• 한국지반공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.25-34
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• 2017

불포화상태 지반의 흡수력과 응력변화를 반영한 토사사면의 전체 안정성 평가에서 매우 중요한 상태평가 입력변수로 함수특성곡선이 활용되고 있다. 함수특성의 경로의존성은 일반적으로 건조와 습윤과정으로 이력현상을 내포하는데 현장계측결과는 주로 실내실험의 습윤과정에 가깝게 나타난다. 본 연구에서는 이를 비정상류 해석에 적용하여 해석과 현장 계측된 결과들을 비교 검토하였다. 또한 심도가 증가할수록 강우의 영향이 작고 습윤과정을 적용해 산정된 값에 근접하였다. 따라서 불포화 토사사면 해석 시에 경로의존 함수특성곡선을 적용하여 안정성을 판단하는 것이 보다 합리적인 결과로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권11호
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• pp.33-41
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• 2018

지반의 내부침식은 유체 흐름에 의하여 입자골격에 부착된 세립토가 이탈하는 현상이며, 지속적인 세립토의 유동은 지반구조물의 수리-역학적 특성을 약화시킨다. 본 논문은 세립토의 유동에 관한 지배방정식을 정립하고 수치해석 기법을 제안하였다. 공극내의 세립토는 액상의 세립토($c_e$), 조립토에 부착된 입자(${\sigma}_a$) 그리고 조립토골격에 폐색된 세립토(${\sigma}_s$)로 구분하여 상관계를 제시하였다. 이를 바탕으로 세립토의 유동과 공극수의 흐름에 대한 수리학적 지배방정식들과 유한요소 수식화를 제시하였다. 세립토의 이탈, 부착 그리고 공극막힘에 대한 구성 모델들을 제시하였으며, 실내 1차원 침식실험으로부터 모델변수를 도출하는 방법을 제안하였다. 그리고 세립토의 공극 막힘 현상에 의한 지반의 투수계수 변화에 대한 추정식을 제안하였다. 기존의 침식실험 결과에 대한 수치해석을 통하여 개발된 해석기법과 세립토 유동 모델의 적정성을 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권7호
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• pp.29-34
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• 2024

동토지반의 중요한 공학적 특성 중 하나인 동상으로 인해 다양한 피해가 발생한다. 동상 거동을 예측하고자 열-수리 연계 해석이 개발되었으나, 입력변수가 과도하고 주로 점토성 토양의 동상에 대한 신뢰성 평가만 수행되었다. 동상은 점토성 토양과 비교하여 상대적으로 투수계수가 높은 실트질 토양에서 주로 발생하고 있어 주의가 필요하다. 본 연구에서는 비교적 간단하게 동상 거동 예측이 가능한 경험적 모델을 소개하고 실트질 토양을 대상으로 모델의 신뢰성을 검증하였다. 검증이 완료된 모델을 이용하여 핵심 입력변수의 상관관계를 제시하였다. 본 연구에서 도출된 경험적 모델의 상관관계는 향후 동토지반을 대상으로 지반구조물의 열-역학 해석에 활용성이 높을 것으로 예상된다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.96-108
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• 2015

피동원자로건물냉각계통(Passive Containment Cooling System; PCCS)은 전원 공급 없이도 원자로건물 내부의 열을 제거하여 그 건전성을 유지시키기 위한 안전설비이다. 본 연구에서는 현재 연구중인 PCCS를 1400 MWe 가압경수형 원전(APR1400)에 설치하는 경우 PCCS 성능을 분석하였다. 분석도구로 계통열수력분석코드 MARS-KS1.3을 사용하였다. PCCS의 성능분석을 위해 APR 1400 표준안전성분석 보고서를 참고하여 원자로건물 내부의 최대압력을 유발하는 사고 시나리오인 저온관 양단 파단사고를 모의하였다. 이 계산에서는 PCCS, 원자로냉각계통 및 원자로건물의 열수력을 동시에 모의하였다. 계산결과를 통해 기존의 원자로건물 살수계통을 대체하여 PCCS가 원자로건물의 건전성을 유지시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 PCCS의 성능에 영향을 줄 수 있는 여러 인자를 변경해가며 민감도 분석을 수행하였고 PCCS의 문제점도 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.359-381
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• 2020

