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원뿔형 산기관 설계와 생물반응조에서 수력학적 운전특성에 관한 실험 및 해석 (Conical Diffuser Design and Hydraulic Performance Characteristics in Bioreactor Using Empirical and Numerical Methods)

  • 이승진;고경한;고명한;양재경;김용국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권8호
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    • pp.633-643
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 고효율 미세기포 공급장치인 산기관을 개발하기 위하여, 미세기포를 이용하여 하폐수에 용존산소를 효율적으로 공급하고 슬러지에 의한 기공의 막힘을 최소화함으로써 호기성 미생물에 의한 유기물 분해공정의 효율성과 내구성을 개선하고자 하였다. 종래의 미세기포 산기관을 개선하기 위하여, 실험과 전산해석 방법을 이용하여 미세기포를 발생시키면서 슬러지에 의한 막힘현상이 없는 원뿔형 산기관을 개발하였다. 전산해석을 통하여 단위 산기관 내부의 공기유동패턴을 확인하여 산기관 설계를 보완하고, 모의 생물반응기에 단위 산기관을 적용하여 발생 기포 거동 실험과 2상유체유동에 대한 전산해석을 수행하였다. 실험 결과로서 모의 생물반응기 내에서 발생기포 수직 길이 및 상승속도 등 기포거동에 대한 통계치를 도출하였으며, 전산해석 결과로서 기포군의 거동을 포함한 유동특성에 대한 메커니즘을 규명하였다. 이를 통하여 고효율 산기관 설계를 체계화하였고 모의 생물반응기 내에서 기포거동과 내부유동 현상을 규명함으로써, 실증 수처리장 규모 생물반응기에 산기관 군체를 적용하여 산소전달특성 및 내부유동특성을 파악하고 시스템을 설계하는데 중요한 근거를 제시하였다.

양성자 선량 분포 검증을 위한 즉발감마선 분포측정 장치 최적화 연구 (Study on Optimization of Detection System of Prompt Gamma Distribution for Proton Dose Verification)

  • 이한림;민철희;박종훈;김성훈;김찬형
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권3호
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    • pp.162-168
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    • 2012
  • 양성자 치료에서 치료의 목표를 달성하고 환자의 안전을 제고하기 위해 인체 내 양성자 빔의 분포를 확인하는 것이 중요하다. 양성자 선량분포와 밀접한 관계가 있는 즉발감마선의 2차원 분포 측정을 위하여 본 연구팀에서는 다수의 CsI(Tl) 섬광체가 1차원 종형으로 배열된 검출기 배열과 집속장치 및 다채널 신호처리 장치로 이루어진 측정장치를 개발하고 있다. 이에 본 연구에서 몬테칼로 기반의 MCNPX 코드를 이용하여 최적화된 측정 장치를 설계하고자 하였다. 즉발감마선을 효과적으로 측정하기 위해 CsI(Tl) 섬광체의 크기를 $6{\times}6{\times}50mm^3$로 결정하였으며, 배경감마선의 영향을 최소화하고 빔의 진행방향에서 수직방향으로 발생하는 즉발감마선만 측정하기 위해 집속장치의 구멍 크기는 면적 $6{\times}6mm^2$, 길이 150 mm로 최적화되었다. 150 MeV 양성자 빔에 대한 성능 예측 전산모사연구를 수행한 결과, 본 연구에서 최적화된 측정 장치를 통해 즉발감마선 2차원 분포를 측정할 수 있었으며, 1 mm 오차범위에서 양성자 빔의 비정을 결정할 수 있었다. 이를 바탕으로 현재 다채널의 신호처리 장치를 개발하고 있으며 실제 양성자 빔을 이용한 즉발감마선 분포측정을 통해 측정 장치의 성능을 검증할 것이다.

