• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.65-74
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• 2003

최근 우리나라는 산업화 및 기술의 현대화로 국토의 유효면적이 인구에 비해 부족하기 때문에 대규모 공유수면을 매립하여 지하구조물 설치를 위한 연약지반의 동결, LNG와 같은 저온 액체를 저장하기 위한 지하저장탱크 건설 및 주변지반의 동결 등 인공동결 공법에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 화강풍화루 실트질 흙, 모래질 흙에 대해서 동결시 흙의 거동을 지배하는 동상팽창압과 부동수분의 변화에 대해서 연구하였다. 즉, 단일방향으로 흙이 동결될 때 함수비에 지배되는 결과 뿐만아니라 시간과 온도변화에 대한 동상팽창압을 연관시켜 연구를 수행하였다. 그 결과, 동상팽창압을 보다 더 용이하게 측정할 수 있었고, 온도변화에 따른 동상팽창압과 수분특성을 알 수 있었다. 또한,TDR 장비를 이용하여 온도와 함수비와의 관계를 도출함으로서 동상팽창압이 발현되는데 지배적인 역할을 하는 수분 특성을 제시하였다. 실험조건은 매립지반의 특성상 지하수위가 지표면에 위치하며, 수분공급 방식 또한 수분이동이 없는 폐쇄형에 적합하므로 완전포화 및 각각의 포화도에 따라 동상팽창압 실험과 수분 특성 실험을 수행하였다. 연구 결과, 동상팽창압은 세립분을 많이 함유한 흙일수록 발휘되는 동상팽창압은 크게 나타났고, 동상이 발현되기까지의 시간과 동상 지속시간 또한 크게 나타났다. TDR을 이용한 부동수분 측정 결과, 온도가 감소할수록 부동수분이 급격히 감소하였고, 비표면적이 큰 세립분을 많이 함유할수록 부동수분이 많이 존재하였다. 이는 동결된 간극수의 체적증가로 인한 Ice segregation이 발생되어, 부동수분이 많은 흙일수록 동상팽창압도 증가하는 것으로 판단되었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권2호
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• pp.37-46
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• 2018

Present research is to evaluate and improve the sealing performance of the duct cap assembly for the ice dispensers through structural analysis. The nonlinear contact problems to check the sealing performance were analyzed using ANSYS software. The results of the analyses related to the sealing performance: the displacement distribution, the contact condition between the cap-silicon and the case, and the pressure distribution on the contact surface, were examined and discussed. Based on the results of the existing design of the duct cap assembly, two cases of the design modifications to improve the sealing performance were introduced. By examining the results of the two cases, a final design improvement plan was proposed and analyzed. It is shown that the sealing performance of the proposed final design is much more favorable than the existing design. The method of structural analysis and design improvement of the duct cap assembly presented in this paper will help improve the sealing performance of the ice dispenser duct caps.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.690-695
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• 2012

가스 하이드레이트는 순수한 물이 이루는 격자구조 내에 다양한 가스분자들이 선택적으로 포획되어진 고체상의 화합물로, 최근 이산화탄소를 포집, 수송, 저장 하는 CCS (Carbon Capture and Storage)기술에 이를 응용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가스 하이드레이트를 적용한 CCS 기술의 핵심은 효과적으로 $CO_2$ 하이드레이트를 제조하는 기법의 개발이며, 본 연구에서는 초음파 노즐을 이용하여 수십 나노미터 직경의 미세수적을 통해 고속의 $CO_2$ 하이드레이트 제조기술 개발하였고, 이 과정의 특성을 파악해 보았다. 주파수 2.4 MHz의 초음파 노즐을 이용하여 미세직경의 수적을 분무하고 이송가스(carrier gas)로 $CO_2$를 적용, 미세 수적과 $CO_2$가 동시에 급속 냉각되는 저온 반응기에 도입되어 다공질 얼음입자가 직접 평균 $10.7{\mu}m$ 직경의 $CO_2$ 하이드레이트로 생성되는 연속공정을 개발하였다. 미세직경 얼음입자를 시작물로 하여 정압조건에서 $CO_2$ 하이드레이트가 생성되도록 하며 가스포집량을 측정, 그의 가스 포집속도를 알아본 결과, 미세직경이며 동시에 다공 얼음이 제공하는 높은 기-고 접촉면적으로 인해 가스 하이드레이트 생성에 매우 적합한 것을 알 수 있었으며, 제조된 $CO_2$ 하이드레이트의 자기보존효과(self-preservation effect)를 실험으로 확인함으로서 $CO_2$ 가스의 수송에도 이용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권12호
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• pp.47-56
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• 2021

