• Advances in nano research
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• 제16권4호
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• pp.325-340
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• 2024

There are several novel uses for dispersing many nanoparticles into a conventional fluid, including dynamic sealing, damping, heat dissipation, microfluidics, and more. Therefore, melting heat and mass transfer characteristics of a 3-D MHD Hybrid Nanofluid flow over a rotating disc with presenting dufour and soret effects are assessed numerically in this study. In this instance, we investigated both ferric sulfate and molybdenum disulfide as nanoparticles suspended within base fluid water. The governing partial differential equations are transformed into linked higher-order non-linear ordinary differential equations by the local similarity transformation. The collection of these deduced equations is then resolved using a Chebyshev spectral collocation-based algorithm built into the Mathematica software. To demonstrate how different instances of hybrid/ nanofluid are impacted by changes in temperature, velocity, and the distribution of nanoparticle concentration, examples of graphical and numerical data are given. For many values of the material parameters, the computational findings are shown. Simulations conducted for different physical parameters in the model show that adding hybrid nanoparticle to the fluid mixture increases heat transfer in comparison to simple nanofluids. It has been identified that hybrid nanoparticles, as opposed to single-type nanoparticles, need to be taken into consideration to create an effective thermal system. Furthermore, porosity lowers the velocities of simple and hybrid nanofluids in both cases. Additionally, results show that the drag force from skin friction causes the nanoparticle fluid to travel more slowly than the hybrid nanoparticle fluid. The findings also demonstrate that suction factors like magnetic and porosity parameters, as well as nanoparticles, raise the skin friction coefficient. Furthermore, It indicates that the outcomes from different flow scenarios correlate and are in strong agreement with the findings from the published literature. Bar chart depictions are altered by changes in flow rates. Moreover, the results confirm doctors' views to prescribe hybrid nanoparticle and particle nanoparticle contents for achalasia patients and also those who suffer from esophageal stricture and tumors. The results of this study can also be applied to the energy generated by the melting disc surface, which has a variety of industrial uses. These include, but are not limited to, the preparation of semiconductor materials, the solidification of magma, the melting of permafrost, and the refreezing of frozen land.

• 한국해양학회지:바다
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• 제11권2호
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• pp.82-91
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• 2006

본 연구에서는 도시하수처리장 방류수를 하천연구용 추적자로 이용할 수 있는지 여부를 검토하였다. 이 같은 연구는 전주하수처리장 처리수 방류지점 하류 12 km구간에 대해서 수행 되었다. 연속 수질조사 결과 당 하수처리장 방류수의 수질은 조사기간 동안 비교적 넓은 범위에서 변화되고 있음이 관찰되었다. 특히 염소이온농도, 황산이온농도, 총양이온 농도, 전기전도도 등과 같은 변수들은 하수처리장 방류수에서의 수질변화 양상이 방류지점 하류의 관측지점들에서도 시간차이를 두고 순차적으로 관찰되었으며, 이러한 관측결과를 바탕으로 하천의 유속(v), 유량(Q), 수리분산계수(D) 값을 유추해 낼 수 있었다. 본 연구를 위해서는 1차원 비반응성 이산-분산 모델을 자동최적화 기법으로 역산하는 방법이 이용되었다. 이 같은 방법을 통하여 추산된 최하류 지점의 유량은 조사기간동안 6.4에서 $9.0m^3/sec$ 까지 변화되는 것으로 나타났으며, 유속은 조사구간내에서 0.06에서 0.10 m/sec까지, 수리분산계수는 0.7에서 $6.4m^2/sec$까지 변화되는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 대도시의 대규모하수처리장이 수문연구에 적합한 추적자들을 제공해줄 수 있다는 점을 보여 주는 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.789-797
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• 2008

