• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1067-1076
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• 2016

본 논문은 고령자를 위한 하이브리형 전동 휠체어의 개발에 대해서 서술하였다. 개발된 하이브리드형 휠체어는 기존 전동 휠체어에 비해 기구적 및 제어적 특징을 가지고 있다. 기구적 특징으로써 인체공학적 등받이 브레이크 메커니즘을 새롭게 고안하였고, 이로부터 고령자들이 몸동작을 이용하여 손쉽게 제동을 할 수 있도록 하였다. 제어적 특징으로써, 휠 토크 보조, 마찰/관성보상, 중력보상 및 한 손 구동과 같은 다양한 동력보조 기능을 융합하여 고령 탑승자의 근력 부담을 현격히 감소시켰다. 휠 토크의 보조를 위해 핸드림에 스트레인게이지를 부착하여 탑승자가 가하는 휠 토크를 측정하였으며, 마찰보상과 관성보상을 위해 바퀴와 시트에 각각 자이로스코프와 가속도센서를 부착하였다. 또한, 중력보상을 위해 기울기 센서를 추가적으로 부착하였으며, 편마비 환자들과 같이 한 손 만을 사용할 수 있는 사용자들 위해서 시트 밑면에 부착된 압력 센서로부터 휠체어의 주행 방향을 인식하고 자이로스코프를 이용하여 반대편 휠의 각속도를 제어하는 한 손 주행 알고리즘을 새롭게 고안하였다. 최종적으로 본 연구에서 고안한 운동 보조 알고리즘의 성능을 각종 실험으로부터 검증하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권5호
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• pp.349-354
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• 2010

2010년 3월 26일 21시 45분경, 백령도 서남쪽 1.6km(1마일)해상에서 대한민국 해군의 초계함 천안함이 원인 미상의 사고로 침몰한 사건이 발생하였다. 이에 연안공학자의 입장에서는 수색 및 구조에 필요한 기초자료인 해상조건들을 제공하고 시뮬레이션을 통한 보다 자세한 예측 및 유추가능한 자료를 제공한다는 것은 뜻깊은 일임에 틀림없다. 이에 본 연구에서는 백령도-대청도 부근해역의 기상, 파랑, 조석 및 조류, 저질, 부유사 상태 등을 조사 분석하고 이를 기초로 해역특성을 분석하였다. 사건당시의 유속상황은 소조기-중조기 사이에 해당하며 사고발생일인 3월 26일이 지나고 4월 3~4일까지는 유속이 가장 강한 대조기가 진행되는 시점으로 수색 및 구조작업에 애로사항이 있는 것으로 파악되었다. 또한, 21:00-22:00 경은 낙조가 진행 중에 있기 때문에 물질이동은 남동쪽이 우세할 것으로 보이며 특히, 불규칙한 해저지형으로 인하여 급격한 와류 등이 존재할 것으로 판단되어 입자추적실험을 수행하였다. 수행결과, 입자는 유속상황에 따라서, 초기에는 남동쪽으로 이동하지만 장기 예측결과, 외해쪽으로 흘러가는 것으로 나타났다. 이를 통하여 추후, 수색작업의 범위를 외해쪽으로 확대시켜야 할 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지
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• 제22권2호
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• pp.105-118
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• 1987

금강 하구의 에스추어리 환경에서 6차에 걸친 야외조사 및 정선관측이 행해졌 다. 각 조사시기는 모두 다른 조차와 하천배수량의 조건을 보여 주는 기간이었다. 이 연구의 결과로서 금강하구에서의 세립질 퇴적물 퇴적작용에 최대 혼탁수의 형성 과 그 변화가 미치는 영향이 지대함이 나타났다. 금강 에스추어리의 최대혼탁수는 일차적으로 입구에서의 조차가 클 때는 나타나는 현상이며, 바닥 퇴적물의 재부유 에 의해 형성되어 진다. 이 환경에서는 최대 혼탁수가 지속적으로 유지되어 지지 않고, 반일, 반월 및 계절주기의 변화를 나타낸다. 반일 조석주기 동안에는 조류 유 속의 변화로 말미암 아세립질 퇴적물의 퇴적과 재부유가 반복되어 진다. 한편, 최대 혼탁수의 중심은 창조류와 낙조류가 반복되는 것에 상응하여 상-하류 이동을 반복 한다. 채대 혼탁수는 대조기-소조기의 변화에 따른 15주기의 변화를 나타낸다. 이렇 게 하여, 최대 혼탁수는 소조기 동안에 쇠퇴하고 대조기 동안에 확장된다. 하천 배 수량의 계절변화도 또한 최대 혼탁수의 생성과 소멸에 중요한 영향을 미친다. 우기 에 하천배수량이 증가하게 되면 조류가 낙조류 우세를 나타내고, 부유퇴적물들은 쉽게 외해로 유출되어 에스추어리 내에서의 체류시간이 감소되어 진다. 따라서, 이 와 같은 많은 하천배수량의 시기에는, 최대 혼탁수의 발단은 오직 대조기 동안으로 만 국한되어 지며, 조차가 감소함에 따라 최대 혼탁수는 소멸한다.