공기식 태양광/열 시스템 공기채널 내 여러 저항체 설치에 따른 전열성능에 관한 CFD 해석 (CFD Analysis on the Heat Transfer Performance with Various Obstacles in Air Channel of Air-Type PV/Thermal Module)

  • 최휘웅;파쿠르 로커만;김영복;윤정인;손창효;최광환
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제38권2호
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    • pp.33-43
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    • 2018
  • PV/Thermal module is the combined system, which consist of a photovoltaic module and solar thermal collector that can obtain electrical power and thermal energy simultaneously. Thus the power generation can be increase by decreasing the temperature of photovoltaic module and thermal energy retrieved from module also can be used for heating system. In this study, Heat transfer performance of air type PV/Thermal module was confirmed with various bottom obstacles that can be installed easily to real photovoltaic module by CFD (computational fluid dynamics) analysis. Eight type obstacles were investigated according to the shape and arrangement. As a result, nusselt number represent heat transfer performance was increased about 86% compare with the basic type PV/Tthermal module that has no obstacle and triangle type obstacle had higher value than other types. But pressure drop was also increased with increment of heat transfer enhancement. Thus the performance factor considering both heat transfer and pressure drop was confirmed and V-fin type obstacle arranged in a row for Reynolds number below 9,600 and protrusion type obstacle arranged in zigzag for Reynolds number above 14,400 were shown higher performance factor than other types. From these results, V-fin type obstacle arranged in row and protrusion type obstacle arranged in zigzag were considered as a proper type for applying to real PV/thermal module according to operating condition. But the heat transfer performance can be changed by the geometric conditions of obstacle such as height, width, length and arrangement. Thus, it could also confirmed that the optimal condition and arrangement of this obstacle need to be found in further study.

열오염 혼합 거동 해석을 위한 수평 2차원 유한요소모형 (Horizontal 2-D Finite Element Model for Analysis of Mixing Transport of Heat Pollutant)

  • 서일원;최황정;송창근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6B호
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    • pp.507-514
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    • 2011
  • 본 논문에서는 하천에 유입되는 열 오염물질의 혼합거동을 분석하기 위해 2차원 수심 평균된 이송-분산방정식에 유한요소법을 적용하여 수치 모형을 개발하였다. 유한요소법의 여러 수치기법 중 SUPG법을 적용하였으며, 복잡한 하천경계를 보다 정확히 재현할 수 있도록 삼각 및 사각 요소망의 혼용이 가능하도록 하였다. 열 오염물질의 거동을 표현하기 위해서 열 교환을 묘사하는 반응항을 평형온도와 수온과의 차이에 비례하는 식으로 나타내고, 열교환 계수 및 평형온도에 따라 수온의 변화가 적용되도록 방정식을 구성하였다. 모형의 검증을 위하여 직사각형 수로에 선원으로 연속주입하여 얻은 수치해와 1차원 정상상태의 해석해를 비교하였다. 비교결과 수치해와 해석해의 결과가 서로 일치하는 것으로 밝혀졌다. 모형의 현장적용을 위해 상수원 보호구역인 팔당댐 하류부터 잠실수중보까지 22.5 km 구간을 대상영역으로 하였다. 구리하수처리장 방류수에 의한 수온 변화를 모의한 결과 수질측정망 측정자료와 비교적 비슷한 경향이 나타났다. 본 연구에서 개발한 수치모형이 열 오염원 유입으로 인한 수온 변화를 잘 표현하는 것을 알 수 있었다.

2차원 비트율-왜곡 모델을 이용한 매크로블록 단위 비트율 제어 (A Macroblock-Layer Rate Control for H.264/AVC Using Quadratic Rate-Distortion Model)

  • 손남례;이귀상;임창훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권9C호
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    • pp.849-860
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    • 2007
  • H.264/AVC부호화 방식이 압축성능이 뛰어나더라도 가변길이부호화방식을 따르기 때문에 동영상을 부호화할 때 발생하는 데이터량은 시간의 흐름에 따라 큰 폭으로 변할 수 밖에 없다. 따라서 부호화된 비디오 비트스트림을 고정된 저대역폭의 네트워크를 통해 실시간으로 전송하고자 할 경우에는 부호기로부터 출력되는 비트율을 반드시 제어할 필요가 있다. 기존의 비트율 제어 알고리즘은 각 프레임당 목표 비트를 결정하는 2차원 비트율-왜곡 모델을 채택하고 있다. 본 논문에서는 전송율이 고정된 비디오 채널에서 H.264/AVC 부호화 기법으로 압축된 동영상을 전송할 때 움직임이 많은 영상의 비트율을 보다 효율적으로 제어하는 알고리즘을 제시한다. 제안된 비트율 제어 알고리즘은 2차원 비트율-왜곡 모델식을 이용하여 이전 프레임의 매크로블록과 현재 프레임의 매크로블록간에 움직임 변화량을 예측함으로써 매크로블록 단위로 비트율을 제어한다. 움직임이 많고 장면전환이 빈번한 동영상 샘플을 대상으로 비교 실험한 결과, 비트율 제어의 경우 기존의 알고리즘은 채널전송 환경에 부적합하게 비트율을 초과하지만, 새롭게 제안한 알고리즘은 채널전송에 적합하게 부호화됨을 확인할 수 있었다. 화질 또한 제안한 방법이 기존의 비트율 제어 방법보다 평균적으로 $0.4{\sim}0.9\;dB$로 높게 나타남을 확인하였다.