벤토나이트 완충재에서의 열-수리-역학적 복합거동을 예측하기 위해 TOUGH2-MP/FLAC3D 시뮬레이터를 기반으로 개발된 Barcelona basic 모델(BBM) 해석모듈의 현장 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task D에 참여하여 스위스 Grimsel Test Site의 현장시험(full-scale engineered barriers experiment, FEBEX) 모델링을 수행하고 현장시험에서 계측된 히터 파워, 온도, 상대습도, 응력, 포화도, 함수율 그리고 건조밀도를 계산 값과 비교하였다. 수치해석을 이용하여 시간에 따른 히터 파워와 온도 변화는 전반적으로 잘 재현되었지만, 히터 1과 히터 2에서의 파워 차이를 계산할 수는 없었으며 이를 개선하기 위해서는 FEBEX 터널 주변에 분포하는 황반암과 시험장치 및 벤토나이트 블록의 설치 공정을 반영할 필요가 있을 것으로 판단된다. 상대습도 변화와 분포 역시 전반적으로 잘 모사되었으나, 수치해석에서 히터 부근에서의 재포화과정이 상대적으로 빠르게 진행된 것으로 보아 수리모델에 대한 일부 수정이 필요할 것으로 보인다. 현장시험에서는 벤토나이트 완충재와 암반 사이에 틈이 존재하지만 수치해석에서는 완벽하게 접촉하고 있는 것으로 가정하였기 때문에 운영 초기의 응력 변화는 다소 차이를 보였지만, 전반적으로 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 해체 이후 측정한 포화도, 함수율, 그리고 건조밀도의 분포 역시 전반적으로 잘 재현되었지만, 건조밀도가 터널 중심과 히터부근에서 조금 크게 계산되어 벤토나이트 블록의 투수계수가 상대적으로 작은 값으로 반영되어 포화도와 함수율이 작게 계산된 것으로 보이며, 이를 개선하기 위해서는 건조밀도에 따른 투수계수 모델에 일부 수정이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 토대로 수치모델을 수정하고 추가적인 연구를 수행한다면, 보다 나은 해석 결과와 벤토나이트 완충재에서의 THM 복합거동을 좀 더 현실적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제11권3호
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• pp.237-247
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• 2001

이 연구에서는 수압파쇄시험 결과의 해석에 대한 파괴역학모델의 적용성을 검토하기 위해 시험결과의 해석에 주로 이용되고 있는 탄성모델과 함게 파괴역학모델을 이론적으로 고찰하였으며, 국내에서 실시된 4개 현장의 측정결과를 이용하여 각 모델의 해석 결과를 비교·검토하였다. 파괴역학모델로부터 얻어진 해석 결과는 탄성모델에 의한 계산 값과 차이를 보였으며, 이러한 차이는 기존 균열의 길이가 작을수록 크게 나타났다. 파괴역학모델은 균열 길이의 판단이 가능한 경우와 같이 특수한 조건에 대해서만 적용이 가능할 것으로 판단된다. 암석의 인장강도는 파괴역학모델에 의한 값이 가장 크게 나타났으며, 압열인장시험, 탄성모델에 의한 값의 순서로 크게 나타났다. 이러한 현상은 시험규모에 따른 크기효과 때문이며, 따라서 수압파쇄시험의 탄성모델로부터 얻어진 암석의 인장강도는 현지암반의 인장강도를 추정할 때 이용될 수 있을 것으로 보인다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제7권2호
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• pp.101-107
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• 2009

처분장 완충재의 재포화 및 열-수리-역학적 거동 규명을 위해서는 압축벤토나이트의 함수율 측정이 필수적이다. 본 연구에서는 고온, 고압 조건에서 실시간 자동계측이 가능한 습도센서를 이용하여, 여러 가지 온도와 함수율 (이하 중량함수율을 말함)을 갖는 압축벤토나이트를 대상으로 상대습도를 측정하고, 다중회귀분석으로부터 압축벤토나이트의 함수율과 상대습도 및 온도의 상관관계식을 결정하였다. 결정된 상관관계식은 건조밀도가 1,500 $kg/m^3$, 1,600 $kg/m^3$인 압축벤토나이트의 경우 각각 ${\omega}=0.196RH-0.029T+1.391({r^2=0.96)}$ 과 ${\omega}=0.199RH-0.029T+2.596({r^2=0.98)}$ 로 표시되었고, 이 관계식은 KENTEX실증실험의 벤토나이트블록 재포화 현상을 해석하는데 활용되었다.