• 생태와환경
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• 제41권1호
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• pp.1-10
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• 2008

청계천의 하도복원사업 이후 부착조류의 증식 실태와 영양염류 농도 등의 종적변이와 계절적 변화를 조사하였다. 조사기간은 복구된 직후인 2005년 12월부터 2007년 4월까지였으며, 영양염류와 부착조류 현존량, 물리적 요인 등이 조사되었다. 유속은 0.63m $sec^{-1}$에서 1.07m $sec^{-1}$의 변위를 보였으며, 부착조류의 현존량에 영향을 미치지 않는 것으로 관찰되었다. 총질소$(2.34{\pm}0.45mgN\;L^{-1})$는 계절이나 지점에 상관없이 농도의 변동이 없었으며, 총인$(10\sim90{\mu}gP\;L^{-1})$은 중랑천 합류 전 지점이 계절에 상관없이 가장 높은 농도를 나타냈고 중 상류 두 지점은 겨울에, 하류 두 지점은 여름에 높았다. 총인 농도 가운데 입자성유기인은 60% 이상을 차지하였으며, 중랑천 합류전 지점을 제외하고 용존무기인(DIP)은 10% 이내의 낮은 농도를 나타냈다. 부착조류의 현존량은 $0.3\sim48.6{\mu}gChl\;{\alpha}cm^{-2}$의 범위를 보였는데, 이는 타 연구 보고에 의하면 무척추동물의 생체량을 감소시킬 수 있을 정도의 높은 밀도이다. 부착조류 군집의 우점종은 대부분 남조류로서 부영양한 수역에서 나타나는 종들이 출현하였다. 청계천은 부착조류 종조성과 현존량으로 볼 때 부영양한 하천인 것으로 판정된다.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.28-39
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• 1998

본 연구에서는 $20\%$ 천장개구부가 있는 정사각형 밀폐공간내의 순수자연대류와 자연대류 -복사가 고려된 복합열전달을 순차해석과 실험을 통하여 비교 분석하였다. 수치해석은 순수자연대류에 대하여 SIMPLE 알고리즘을 사용하였고, 복사열전달에 대해서는 S-N 구분 종좌표법을 이용하였으며 난류유동의 경계조건은 벽함수를 적용하였다. 실험은 수치해석의 결과와 비교하기 위하여 동일한 조건에 대하여 수행되었다. 그 결과 순수자연대류와 복합열전달의 유동장, 온도장의 형상은 유사한 유선함수를 보이고 있으며, 유동가시화를 통한 실험결과와 잘 일치하고 있음을 보여준다. 수치해석과 실험의 온도분포를 비교한 결과 평균 $8.5\%$의 오차를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.125-132
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• 2019

수중폭발로 인해 발생된 충격파에 노출된 유체(대부분 해수)는 유체장 내 압력과 속력 등의 물리적 변화에 따른 장력을 견딜 수 없으므로 캐비테이션(기포 또는 기공)이 발생하게 되고 이때 발생된 캐비테이션은 수중폭발의 연쇄 과정 중 구조물에 미치는 충격하중의 전달 환경을 변화시킨다. 폭발물과 구조물 간의 거리가 비교적 가까워 선체구조의 국부적 손상에 관심을 가지는 근거리 수중폭발연구에서 관심을 가지는 물리적 현상은 크게 3가지로 초기충격파 그리고 그것과 선체구조와의 상호작용, 국부 캐비테이션, 국부 캐비테이션 폐쇄 후 2차 충격파이다. 본 논문의 관심은 근거리 수중폭발에 따른 국소 캐비테이션이므로 수면과 해저로부터의 반사파는 고려하지 않는다. 유체와 구조에 관한 각각의 지배 방정식을 유도하고 이를 간단한 1차원 무한평판 문제에 적용, 수치적으로 해석하여 엄밀해와 비교해봄으로써 제안된 비연성 해석방법을 검증한다. 비연성 해석방법은 유체-구조 결합 해석방법보다 계산상 효율이 높으며 간단함에도 불구하고 상대적으로 높은 수준의 정확도를 얻을 수 있다는 점에서 유용하다. 본 논문을 통해 수중폭발과 같은 복잡한 물리적 상황에서의 유체-구조 상호작용 현상에 대한 이해와 실질적인 문제에 개념적 이해를 높이는 데 도움이 될 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.609-619
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• 2018

주선풍기가 설치된 통기수갱이 굴착된 국내 석회석 광산에서 수행한 통기수갱의 통기효과 분석결과 자연통기 및 기계통기 효과가 뚜렷하게 나타났다. 수갱을 통하여 입기되는 자연통기량은 최대 $11.7m^3/s$이었으며 갱내 공기온도의 측정에 의하여 비교적 정확한 정량적 예측이 가능하였다. 선풍기 가동에 의한 배기 통기량은 $20.3{\sim}24.8m^3/s$로 통기량의 변동은 갱도내 장비의 이동에 의한 통기특성곡선의 상향이동에 따른 선풍기 운전점의 변화에 의한 결과이므로 통기저항의 저감 노력이 요구된다. 갱구로부터 수갱까지 총 1912 m 갱도내 난류확산계수는 $15m^2/s$, $18m^2/s$로 나타나 오염물질은 기류보다 상대적으로 빨리 확산되므로 공기질 제어를 위하여 신속한 배기가 요구된다. 따라서 통기용 수갱은 급격히 심부화 및 대형화되고 있는 국내석회석광산의 지속적 개발을 위한 필수적 갱내 환경제어 시설로 권장되어야할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.187-207
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• 2019

