• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제43권1호
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• pp.35-44
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• 2022

Immersed boundary-Lattice Boltzmann Method (IB-LBM) is used for the analysis of flow over the circular cylinder in the concept of fluid-structure interaction analysis (FSI). Recently, IB-LBM has shown the enormous possibility for the application of various biomedical engineering fields, such as the movement of a human body or the behavior of the blood cells and/or particle-based drug delivery system in blood vessels. In order for the numerical analysis of the interaction between fluid and solid object, immersed boundary method and lattice Boltzmann method are coupled to analyze the flow over a cylinder for low Reynolds laminar flow (Re=10, 20, 40 and 100) with Zhu-He boundary condition at the boundary. With the developed IB-LBM, the flow around the cylinder in the uniform flow is analyzed for the laminar flow and the drag and lift coefficients and recirculation length are compared to the previous results.

• 한국물환경학회지
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• 제32권3호
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• pp.243-252
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• 2016

In cases of water pollution accidents, accurate prediction for arrival time and concentration of contaminants in a river is essential to take proper measures and minimize their impact on downstream water intake facilities. It is critical to fully understand the behavior characteristics of contaminants on river surface, especially in case of oil spill accidents. Therefore, in this study, the effects of main parameters of advection and diffusion of contaminants were analyzed and validated by comparing the results of Lagrangian particle tracking (LPT) simulation of Environmental Fluid Dynamic Code (EFDC) model with those of Global Position System (GPS)-equipped drifter experiment. Prevention scenario modeling was accomplished by taking cases of movable weir operation into account. The simulated water level and flow velocity fluctuations agreed well with observations. There was no significant difference in the speed of surface particle movement between 5 and 10 layer modeling. Therefore, 5 layer modeling could be chosen to reduce computational time. It was found that full three dimensional modeling simulated wind effects on surface particle movements more sensitively than depth-averaged two dimensional modeling. The diffusion range of particles was linearly proportional to horizontal diffusivity by sensitivity analysis. Horizontal diffusivity estimated from the results of GPS-equipped drifter experiment was 0.096 m²/sec, which was considered to be valid for applying the LPT module in this area. Finally, the scenario analysis results showed that particle movements could be stagnant when discharge from the upstream weir was reduced, implying the possibility of securing time for mitigation actions such as oil boom installation and wiping oil contaminants. The outcomes of this study can help improve the prediction accuracy of particle tracking simulation to establish the most suitable mitigation plan considering the combination of movable weir operation.

• 한국지형학회지
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• 제17권3호
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• pp.31-47
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• 2010

구룡천 하류의 안골유역에 있어서 최종빙기 이후 유역을 구성하고 있는 구릉사면에서 기원한 사면물질이동의 이력을 구명하였다. 이를 위하여 층상해석·층서해석, 탄소연대측정, 입도분석, 대자율분석 및 안골유역의 지형분석을 실시하였다. 약 40,480~9,850yrBP에 걸쳐서 안골유역의 구릉사면에서 유역의 곡저로 이동·퇴적된 사면기원 무기물층의 사면물질이동은 최소 5회가 존재했으며, 약 9,850yrBP~현재까지 조사유역에서 발생한 사면물질이동은 적어도 4회가 있었다. 퇴적상 연구결과는 대자율 분석과 입도분석의 결과와도 조화롭게 나타나고 있다. 본 연구의 결과는 향후 천안 일대 소유역에 있어서 구릉사면의 삭박과정 및 최종빙기 이후 기후변화 복원에 유용한 자료가 될 것이며 나아가 우리나라 다른 지역연구를 위한 유용한 사례연구가 될 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.39-47
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• 2016

