube for a range of Reynolds number from 1.08 × 10⁴ to 3.60 × 10⁴, and wall-to-bulk temperature ratio from 1.01 to 1.77. The exit Mach number is up to 0.17, and the heat flux is up to 46 kW·m^-2. The molybdenum test section has a 62 diameters heated section with an inside diameter of 5 mm and a 30 diameters entrance section to ensure the fully-developed flow. Uncertainty of Nusselt number is less than 1.6 % in this study. The results indicate that the average heat transfer correlations evaluated by both the bulk and the modified film Reynolds numbers agree well with the experimental data. The local heat transfer results based on bulk properties are compared with previous empirical correlations. New prediction correlations are recommended which are significantly affected by the property variation and heated length. The comparison between the proposed correlations and experimental points shows that 88 % of experimental data fall into an error of 10 %, and almost all data are within an error of 20 %.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제41권1호
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• pp.1-15
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• 2024

The Korean heliospheric community, led by the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI), is currently assessing the viability of deploying a spacecraft at the Sun-Earth Lagrange Point L4 in collaboration with National Aeronautics and Space Administration (NASA). The aim of this mission is to utilize a combination of remote sensing and in situ instruments for comprehensive observations, complementing the capabilities of the L1 and L5 observatories. The paper outlines longterm scientific objectives, underscoring the significance of multi-point in-situ observations to better understand critical heliospheric phenomena. These include coronal mass ejections, magnetic flux ropes, heliospheric current sheets, kinetic waves and instabilities, suprathermal electrons and solar energetic particle events, as well as remote detection of solar radiation phenomena. Furthermore, the mission's significance in advancing space weather prediction and space radiation exposure assessment models through the integration of L4 observations is discussed. This article is concluded with an emphasis on the potential of L4 observations to propel advancements in heliospheric science.

• 한국환경농학회지
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• 제24권4호
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• pp.350-357
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• 2005

농약별 수직이동 양상을 파악하고, 흡착계수와 토양관련 매개변수를 이용하여 대류이동성 모형(Convective mobility test model)으로 예측한 용탈 속도와 비교 평가하기 위하여 강서통(논), 중동통(밭), 예산통(산림토양) 및 신엄통(화산회토)을 사용하여 카바메이트계 농약 metolcarb, molinate, fenobucarb 및 dimepiperate와 유기인계 농약 isazofos, diazinon, fenitrothion, parathion 및 chlorpyrifos-methyl의 도주용탈실험을 수행하였다. 각 농약을 $50{\mu}g/cm^2$ 수준으로 토주 상단에 처리하였을 때 토심 10 cm 이동 후 용탈되는 농약별 최대용탈(peak) 농도는 화산회토를 제외한 3종 토양의 경우 metolcarb $6.5{\sim}12.6mg/L$, molinate $2.6{\sim}5.0mg/L$, fenobucarb $4.5{\sim}7.8mg/L$, dimepiperate $0.39{\sim}1.36mg/L$ isazofos $1.1{\sim}4.6mg/L$, diazinon $0.01{\sim}0.14mg/L$, fenitrothion 0.01 mg/L 미만${\sim}0.70mg/L$ 및 parathion 0.01 mg/L 미만${\sim}0.44mg/L$ 수준이었고 chloipyrifos-methyl은 네 토양 모두에서 용탈되지 않았다. Peak 농도 출현까지 소요된 용탈수량은 metolcarb $1.1{\sim}2.1$ pore volume(PV), molinate $1.6{\sim}3.3$ PV, fenobucarb $1.6{\sim}3.3$ PV, isazofos $2.1{\sim}4.4$ PV, diazinon $6{\sim}15$ PV 및 dimepiperate $8{\sim}21$ PV 수준이었다. 대류이동성 모형에 의한 예측결과는 대부분의 토양-농약 조합에서 토주용탈 양상과 일치하였고 표준조건(water flux 1 cm/일)에서 예측된 이동소요시간에 따라 metolcarb는 most mobile, molinate와 fenobucarb, isazofos는 mobile내지 most mobile, dimepiperate는 moderately mobile이나 mobile, diazinon은 mobile, fenitrothion과 parathion은 slightly mobile 또는 mobile, chloipyrifos-methyl은 immobile이나 slightly mobile 등급에 속하는 것으로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권1호
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• pp.29-41
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• 2019

