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전방 자유면의 암반 이동에 관한 연구 (A Study on Movement of the Free Face During Bench Blasting)

  • 이기근;김갑수;양국정;강대우;허원호
    • 화약ㆍ발파
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    • 제30권2호
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    • pp.29-42
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    • 2012
  • 발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.

국내 회전교차로 설계지침 적용에 따른 속도패턴과 개선효과 분석 - 부산광역시를 중심으로 - (An Analysis of Velocity Patterns and Improvement Effect after Application of Domestic Roundabout Design Guidelines (Focusing on Busan Metropolitan City))

  • 임창식;최양원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.305-316
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    • 2013
  • 현대식 회전교차로의 장점이 부산광역시 내의 운전자 행태 및 여건에서도 그 효과가 있는지를 검증하기 위해 회전교차로 도입에 따른 사전 사후 효과분석을 수행하였다. 회전교차로에서의 속도프로파일을 분석한 결과 차량간 속도의 편차가 낮아지고, 회전차로부의 평균주행속도가 회전차로의 설계속도에 근접하여 대부분의 회전차로가 이상적으로 설치된 것으로 분석되었다. 교통운영 측면에서는 평균통행속도가 신호교차로를 회전교차로로 전환 시에서는 평균 약 87.2% 향상되는 것으로 분석되어 회전교차로의 도입이 통행속도 및 지체측면에서 효과가 있는 것으로 판명되었다. 또한, 신호교차로를 회전교차로로 전환 시 연간 발생되는 편익은 교통소통 측면에서 4억1천만원, 교통안전 측면에서 3천9백만원, 에너지절감 측면에서 2억5천5백만원, 대기오염절감 편익에서는 9천5백만원, 그리고 신호등 설치비용 편익에서 7천3백만원으로 총 8억7천2백만원의 편익이 발생하는 것으로 나타났다. 이는 부산광역시 전체 신호교차로 1,926개소의 10%인 193개소를 회전교차로로 전환한다면, 연간 부산광역시 예산의 약 1천6백8십3억원을 절약할 수 있다. 또한 회전교차로 사업투자비용 대비 회전교차로 설치로 인한 편익분석 결과, 회전교차로 1개소당 6억7천9백만원의 사업비 절감액이 발생되며, 부산광역시 신호교차로의 10%를 고려하면 연간 약 1천3백1십억원의 사업비 절감효과를 기대할 수 있다. 회전교차로 내에서의 교통사고는 운전자의 통행우선권 미인지로 인한 것으로 회전교차로의 통행우선권이 자리 잡게 되면 충분히 감소될 여지가 있는 것으로 판단되며, 회전교차로에서의 자동차 운전자, 보행자, 자전거 이용자의 교육 및 홍보가 시급히 이루어져야 한다.

『임원경제지』 「섬용지」와 문화재수리 표준시방서를 통해 본 전통조경공간 설계 시공방법 (A Study on the Design & Construction Method of Traditional Landscape Space through the 『Imwongyeongjeji』 「Seomyongji」 and the 'Standard Specification for Repairing Cultural Heritages')

