• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.803-811
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• 2024

Nuclear accidents such as Fukushima Daiichi have highlighted the potential of passive safety systems to replace or complement active safety systems as part of the overall prevention and/or mitigation strategies. In addition, passive systems are key features of Small Modular Reactors (SMRs), for which they are becoming almost unavoidable and are part of the basic design of many reactors available in today's nuclear market. Nevertheless, their potential to significantly increase the safety of nuclear power plants still needs to be strengthened, in particular the ability of computer codes to determine their performance and reliability in industrial applications and support the safety demonstration. The PASTELS project (September 2020-February 2024), funded by the European Commission "Euratom H2020" programme, is devoted to the study of passive systems relying on natural circulation. The project focuses on two types, namely the SAfety COndenser (SACO) for the evacuation of the core residual power and the Containment Wall Condenser (CWC) for the reduction of heat and pressure in the containment vessel in case of accident. A specific design for each of these systems is being investigated in the project. Firstly, a straight vertical pool type of SACO has been implemented on the Framatome's PKL loop at Erlangen. It represents a tube bundle type heat exchanger that transfers heat from the secondary circuit to the water pool in which it is immersed by condensing the vapour generated in the steam generator. Secondly, the project relies on the CWC installed on the PASI test loop at LUT University in Finland. This facility reproduces the thermal-hydraulic behaviour of a Passive Containment Cooling System (PCCS) mainly composed of a CWC, a heat exchanger in the containment vessel connected to a water tank at atmospheric pressure outside the vessel which represents the ultimate heat sink. Several activities are carried out within the framework of the project. Different tests are conducted on these integral test facilities to produce new and relevant experimental data allowing to better characterize the physical behaviours and the performances of these systems for various thermo-hydraulic conditions. These test programmes are simulated by different codes acting at different scales, mainly system and CFD codes. New "system/CFD" coupling approaches are also considered to evaluate their potential to benefit both from the accuracy of CFD in regions where local 3D effects are dominant and system codes whose computational speed, robustness and general level of physical validation are particularly appreciated in industrial studies. In parallel, the project includes the study of single and two-phase natural circulation loops through a bibliographical study and the simulations of the PERSEO and HERO-2 experimental facilities. After a synthetic presentation of the project and its objectives, this article provides the reader with findings related to the physical analysis of the test results obtained on the PKL and PASI installations as well an overall evaluation of the capability of the different numerical tools to simulate passive systems.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.199-208
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• 2011

세계적으로 물의 부족, 온실가스 배출증가, 에너지 소비 증가 등으로 인하여 지구가 위협받고 있다. 기존의 도시 계획 및 개발 과정에서 산림, 하천 등 자연 생태계가 파괴되어 왔으며 이는 불투수면의 증가를 초래하였다. 불투수면의 증가로 인하여 자연적인 물순환 체계가 파괴됨에 따라 도시내 물의 저류, 침투, 증발 등이 감소되고 있으며, 강우시 불투수면에서 발생하는 비점오염원이 하천 및 호소로 직접 유입되어 수계에 악영향을 끼치고 있는 실정이다. 본 연구에서는 강우시 불투수면에서 발생하는 비점오염물질을 저감하고 불투수면의 증가로 인한 도시지역의 온도증가, 열섬현상 등을 해결하는 소규모 HSSF 인공습지 기술을 개발하고자 한다. HSSF 인공습지는 표면에 물이 존재하지 않고 유체의 흐름이 표면 아래 수평으로 흐르는 습지이며 침전, 여과, 흡착, 식생에 의한 흡수 등의 기작을 포함한다. 이러한 HSSF 인공습지를 도시지역의 협소한 공간에도 적용이 가능한 소규모 형태로 개발하고자 pilot-scale test를 실시하였으며, 이러한 연구결과는 향후 국내 도시 열섬현상 저감 및 자연적 물순환 복원을 위한 시설 개발에 기초자료로 활용 될 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제24권2호
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• pp.115-122
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• 2022