산림생태계에서 총일차생산성(Gross Primary Production, GPP)은 기후변화에 따른 산림의 생산성과 그에 영향을 미치는 식물계절, 건강성, 탄소 순환 등을 대표하는 지표이다. 총일차생산성을 추정하기 위해서는 에디공분산 타워 자료나 위성영상관측자료를 이용하기도 하고 물리지형적 한계나 기후변화 등을 고려하기 위해 기작기반모델링을 활용하기도 한다. 그러나 총일차생산성을 포함한 산림 탄소 순환의 기작기반 모델링은 식물의 생물, 생리, 화학적 기작들의 반응과 지형, 기후 및 시간 등과 같은 환경 조건들이 복잡하게 얽혀 있어 비선형적이고 유연성이 떨어져 반응에 영향을 주는 조건들을 모두 적용하기가 어렵다. 본 연구에서는 산림 생산성 추정 모델을 에디공분산 자료와 인공위성영상 정보를 사용하여 기계학습 알고리즘을 사용한 모델들로 구축해 보고 그 사용 및 확장 가능성을 검토해 보고자 하였다. 설명변수들로는 에디공분산자료와 인공위성자료에서 나온 대기기상인자들을 사용하였고 검증자료로 에디공분산 타워에서 관측된 총일차생산성을 사용하였다. 산림생산성 추정 모델은 1) 에디공분산 관측 기온($T_{air}$), 태양복사($R_d$), 상대습도(RH), 강수(PPT), 증발산(ET) 자료, 2) MODIS 관측 기온(T), 일사량($R_{sd}$), VPD 자료(개량식생지수 제외), 3) MODIS 관측 기온(T), 일사량($R_{sd}$), VPD, 개량식생지수(EVI) 자료를 사용하는 세 가지 경우로 나누어 구축하여 2006 - 2013년 자료로 훈련시키고 2014, 2015년 자료로 검증하였다. 기계학습 알고리즘은 support vector machine (SVM), random forest (RF), artificial neural network (ANN)를 사용하였고 단순 비교를 위해 고전적 방법인 multiple linear regression model (LM)을 사용하였다. 그 결과, 에디공분산 입력자료로 훈련시킨 모델의 예측력은 피어슨 상관계수 0.89 - 0.92 (MSE = 1.24 - 1.62), MODIS 입력자료로 훈련시킨 모델의 예측력은 개량식생지수 제외된 모델은 0.82 - 0.86 (MSE = 1.99 - 2.45), 개량식생지수가 포함된 모델은 0.92 - 0.93(MSE = 1.00 - 1.24)을 보였다. 이러한 결과는 산림총일차생산성 추정 모델 구축에 있어 MODIS인공위성 영상 정보 기반으로 기계학습 알고리즘을 사용하는 것에 대한 높은 활용가능성을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.23-31
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• 2011

원자로의 안전을 확보하고 운전성능을 정확히 예측하기 위해서는 핵연료에서 초임계압 냉각재로 전달되는 열전달량을 예측하는 것이 매우 중요하다. 초임계압 유체에서 열전달은 유사임계온도 부근에서 급격하게 변화하는 물성의 영향을 크게 받아 열전달량이 증가하기도 하고, 특정한 질량유속과 열유속 조건에서는 열전달량이 감소하는 현상을 보이기도 한다. 본 연구에서는 초임계압수냉각로(SCWR)의 핵연료집합체 부수로의 수력 직경과 유사한 내경 4.57 mm 원형관 안에서 상 하향 방향으로 흐르는 $CO_2$로 전달되는 열전달량(실제로는 원형관 외벽온도)을 다양한 조건에서 측정하고 분석하였다. 총 7,250개의 실험결과를 기존의 초임계압 강제대류 상관식들로 예측한 결과와 비교하여 그 상관식들의 정확성을 검토하였으며, 부력매개변수 $\overline{Gr}_b/(Re^{2.7}_b\overline{Pr}^{0.5}_b})$를 도입하여 혼합대류 영역에서도 적용할 수 있도록 기존의 상관식을 확장하였다. 그리고 기존의 열전달열화 발생 조건을 본 실험의 열전달열화 조건과 비교하여 적용성을 평가하였다.

• 에너지공학
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• 제7권2호
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• pp.194-201
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• 1998

전기 철도 차량의 A.C 모터 속도제어에는 여러 개의 GTO thyristor와 다이오드가 필요하다. 그런데 이러한 반도체 소자들은 약 1~2 kW의 열을 발생하기 때문에 냉각장치가 필요하며 이러한 반도체의 냉각에는 Perfluorocarbon(PFC)을 작동유체로 하는 히트파이프를 많이 사용하고 있다. 본 연구에서는 PFC 히트파이프의 증발 및 응축 열전달 계수에 미치는 관련변수로 주입율, 관의 내부 표면상태, 경사각, 증기압, 열유속 등의 영향을 파악하고, 열전달 계수를 예측할 수 있는 상관식을 제시하고자 하였다. 이를 위해 내부 표면에 그루브가 설치된 동관과 표면이 매끈한 외경 15.88mm인 동관을 이용하여 주입율이 다른 총 길이 520mm의 PFC 히트파이프와 열사이폰을 제작하고 실험을 수행하였다. 증발 열전달 계수는 열유속 15~45 kW/$m^2$의 범위일 때 2 kW/$m^2$K~5.5 kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였다. 실험결과는 수정계수 CR=1.3을 적용할 때 Rohsenow의 핵비등 상관식과 실험치가 매우 접근된 결과를 보였으며 이러한 결과는 내부 벽면 그루브의 열전달 촉진효과이다. 응축 열전달 계수의 측정치는 1.5kW/$m^2$K~3.5kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였으며 Nusselt 막응축 모델에 수정계수 CN=4를 도입함으로써 매우 접근된 예측이 가능하였다. 증발부 체적에 대한 작동유체 주입율은 40~100%의 범위가 적절하였다. 그리고 30$^{\circ}$이상의 경사각에서는 경사각의 영향이 미소하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.221-221
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• 2014