본 연구에서는 파쇄된 타이어칩을 담체로 충진한 biofilter를 이용하여 악취의 원인 물질인 trimethylamine(TMA)의 제거특성을 실험하였다. 실험에서 사용된 미생물은 S 수탁폐수 처리업체에서 채취한 활성슬러지를 순응 배양 하였으며, peristatic pump를 이용하여 20일간 바이오필터의 담체에 순환시키면서 접종 하였다. Biofilter의 안정화를 확인한 후 유입 농도와 공간속도를 변화시켜 처리효율을 측정하였으며, 침출수중의 액상 TMA, COD$_{Cr}$, NO$_3{^-}$-N, NO$_2{^-}$-N, NH$_4{^+}$-N, EPS(Extracellular Polymeric Substances)를 측정하여 생물학적인 영향과 처리효율에 대해 평가하였다. TMA의 유입농도를 약 10 ppm의 범위로 고정하고 SV(space velocity)를 120 hr$^{-1}$에서 240 hr$^{-1}$까지 증가시켜 TMA의 제거효율을 검토한 결과 120, 180 hr$^{-1}$에서는 95% 이상, SV 240 hr$^{-1}$에서는 최대 90%, 최소 80%의 제거효율을 얻어 최적 제거 공간 속도는 180 hr$^{-1}$임을 확인 할 수 있었다. 또한, SV를 180 hr$^{-1}$, 유입농도를 5$\sim$55 ppm까지 단계적으로 증가시켜 TMA의 제거효율을 검토한 결과 유입농도 10 ppm까지는 95%, 유입농도 10$\sim$30 ppm에서는 80%의 제거율을 보임을 알 수 있었고, 유입농도 40 ppm 이상에서는 제거효율이 급격히 감소하는 경향을 보여 TMA에 대한 임계 최대 제거 농도는 40 ppm임을 확인 할 수 있었다. Kinetic analysis를 통해 얻은 TMA의 최대 제거 속도($V_m$)와 기질친화상수($K_s$)는 각각 14.3 g$\cdot$m$^{-3}$$\cdot$h$^{-1}$과 0.043 g$\cdot$m$^{-3}$로 나타났으며, 충격부하에 대한 미생물의 순응 기간은 100$\sim$150 hr 정도로 나타났다. 또한, 침출수중의 EPS 농도가 100$\sim$200 ppm의 범위에서 지속적으로 측정되어 반응기내에서 생물막이 지속적으로 생성되어짐을 확인 할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권6호
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• pp.884-892
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• 2014

본 연구에서는 원적외선 이용하여 단풍취를 박층 건조할 경우 건조온도와 송풍속도에 따른 건조특성과 건조제품의 색도 변화를 조사하였고, 건조 전후 취나물의 항산화 성분과 항산화력 변화를 분석함으로써 고품질의 원적외선 건조 취나물 제품 생산을 위한 기초 자료를 제시하고자 하였다. 단풍취의 건조속도는 원적외선 박층 건조온도와 송풍속도가 증가할수록 빨라지고, 건조시간이 단축되는 것으로 나타났다. 특히 원적외선 박층 건조온도 $50^{\circ}C$의 송풍속도 0.8m/sec에서 건조속도가 가장 빠른 것으로 나타났다. 본 연구에서 검증한 건조모델 중 Thompson 모델은 결정계수가 0.9826 이상, RMSE는 0.1277 이하로 나타나, Lewis, Page, Henderson 모델보다 단풍취의 원적외선 박층 건조 시 함수율비 예측 정밀도가 높은 것으로 나타났다. 원적외선 박층건조 후 단풍취의 ${\Delta}L$(명도)값은 원적외선 건조온도와 송풍속도가 빠를수록 증가하는 경향을 보였고, ${\Delta}a$(적색도/녹색도)와 ${\Delta}b$(황색도) 값은 원적외선 건조온도가 낮고, 송풍속도가 느릴수록 갈변하는 현상이 심화되는 것으로 나타났다. 원적외선 박층 건조 후 단풍취의 ${\Delta}E$(색차)값도 원적외선 건조온도가 낮고, 송풍속도가 느릴수록 증가하는 경향을 보였다. 항산화 성분인 폴리페놀 함량의 경우 원적외선 건조온도가 높을수록 감소량이 증가하였고 원적외선 박층 건조 후 37.36~55.21% 감소하는 경향을 보였으며, 원적외선 박층건조조건 중 원적외선 건조온도 $40^{\circ}C$의 송풍속도 0.8m/sec와 $45^{\circ}C$의 송풍속도 0.6 m/sec 조건에서 감소율이 낮은 것으로 나타났다. 플라보노이드 함량의 경우에도 원적외선 박층 건조 후 32.24~44.18% 감소하는 것으로 나타났고, 원적외선 건조온도 $40^{\circ}C$의 송풍속도 0.8 m/sec와 $45^{\circ}C$의 송풍속도 0.8 m/sec 조건에서 감소율이 낮은 것으로 나타났다. 항산화력의 경우에도 원적외선 건조온도가 높을수록 감소하는 경향을 보였고, 원적외선 건조조건 중 $40^{\circ}C$의 송풍속도 0.8 m/sec와 $45^{\circ}C$의 송풍속도 0.6 m/sec 조건에서 항산화력 감소율이 다른 건조조건보다 낮은 것으로 나타났다. 따라서 단풍취의 건조시간, 건조 중 변색, 항산화 성분 및 항산화력 등을 고려하면 단풍취 건조제품의 고품질화를 위해서는 원적외선 박층 건조온도 $45^{\circ}C$의 송풍속도 0.6, 0.8 m/sec가 적절한 건조조건으로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.36-44
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• 2010