  • 이정한
    • 한국전통조경학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.1-10
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    • 2019
  • 본 연구는 과거 전통조경공간의 설계 및 시공과 오늘날 이를 유지 계승하기 위한 문화재수리 및 정비 등의 시공방법을 임원경제지 섬용지와 문화재수리 표준시방서를 토대로 서술방식, 전통조경 분야 관련 공정 추출, 시공방법을 상호 비교하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 임원경제지 섬용지와 문화재수리 표준시방서의 서술방식 및 전통조경 분야 관련 공정을 살펴본 결과 임원경제지 섬용지는 생활공간 전반의 시공방법을 집대성한 백과사전서로 구성요소별 시공방법의 사용처, 효과, 장·단점을 서술하고 구체적인 수치를 제시하여 전통조경공간 시공의 제도의 보급을 목적으로 삼았다. 문화재수리 표준시방서는 문화재 수리의 공정 전반을 제시하였으며, 문화재 수리 현장에서 참고할 수 있는 일종의 지침서 역할을 하고 있다. 이중 기초공사, 지붕공사, 조경공사, 담장공사 등이 전통조경분야에 적용될 수 있는 주요 항목으로 도출되었다. 둘째, 전통조경공간 시공방법을 기초공사와 지붕공사, 조경공사, 담장공사 등의 공정으로 구분하여 분석해보면, 기초공사는 지반을 다지는 과정을 반복하는 방식이다. 지붕공사 중 기와지붕 조성은 서까래 위에 산자를 설치하고 기와를 쌓았으며, 초가지붕은 볏짚을 여러 다발로 묶어 차례로 지붕을 덮었다. 석판지붕은 기와 대신 얇고 넓은 돌을 사용하였으며, 너와지붕은 나무판자를, 굴피지붕은 건조시킨 굴피를 여러 겹으로 깔아 조성하였다. 조경공사는 주로 잡석다짐을 통한 포장기법과 여러 단을 조성하고 상부에 석물이나 화초나 관목 등을 식재하는 화계 시공이 주를 이루고 있고 담장공사는 쌓는 재료에 따라 흙을 다져 쌓은 토담, 돌과 진흙을 사용한 돌담, 기와로 무늬를 만든 영롱담, 널판을 벽면으로 사용하는 판장 시공 등이 도출되었다. 셋째, 임원경제지 섬용지와 문화재수리 표준시방서의 시공방법을 비교해보면, 임원경제지 섬용지는 전통공간의 신규 조성을 위한 시공방법의 표준화에 중점을 두고, 문화재수리 표준시방서는 문화재 수리 현장의 다양성을 고려한 전반적인 시공 절차를 제공하여 시공의 범위 설정에 차이가 있다. 또한 과거 전통조경공간은 일상거주공간이었으나 오늘날에는 문화재로 지정된 곳으로서 기 구축된 시설의 유지관리 공정이 이루어지며, 관람환경 조성을 위한 시공방법이 추가되었다. 전통지식의 계승 차원에서 과거의 시공방식은 오늘날 문화재 수리에도 일정 부분 유사한 방법들이 확인되며, 일부 소재나 배합방식, 후대 추가된 시설의 구분, 효율적인 시공방식의 도입 등 전통기술을 재구성한 사례도 확인되었다.

가축분뇨 병합처리 바이오가스화를 위한 설계 및 운전 기술지침 마련 연구(II) - 정밀모니터링 결과 중심으로 - (A Study on Establishment of Technical Guideline of the Installation and Operation for the Efficient Bio-gasification Facility of Pig Manure and Food Waste(II): - Results of the Precision Monitoring -)

  • 이동진;문희성;손지환;배지수
    • 유기물자원화
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    • 제25권3호
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    • pp.91-98
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    • 2017
  • 본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 정상적으로 운영 중인 9개의 혐기소화시설과 사육돈 종류에 따른 가축분뇨 발생원 (농가) 14곳을 정밀모니터링 대상으로 선정하였으며 삼성분, 영양성분 (탄수화물, 단백질, 지방), 휘발성지방산, 질소 등에 대한 물리화학적 분석을 실시하였다. 가축분뇨 바이오가스화 시설로 반입되는 유기물의 휘발성고형물 농도는 (Volatile solids, VS) 단독처리시 2.81 %, 음식물류와 병합처리시 5.92 %로 조사되었으며, 유기물분해율은 단독처리 대비 20.5 % 증가된 63.6 %의 제거율을 보였다. 영양물질 결과를 바탕으로 이론적 메탄수율과 실제 현장에서의 메탄수율을 비교한 결과, VS 기준 실제 메탄수율은 이론값 대비 72 %에 해당하는 $0.36Sm^3CH_4/kgVS$로 실측되었다. 농가발생원의 총고형물 농도를 분석한 결과, 자돈 및 이유돈은 5.6 %로 가장 낮았으며 육성돈, 비육돈, 모돈 등은 약 11~13 %로 높은 유기물 함량을 보였다. 또한 가축분뇨에는 모래, 가축털 뭉치 등의 이물질이 존재함으로 혐기소화 과정에서 스크리닝 등의 전처리 과정을 사전에 실시하여야 한다. 음폐수와 가축분뇨의 혼합비율을 달리하여 운전한 연속식 반응기를 통해 병합처리 효과에 따른 적정 혼합비율을 도출하고자 하였다. 연속식 반응기 실험에서 가축분뇨와 음폐수의 혼합비율을 100:0, 80:20, 40:60, 20:80으로 설정하여 진행하였을 때, 60:40~40:60의 범위에서 적정 혐기소화 조건 (100 gTS/L 이하, 알칼리도 1 gCaCO3/L 이상, C/N비 12.0~30.0 등)에 부합하는 실험결과를 도출하였다.