PURPOSES : Road subsidence occurs owing to road cavities, which cause many social and environmental problems, especially in cities. Recently, road cavities were detected by various ground radars and repair works were carried out against the detected cavities. The condition assessments related to the road cavities are necessary to understand the potential risk of the cavities. Therefore, in this study, a numerical study was performed to assess the various conditions of road cavities. METHODS : The numerical method adopted in this study is the discrete element approach, and it is suitable for analyzing the condition because it can consider the movement of the soil particles in the surrounded cavity areas. In addition, the triaxial test was modeled and performed under various cavity conditions inside the specimens. RESULTS : The conditions of different cavity locations and shapes were analyzed to identify the effect of cavity state. Three general cases of particle size distributions were formulated to identify the effect of surrounding ground conditions. As a result, the degree of decrement and volumetric strain were varied depending on the locations and shapes of the cavity. Only minor changes were observed when the particle size distributions were altered. CONCLUSIONS : The strength reduction was higher when the cavity formed was larger and located in the upper zone. Similar to the cavity shape, strength reduction and volume deformation are more influenced by the width than the length of the cavities. There is an influence from ground conditions such as the particle size distribution, especially on the wide cavity.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.108-117
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• 2011

본 연구에서는 해양수산자원 및 레크리에이션 증진을 위한 프로그램의 일부로 개발된 철도차량 인공어초의 수리학적 안정성 평가를 위해 수리모형실험을 수행하였다. Froude 상사법칙을 적용한 고정상 및 이동상 수리모형실험에서는 설계외력(파랑, 흐름 등)에 상당하는 조건에 따라 이론적/실험적 검토를 수행하였다. 실험결과로서 파랑-흐름공존장에서 어초의 안정성에 영향을 미치는 무차원 영향인자(설계파라메타)로서 쇄파상사지수, 수립자속도, 세굴/퇴적 등이 있으며, 고정상 실험에서 어초의 활동을 일으키는 한계조건은 쇄파상사지수에 따라서 무차원 최대수립자속도가 약 0.32 이상일 때 나타났다. 또한 이동상 실험에서 침하량(현장치)은 6~30cm이었다. 실험결과를 바탕으로 어초의 활동에 작용하는 외력의 방향과 저질 특성이 어초 시설적지를 선정할 때 반드시 고려되어야 함을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제20권2호
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• pp.15-19
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• 2012

폐목재를 자원화하는 방법은 물질재활용과 에너지재활용으로 분류된다. 물질재활용은 폐목재를 원료로 파티클보드 또는 MDF를 생산하는 것 등이 포함되며 분리배출 및 수집을 통해 수차례 재활용이 가능한 장점이 있다. 에너지재활용은 칩을 제조하여 열병합발전 또는 보일러의 원료로 에너지를 생산하는 것을 말한다. 화석연료를 사용하는 발전소, 보일러 등에서 기존의 연료(석유, 화석연료 등)를 폐목재로 대체하면 화석연료 구입비용과 폐목재를 폐기물로서 처리하는 비용을 절감할 수 있다. 본 연구는 폐목재를 원료로 하여 파티클보드 생산공정과 열병합 에너지 생산공정을 전과정평가의 방법으로 지구 온난화에 미치는 영향을 분석하였다. 폐목재 1톤을 사용하여 파티클보드 생산공정은 112kg의 온실가스 를 배출하며, 열병합에너지공정은 382kg의 온실가스를 배출하는 것으로 분석되었으며, 분석조건은 파티클보드의 평균수명 14년과 재활용회수 16회를 가정하였고, 이때 임시적 탄소저장능을 고려하였다.

• 에너지공학
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• 제18권2호
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• pp.87-92
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• 2009

본 논문은 안쪽축이 회전하는 동심환형관 물과 비뉴튼유체의 고-액 2상 유동연구를 수행하였다. 점탄성유체의 유변학은 굴착구멍의 청결, 입자의 밖으로 수송하는 등 여러 가지 응용에 중요하다. 연구에서 투명한 아크릴관은 고체입자의 이동을 관찰하기 위하여 사용하였다. 환형관 속도는 0.3m/s에서 2.0m/s로 변한다. 머드시스템은 물과 CMC 수용액을 혼합하여 사용하였다. 연구에서 고려된 주요 변수들은 축회전속도, 유체 유동영역과 입자 주입율이다. 입자이송속도와 압력강하는 유체유량(Q, LPM)이 5~30의 범위에서 측정하였다. 물과 0.2% CMC 수용액에서 고체입자의 농도가 높을수록 압력손실이 커짐을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.13-27
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• 2014