관경이 수 mm인 세관 램프 내부에서 플라즈마의 확산을 조사하기 위하여 이극성(ambipolar) 확산방정식을 해하였다. 반경 방향의 확산에 의한 유리관 벽에서의 플라즈마 소멸 특성시간은 $\tau_r\;=\;(r_0/2.4)^2/D_a$로 주어진다. 반경 $r_0{\sim}1\;mm$이고 이극성 확산계수 $D_a{\sim}0.01\;m^2/s$ 이면, $\tau_r{\sim}17\;{\mu}s$이다. 이는 램프의 교류전원 구동에서 플라즈마를 유지하기 위한 구동 최소 주파수 ~30 kHz에 해당한다. 고전압이 인가되는 전극부에 발생한 고밀도의 플라즈마가 양광주로 확산되는 특성시간은 $\tau_z{\sim}0.1\;s$이다. 고밀도 플라즈마 경계에서의 시간에 대한 확산속도는 $t{\sim}10^{-6}\;s$일 때 $u_D{\sim}10^2\;m/s$이고, $t{\sim}10^{-3}\;s$이면 그 속도는 $u_D{\sim}1\;m/s$로 느려진다. 따라서 램프 길이 ~1 m에 대하여 전극부에서 생성된 고밀도 플라즈마가 양광주 전체로 확산되는 시간은 수 초가 걸린다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제4권1호
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• pp.1-23
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• 1979