봉지막이 박형 실리콘 칩의 파괴에 미치는 영향에 대한 수치해석 연구 (Effects of Encapsulation Layer on Center Crack and Fracture of Thin Silicon Chip using Numerical Analysis)

  • 좌성훈;장영문;이행수
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.1-10
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    • 2018
  • 최근 플렉서블 OLED, 플렉서블 반도체, 플렉서블 태양전지와 같은 유연전자소자의 개발이 각광을 받고 있다. 유연소자에 밀봉 혹은 봉지(encapsulation) 기술이 매우 필요하며, 봉지 기술은 유연소자의 응력을 완화시키거나, 산소나 습기에 노출되는 것을 방지하기 위해 적용된다. 본 연구는 봉지막(encapsulation layer)이 반도체 칩의 내구성에 미치는 영향을 고찰하였다. 특히 다층 구조 패키지의 칩의 파괴성능에 미치는 영향을 칩의 center crack에 대한 파괴해석을 통하여 살펴보았다. 다층구조 패키지는 폭이 넓어 칩 위로만 봉지막이 덮고있는 "wide chip"과 칩의 폭이 좁아 봉지막이 칩과 기판을 모두 감싸고 있는 "narrow chip"의 모델로 구분하였다. Wide chip모델의 경우 작용하는 하중조건에 상관없이 봉지막의 두께가 두꺼울수록, 강성이 커질수록 칩의 파괴성능은 향상된다. 그러나 narrow chip모델에 인장이 작용할 때 봉지막의 두께가 두껍고 강성이 커질수록 파괴성능은 악화되는데 이는 외부하중이 바로 칩에 작용하지 않고 봉지막을 통하여 전달되기에 봉지막이 강하면 강한 외력이 칩내의 균열에 작용하기 때문이다. Narrow chip모델에 굽힘이 작용할 경우는 봉지막의 강성과 두께에 따라 균열에 미치는 영향이 달라지는데 봉지막의 두께가 작을 때는 봉지막이 없을 때보다 파괴성능이 나쁘지만 강성과 두께의 증가하면neutral axis가 점점 상승하여 균열이 있는 칩이 neutral axis에 가까워지게 되므로 균열에 작용하는 하중의 크기가 급격히 줄어들게 되어 파괴성능은 향상된다. 본 연구는 봉지막이 있는 다층 패키지 구조에 다양한 형태의 하중이 작용할 때 패키지의 파괴성능을 향상시키기 위한 봉지막의 설계가이드로 활용될 수 있다.

분리막 투과도와 분리도 인자의 시스템 설계 효과 연구 (A Study of the Effect of the Permeability and Selectivity on the Performance of Membrane System Design)

  • 신미수;장동순;이용국
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권12호
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    • pp.656-661
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    • 2016
  • 분리막의 제조에 있어서 높은 분리도와 투과도가 요구되지만 투과도와 분리도는 반비례하는 경향이 있으므로 현실적으로 가능하지 않다. $CO_2$ 포집의 비용절감 측면에서 살펴보면 분리막의 재질 자체보다는 투과도와 분리도가 분리막의 모듈이나 시스템의 성능이 미치는 영향이 더 중요하다고 할 수 있다. 예로 들어 $CO_2$ 13%와 $N_2$ 87%인 혼합기체를 분리도를 5로 고정시킨 후 유량의 10%가 분리막을 통하여 투과된다고 가정하면 투과한 10% 중에 $CO_2$ 4.28%, $N_2$가 5.72%로서 투과한 기체중 이산화탄소의 농도가 42.8%가 된다. 이 경우 이산화탄소의 순도는 42.8%이며 첫 번째 투과에 의해 얻은 이산화탄소의 회수량은 4.28/13 = 32.9%가 된다. 만일 투과도와 분리도를 두배로 증가시킬 경우 이산화탄소의 순도는 64.5%, 이산화탄소 회수량은 12.9/13 = 99.2%로 나타났다. 이 경우 대부분의 $CO_2$가 회수되었으며 이것이 의미하는 바는 주입된 이산화탄소가 투과되지 않고 그대로 통과하여 빠져나가는 양은 거의 제로에 가까운 경우로서 이산화탄소 분리에는 이상적인 설계나 운전조건이라 할 수 있다. 일정한 주입농도에서 주어진 투과도에 대하여 이산화탄소를 100% 회수하는 임계 분리도가 존재함을 알 수 있으며, 임계 분리도 이상 높아질 경우 이산화탄소 회수되는 양이나 순도 향상에 별다른 영향이 없음을 시사하고 있다. 이상의 결과에서 주어진 이산화탄소의 농도에 대해서 분리막을 이용한 분리에서 이산화탄소를 100% 투과시키는 임계 투과도와 분리도가 설계와 운전조건의 최적화를 위하여 절대적으로 중요함을 알 수 있다.