• Macromolecular Research
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• 제16권6호
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• pp.517-523
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• 2008

A RGD (Arg-Gly-Asp) conjugated chitosan hydrogel was used as a cell-supporting scaffold for articular cartilage regeneration. Thermosensitive chitosan-Pluronic (CP) has potential biomedical applications on account of its biocompatibility and injectability. A RGD-conjugated CP (RGD-CP) copolymer was prepared by coupling the carboxyl group in the peptide with the residual amine group in the CP copolymer. The chemical structure of RGD-CP was characterized by $^1H$ NMR and FT IR. The concentration of conjugated RGD was quantified by amino acid analysis (AAA) and rheology of the RGD-CP hydrogel was investigated. The amount of bound RGD was $0.135{\mu}g$ per 1 mg of CP copolymer. The viscoelastic parameters of RGD-CP hydrogel showed thermo-sensitivity and suitable mechanical strength at body temperature for cell scaffolds (a> 100 kPa storage modulus). The viability of the bovine chondrocyte and the amount of synthesized glycosaminoglycans (GAGs) on the RGD-CP hydrogels were evaluated together with the alginate hydrogels as a control over a 14 day period. Both results showed that the RGD-CP hydrogel was superior to the alginate hydrogel. These results show that conjugating RGD to CP hydro gels improves cell viability and proliferation, including extra cellular matrix (ECM) expression. Therefore, RGD conjugated CP hydrogels are quite suitable for a chondrocyte culture and have potential applications to the tissue engineering of articular cartilage tissue.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권2호
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• pp.107-119
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• 2021

The cross-flow turbine is one of the most famous and widely used hydraulic power systems for a long time. The cross-flow turbine is especially popular in many countries and remote regions where off-grided because of its many benefits such as low cost, high efficiency at low head, simple structure, and easy maintenance. However, most modern turbines, including the cross-flow turbine, are unsuitable for the ultra-low head situation, known as less than 3m water head or zero head with over 0.5m/s flow velocity. In this study, we demonstrated a 20kW class inverted-type cross-flow turbine's performance. First, we reevaluated our previous studies and introduced how to design the inverted-type cross-flow turbine. Secondly, we fabricated the 20kW class inverted-type cross-flow turbine for the performance test. And then, we designed a testbed and installed the turbine system in the demonstration facility. In the end, we compare the demonstration with its previous CFD results. The comparing result shows that both CFD and real model fitted on guide vane angle at 10 degrees. At the demonstration, we achieved 42% turbine efficiency at runner speed 125 RPM.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권4호
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• pp.139-147
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• 2023

Cavitation phenomena observed during the operation of a submerged plain journal bearing (PJB) can affect bearing performance parameters such as dynamic coefficients, whirl frequency ratio, and critical mass. This study presents numerical solutions of the Reynolds equation for steadily and dynamically loaded submerged PJBs with half-Sommerfeld (HS), Reynolds, and Jakobsson-Floberg-Olsson (JFO) cavitation models when the supply pressure is larger or equal to the cavitation pressure. The loads at various eccentricity ratios are identical; however, the attitude angle is approximately 6% smaller when the eccentricity ratio is between 0.2 and 0.7 and the JFO model is used, compared to that when the Reynolds model is used. Dynamic coefficients obtained with the HS and Reynolds model show good agreement with each other, except for k_xz, which is sensitive to changes in the force normal to the rotor weight, and is attributed to the difference in the attitude angle obtained with each cavitation model. Stiffness coefficients are determined using the pressure distribution in the film, and therefore, when the JFO model is used, the direct stiffness coefficients are affected and show opposite signs for most eccentricity ratios. The mass-conservative JFO model can predict at least a 30% smaller critical mass compared to that using the HS and Reynolds models. Thus, the instability analysis results can change based on the cavitation model used in a submerged PJB. The results of this research indicate that the JFO model should be used when designing a rotor system supported by submerged PJBs.