영하의 온도에 의해 지반이 동결되며 발생하는 음의 간극수압은 frozen fringe로부터 간극수 이동을 유발해 ice lens를 형성시키며, ice lens 형성으로 인한 흙의 동상 및 동상팽창압은 지반구조물의 피해를 발생시킨다. 동상에 의한 피해를 방지하기 위해 다양한 동상민감성 판정이 수행되고 있으며, 그 중 가장 활발하게 활용되는 방법은 SP(Segregation Potential)를 이용한 동상민감성 판정이다. 또한, 간극수 이동에 의한 ice lens의 확장은 동상 메커니즘의 핵심 원인으로 작용하기 때문에 수리전도도에 관한 평가가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 모래와 실트를 다양한 중량비로 혼합해 동상실험 및 투수실험에 활용하였으며, 각 경우에 대해 SP 및 수리전도도를 도출하여 비교분석하였다. 그 결과 SP 및 수리전도도가 급격하게 변화하는 임계 전이값이 각각 실트 함유량이 20% 및 50% 인 경우에 나타났다. 이러한 임계 전이값의 차이에도 불구하고 SP는 수리전도도가 감소함에 따라 일정 값에 수렴하는 상관관계를 나타내고 있으며, 향후 임계 전이값 사이에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.57-62
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• 2005

The frost heaving pressure can be a problem for weakening of the railway roadbed material. This study was initiated to investigate the soils frost heaving pressure and physical characteristics(Liquid limit, permeability, SEM analysis) resulting from freezing and freezing-thawing cycle process. Therefore, upon freezing a saturated soil in a closed-system from the top, a considerable pressure was developed. Weathered granite soils, sandy soil were used in the laboratory freezing test which sometimes subjected to thermal gradients under closed-systems. The frost heaving pressure arising within the soil samples and the temperature of the samples inside were monitored with elapsed time. The degree of saturation versus heaving pressure curve is also presented for weathered granite soil and the maximum pressure is closely related to this curve. Based on the laboratory test results, fine-grained soils with strong attractive forces between soil grains md water molecules, and additional water is attracted into the pores leading to further volume changes and ice segregation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.517-522
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• 2013

아이스크림제조기는 원액통과 냉각통의 증발온도가 $4^{\circ}C$와 $-8^{\circ}C$로 각각 다르므로 다수의 모세관을 이용하는데 이 경우 서로 냉매 유량에 영향을 주므로 냉동사이클 설계가 복잡하다. 본 연구에서는 증발온도가 서로 다른 두개의 증발기(냉장 및 냉동)가 장착된 소프트 아이스크림 제조기의 성능을 해석하였다. 압축기 해석에는 효율모델을 적용하였고, 모세관은 1차원 유동으로 간주하여 해석하였으며, 응축기와 증발기는 UA-LMTD법을 적용하여 해석하였다. 요소부품에서의 엔탈피, 압력 및 질량의 평형을 적용하여 냉동사이클 시뮬레이션 프로그램을 개발하였고 R404A를 사용하는 아이스크림 제조기에 적용한 결과, 냉장과 냉동 증발기의 온도를 $3^{\circ}C$ 이내로 예측하여 측정치와 대체로 일치하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권7호
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• pp.827-836
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• 2017

