• 해양환경안전학회지
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• 제24권1호
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• pp.92-100
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• 2018

난류경계층이 유지되기 위한 에너지 공급은 경계층 내 구조물인 와류들의 상호작용으로 끊임없이 이루어진다. 이러한 난류 유동은 수송분야의 마찰저항 및 해양구조물의 침식 및 진동을 유발하기 때문에 유동 제어를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 제어의 극대화를 위해서는 난류 에너지 전달이 어떻게 이루어지는지에 대한 메카니즘 규명이 필수적이고, 이를 위해서는 층류경계층 내 유동현상으로 파악하는 것이 명확하고 용이하다는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 층류경계층 내 평판에 반구를 설치하여 역압력구배을 발생시킴으로써 교란된 유동현상의 상호작용을 분석하였다. 즉, 반구를 둘러싼 목걸이 와류와 반구 표면의 유동 박리에 의한 후류영역에서 머리핀 와류가 생성되어 상호 유기적으로 영향을 주고받는다. 이 과정에서 목걸이 와류는 후류영역으로 높은 운동량의 유체를 유입시켜 머리핀 와류의 발생 주파수를 증가시킨다. 반구 전방에 구멍을 뚫어 국부적인 흡입제어로 목걸이 와류의 와도를 감소시킴으로써 그 영향이 완화되는 과정을 유동 가시화 및 열선유속계로 측정하여 정성 및 정량적으로 분석하였다.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.42-53
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• 2017

탈질과 탈황을 동시에 수행하는 과산화수소($H_2O_2$) 수용액 세정탑의 반응효율을 증가시키기 위해 예혼합이 이루어지는 혼합 냉각기(mixing quencher) 영역 내부의 유체유동에 대한 수치해석이 수행되었다. 산업공정에서 상용화되고 있는 세정탑 전단부의 혼합냉각기에서 과산화수소 수용액이 주입되는 노즐의 분사방식은 배기가스와 과산화수소 수용액의 혼합에 중요한 역할을 하며, 혼합냉각기에서의 혼합도는 세정탑 의 효율을 결정하는 중요 요소가 된다. 본 연구에서는 혼합냉각기 내부유체의 농도분포 개선을 목적으로 하여 혼합냉각기 내의 노즐 관의 배열을 조절하거나 노즐 팁 각도를 변경하며 유체혼합을 최적화하였다. 전산해석은 이 냉각기영역의 내부유동 및 각 유체 농도에 대한 RMS (root mean square) 값을 계산하여 내부유체의 혼합도의 개선을 확인하였다. 세부적으로는 노즐 관의 위치를 조절할 때 변경되는 냉각기 영역 후단의 농도 RMS 값을 확인하여 난류형성위치에 따른 최적화된 혼합도를 확인하였으며 기본형상 대비 난류형성방향을 조절하는 목적의 노즐 팁 각도를 증감하여 농도분포의 균질화를 비교하였다. 노즐 관의 배열에 따라 난류형성위치와 그에 따른 유체혼합이 해석되었다. 또한 노즐 팁 각도를 조절하는 경우에는 유동방향과의 각도에 따라, 흐름이 병류와 향류에 따라 혼합도의 최적화를 확인할 수 있었다. 노즐 관의 위치는 0.3 m, 노즐 팁은 병류의 $15^{\circ}$일 때 최적의 조건을 가지며 가장 낮은 RMS 값인 12.4%를 가졌다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.417-423
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• 2007

