• 생태와환경
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• 제50권2호
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• pp.216-237
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• 2017

온천의 온배수는 오래 전부터 전 세계를 통해 지질학, 육수학 및 수생태학에서 온도구배와 담수조류의 관계에서 많은 관심을 갖게 한 분야이었다. 반면에, 우리나라는 인공온천이 전국적으로 개발되었으나 아직까지 이에 대한 연구가 미진한 실정에 있다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 경기도 포천에 위치한 계류(부소천)의 최상류 구간 4개 지점(BSU (상류), HSW (온천폐수 방류구), BSD1~2 (하류))에서 부착조류 생태에 온배수의 시공간적 영향을 파악하고자 매월 조사하였다. 조사기간 동안 온배수의 수온 영향권은 <1.0 km이었고, 동시에 N P 영양염의 주요 공급원으로 작용하였다. 그 영향은 저온 갈수기(12월~3월)에 우세하였고, 고온 풍수기 (7월~9월)에 약세를 보여 다소 계절적인 특성을 반영하였다. 이러한 환경에서 부착조류 군집은 총 59속 143종으로 구성되었다. 이 중에서 규조류가 21속 83종 (58.0%), 남조류가 9속 21종(14.7%) 및 녹조류가 25속 32종(22.4%)을 차지하였다. 또한, 상대도수가 >10%인 분류군은 총 24속 31종이었으며, 시공간적 분포는 수온 ($5^{\circ}C$와 $15^{\circ}C$) 및 유속 ($0.2m\;s^{-1}$와 $0.8m\;s^{-1}$)과 밀접한 관련성을 가졌다. 그리고 연중 높은 수온을 유지하는 기초 환경에서 수중의 $PO_4$에 친화력이 크거나, $NO_3-PO_4$가 풍부한 하천 서식처를 선호하는 분류군이 우점하였다. 결과적으로, 부소천은 온배수에 의해 연중 과영양 및 과열 오염이 지속되어 국내에서 조사된 선행 부착조류 생태연구의 결과와 비교할 때 오염이 심한 상태로 평가되었고, 상 하류 간에 계절적으로 동질성 (하계~추계)과 이질성(동계~춘계)이 반복되는 역동적인 생태계로 볼 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권12호
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• pp.828-836
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• 2014

본 연구는 얕은 연못에 시공된 지하 매립형 어류 피난처 구조물인 artificial deep pool (ADP)을 대상으로 늦봄~여름기간 동안 수질환경을 평가하고 그 특징을 파악하고자 하였다. 개방수역인 St. 1과 ADP인 St. 2로 구분하여 분석한 결과, St. 2는 St. 1보다 평균적으로 수온 $1.4{\sim}3.2^{\circ}C$, DO 2.4~3.6 mg/L 낮았고 일수질변동(daily water quality fluctuation)이 적은 안정된 공간으로 나타났다. 특히 수온의 일변화(daily variations)는 St. 1에서 ${\geq}4^{\circ}C$을 보였으나, St. 2에서는 거의 변화가 없었기 때문에 고수온이 지속될 때 어류가 피난 공간으로 활용할 수 있음을 시사하였다. 이화학적 수질은 St. 1과 St. 2에서 큰 차이가 없었지만, 수온, pH, DO, 전기전도도에 대해서는 서로 뚜렷하게 다른 공간임을 나타내었다(two-way ANOVA, P<0.05). ADP 내부는 수심별로 thermal and DO gradient가 나타났으며, 수심 약 1.2 m 이후부터 급격히 감소하였다. 이러한 수질환경은 얕은 연못에서 어류의 서식 및 산란에 영향을 미치며, 본 연구의 조사지점의 연못에서는 각시붕어(Rhodeus uyekii)가 우점하는 것으로 보아, ADP가 적용되면서 납자루아과인 각시붕어의 적정 산란수온($16.5{\sim}18.5^{\circ}C$)을 제공하여 각시붕어가 서식하기 좋은 환경을 조성한 것으로 판단된다. 또한, ADP는 여름철에 수온이 높고, 변동이 큰 외부환경보다 낮은 수온을 일정하게 유지하여 수온변동 및 고온에 민감한 어종에게 좋은 피난처로 활용될 것으로 여겨진다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.651-657
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• 2010

180 bar 이상의 최대 폭발압과 높은 열부하를 가진 박용 디젤엔진의 분리형 피스톤은 크라운과 스커트를 각각 고강도 합금강과 연성주철을 사용한다. 피스톤의 피로설계를 위해서는 작용 하중, 표면조도 뿐만 아니라 온도영향에 의한 강도 저하를 고려해야 하며, 실린더 내부의 폭발력이 크라운을 거쳐 스커트에 전달되는 하중의 분율도 고려되어야 한다. 본 연구에서는 노치부의 피로강도 증분을 응력구배방법을 사용하여 고려하였으며, 열전달해석과 그에 따른 온도영향을 고려하였다. 하중 분율과 접촉압력은 공차해석을 통해 최적화하였으며, 프로타입 엔진에 대한 실차 시험을 통해 냉각 및 내구설계를 검증하였다.

