• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.141-148
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• 2005

콘크리트가 외기에 노출되면 수분확산으로 인해 콘크리트 내에는 비선형 수분분포를 가진다. 이러한 비선형 수분분포는 부등건조수축을 야기시키고 콘크리트 표면에 수축균열을 일으키게 된다. 수축균열의 발생은 콘크리트 구조물의 내구성과 사용성에 영향을 미치게 되므로 근본적으로 수분확산에 대한 연구가 반드시 요구된다. 본 연구의 목적은 콘크리트 구조물의 수분확산을 지배하는 수분확산계수의 수정 모델식을 제안하는 것으로서 이를 위해 여러 가지 실험결과를 근거로 하여 수치해석을 수행하였다. 콘크리트의 수분확산계수는 재령에 따라 변화하며 특히, 초기재령에서 변화가 크게 나타난다. 본 연구에서 제안한 수분확산계수 모델식은 콘크리트의 습도뿐만 아니라 공극률의 함수로써 재령의 영향을 고려하였다.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권4호
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• pp.359-372
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• 2008

The moisture absorption behavior of carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) and its effect on dimensional stability were examined. Moisture diffusivity in CFRP was determined by measuring a specimen's weight during the moisture absorption test. Three types of CFRP specimens were prepared: a unidirectionally reinforced laminate, a quasi-isotropic laminate and woven fabric. Each CFRP was processed into two geometries - a thin plate for determination of diffusivity and a rod with a square cross-section for the discussion of two-dimensional diffusion behavior. By solving Fick's law expanded to 3 dimensions, the diffusivities in the three orthogonal directions were obtained and analyzed in terms of the anisotropy of CFRP moisture diffusion. Coefficients of moisture expansion (CMEs) were also obtained from specimen deformation caused by moisture absorption. During moisture absorption, the specimen surfaces showed larger deformation near the edges due to the distribution of moisture contents. This deformation was reasonably predicted by the finite element analysis using experimentally determined diffusivities and CMEs. For unidirectional CFRP, the effect of the fiber alignment on CME was analyzed by micromechanical finite element analysis (FEA) and discussed.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.321-326
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• 2003

The nonlinear humidity distribution occurs due to the moisture diffusion when a concrete is exposed to an ambient air. These nonlinear humidity distribution induces shrinkage cracks on surfaces of the concrete. Because shrinkage cracks largely affect the durability and serviceability of concrete structures, the moisture diffusion in concrete must be investigated. The purpose of this paper is to propose a model of the moisture diffusion coefficient that governs moisture diffusion within concrete structures. To propose the model, numerical analysis were performed based on several experiments. Because the moisture diffusion coefficient is changed with aging, especially at early ages, the proposed model includes aging effect by terms of the porosity as well as the humidity of concrete.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권5호
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• pp.296-302
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• 2008

The effective moisture diffusivity and its dependence on drying temperature during drying of rapeseed were experimentally investigated. The data were recorded from thin layer drying experiments at nine different combinations of drying air temperatures of 40, 50, and $60^{\circ}C$ and the relative humidities of 30, 45, and 60%. The moisture diffusion equation was analyzed using stepwise multiple regression analysis. Effective moisture diffusivities were calculated based on the moisture diffusion equation for a spherical shape using Fick's second law. The effective diffusivities during the drying of rapeseed were $l.72{\times}10^{-11}$, $2.41{\times}10^{-11}$ and $3.31{\times}10^{-11}\;m^2{\cdot}s^{-1}$ at 40, 50 and $60^{\circ}C$, respectively. The activation energy for moisture diffusion during drying was $28.47\;kJ{\cdot}mol^{-1}$. The dependence of moisture diffusivity on temperature was described by an Arrhenius-type equation. Drying occurred in the falling rate period and the internal moisture diffusion phenomenon is the governing physical mechanism of the moisture movement in the particles.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권2호
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• pp.11-15
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• 2011

폴리머의 흡습문제를 해석하기 위해 흡습확산 지배방정식과 열전달 방정식을 고찰하였다. 두 방정식의 동일 한 형식의 편미분방정식이기 때문에 상사의 법칙을 적용하여 물체가 등온 하중조건을 받고 있을 때 단일 매질의 확산문 제를 상용유한요소코드에 의해 수치적으로 해석하였다. 여러 소재로 구성된 매체는 흡습질량이 접착면에서 불연속 특성 을 갖기 때문에 확산해석에 상사법칙을 직접적으로 적용할 수 없으나 흡습관련 소재 특성이 온도만의 함수인 소재로 구 성된 매체에서 흡습확산 문제는 접착면에서 연속성을 가지고 있는 압력비를 고려함으로써 해석하였다. 실리콘-비전도성 수지 접합체의 측정된 흡습 변화량은 접합면을 경계조건으로 하고 단일 매체에 대한 해석 결과와 매우 근접한 결과를 보였으나, 복합체로 해석한 결과는 흡습시간이 경과할수록 점점 큰 오차가 발생하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.901-905
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• 2008