도시화로 인해 토양의 불투수면적이 증가함에 따라 도시의 물순환 체계가 악화되었다. 이러한 물 문제를 해결하기 위해 설치하는 저영향 개발(Low Impact Development, LID) 시설의 기존 가이드라인이나 선행 연구에서는 공학적 측면이 조경적 측면보다 중시되는 것이 실정이다. 본 연구에서는 식생체류지의 강우 유출과 오염물질 저감 능력에서 식생이 끼치는 영향과 식재의 경제적인 측면을 파악하여 오염물질 저감에 공학적으로 그리고 조경적으로 가장 적합한 식생체류지 설계 모델을 제시하고자 하였다. 모니터링 대상이 되는 전주 서곡 공원의 식생체류지 인공 강우 모니터링 결과와 식생의 강우 유출 및 오염물질 저감 성능에 관한 문헌 조사를 바탕으로 해당 지역 식생 종별 오염물질 및 탄소 저감 효율을 분석한 결과, 비용 대비 오염 저감 효율이 가장 좋은 식종은 부처꽃이며 탄소 저감에 탁월한 식생은 갯버들이었다. 하지만 이 두 가지 식생만으로 설계하고자 한다면 생물 다양성과 같은 부분에서 위험을 안고 갈 수밖에 없다. 다양한 식재를 고려할 시, 부처꽃과 같은 초본류는 고사 및 병해충에 의해 교체될 수 있기에 초기 식재 비용은 높지만 유지관리 측면에서 유리한 목본식물인 갯버들을 주변 환경과 여건에 따라 혼합 식재하는 방안도 필요하다. 본 연구에서 도출한 결론을 토대로 LID 시설 식생의 종별 오염 저감과 탄소저장량을 고려 시 참고자료가 될 수 있다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제30권1호
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• pp.25-31
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• 2005

There are more than three hundred garlic peeling facilities in Korea and most of them use pressurized air for skin peeling operation. One of the major problems of using air for the peeling operation is the occurrence of excessive bruises on the flesh of peeled garlic which causes easy microbial contamination and shortening of the shelf lift. To reduce the occurrence of bruises during the peeling operation, a new type of garlic peeling system was developed which use pressurized water. In this system, high pressure water jets were used to separate garlic bulbs and to peel the skin of garlic cloves. Six commercial systems of this type had been developed and installed at several locations in Korea. The design and performance of the latest system according to three pressure levels were described in this paper. Peeling efficiency of the system was as high as $64.7\%$ in one cycle of peeling operation by three chambers installed in series. Incorporation of a sorting system based on machine vision and re-circulation of unpeeled and partially-peeled garlic enhanced peeling efficiency by additional $30\%$, resulting in total peeling efficiency of the final products of approximately $95\%$. Peeling capacity of the system was over 400 kg per hour.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.319-319
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• 2023

Flows of water in the environment (e.g. in a river or estuary) generally occur in complex conditions. This complexity can hinder a general understanding of flows and their related sedimentary processes, such as erosion and deposition. To gain insight in simplified, controlled conditions, hydraulic flumes are a popular type of laboratory research equipment. Linear flumes use pumps to recirculation water. This isn't appropriate for the investigation of cohesive sediments as pumps can break fragile cohesive sediment flocs. To overcome this limitation, the rotating annular flume (RAF) was developed. While not having pumps, a side-effect is that unwanted secondary circulations can occur. To counteract this, the top and bottom lid rotate in opposite directions. Furthermore, a larger flume is considered better as it has less curvature and secondary circulation. While only a few RAFs exist, they are important for theoretical research which often underlies numerical models. Many of the first-generation of RAFs have come into disrepair. As new measurement techniques and models become available, there is still a need to research cohesive sediment erosion and deposition in facilities such as a RAF. New RAFs also can have the advantage of being automatic instead of manually operated, thus improving data quality. To further advance our understanding of cohesive sediment erosion and deposition processes, a large, automatic RAF (1.72 m radius, 0.495 m channel depth, 0.275 m channel width) has been constructed at the Hydraulic Laboratory at Chungnam National University (CNU), Korea. The RAF has the ability to simulate both unidirectional (river) and bidirectional (tide) flows with supporting instrumentation for measuring turbulence, bed shear stress, suspended sediment concentraiton, floc size, bed level, and bed density. Here we present the current status and future prospect of the CNU RAF. In the future, calibration of the rotation rate with bed shear stress and experiments with unidirectional and bidirectional flow using cohesive kaolinite are expected. Preliminary results indicate that the CNU RAF is a valuable tool for fundamental cohesive sediment transport research.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제52권4호
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• pp.124-141
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• 2019