고성능 해양모델을 개발하기 위하여 적시 컴파일(Just-In-Time) 언어인 줄리아 언어를 사용하였고, 운동량 방정식의 해를 구하기 위해 연속완화법으로 푸아송 방정식을 푸는 코드를 작성하였다. 다음으로, 줄리아 계산 코드를 시험하기 위하여 두 가지의 모델을 구축하였다. 첫 번째로, 일정한 유량의 생성/소멸(source/sink) 조건을 시험하기 위해 단순한 수로 형태를 모델링하였고, 두 번째로, 조석 외력(tidal forcing) 및 전향력(Coriolis force), 난류확산계수로 인한 효과 등을 시험하기 위해 황해(Yellow Sea)를 단순화하여 모델링하였다. 모델은 두 가지 시나리오 안에서 총 8개의 실험안으로 테스트되었다. 테스트 결과, 시나리오 1에서 3가지 실험안의 수심 평균된 유속은 이론 값에 완벽하게 수렴하였고, 해저마찰로 인한 수직적 유속 구배를 잘 보여주었다. 또한 시나리오 2에서는 황해의 무조점과 우리나라 서해 중부와 남부 연안의 조석 특성을 잘 재현하였고, 전향력과 수직 난류확산계수에 따른 결과의 차이를 잘 보여주었다. 따라서, 줄리아 언어를 이용한 해양모델을 개발하는 데에 성공하였다고 판단되며, 이는 해양모델이 고전적인 컴파일 언어에서 적시 컴파일 언어로 성공적으로 넘어가는 단계에 오게 됐다는 것을 시사한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제36권4호
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• pp.1-8
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• 2018

본 수치해석 연구는 하프장전 발파법의 채광발파 및 터널발파에의 적용성을 평가하기 위해 수행되었다. 하프장전 발파란 한 차례의 천공공정 중에 설계된 공깊이보다 2배로 깊은 발파공을 미리 천공한 다음, 연속적인 두 차례의 발파공정을 통해 굴착하는 방법을 말한다. 이 방법의 목표는 발파효율의 향상뿐만 아니라 광산발파나 터널굴착 프로젝트에서 공사비용과 공기를 단축시키는 데 있다. 본 연구에서는 ANSYS AUTODYN 프로그램 상의 Euler-Lagrange 해석기를 사용하여 몇 차례의 해석을 실시함으로써 제안된 방법이 지하굴착에서의 발파결과에 어떠한 영향을 미치는지를 확인하였다. 해석모델은 오일러 모델(폭약, 공기 및 전색 재료)과 라그랑쥬 모델(암석 재료)로 구성되어 있다. 해석 결과, 제안된 발파방법의 경우에는 긴 발파공의 바닥부에 형성되는 에어데크로 인하여 통상의 발파방법에 비해 발파공 부근에서 더 높은 충격압력과 입자속도를 발휘하는 것으로 나타났다.

• 한국환경생태학회지
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• 제34권6호
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• pp.551-557
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• 2020

새미(Ladislabia taczanowskii)의 생태적 특징을 연구하기 위해 2019년 3월부터 11월까지 송천에서 조사를 실시하였다. 본 종은 하천 상류역에 분포하며 하상구조는 큰돌(boulder)과 작은돌(cobble)이 풍부였으며, 수심은 31~148 cm이었고, 유속은 0.94±0.23 (0.51~1.39) m/sec로 빨랐다. 암수 성비는 1 : 0.89 이었다. 전장빈도분포도에 따른 연령은 전장 38~70 mm 미만은 만1년생, 70~100 mm은 만 2년생, 100~120 mm은 만 3년생, 120~128 mm은 만 4년생 이상으로 추정되었다. 생식가능 전장의 크기는 암컷이 70 mm, 수컷은 75 mm 이상이었다. 산란시기는 5월에서 8월까지 이었으며(수온은 15.5~20.1℃), 산란 성기는 6~7월로 추정되었다(수온은 15.8~17.2℃). 산란장은 소에서 여울이 시작되는 부분으로 모래와 자갈로 형성된 하천 바닥이었으며 폭은 약 70 cm, 길이는 약 150 cm, 수심은 20~50 cm이었다. 포란수는 평균 821 (401~1,314)개이었고 성숙란은 짙은 노란색 구형으로 직경이 1.62±0.02(1.43~2.01) mm 이었다. 먹이생물은 부착조류에 속하는 남조류(Cyanophyta), 녹조류(Chlorophyta), 규조류(Bacillariophyta), 수서곤충에 속하는 하루살이목(Ephemeroptera)과 파리목(Diptera) 등 이었다. 식성은 잡식성 이었으나 섭취된 먹이의 90% 이상은 부착조류로 식물성이었다.