• 대기
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• 제23권2호
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• pp.205-220
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• 2013

Upper ocean response to typhoon Ewiniar (0603) and its impact on the following typhoon Bilis (0604) are investigated using observational data and numerical experiments. Data used in this study are obtained from the Ieodo Ocean Research Station (IORS), ARGO, and satellite. Numerical simulations are conducted using 3-dimensional Princeton Ocean Model. Results show that when Ewiniar passes over the western North Pacific, unique oceanic responses are found at two places, One is in East China Sea near Taiwan and another is in the vicinity of IORS. The latter are characterized by a strong sea surface cooling (SSC), $6^{\circ}C$ and $11^{\circ}C$ in simulation and observation, under the condition of typhoon with a fast translation speed (8m $s^{-1}$) and lowering intensity (970 hPa). The record-breaking strong SSC is caused by the Yellow Sea Bottom Cold Water, which produces a strong vertical temperature gradient within a shallow depth of Yellow Sea. The former are also characterized by a strong SSC, $7.5^{\circ}C$ in simulation, with a additional cooling of $4.5^{\circ}C$ after a storm's passage mainly due to enhanced and maintained upwelling process by the resonance coupling of storm translation speed and the gravest mode internal wave phase speed. The numerical simulation reveals that the Ewiniar produced a unfavorable upper-ocean thermal condition, which eventually inhibited the intensification of the following typhoon Bilis. Statistics show that 9% of the typhoons in western North Pacific are influenced by cold wakes produced by a proceeding typhoon. These overall results demonstrate that upper ocean response to a typhoon even after the passage is also important factor to be considered for an accurate intensity prediction of a following typhoon with similar track.

• 수산해양기술연구
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• 제29권1호
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• pp.1-10
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• 1993

In order to investigate the environmental properties of set net grounds located in the coastal waters of Yeosu, oceanographic observations on the fishing grounds were carried out by the training ship of Yeosu Fisheries University from Jun. 1988 to Dec. 1990. The resultes obtained are summarized as follows; 1) The water mass in the fishing grounds were divided into the inner water (29.50-31.00$\textperthousand$), the mixed water (31.10-32.70$\textperthousand$) and the offshore water (32.70-34.30$\textperthousand$) according to the distribution of salinity from T-S diagram plotted all salinity data observed from Jun. 1988 to Dec. 1990. In spring the mixing water prevailed and in summer the inner and mixing water. But in autumn and winter the mixing and offshore waters prevailed. 2) The inner water which was formed by land water from the river of Somjin and the precipitation in the Yeosu district flowed southerly along the coast of Dolsando and spread south-easterly in the vicinity of Kumodo. The inner water and offshore water which supplied from the vicinity of Sorido and Yokchido formed the thermal front and halofront. 3) As the mixing water flowing from the western sea of Cheju to the southern coast of korea was low in temperature, the water mass of low temperature which appeared at the offshore bottom of Sorido in summer was considered not to be the Tsushima warm current. 4) As vertical mixing was made frequently in spring, autumn and winter, the differences in temperature and salinity between surface and bottom was respectively small. In summer, however, the mixing was not made because of the inner water expanded offshore through the space between surface and 10m layer and so a thermocline of $2.0^{\circ}C$/10m and halocline of 4.0$\textperthousand$/10m respectively in vertical gradient was formed. 5) In the vicinity of Dolsando and Kum a water low in salinity prevailed, but in the vicinity of Namhaedo and YoKchido the reverse took place. The inner and mixing waters formed at these arease was limited to the observation area not to spread widely.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권6호
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• pp.427-434
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• 2009

A new surface shape of an internal cooling passage which largely reduces the pressure drop and enhances the surface heat transfer is proposed in the present study. The surface shape of the cooling passage is consisted of the concave dimple and the riblet inside the dimple which is protruded along the stream-wise direction. Direct Numerical Simulation (DNS) for the fully developed turbulent flow and thermal fields in the cooling passage is conducted. The numerical simulations for five different surface shapes are conducted at the Reynolds number of 2800 based on the mean bulk velocity and channel height and Prandtl number of 0.71. The driving pressure gradient is adjusted to keep a constant mass flow rate in the x direction. The thermoaerodynamic performance for five different cases used in the present study was assessed in terms of the drag, Nusselt number, Fanning friction factor, volume and area goodness factor in the cooling passage. The value of maximum ratio of drag reduction is -22.86 %, and the value of maximum ratio of Nusselt number augmentation is 7.05% when the riblet angle is $60^{\circ}$. The remarkable point is that the ratio of Nusselt number augmentation has the positive value for the surface shapes which have over $45^{\circ}$ of the riblet angle. The maximum volume and area goodness factors are obtained when the riblet angle is $60^{\circ}$.