연구는 월지(안압지)의 수질 관리 문제를 유지용수의 순환 체계와 연관지어 접근하였다. 이를 위해 연못의 순환체계와 관련 깊은 입·출수 체계를 검토하였으며, 기존의 입·출수시설 외에 선행 연구에서 제기되었던 추정 입·출수시설을 분석하였다. 입수시설을 검토한 결과, 현재 입수구인 월지 동남측 호안 입수시설은 남북 담장을 사이에 두고 동편의 정원시설(경석, 곡수로, 저수시설)과 수로로 연결된 것으로 파악되었다. 월지 동편 조사에서 별도의 시설군이 있었던 것으로 보이며 1920년대 실측 도면에 경석군이 확인된 것이 이를 뒷받침한다. 추정 입수구인 남서측 호안 입수시설은 월지 서편 건물지 임해전(臨海殿) 터에 남아 있는 화강암 수로와 연관성이 있어 보인다. 월지 남서측 호안을 향해 경사가 낮아지고, 거름망을 꽂았던 홈, 1920년대 실측 도면과 1975년 측량 도면의 입수구에 경석이 배석되어 있는 것으로 보아 깨끗한 물을 입수시키기 위한 것으로 판단된다. 출수시설과 관련하여 북측 호안 출수시설은 총 5단계로 구성되어 있는데, 이 중 목제 수로와 장대석군 집수시설의 기능은 월지의 물을 배수하기 위한 시설만으로는 보이지 않는다. 목제 수로에 나무 물마개가 있는 점과 마지막 단계에 집수시설이 있는 점으로 미루어보아 상황에 따라 발천의 물이 역으로 입수될 수 있다고 판단된다. 즉 북측 호안 출수시설은 양방향으로 물이 드나들었으며 장대석군 집수시설을 통해 개폐 가능한 목제 수로로 입수되기도 한 것으로 판단된다. 추정 출수구인 서측 호안 출수시설은 북측 호안의 출수시설과 매우 유사함을 볼 때 신라시대에 존재하였거나 후대의 어느 시점에 북측 호안 출수시설을 모방하여 만들었을 것이라는 추정 외에는 어려운 실정이다. 다만 조선시대 어느 시점까지는 농업용수 공급을 위한 출수시설로 기능하였을 것으로 보인다. 이상과 같이 월지는 신라 왕경 중심부인 동궁의 시설과 유기적으로 얽혀 있는 체계화된 배수망에 의해서 입·출수가 이루어졌다. 이를 통해 월지를 비롯한 각 시설군에 물이 입수되었으며 왕경 중심부의 중요한 인공 하천인 발천(撥川)을 통해 남천(南川)으로 연결되는 배수 체계를 가지고 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제22권4호
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• pp.312-320
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• 2020