건착망의 운동특성(I) -그물감이 다른 건착망의 침강거동- (Characteristics on the Motion of Purse Seine(I) -The Sinking Behaviour of Model Purse Seine by Different Netting Material-)

  • 김석종;금정건산;박정식
    • 수산해양기술연구
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    • 제31권4호
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    • pp.362-371
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    • 1995
  • 건착망의 침강에 관한 동태해석을 위한 기초 연구로서, 그물감의 재료가 다른 세 종류의 건착망을 총중량(수중중량 60g)이 일정하게 되도록 발돌의 양을 조절하고, 이것들의 침강특성을 구명하였다. 실험에 사용한 건착망은 그물실의 직경 및 발의 길이가 같은 폴리프로피렌계, 폴리아미드계 및 폴리 에스터계의 매듭 없는 그물감을 사용하여, 뜸줄의 길이 420cm, 그물의 폭 86cm가 되도록 제작하고, 각각 PP, PA 및 PES 그물이라고 하였다. 회유수조의 수로상에 투망장치를 설치해서 정지상태의 수중에 투망하고 측면에 설치한 비디오 카메라를 이용하여 촬영 녹화하였다. 그리고, 그물에 표시한 측정점의 좌표를 화상해석 장치로 읽고 실험의 측정치을 구하였으며, 이를 해석한 결과는 다음과 같다. 1. PP 그물의 그물다발은 항시 수면 부근에 있고, 발돌에 작용하는 침강력에 의해 그물감이 전개해 간다. 2. PES 그물의 그물다발은 뜸줄과 발줄 사이의 부분, 즉 그물 폭의 거의 중간에 있다. 3. 그물 아랫자락의 평균 침강속도는 PP 그물이 10.7cm/s로 가장 빠르고, PA그물이 9.7cm/s, PES 그물이 9.2cm/s의 순으로 늦게 나타났다. 4. 투망할 때 작용하는 수평방향의 운동력은 무시 가능한 범위의 값이었다.

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자갈하천의 하상재료분석을 위한 화상해석법 적용: 남강을 중심으로 (An application of image processing technique for bed materials analysis in gravel bed stream: focusing Namgang)

  • 김기흥;정혜련
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권8호
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    • pp.655-664
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    • 2018
  • 하상재료 조사는 유사량 계산 및 하상변동과 같은 하도 계획에 필요한 기초 자료로서 입도분포, 비중, 다공성 등을 조사하는 것이다. 원칙적으로, 조사 지점은 하천 종단 방향으로 1 km 간격이고 하나의 횡단면에 3 개 이상이다. 따라서 조사 대상 하천의 종단 길이에 따라 조사 지점이 아주 많아지기 때문에 조사에 소요되는 시간과 비용이 상당히 증가한다. 본 연구는 입도분석법인 체적법과 화상해석법의 작업 효율성과 비용을 비교하고, 화상해석법의 적용 가능성을 검토하였다. 화상해석법에 의하여 환산된 등가원의 직경이 하상재료 입도분석에 적용될 수 있음을 확인하였다. 또한, 체적법과 화상해석법의 작업효율성과 비용을 분석한 결과 약 80%의 절감효과가 있음을 입증하였다.