• 센서학회지
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• 제8권1호
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• pp.53-62
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• 1999

MEMS(Microelectromechanical System) 기술분야에서 폭넓게 사용하고 있는 폴리실리콘 박막을 이용하여 폴리실리콘 미소 공진 구조체를 제작하였다. 폴리실리콘 증착은 저압기상화학증착 장비를 사용하여 대칭적 두께로 박막을 적층하였고 폴리실리콘의 응력과 응력구배를 최소화시키기 위한 적층, 도핑 방법 및 열처리에 따른 특성을 분석하였다. 이를 위하여 브리지 빔과 캔티레바 테스트 패턴을 제작하여 기계적 응력 특성을 측정하였으며, 아울러 공정 조건별 개별 시료에 대한 물성을 XRD, SIMS등으로 분석하였다. 공진 구조체는 대칭적 증착 구조를 가지며, 최종적으로 $6.5{\mu}m$의 두께로 적층되었다. 제작된 평면형 공진 구조체의 진동특성은 직류 15V, 교류 0.05V의 구동전압, 1000mtorr 압력에서 공진 진폭이 $5{\mu}m$ Q값이 1270임을 보였으며, 개발된 마이크로 폴리실리콘 공진체는 마이크로 자이로 및 가속도 센서에 응용될 수 있다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권12호
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• pp.2218-2229
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• 2006

A conservative finite-volume numerical method for unstructured grids with the cell-centered method has been developed for computing flow and heat transfer by combining the attractive features of the existing pressure-based procedures with the advances made in unstructured grid techniques. This method uses an integral form of governing equations for arbitrary convex polyhedra. Care is taken in the discretization and solution procedure to avoid formulations that are cell-shape-specific. A collocated variable arrangement formulation is developed, i.e. all dependent variables such as pressure and velocity are stored at cell centers. For both convective and diffusive fluxes the forms superior to both accuracy and stability are particularly adopted and formulated through a systematic study on the existing approximation ones. Gradients required for the evaluation of diffusion fluxes and for second-order-accurate convective operators are computed by using a linear reconstruction based on the divergence theorem. Momentum interpolation is used to prevent the pressure checkerboarding and a segregated solution strategy is adopted to minimize the storage requirements with the pressure-velocity coupling by the SIMPLE algorithm. An algebraic solver using iterative preconditioned conjugate gradient method is used for the solution of linearized equations. The flow analysis code (PowerCFD) developed by the present method is evaluated for its application to several 2-D structured-mesh benchmark problems using a variety of unstructured quadrilateral and triangular meshes. The present flow analysis code by using unstructured grids with the cell-centered method clearly demonstrate the same accuracy and robustness as that for a typical structured mesh.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.616-624
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• 2011

본 연구에서는 사각채널내에 주유속 방향에 가로지르게 배치된 반원 리브의 난류 유동에 대한 유동 특성과 열전달 증대에 관해 수치해석적으로 살펴보았다. 사각채널의 종횡비는 5이고, 수력직경 대비 리브 높이비는 0.07, 사각채널 높이 대비 리브 높이비는 0.117로서 리브 높이 대비 리브 피치비가 8~14인 리브를 주기적으로 배열하여 연구를 수행하였다. 난류 모델의 선정은 실제 현상과 근접한 벽 근처 유동 특성과 열전달을 위해 SST k-${\omega}$ 난류 모델과 v2-f 난류 모델을 이용하였다. 수치해석의 결과는 실험에 의 해 관찰된 난류 유동 특성, 열전달 및 마찰계수의 결과를 잘 예측함을 보여준다. 본 결과에서 난류 운동 에너지가 재순환류 영역의 확산과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있고 v2-f 난류 모델이 SST k-${\omega}$ 난류 모델에 비해 실험결과를 더 잘 예측하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.197.1-197.1
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• 2011

2010년 12월에 착수한 인공 지열 저류층 생성기술(EGS)를 이용한 지열발전 pilot plant 프로젝트에서 계획된 5 km 깊이의 doublet 시스템에서 실현 가능한 발전량 목표를 추정하였다. 지하 5 km 에서의 암반 온도는 경북 포항지역의 평균 지온증가율은 $33^{\circ}C$/km로 하였을 때 지표온도를 감안하면 $180^{\circ}C$로 추정된다. 암반과의 열교환을 통해 생산되는 지열수의 온도를 $160^{\circ}C$, 발전 후 주입수의 온도를 $60^{\circ}C$로 생각할 수 있고, 이때 binary 발전의 열효율은 0.11이 가능하다. 최근의 EGS에서 실현 가능한 생산 유량인 40 kg/sec을 가정한다면 총 발전량은 1.848 MW로 계산되며, 지열수 양수 펌프와 binary 발전의 냉각에너지 소요량을 고려하면 순 발전량 1.5 MW가 가능해진다.