The use of barley seeder attached to rotary tiller in the rural area has a significant meaning not only for the solution of labor peak season, but also for the increase of land utilization efficiency. The facts that presently being used barley seeders are all based on the mechanical principles of the reverse rotation, center drive and are all using forward rotating tine, which is used to be easily and heavily worn out when it rotates reversely, raise problem of recommending them to rural area in Korea. Therefore, the main objective of the study was to develop new type of rotary tine attachable to barley seeders. To attain the objective the following approaches were applied. (1) The kinematic analysis of reverse rotating barley seeders. (2) The studies on the soil bin and artificial soil. (3) The comparative experiment on the power requirement of prototype tine. The results obtained from the studies are summarized as follow: 1. The kinematic analysis of barley seeder attached to rotary tiller: The following results were obtained from the kinematic analysis for deriving general formulae of the motion and velocity characterizing the rotary tine of barley seeders presently being used by farmers. a) The position vector (P) of edge point (P) in the rotary tine of reverse rotating, center drive was obtained by the following formula. $$P=(vt+Rcos wt)i+Rsin wt j+ \{ Rcos \theta r sin \alpha cos (wt- \beta +\theta r) +Rsin \theta r sin \alpha sin (wt-\beta + \theta r) \} lk $$ b) The velocity of edge point $(P^')$ of reverse rotating, center drive rotary tine was obtained by the following formula. $$(P^')=(V-wR sin wt)i+(w\cdot Rcoswt)j + \{ -w\cdot Rcos \theta r\cdot sin \alpha \cdot sin (wt-\beta +\theta r) + w\cdot Rsin \theta r\cdot sin \alpha \cdot cos (wt- \beta + \theta r \} k $$ c) In order to reduce the power requirement of rotary tine, the angle between holder and edge point was desired to be reduced. d) In order to reduce the power requirement, the edge point of rotary tine should be moved from the angle at the begining of cutting to center line of machine, and the additional cutting width should be also reduced. 2. The studies on the soil bin and artificial soil: In order to measure the power requirement of various cutting tines under the same physical condition of soil, the indoor experiments Viere conducted by filling soil bin with artificially made soil similar to the common paddy soil and the results were as follows: a) When the rolling frequencies$(x)$ of the artificial soil were increased, the densIty$(Y)$ was also increased as follows: $$y=1.073200 +0.070780x - 0.002263x^2 (g/cm^3)$$ b) The absolute hardness $(Y)$ of soil had following relationship with the rolling frequencies$(x)$ and were increased as the rolling frequencies were increased. $$Y=37.74 - \frac {0.64 + 0.17x-0. 0054x^2} {(3.36-0.17x + 0.0054x^2)^3} (kg/cm^3)$$ c) The density of soil had significant effect on the cohesion and angle of internal friction of soil. For instance, the soil with density of 1.6 to 1.75 had equivalent density of sandy loam soil with 29.5% of natural soil moisture content. d) The coefficient of kinetiic friction of iron plate on artificial soil was 0.31 to 0.41 and was comparable with that of the natural soil. e) When the pulling speed of soil bin was the 2nd forward speed of power tiller, the rpm of driving shaft of rotary was similar to that of power tiller, soil bin apparatus is indicating the good indoor tester. 3. The comparative experiment on the power requirement of prototype tine of reverse rotating rotary: According to the preliminary test of rotary tine developed with various degrees of angle between holder and edge pcint due to the kinematic analysis, comparative test between prototype rotary tine with $30 ^\circ $ and $10 ^\circ$ of it and presently being used rotary tine was carried out 2nd the results were as follows: a) The total cutting torque was low when the angle between holder and edge point was reduced. b) $\theta r$ (angle between holder and edge point) of rotary tine seemed to be one: of the factors maximizing the increase of torque. c) As the angle between holder and edge point ($\theta r$) of rotary tine was $30 ^\circ $ rather than $45 ^\circ $, the angle of rotation during cutting soil was reduced and the total cutting torque was accordingly reduced about 10%, and the reduction efficiency of total cutting torque was low when the angle between holder and edge point ($\theta r$) of rotary tine was $10 ^\circ $, which indicates that the proper angle between holder and edge point of rotary tine should be larger than $10 ^\circ $ and smaller than $30 ^\circ $ . From above results, it could be concluded that the use of the prototype rotary tine which reduced the angle between holder and edge point to $30 ^\circ $, insted of $45 ^\circ $, is disirable not only decreasing the power requirements, but also increasing the durabie hour of it. Also forward researches are needed, WIlich determine the optimum tilted angle of rotary brocket, and rearrangement of the rotary tine on the rotary boss.

• 보존과학회지
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• 제27권1호
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• pp.101-114
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• 2011