Oxy-gasification or oxygen-blown gasification, enables a clean and efficient use of coal and opens a promising way to CO2 capture. The coal gasification process of a slurry feed type, entrained-flow coal gasifier was numerically predicted in this paper. The purposes of this study are to develop an evaluation technique for design and performance optimization of coal gasifiers using a numerical simulation technique, and to confirm the validity of the model. By dividing the complicated coal gasification process into several simplified stages such as slurry evaporation, coal devolatilization, mixture fraction model and two-phase reactions coupled with turbulent flow and two-phase heat transfer, a comprehensive numerical model was constructed to simulate the coal gasification process. The influence of turbulence on the gas properties was taken into account by the PDF (Probability Density Function) model. A numerical simulation with the coal gasification model is performed on the Conoco-Philips type gasifier for IGCC plant. Gas temperature distribution and product gas composition are also presented. Numerical computations were performed to assess the effect of variation in oxygen to coal ratio and steam to coal ratio on reactive flow field. The concentration of major products, CO and H2 were calculated with varying oxygen to coal ratio (0.2-1.5) and steam to coal ratio(0.3-0.7). To verify the validity of predictions, predicted values of CO and H2 concentrations at the exit of the gasifier were compared with previous work of the same geometry and operating points. Predictions showed that the CO and H2 concentration increased gradually to its maximum value with increasing oxygen-coal and hydrogen-coal ratio and decreased. When the oxygen-coal ratio was between 0.8 and 1.2, and the steam-coal ratio was between 0.4 and 0.5, high values of CO and H2 were obtained. This study also deals with the comparison of CFD (Computational Flow Dynamics) and STATNJAN results which consider the objective gasifier as chemical equilibrium to know the effect of flow on objective gasifier compared to equilibrium. This study makes objective gasifier divided into a few ranges to study the evolution of the gasification locally. By this method, we can find that there are characteristics in the each scope divided.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.79-93
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• 2015

Gulf Stream 인근해역에서 해양 중규모 와동의 삼차원 구조분석을 HYCOM 수치모델을 사용하여 수행하였다. 시계방향 및 반시계 방향으로 회전하는 와동들의 구조를$1/12^{\circ}$와 $1/48^{\circ}$ 두개의 모델 해상도를 사용하여 비교하였다. 라그랑지안 모수인 Finite Size Lyapunov Exponent (FSLE) 와 Okubo-Weiss parameter(OW) 분포를 분석한 결과 표층의 와동구조가 수심 깊은 곳까지 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 이는 와동에 의한 수평방향 해수운동이 수직방향 해수운동보다 크기 때문인 것으로 해석되었다. 고해상도 모델의 경우 와동근처에서 10 km 미만의 미세난류구조 들이 많이 발견되었으며, 이러한 미세난류구조들은 고해상도 모델의 와동근처에서 해수의 움직임을 저해상도 모델보다 불규칙하게 만드는 것으로 나타났다. 이러한 미세난류구조에 의한 해수의 불규칙한 움직임은 분산계수 (dispersion coefficient)에도 영향을 미치는데, 수평 분산계수의 경우 해수운동이 자유로운 고해상도 모델이 저해상도 모델보다 그 값이 더 크게 나타났다. 수직 분산계수의 값은 저해상도 모델에서 더 크게 나왔는데, 이는 와동의 경사진 궤도를 따라 움직이는 저해상도 모델의 해수운동이 수직 분산계수값을 증가시키기 때문인 것으로 들어났다. 상대 수직 분산계수의 경우 이러한 궤도의 영향이 줄어들기 때문에 해수의 수직운동을 측정하는데 있어 절대 수직 분산계수 보다 더 적합한 것으로 판명되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권1호
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• pp.23-33
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• 2020

본 연구에서는 표면 조도 분포가 항공기 결빙 수치 해석에 미치는 영향성에 대한 연구를 수행하였다. 기존의 항공기 결빙 해석 연구에서는 표면 조도의 크기에 초점이 맞춰져 있었으며, 표면조도의 효과 측면에서는 완전 난류 가정을 적용하여 난류 천이를 고려하지 못하고 있다. 또한 일부 연구에서, 표면 조도가 천이 과정에 미치는 영향이 선험적인 수식으로 나타났으나, 이러한 기법은 항공기 결빙 해석의 정확도를 낮추는 요인으로 여겨졌다. 따라서 본 연구에서는 표면 조도가 난류천이 및 열 경계층에 미치는 영향을 모두 고려할 수 있도록, 2-방정식 난류 모델을 기반으로 하는 난류 천이 모델을 적용하였다. 표면 조도의 효과를 고려할 수 있도록 표면 조도 증폭 파라미터를 수송 방정식 형태로 적용하였으며, 물리적인 특성을 고려하기 위해서 표면 조도 분포 모델을 적용하였다. 이를 검증하기 위하여 2차원 익형의 표면 조도, 대류 열전달 계수 및 결빙 형상을 획득하였으며, 실험 결과와 기존 기법들을 사용한 수치 해석 연구결과를 비교하였다. 그 결과, 앞전에서의 열전달 계수의 과도한 예측과 그에 따른 익형 아랫면에서의 얼음뿔 형상이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권4호
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• pp.350-357
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• 2019