The present work proposes an improved numerical simulator for design and modification of large area capacitively coupled plasma (CCP) processing chamber. CCP, as notoriously well-known, demands the tremendously huge computational cost for carrying out transient analyses in realistic multi-dimensional models, because electron dissociations take place in a much smaller time scale (${\Delta}t{\approx}10-8{\sim}10-10$) than time scale of those happened between neutrals (${\Delta}t{\approx}10-1{\sim}10-3$), due to the rf drive frequencies of external electric field. And also, for spatial discretization of electron flux (Je), exponential scheme such as Scharfetter-Gummel method needs to be used in order to alleviate the numerical stiffness and resolve exponential change of spatial distribution of electron temperature (Te) and electron number density (Ne) in the vicinity of electrodes. Due to such computational intractability, it is prohibited to simulate CCP deposition in a three-dimension within acceptable calculation runtimes (<24 h). Under the situation where process conditions require thickness non-uniformity below 5%, however, detailed flow features of reactive gases induced from three-dimensional geometric effects such as gas distribution through the perforated plates (showerhead) should be considered. Without considering plasma chemistry, we therefore simulated flow, temperature and species fields in three-dimensional geometry first, and then, based on that data, boundary conditions of two-dimensional plasma discharge model are set. In the particular case of SiH4-NH3-N2-He CCP discharge to produce deposition of SiNxHy thin film, a cylindrical showerhead electrode reactor was studied by numerical modeling of mass, momentum and energy transports for charged particles in an axi-symmetric geometry. By solving transport equations of electron and radicals simultaneously, we observed that the way how source gases are consumed in the non-isothermal flow field and such consequences on active species production were outlined as playing the leading parts in the processes. As an example of application of the model for the prediction of the deposited thickness uniformity in a 300 mm wafer plasma processing chamber, the results were compared with the experimentally measured deposition profiles along the radius of the wafer varying inter-electrode gap. The simulation results were in good agreement with experimental data.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.52-57
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• 2014

본 연구는 건축 구조물의 방화 등으로 인해서 발생한 가연물의 연소현상을 분석하여 화재발생 시점을 예측하기 위한 기초 방안을 제시하였다. 이를 위해서 계단실 화재사고 사례로부터 가연물을 인터폰 개별현관기(이하 '인터폰'으로 표시)로 선정하고 룸코너시험기(room corner test equipment)에서 화재실험을 실시하여 시간 변화에 따른 발열량을 산출하였으며, 화재시뮬레이션 프로그램인 fire dynamics simulator (FDS)를 사용하여 화재성상 변화에 따라서 발화지점 하층부로 연기가 유입되는 시간을 비교하였다. 그 결과 가연물이 ABS 재질로 구성된 인터폰은 계단실 총 체적 공간 $291.3m^3$, 바닥면적 $23.3m^2$, 층간 높이 2.5 m인 경우 발화원의 열 유속 및 환경 조건에 따라서 최대 4.93배 정도 연기 유입 시간이 차이가 나는 것을 확인하였다. 본 연구는 가연물의 열화학적 특성 변화를 고려한 실험 자료를 해석모델에 적용하여 화재감식을 분석적으로 판단하는데 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.47-58
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• 2005

지하공간의 효율적인 이용을 위하여 여러 분야에서 활발한 연구와 개발이 이루어지고 있으며 최근 들어 해안지역의 대심도 굴착을 통한 지하공간 활용방안에 관한 연구와 시공이 지속적으로 이루어지고 있다. 해안지역 및 매립지반의 침투류 거동은 조위영향에 의한 부정류 흐름이 발생되므로 부정류 흐름해석의 지배인자인 불포화토의 함수특성에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 불포화 함수특성에 따른 대심도 굴착지역의 침투류 거동을 분석하기 위하여 해안 준설매립지역 토사에 대한 함수특성시험을 수행하였으며, 불포화 함수특성에 따라 침투류 해석을 수행하여 실제 계측된 침투유량과 비교 분석하였다. 해안 매립지 토사에 대한 함수특성시험 결과 및 함수특성 계수에 대한 분석결과, Fredlund and Xing의 경험방정식이 해안 매립지반 토사에 대하여 높은 정확도로 실험결과 값을 나타내었다. 함수특성을 고려한 침투해석 결과, 부정류해석 결과가 정류해석 결과에 비하여 양수시험 결과 및 실제 계측된 용수량과 근접한 침투유량이 도출되어 해안 준설매립지반과 같이 불포화토 특성이 지배적인 지반에 대해서는 함수특성을 고려한 부정류 침투해석을 적용하여야 할 것으로 판단된다.