선운사 도솔암마애불(보물 제1200호)은 자연암반의 절벽에 새겨진 높이 13.0m의 거대한 마애불 좌상으로 응회암, 석영안산암질 각력응회암, 각력응회암 및 암편질 응회암 등의 화산암 복합체로 구성되어 있다. 마애불의 상부와 하부는 각각 열수변질과 세편화작용이 발생하였다. 이 마애불에 나타나는 손상유형을 크게 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화로 구분하여 요인별 훼손상태를 정밀 진단한 결과, 물리적 풍화양상 중 박리박락과 결실이 각각 11.3%, 9.3%로 가장 높은 점유율을 보였다. 박리와 미세균열이 발생한 부분을 중심으로 적외선열화상 분석을 실시한 결과, 육안으로 확인되지 않았던 박리가 함께 나타났다. 마애불 기반암의 화학적 풍화지수와 풍화잠재지수는 각각 55.16~64.01 및 6.14~9.92로서 상당한 풍화단계에 속하는 것으로 나타났다. 표면변색은 암흑색, 적갈색 및 백색 변색이 주로 하부에서 두드러지며, 적갈색변색이 6.9%로 가장 높다. 이들의 P-XRF 측정결과, 공통적으로 Fe 농도가 높으며, 암흑색변색 부위에서는 Mn, 적갈색과 백색변색 부위에서는 S와 Ca의 함량이 높게 검출되었다. 생물학적 풍화는 황갈색 고착지의류와 흑회색 고착지의류가 각각 20.8%, 13.3%로 가장 높은 점유율을 보였다. 마애불의 종합적 훼손율을 비교하면 물리적 훼손이 21.2%, 무기오염물에 의한 변색이 10.8%, 생물학적 훼손율이 39.4%로 나타났다. 한편 마애불 표면 555지점에 대한 초음파속도 측정결과 1,067~3,215m/s평균 2,274m/s의 범위로, 이를 풍화도지수로 환산하면 마애불은 중간풍화(MW)에서 완전한 풍화(HW) 단계에 속하는 것으로 나타났다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권3호
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• pp.1-8
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• 2007

당뇨병성 신경병증은 당뇨병성 신증, 당뇨병성 망막병증과 함께 당뇨병의 가장 흔한 합병증 중의 하나로 임상에서는 신경전도검사(nerve conduction velocity: NCV)를 실시하여 신경병증의 유무를 진단한다. 그러나 신경전도검사는 피부에 직접적으로 최대 100mA의 전기자극을 가하므로 피검자가 놀라거나 고통을 호소하는 경우가 많다. 본 논문에서는 $TcpO_2$를 이용하여 비관혈적으로 신경병증이 있는 그룹과 정상인 그룹 간의 $TcpO_2$와 $SpO_2$의 차이를 확인하고, $TcpO_2$와 $SpO_2$가 어떠한 관계인지 살펴보았다. 또한 $TcpO_2$ 측정방법을 당뇨병성 신경병증의 새로운 조기 진단 방법으로 제안하고자 하였다. 실험은 정상인 50명과 NCV를 통해 신경병증으로 확진 받은 당뇨병 환자 50명을 대상으로 하였으며, 분석 파라미터는 $TcpO_2$, $TcpCO_2$, $SpO_2$이었다. 측정결과 $TcpO_2$는 정상인과 당뇨병성 신경병증 환자 그룹 간에 손과 발에서 모두 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.01). $SpO_2$는 검지에서는 정상인과 당뇨병성 신경병증 환자 간에 통계적으로 차이가 없었지만(p>0.05), 엄지발가락에서는 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 손가락의 $SpO_2$와 손의 $TcpO_2$는 상관관계가 0.400(p<0.01), 발가락의 $SpO_2$와 발의 $TcpO_2$는 0.471(p<0.01)로 통계적으로 유의한 상관관계를 발견하였다. 정상인과 당뇨병성 신경병증 환자 그룹 간에 손과 발의 $TcpO_2$ 방법의 민감도는 66%, 특이도는 92%로 나타났다. 본 연구를 통해서 $TcpO_2$ 방법이 신경병증의 유무를 확인할 수 있는 사전검사 도구로 사용이 가능할 수 있으며, 주기적인 $TcpO_2$ 검사를 통해 혈관폐색과 신경병증을 조기에 발견할 수 있어 당뇨병으로 인한 혈관폐색과 신경병증을 조기에 진단 할 수 있는 유용한 방법이 될 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.451-464
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• 2008