The development of marine technology is expected to increase the demand for marine plants because of increasing oil prices. Therefore, there is also expected to be an increase in the demand for cylindrical structures such as URF (umbilical, riser, flowline) structures and spars, which are used operating in various seas. However, a cylindrical structure experiences vortex induced motion (VIM) in a current. In particular, for risers and umbilicals, it is important to identify the characteristics of the VIM because interference between structures can occur. In addition, various studies have been conducted to reduce VIM because it is the cause of fatigue damage to structures. The helical strake, which was developed for VIM reduction, has an excellent VIM reduction performance, but is difficult to install on structures and has a negative effect on heave motion. Therefore, the purpose of this study was to supplement the shortcomings of the helical strake and develop a high-performance reduction device. In the reduction device developed in this study, a string is placed around the structure inside the flow, causing vibration. The vibration of this string causes a small turbulence in the flow field, reducing the VIM effect on the structure. Finally, in this study, the 2-DOF motion characteristics of models without a suppression device, models with a helical strake, and models with a string were investigated, and their reduction performances were compared through model tests.

• 대한감각통합치료학회지
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• 제21권2호
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• pp.69-83
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• 2023

목적 : 본 연구는 수면장애 아동을 대상으로 사회적 이야기(social story)를 적용한 연구를 대상으로 중재효과를 체계적으로 고찰하고자 하였다. 연구방법 : 본 연구는 2001년에서 2022년까지 데이터베이스 Scopus, ScienceDirect, psycArticles, Pubmed에 게재된 문헌들을 대상으로 하였다. 검색어는 'social story' OR 'social stories' AND 'sleep' OR 'sleep disorders' OR 'sleep wake disorder bedtimes' OR 'sleep initiation' and 'maintenance disorders' OR 'sleep wake disorder' OR 'sleep arousal disorder'을 사용하였다. 선정 기준에 따라 최종적으로 6편의 실험연구를 선정하여 분석을 실시하였다. 결과 : 분석 대상 문헌은 무작위 대조 실험연구는 2편, 개별 실험연구가 3편, 사례연구가 1편이었다. 대상자는 진단별로는 자폐스펙트럼 아동, 연령별로는 학령기와 청소년기가 가장 많았다. 중재유형은 사회적 이야기와 다른 중재를 함께 포함한 복합중재가 많았고, 중재 기간은 1일부터 40일 이상으로 다양하였다. 중재 효과로는 수면의 질에 긍정적인 효과를 보였으며, 그중에서도 야간 각성(night walking), 수면 시작 지연(sleep onset delay), 수면 불안(sleep anxiety)이 개선되었다. 사회적 이야기의 효과를 평가하는 도구로는 표준화된 평가에서는 아동 수면 습관 설문지(children's sleep habits questionnaire)와 아동 행동 체크리스트(child behavior checklist)를 가장 많이 사용하였고, 비표준화된 평가로는 인터뷰(interview), 수면일기 (Sleep diary)를 사용한 연구가 많았다. 결론 : 본 연구는 수면장애가 있는 아동 및 청소년에게 사회적 이야기를 적용함으로써 임상에서 적용할 수 있는 수면 중재 방향을 모색하는 것에 의의가 있다. 사회적 이야기의 중재 효과로는 야간 각성(night wakings), 수면 시작 지연(sleep onset delay), 수면 불안(sleep anxiety) 영역이 개선된 연구들이 큰 비중을 차지하였다. 수면의 질의 세부 효과 영역은 대부분의 연구에서 중재 전후 유의한 개선을 나타냈으며, 본 연구에서 분석한 6편의 연구에서는 추적검사를 통해서 중재 효과에 대한 지속을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구는 사회적 이야기(social story)를 적용한 수면장애 아동의 중재 효과, 결과 평가 도구, 중재 기간을 제시함으로써 수면장애 아동을 대상으로 사회적 이야기(social story)를 임상에서 적용할 때 도움이 될 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제47권2호
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• pp.71-81
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• 2014