도시 환경문제 및 개발사업 환경영향 저감을 위하여 자연적 물 순환 기능을 가진 다양한 LID가 적용되고 있다. 그러나 LID 시설의 과도한 침투와 증발산은 LID 내부 토양을 건조화시켜 식물과 미생물 활동성을 떨어뜨리고 환경저감 능력을 감소시킨다. 본 연구는 LID 시설의 관리 방안을 도출하기 위하여 복합적인 센서를 적용한 실시간 측정 시스템을 개발하고자 하였다. 측정 가능한 센서와 사물인터넷(IoT) 적용 실험은 아크릴 상자에 형상화한 인공습지에서 수행되었다. 적용되는 센서는 분산형으로 설치되는 LID를 고려하여 저비용으로 구축하고자 하였으며 비교적 저렴하면서 상용화되어있는 아두이노와 라즈베리 파이를 기반으로 하였다. 그리고 LID 시설의 현재 상태와 유지관리 및 이상기후 시 영향을 분석하기 위해 복합적인 센서 측정 개발에 목표를 두었다. 센서는 풍향·풍속, 강우량, 이산화탄소, 미세먼지, 온도·습도, 산성도, 위치 정보 등을 실시간으로 측정하도록 하였다. 또한 측정된 데이터의 수집, 전송 및 결과 확인을 위하여 데이터 수집 장치, 저장 서버 프로그램 및 PC와 모바일 활용 결과 확인 프로그램을 개발하였다. 각 센서를 통해 얻은 측정값들은 Wifi 모듈을 통해 관리 서버로 전달되고 실시간으로 데이터베이스 서버에 저장된다. 본 연구에서 수행한 4개월간의 측정 결과를 분석한 결과 LID 시설에 ICT 기술 적용의 안정성과 적용 가능성을 확인하였다. 실시간으로 측정된 값은 LID 시설의 기능 평가 및 유지관리 방안 도출을 위한 빅데이터 활용이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.257-262
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• 2004

A series of preliminary model tests are performed to find out the wave attenuating effect of the pneumatic breakwater of environment friendly type, which is a bubble screen generated by releasing compressed air from a submerged multiple parallel manifold Rising bubbles induce vertical current, which produces horizontal currents flowing away from the bubble-screen area in both directions. Near bottom, the corresponding currents flow toward the bubble screen, thus completing the circulation pattern. The surface current moving against the direction of wave propagation causes some attenuation of the waves. It becomes more effective as the relative depth (d/ L) increases (short-period waves in deep water). With the same air-discharge, the multiple parallel manifold can be more effective for the attenuation of longer waves through optimum arrangement of manifold number. installation depth, manifold gap, etc. The pneumatic breakwater will give a wide utilization as a device for protecting harbor facilities and as a simple, mobile breakwater.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.211-216
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• 1996

Since the middle of the eighties of this century a research program both for heating reactor and investigation of heating reactor thermal-hydraulics has been carried out in Institute of Nuclear Energy Technology(INET) of Tsinghua university in China. This kind of heating reactor is a light water cooled and integrated natural circulation reactor with low system pressure and low quality at the exit of core. Because of relatively long riser and low system pressure. a little change of the quality at the exit of the core will result in a relatively large variation of void fraction in the riser. Two full scale test loops. HRTL-5 and HRTL-200 simulating the HR-5 and HR-200 heating reactors in geometry and operation parameters respectively, and some test results from the HRTL-200 test facility are shown in this paper. The range of studied system pressure is from 1.0MPa to 4.0MPa, the largest heat flux is about 50 W/cm2, and the quality at the exit of test section is less than 5%.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.579-584
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• 2009

Arrangement of the facilities for improving harbor functions depends on sea and land conditions such as the ship's arrival and departure conditions, waves and tide. And the plan and the size of the facilities depend much on harbor and marine environment condition such as cargo quantity, ship size, ship traffic and seawater circulation. Among these, waves have so much effect on a breakwater design that it is the most important to understand their characteristics and to apply them to breakwater design. Therefore, to analyze the effect of waves characteristics over a rubble mound breakwater, we have calculated wave pressure by using numerical analysis at each tide level and have analyzed the effect of wave pressure on structure stability by conducting the stability analysis with the wave pressure. As a result, it is found that during low and mean tide level time the biggest wave pressure is estimated near calm water level. But during high tide time, the biggest wave pressure is estimated in front of capping. And the stability analysis indicates also that a structure is most unstable when low tide time wave pressure is acting on. After reviewing the stability of a structure by applying vertical and horizon wave forces, it is concluded that safety factor is lower than ordinary time(max. about 15%), is also reviewed when designing a rubble mound breakwater.