삼상 역 유동층은 유동하거나 부유하는 입자의 크기가 매우 작은 경우나 유동입자의 밀도가 액체보다 작은 담체나 접촉매체 또는 촉매전달물질인 경우에 생물반응기, 발효공정, 폐수처리공정, 흡착, 흡수공정 등에 매우 효과적으로 사용될 수 있어서 그 적용성은 날로 증대되고 있다. 그러나, 삼상 역 유동층에 대해서는 많은 연구가 진행되지 않아 왔으며 수력학적 특성에 대한 연구조차도 미흡한 실정이다. 삼상 역 유동층을 이용한 많은 종류의 반응기와 공정들의 운전과 설계 그리고 scale-up을 위해서는 삼상 역 유동층에서 수력학적 특성과 열전달과 물질전달과 같은 이동현상에 대한 정보는 필수적이라는 것은 자명한 사실이다. 따라서, 본 총설에서는 삼상 역 유동층에 대한 정보들을 공학적 측면에서 요약하고 재정리하여서 이 분야의 현장에서 필요한 지식들을 제안하고자 하였다. 본 논문은 수력학적 특성, 열전달 특성 그리고 물질전달 특성의 세 부분으로 이루어져있다. 즉, 수력학적 특성 부분에서는 운전변수가 상 체류량, 기포의 특성 그리고 유동입자의 분산에 미치는 영향을 검토하였으며, 열전달 특성 부분에서는 삼상 역 유동층에서의 운전변수가 열전달 계수에 미치는 영향을 고찰하였고, 열전달 모델에 대한 정리를 하였으며, 물질전달 특성 부분에서는 운전변수가 연속액상의 축방향 분산계수 및 액상 부피물질전달계수에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 또한, 각 절에서 유동입자의 최소유동화속도, 상 체류량, 기포특성, 유동입자의 요동빈도수 및 유동입자의 분산 등과 같은 수력학적 특성과 열전달 계수 그리고 연속액상의 축방향 확산계수와 물질전달계수 등을 예측할 수 있는 상관식들을 제안하였다. 본 총설의 마지막 절에서는 삼상 역 유동층의 공업적 응용을 위해 앞으로 더 연구해야하는 내용에 대해 제안을 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.5-15
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• 2020

포항지진(M_L=5.4) 시 발생한 액상화 현상은 국민들에게 지진으로 유발되는 액상화의 위험성을 새롭게 각인시켰고, 이에 대한 대비책으로 액상화 위험지도의 관심이 높아지고 있다. 현재 행정안전부가 보유하고 있는 액상화 위험지도는 2014년 제작된 것으로 전국 100,000개 이상의 시추 자료를 토대로 지하수위 0m인 조건으로 지반조건별 증폭계수를 사용하였으며 시추정보가 없는 지역은 보간법을 이용하여 2km × 2km 격자형식으로 제작된 것이 특징이다. 이러한 가운데, 2018년 행정안전부는 내진설계 공통기준의 새로운 지반분류법과 증폭계수를 공표하였다. 따라서 개정된 행정안전부의 증폭계수를 반영한 액상화 위험지도의 재작성이 필요하다. 본 연구는 내진설계 공통기준 개정 전·후 두 개의 기준으로 전 국토를 대상으로 지반분류를 수행하여 변동성을 분석하였으며, 지반조건별 증폭계수를 적용한 액상화 평가결과를 부산시 강서구를 대상으로 수행하였다. 이때 재현주기 500년과 1,000년에 해당하는 지반가속도를 적용하였으며 우리나라 평균 지하수위인 5m와 극한 조건인 0m로 구분하여 액상화 위험도를 평가하였다. 액상화 위험지도는 기존의 2km × 2km보다 높은 해상도를 확보하기 위해 500m × 500m 격자를 생성하여 위험지도를 작성하였다. 연구결과, 기존 지반분류 기준을 통해 S_C, S_D 지반으로 분류되었던 지반상태가 개정된 지반분류 기준을 통해 S₂, S₃, S₄로 재분류되었다. 재현주기 500년과 1,000년으로 액상화 평가를 수행한 결과 개정 전 지반증폭계수 적용한 LPI가 상대적으로 과대평가되는 결과를 도출하였다. 본 연구결과는 증폭계수를 이용하는 광역지역 액상화 위험지도 작성의 근간인 액상화 평가에 큰 영향을 미치는 요소로써 향후 광역지역 액상화 위험지도 작성의 경우 반드시 고려될 사항으로 판단된다