해수유통 중인 화성호에서 수문학적 변동이 식물플랑크톤 군집과 적응전략에 미치는 영향을 파악하기 위하여 2012년 5월부터 10월까지 7회에 걸쳐 식물플랑크톤 종조성, 생물량, 환경변수를 조사하였다. 수문학적 이벤트 (해수유통, 강수량)는 화성호의 급격한 염분변동 (2.9~29.1 psu)과 함께 영양염, 투명도를 조절하였다. 식물플랑크톤 종조성은 매 조사마다 강 (class) 수준에서 급격히 변하였고, 클로로필-a는 $9.7{\sim}104.1{\mu}g\;L^{-1}$의 범위로 6월에 낮고 9월에 높았다. 다변량 분석결과, 식물플랑크톤 천이는 4개의 시기로 구분되었다. Phase I (5~6월)은 해수유통이 빈번한 고염-중온 시기로, 작은 크기의 Gymnodinium sp., Heterosigma akashiwo이 우점하였다. Phase II (7월, 9월)에는 집중호우와 바람의 영향으로 Cylindrotheca closterium가 우점하였고, Phase III (8월)에는 저염-고온 시기로 Oscillatoria spp.가 우점하였으며, Phase IV (10월)는 해수유통이 다시 증가하고 수온이 급감하면서 작은 편모조류인 unid. cryptomonad가 우점하였다. 화성호 식물플랑크톤 군집은 형태적, 생리적 특성에 따라 구분되는 세가지 적응전략, 즉 C (colonist-invasives), S (stress-tolerants), R (ruderals)전략에 따라 구분되었다. Phase I와 IV의 우점종은 CR-전략종으로써, 약한 성층조건을 선호하는 작은 크기의 기회종이였고, Phase II와 III의 우점종은 R-전략종으로써, 유입하천수의 교란에 적응된 중간 크기의 종이다. 이 결과는 향후 해수유통차단에 의한 성층강화가 현재의 식물플랑크톤 군집을 더 작은 편모조류의 극우점으로 변화시킬 수 있음을 보여주었다. 결론적으로 화성호의 수문학적 이벤트(해수유통, 강수량)는 염분, 영양염, 성층환경 교란을 조절함으로써 식물플랑크톤의 천이와 대발생을 이끄는 중요한 요인임을 제시한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.1-13
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• 2019

