• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권1호
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• pp.1-7
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• 2021

Air-water interfacial area is of great importance for the analysis of contaminant mass transfer processes occurring in the soil systems. Capillary bundle model has been proposed to estimate the specific air-water interfacial areas in unsaturated soils. In this study, the measured air-water interfacial areas of a soil (loam) using the gaseous interfacial tracer technique were compared to those from capillary bundle model. The measured values converged to the specific solid surface area (7.6×104 ㎠/㎤) of the soil. However, the simulated air-water interfacial areas based on the capillary bundle model deviated significantly from those measured. The simulated values were substantially over-estimated at low end of the water content range, whereas the model under-estimated the air-water interfacial area for the most of the water content range. This under-estimation is considered to be caused by the nature of the capillary bundle model that replaces the soil pores with a bundle of glass capillaries and thus no surface roughness at the inner surface of the capillaries is taken into account for the estimation of the air-water interfacial area with the capillary bundle model. Subsequently, appropriate correction is necessary for the capillary bundle model to estimate the air-water interfacial area in soils. Since the soil-moisture release curve data is the basis of the capillary bundle model, the model can be of use due to its simplicity, while the gaseous tracer technique requires complicated experimental equipment followed by moment analysis of the breakthrough curves. The size distribution profile of the pores filled with gas estimated by the water retention curve was found to be similar to that of particle size at different size range. The shifted distribution of gas-filled pores toward smaller size side compared to the particle size distribution was also found.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.549-555
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• 2015

적외선 카메라를 이용한 입자추적유속계(IR-PTV)를 활용하여 물-공기 분리유동 시 계면속도를 측정하는 기법을 개발하였다. $3-5{\mu}m$ 파장대의 적외선은 물에 대해 $20{\mu}m$ 이하의 침투 깊이를 가지므로 입자추적유속계 기법에 활용 시 물-공기 계면 근처에 존재하는 추적입자들의 이동속도를 선택적으로 측정할 수 있다. IR-PTV 기법의 측정 정확도를 검증하기 위하여 물에 잘 뜨는 스티로폼 입자를 이용하여 $10^{\circ}$ 기울어진 경사면에서 공기-물 분리유동 시 계면속도를 측정하여 비교한 결과 5% 이내의 오차를 보이면서 잘 일치하였다. 개발한 기법을 이용하여 획득한 실험결과로부터 공기 속도가 증가함에 따라 계면속도가 비례하여 증가하는 것을 관찰하였으며 이는 계면전단력의 증가에 의한 것으로 해석된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권2호
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• pp.3-13
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• 2001

피흡착체에 대하여 곡선형 흡착등온곡선을 가지는 흡착체가 토양내 수용액상에서 이동할 때 직선형 흡착등온곡선을 가지는 흡착체와 다른 유동특성을 보인다는 사실은 널리 알려져 있다. 그러나 실험적으로 이와 같은 특성이 정밀하게 연구된 바는 그리 많지 않으며 특히 NAPLS(Non-Aqueous Phase Liquids)로서 오염된 지역의 NAPLs의 양과 미시적인 분포를 알아내기 위하여 사용되는 수리지질학적 추적자 기법에 대하여는 거의 실험된 바가 없다. 본 연구는 NAPL과 수용액간의 비계면적을 측정하기 위하여 사용되는 양이온계 계면활성제 (계면추적자), cetylpyridinium chloride (CPC)가 미세한 유리구슬로 충진된 스테인레스 컬럼내부를 통과하며 보이는 파과특성을 분석하였다. 유리구슬의 평균직경은 110$\mu\textrm{m}$였으며, 구슬의 표면은 n-decane의 얇은 막으로서 도포되어 있다. CPC는 유동하며 n-decane과 수용액의 계면에 흡착하게 되며, 실험결과 전형적인 Langmuir type의 흡착 특성을 보이는 것으로 나타났다. 앞부분과 뒷부분의 파과곡선은 각기 현저히 다른 양상을 보이며 이는 흡착등온곡선의 비직선적인 성격때문인 것으로 풀이된다. 또한 CPC의 지체상수는 CPC의 농도와 밀접한 함수관계가 있는 것으로 풀이된다. 또한 CPC의 지체상수는 CPC의 농도와 밀접한 함수관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 컬럼에 투입되는 CPC가 pulse input일 때의 지체상수는 pulse input의 파과곡선상 나타나는 최대농도를 input농도로서 사용한 step input시의 지체상수와 일치하였다. 이 결과는 수리지질학적 특성치를 알아내기 위하여 최근 들어 활발히 개발되고 있는 추적자 기법을 적용하는데 있어서 일반적으로 통용되는 가정을 실험적으로 증명하였다는 데 그 의의가 있다.