항암화학요법에 이은 확대 담낭절제술로 치료한 절제 불가능한 담낭암 (A Case of Unresectable Gallbladder Cancer Treated with Chemotherapy Followed by Extended Cholecystectomy)

  • 정광현;박진명;이재민;이상협;류지곤;김용태
    • Journal of Digestive Cancer Research
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    • 제1권2호
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    • pp.104-107
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    • 2013
  • 담낭암은 진행된 상태에서 발견되었을 경우 예후가 매우 불량한 암으로 전신항암화학요법으로 치료를 하게 되나 일반적으로 고식적인 역할에 그치는 경우가 대부분이다. 본 증례는 원위부 림프절 전이가 있어서 수술적 절제가 불가능한 담낭암 환자에서 gemcitabine과 cisplatin을 병합한 전신항암화학요법으로 여섯 주기 치료 후 부분 관해를 얻어서 확대 담낭절제술이 가능하였던 증례로 매우 드문 증례를 경험하였기에 보고하는 바이다. 담낭암에서 수술 전 항암화학요법의 효과는 아직까지 확립되어 있지 않으나, 최근 양호한 종양 반응률과 종양 억제율을 보이는 항암화학요법이 개발됨에 따라서 그 가능성이 기대되고 있다.

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한강 잠실수중보 계단식 어도의 어류소상기능 평가 (An Assessment of Ascending Functions of the Pool-and-Weir Fishway at Jamsil Weir in the Han River)

  • 박상덕;신승숙;안효윤;마수봉;황종서
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제37권7호
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    • pp.541-552
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    • 2004
  • 본 연구에서는 설치어도조사법을 적용하여 한강 하류부 잠실수중보의 회유성 어류 이동을 위해 설치된 계단식 어도에 대해 어류소상기능을 조사하고 피 개선방안을 제시하였다. 조사기간 동안에 어도 출구에서 채집된 어도이용 소상어류는 체장이 29cm 이상인 강준치가 361개체로서 대부분을 차지하였으며, 그 강준치에 대한 소상능력은 최대 2.53${\times}$10^{-3}$ 개체/hr/g으로 나타났다. 잠실수중보의 계단식 어도는 한강에 서식하는 어류의 다양성을 만족시키기 어려운 형태일 뿐만 아니라 어도 출구의 월류격벽 낙차가 너무 크고 과도한 유량이 유입되기 때문에 유영력이 약한 어류가 이용할 수 없다. 따라서 이 어도는 유영력이 큰 강준치와 누치 이외의 다른 어류에 대해서는 소상기능을 발휘하지 못하고 있는 것으로 확인되었다. 어도의 기능을 향상시키기 위해서는 다양한 어류가 이용할 수 있는 형식으로 어도 구조를 변경하고, 어도 시설의 기능을 고려하여 가동보를 운영하여야 한다. 또한 고정보 전체의 상시 월류로 인해서 생기는 어도의 설치효과 저하에 대해서는 저수로 양안 측에 어도를 추가 설치할 필요가 있는 것으로 판단된다.

선형형태 사회기반시설물의 지형도면 고시 개선방안 (Improvement of Public Announcement of Topographical Drawing for Linear-Type Infrastructure)

  • 문정균;권헌영;조형식;손홍규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.1327-1334
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    • 2014
  • 도로, 철도, 하천 등 선형형태 사회기반시설물 사업들은 일반적으로 행정구역을 가로지르고, 길이는 수 km에서 수백 km 이상이며 폭이 좁고 길이가 긴 사업들로 사업승인을 위한 지형도면고시 작성을 위해 낱장 도곽 형태가 아닌 연속지적도를 사용한다. 2009년에 제정된 통합법인 측량 수로조사 및 지적에 관한법률은 사업승인을 위한 설계 및 시공도서 작성과 지형도의 좌표계를 세계측지계를 적용하도록 하고 있다. 그러나 통합법 부칙 제5조에 따라 지적은 지역좌표계를 유지하고 있어 연속지적도를 이용한 지형도면고시 내용의 기술적 오류가 발생한 경우 행정처분으로서 고시의 효력 여부, 그리고 토지경계에 대한 책임 문제가 제기되고 있다. 본 연구에서는 그 원인을 분석하고 선형형태 사업의 특성을 고려한 좌표변환 및 보정을 실시한 후, 그 결과를 기존에 구축된 연속지적도에 반영, 지형도면고시 절차 개선으로 이어질 수 있도록 제시하였다.