최근 기후변화로 인해 강우강도 및 빈도의 증가에 따른 국지성 집중호우의 피해가 증가함에 따라 초기 우수에 대응할 수 있는 시설물 설치가 필요한 실정이다. 이를 위해, 빗물을 직접 유출하지 않고 저류 시키는 저영향 개발(Low Impact Development)기법을 적용한 시설물 설계 및 수치모형을 이용한 유출저감효과 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 유출저감효과에 대한 검토만 수행된 반면, 시설물에 유입되는 유량에 의한 흐름특성 변화 검토 및 안정성 검토에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 LID 기법이 많이 적용되고 있는 회전교차로를 대상으로 하여, 회전교차로 내의 우수저류조의 관망시스템의 안정성 검토를 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 사용하여 검토하였다. 또한 우수저류조의 최적의 설계방안 도출을 위하여 우수저류조의 수를 증가하여 용량증가에 따른 유속과 동압의 변화를 검토하고 설계기준과 비교하였다. 우수저류조의 제원 및 유입유량은 선행연구에서 제시된 값을 적용하여 수치모의를 수행한 결과, 유속은 저류조 설치개소 수가 증가할수록 빨라지는 것을 확인하였고, 대부분 설계기준 범위 안에 유속이 형성되는 것을 확인하였다. 다만 추가 저류조가 3개 이상일 경우는 추가저류조관에서 유속이 3.44 m/s가 발생하여 설계유속의 허용범위를 초과하였고, 유속의 증가율도 일정해지는 것으로 나타났다. 난류강도 및 바닥전단력 비교의 경우, 저류조 설치 개소수가 증가함에 따라 바닥전단력이 한계소류력보다 크게 나타나 유입토사의 침전은 발생하지 않을 것으로 예상되나 난류강도의 크기가 작아져 플록(Floc)형성으로 인한 토사 침전이 발생할 수 있음을 고려해야한다. 최종적으로 유속을 이용한 동압 산정 결과를 우수관 설계에 일반적으로 사용되는 압력관의 허용내압과 비교하였을 경우, 동압이 허용내압보다 작게 나타났다. 이를 통하여 본 연구에서 제안한 우수저류조 제원으로 설계할 경우 추가 저류조를 2개까지 설치하는 것이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이는 저류조를 계속하여 설치하게 되면 배수가 원활해져 관내 유속이 빨라지고, 유속증가로 인하여 관의 마모손상 등의 문제가 일어날 수 있기 때문이다. 그러나 본 연구는 저류조의 제원 및 우수의 유입량을 가정하였고, 단순히 저류조를 추가하여 저류조 설계방안을 도출한 한계점이 있어 향후에는 다양한 저류조 형태 및 우수유입 시나리오를 적용하여 검토한다면 보다 효율적인 설계방안 도출이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권2호
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• pp.109-119
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• 2006

2001년 가을철 대발생 시기에 인위적으로 상승 첨가된 동물플랑크톤이 식물플랑크톤에 미치는 영향을 파악하기 위해 중형폐쇄생태계를 이용한 연구가 남해안의 장목만에서 연구되었다. 2500리터 용량의 폴리에틸렌 백 4개에 현장 해수를 채운 후, 현장에서 플랑크톤 네트(망목: $300{\mu}m$)로 수직 예인하여 얻은 동물플랑크톤 시료를 이용하여 실험 구가 대조구보다 6배 높도록 조성하였다. 연구기간동안 대조구와 실험구 폐쇄생태계 간의 식물플랑크톤 군집에서는 유의한 차이가 없었다(one-way ANOVA, p>0.05). 대조구와 설험구에서 배양 초기 높은 값을 나타낸 식물플랑크톤의 현존량 및 엽록소-a는 실험 종료시까지 급속히 감소하였다. 식물플랑크톤 군집을 대표한 우점 분류군은 규조류로서 Skeletonema costatum, Pseudo-nitzschia seriata, Chaetoceros curvisetus, Ch. debilis, Cerataulina pelagica, Thalassiosira pacifica, Cylindrotheca closterium과 Leptocylindrus danicus로 구성되었다. 배양 10일째에 대조구와 실험구에서 최대를 나타낸 야광충은 중형동물플랑크톤 총 개체수 변화를 주도한 최 우점종 이었고, 다음으로 우점한 분류군으로 배양 7일째에 최대를 나타낸 요각류였다. 배양초기에는 인위적 첨가로 인해 실험구안의 요각류 개체수가 대조구에 비해 높았으나, 이후에는 실험 종료 시까지 뚜렷한 차이가 없었다. 이는 젤라틴성 동물플랑크톤의 조절에 의한 것으로 여겨지며, 실험구내의 유즐동물과 메듀사의 개체수와 길이분포가 대조구에 비해 높았던 점이 이를 뒷받침한다. 그런데 초식자인 요각류의 개체수가 상위포식자에 의해 감소한 후 식물플랑크톤 현존량이 다시 증가하는 연쇄효과가 나타나지 않았다. 이는 주요 초식자인 요각류 Acartia erythraea가 식물플랑크톤을 효과적으로 조절하지 못하고 있음을 의미하며, 그 이유로 A. erythraea의 낮은 초식률, 식물플랑크톤의 빠른 침강으로 인한 조우 기회 감소, 그리고 질소결핍 환경으로의 변화에 의한 것으로 판단된다.