Catchments soil erosion, one of the most serious problems in the mountainous environment of the world, consists of a complex phenomenon involving the detachment of individual soil particles from the soil mass and their transport, storage and overland flow of rainfall, and infiltration. Sediment size distribution during erosion processes appear to depend on many factors such as rainfall characteristics, vegetation cover, hydraulic flow, soil properties and slope. This study involved laboratory flume experiments carried out under simulated rainfall in a 3.0 m long ${\times}$ 0.8 m wide ${\times}$ 0.7 m deep flume, set at $17^{\circ}$ slope. Five experimental cases, consisting of twelve experiments using three different sediments with two different rainfall conditions, are reported. The experiments consisted of detailed observations of particle size distribution of the out-flow sediment. Sediment water mixture out-flow hydrograph and sediment mass out-flow rate over time, moisture profiles at different points within the soil domain, and seepage outflow were also reported. Moisture profiles, seepage outflow, and movement of overland flow were clearly found to be controlled by water retention function and hydraulic function of the soil. The difference of grain size distribution of original soil bed and the out-flow sediment was found to be insignificant in the cases of uniform sediment used experiments. However, in the cases of non-uniform sediment used experiments the outflow sediment was found to be coarser than the original soil domain. The results indicated that the sediment transport mechanism is the combination of particle segregation, suspension/saltation and rolling along the travel distance.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.1186-1190
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• 2009

본 논문에서는 균일한 전계내의 대전입자의 운동특성에 대하여 연구하였다. 패널을 제작하기 위하여 양전하를 띠는 검은색 대전입자(토너)와 음전하를 띠는 노란색 대전입자(토너)를 사용하였으며, 패널구동을 위하여 오버슈트 현상이 없는 power supply로 구형펄스를 인가하였다. 또한 RT-200을 이용하여 광학특성(대조비, 시야각)을 측정하였으며, 레이저와 포토다이오드를 사용하여 응답속도를 측정하였다. 그리고 응답속도와 대조비를 통하여 대전입자의 m/q 분포를 확인하였다. 그 결과, 대전입자의 구동전압, 대조비, 응답속도는 m/g에 의해 결정되며, 패널내부에 주입된 대전입자의 m/q 분포가 동일할수록 구동특성이 향상되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.774-779
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• 2012

본 논문은 brain-computer interface (BCI)를 통해 움직임 상상 시 측정된 뇌-활동전위신호(EEG)에 내포된 행동의도의 패턴을 보다 정확하게 분류하기 위한 최적 EEG 채널 선택 기법을 제안한다. 기존의 EEG 측정실험에서는 실험 설계자에 의해 대뇌 기능적 피질 분류를 이용하여 인위적으로 선별된 채널을 활용하거나 측정기기가 수용 가능한 전체 채널을 사용해왔으며, 일정 수준의 패턴분류 정확도를 얻을 수 있었지만 다수의 채널로 인해 Common Spatial Pattern (CSP) 등의 패턴특징 추출 시 overfit 및 계산 복잡도 증가의 문제가 발생되었다. 이를 극복하기 위하여 방안으로 본 논문에서는 binary particle swarm optimization (BPSO)을 기반으로 다수의 채널 중 최적 채널을 자동으로 선택하고, 각각의 채널에 대한 impact factor를 부여함으로써 중요 채널 부근의 채널들에 가중치를 부여하는 선택방법을 제안하였으며, Support Vector Machine (SVM)을 이용하여 다수의 채널을 사용 하였을 때의 정확도와 channel impact factor를 고려한 BPSO를 적용시켰을 때의 정확도를 비교, 분석하였다.