This study was conducted to clarify the heat load characteristics and heat and moisture behavior of underground structures. The authors achieved this by carrying out a numerical analysis using simple heat diffusion and simultaneous heat and moisture transfer equations based on measurement data. This paper presents the results of a numerical analysis on the heat load characteristics and heat and moisture behavior of an underground basement and its surrounding ground under a condition of internal heat generation. The authors found it difficult to predict the heat behavior and heat load of the underground basement by simple heat diffusion alone. Accurate prediction of the thermal environment and heat load requires careful consideration of the influences of moisture and precipitation

• Computers and Concrete
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• 제11권3호
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• pp.201-222
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• 2013

A comprehensive simulation model for the transport process of fully coupled moisture and multi-species in non-saturated concrete structures is proposed. The governing equations of moisture and ion diffusion are formulated based on Fick's law and the Nernst-Planck equation, respectively. The governing equations are modified by explicitly including the coupling terms corresponding to the coupled mechanisms. The ionic interaction-induced electrostatic potential is described by electroneutrality condition. The model takes into account the two-way coupled effect of moisture diffusion and ion transport in concrete. The coupling parameters are evaluated based on the available experimental data and incorporated in the governing equations. Differing from previous researches, the material parameters related to moisture diffusion and ion transport in concrete are considered not to be constant numbers and characterized by the material models that account for the concrete mix design parameters and age of concrete. Then, the material models are included in the numerical analysis and the governing equations are solved by using finite element method. The numerical results obtained from the present model agree very well with available test data. Thus, the model can predict satisfactorily the ingress of deicing salts into non-saturated concrete.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.538-545
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• 2017

콘크리트가 화재에 노출되면 콘크리트 표면에서의 수분뿐만 아니라 콘크리트 내부에서의 수분도 수분의 평형 및 전달조건에 의하여 증발이 발생된다. 수분의 평형조건은 재료의 자기이력거동으로 표현되는 물의 증발에 대한 수착등온선 관계로 설명된다. 본 논문은 화재시 콘크리트 내부의 수분변화를 예측하고자 하는 것으로 부재 내부의 임의의 위치에서의 상대함수율을 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 또한 고온에서 콘크리트의 수분확산 특성치에 대해서도 모델식을 제시하였다. 이러한 해석기법의 정확성을 검증하기 위하여 실험데이터와 비교하였으며, 그 결과 수분증발로 인하여 수분이 감소되는 효과를 포함한 전반적인 부재 내부의 수분이동현상이 실제 실험데이터와 거의 유사하게 나타나는 것으로 확인되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.17-23
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• 2009

콘크리트가 화재에 노출되면 콘크리트 표면에서의 수분뿐만 아니라 콘크리트 내부에서의 수분도 수분의 평형 및 전달조건에 의하여 증발이 발생된다. 수분의 평형조건은 재료의 자기이력거동으로 표현되는 물의 증발에 대한 수착등온선 관계로 설명된다. 본 논문은 화재시 콘크리트 부재 내부의 수분변화를 예측하고자 하는 것으로 부재 내부의 임의의 위치에서의 상대함수율을 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 또한 고온에서 콘크리트의 수분확산 특성치에 대해서도 모델식을 제시하였다. 이러한 해석기법의 정확성을 검증하기 위하여 실험데이터와 비교하였으며, 그 결과 수분증발로 인하여 수분이 감소되는 효과를 포함한 전반적인 부재 내부의 수분이동현상이 실제 실험데이터와 거의 유사하게 나타나는 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.373-384
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• 2009

다공성 경량골재의 사전흡수수에 따른 콘크리트 수축 저감 효과의 정량적 평가와 부등수축해석모델 상수 제공을 위한 첫번째 단계로서, 수분이동모델을 설정하고 이에 따른 수분이동 특성상수인 유효수분확산계수, 수분용량, 습도공급도, 습도소모도를 물-결합재비, 골재 종류를 변수로 하여 측정하였다. 콘크리트 내, 외부 습도차에 의한 정상상태에서의 유효수분확산계수는 물-결합재비가 낮을수록 낮은 값을 나타내었으며 동일한 물-결합재비인 경우 일반골재를 사용한 배합이 경량골재를 사용한 배합보다 낮은 유효수분확산계수값을 나타내었다. 콘크리트 내 수분의 저장 능력 즉, 수분용량을 산정하기 위해 9가지 습도에서 콘크리트의 수분량을 측정하였으며 경량골재를 사용한 배합이 일반골재를 사용한 배합보다 모든 습도조건에서 수분량이 크게 나타났다. 일반 대기환경 습도 50% 이상 조건에서 적용할 수 있는 경량골재의 습도공급도를 측정하여 정량화 하였으며, 경량골재에서의 수분 방출량은 주변 습도에 반비례하고 시간에 비례하는 뚜렷한 경향을 나타내는 지수함수의 형태로 설정하였다. 시멘트 수화 자기건조에 의한 수분의 내부소모에 따른 콘크리트 내 습도소모도를 측정하였으며, 측정결과 물-결합재비 0.3의 경우 7~10일 이내의 초기재령에서 약 10% 내외의 급격한 습도감소를 나타내었으며 물-결합재비 0.4, 0.5의 경우 완만한 형태로 약 5%, 1% 내외의 습도 감소를 나타내었다.