Freezing rain is a phenomenon when precipitation falls as a liquid rain drop, but freezes when it comes into contact with surfaces or objects. In this study, we investigated the predictability of freezing rain and its characteristics, which are strongly related with the occurrence of black ice using synoptic scale meteorological observation data. Two different cases occurred at 2012 were analyzed and in the presented cases, freezing rain often occurs in the low-level low pressure with the warm front. The warm front due to the lower cyclone make suitable environment in which snow falling from the upper layer can change into supercooled water. The $0^{\circ}C$ temperature line to generate supercooling water is located at an altitude of 850 hPa in the vertical temperature distribution. And the ground temperature remained below zero, as is commonly known as a condition for black ice formation. It is confirmed that the formation rate of freezing rain is higher when the thickness after 1000-850 hPa is 1290-1310 m and the thickness of 850-700 hPa layer is larger than 1540 m in both cases. It can also be used to predict and estimate the generation of freezing rain by detecting and analyzing bright bands in radar observation.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.329-336
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• 2002

The earth structures and in-ground LNG tank, and buildings can be constructed with using artificial freezing method on the reclaimed land. In this study, upon freezing a saturated soil in a closed-system from the top, a considerable pressure was developed. The pressure is the result of the surface energy of a curved ice-water interface. The most significant of these parameters will have the greatest effect on the classification. In order to establish frost-susceptibility criteria based on frost heaving expansion pressure, more soils have to be tested. This study was initiated to investigate the soils frost heaving expansion pressure and moisture characteristics resulting from freezing and freezing-thawing cycle process. Weathered granite soils, sandy soil, sandy soil were used in the laboratory freezing test subjected to thermal gradients under closed- systems.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.8-14
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• 2017

최근 들어 국민 식생활 문화가 개선되고 생활수준이 향상됨에 따라 소프트 아이스크림, 슬러시와 같은 일회용 냉동 유제품의 소비가 급증하고 있다. 이들 냉동 유제품은 소형 냉동 시스템에서 만들어진다. 소프트 아이스크림 제조기의 경우 냉각기는 동심 원통으로 구성되며 냉매는 환형부에서 증발하고 냉각기 표면에 형성된 얼음 결정이 내측에서 회전하는 스크레이퍼에 의해 빙삭되어 아이스크림이 만들어진다. 본 연구에서는 냉각기 체적 2.8 리터인 R-404A를 사용하는 소프트 아이스크림 제조기에 대하여 최적화와 성능평가를 수행하였다. 최적화는 냉각기 스크레이퍼 회전수 및 냉매 유로 개선에 주안점을 두고 실제 아이스크림 제조기에서 요소 부위의 온도와 압력 그리고 소비동력을 측정함으로써 수행되었다. 실험 결과 최적 회전수는 124 rpm으로 나타났다. 이 회전수에서 아이스크림 제조 시간은 6분 2초이고 이 때 성적계수는 0.90이었다. 또한 물-공기를 사용한 가시화 실험을 통하여 냉매측 유로 개선을 시도하였다. 유로가 개선된 제품은 아이스크림 제조 시간을 현저히 감소시켰다. 본 연구 결과는 냉동식품 제조기를 비롯한 여타 냉동 사이클의 최적화에도 활용될 수 있을 것이다.

• 한국석유지질학회:학술대회논문집
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• 한국석유지질학회 1998년도 제5차 학술발표회 발표논문집
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• pp.56-65
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• 1998

Methane hydrate is ice-like solid compound consisting of mainly methane and water, and is stable under specific low temperature and high pressure conditions (HSZ : methane hydrate stability zone) that occurs in permafrost regions and in the ocean floor sediments. Geophysical survey was implemented in the southern area of the East Sea, and the HSZ of the study area is determined by the temperature, pressure and local heat flow obtained from the survey and well data. In the study area, methane hydrates could exist in the sediments below the water depths of about $300{\cal}m$, and the base of HSZ is about 600m beneath the seafloor. The acoustically blanking zones in the sediment and phenomena of gas seepage were detected from the seismic section. These sediments have the sufficient physical condition for the formation of methane hydrate. The temperature and pressure conditions were experimentally measured for the dissociation of methane and propane hydrates in Pure water. Equilibrium conditions of methane and propane hydrates were obtained in the pressure range up to 19050Kpa and 401.3Kpa. Under same temperature condition, propane hydrate was dissociated at lower pressure than that of methane hydrate.