동북(東北)아시아 유의 기원(起源)과 그 교류(交流)에 관(關)한 연구(硏究) -$4{\sim}8$세기(世紀)를 중심(中心)으로- (A study on the origination and Transmission of Yu in Northeast Asia. -from the 4th Century to the 8th Century-)

  • 박경자;조선희
    • 복식
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    • 제17권
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    • pp.29-43
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    • 1991
  • Yu was a type of dress worn on the upper part of the body which was commonly used in Northeast Asia. It was originally used by the Northern race for the need of courtesy as well as protecting cold. It was believed that Yu in Northeast Asia, which was called Kaftan, was came from Scythai lived in North Eurasian land around the Black sea. Scythians were the first-formed horse-riding race in the world and their civilization influenced those of far Asiatic sector along the steppe route. As their power expanded, their costume culture transmitted to the East(China, Korea, Japan). The upper garment, Yu, was characterized by the left-sided collars, narrow sleeves belted at the waist to the length of the hip line and the tight trouser on the lower part, which we commonly called HoBok(胡服) style. 1. Yu in Northeast Asia was originated from the Eurasians, Scythian Culture. Being exchanged, active style costumes were widely used among Chinese, Koreans and Japanese throughout centuries' including $4{\sim}8$ century. 2. Chinese Yu had a style of wide-sleeves and right-sided collars. The traditional costumes of Han race are consisted of wide-sleeved Yu on the upper and long-skirt on the lower part of the body. Before the adoptation of HoBok during reign of King Jo Mooryung in 307. B.C., HoBok style had already found in the remains since the Sang period. There were various names among Yu during the Han period. Seup, Sean Eui, Kye, Kyu were one of the styles and several names were meant for collar and sleeves. During $4{\sim}8$ centuries, clothes of right-sided collar were found, superior to that of left-sided and narrow sleeves were widely used both the royal and the humble. Various styles of decoration were seen in Yu around neck, back and sleeves comparing other nations. 3. Yu, in Korea, was typical style of Northern-bound HoBok. Both men and women had similarity in Yu style, narrow sleeves, left-sided collar, belted at the waist and to the length of hip line. Influenced by Han race, in the $4th{\sim}8th$ centuries, dual system of collar was found. But we cannot see major change in Yu and finally was connected to the present. 4. The original design of the Japanese costumes was not similar to that of Northern nomadic hunting race, which was suitable for horse-riding activities. Owing to the climates along the island, we could see various conditions ranging from the cold and to the warm. Influenced by the climates, pulling over the neck(Pancho style) were major design in Japan. As Korea was advanced earlier than Japan, Korean landed Japanese territory showing clothes. So primitive costumes had changes in style. During the $4th{\sim}8th$ period. The Korean mode was found in Haniwa (which was built to make sacrifices to the dead King) and costumes in Jeong Chang Won. Among the costumes in Jeong Chang Won, we put 3 or more costumes to the category of Yu characterizing elements of Korea and Tang period. From the $4th{\sim}8th$ century, China, Korea, Japan fell into the same cultural category, Scythai. Styles in Yu among three nations, we saw little differences, basically along times. Originated from the West Asia, Yu was transmitted to the far East changing Chinese costumes, Koreans melted it into the traditional elements and then influenced Japan.

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다양한 강우강도 및 패턴에 따른 WEPP 모형의 유출‧첨두유출‧토양유실량 평가 (Evaluation of Runoff‧Peak Rate Runoff and Sediment Yield under Various Rainfall Intensities and Patterns Using WEPP Watershed Model)

  • 최재완;류지철;김익재;임경재
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권8호
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    • pp.795-804
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    • 2012
  • 최근 강우강도 및 패턴이 변화함에 따라 전세계적으로 토양유실이 증가하고 있다. 그 결과, 수생태계 건전성이 악화되고, 농업작물이 피해를 입어 수확량이 감소된다. 그동안 유출 및 토양유실을 예측하거나 비점오염원을 감소시키는 연구가 많이 수행되어 왔다. USLE는 수년간 토양유실을 산정하는데 사용되어왔으나, 강우강도나 패턴변화를 적용하기에는 적절하지 못했다. 물리적 기반인 WEPP 모형은 다양한 강우강도 및 패턴변화를 적용하는데 적절하다. 본 연구에서는 WEPP 모형을 이용하여 Huff의 4분위, 다양한 강우간격, 설계강우에 따른 토양유실, 유출, 첨두유출을 산정하였다. 5분간격 강우 데이터와 60분 간격 강우 데이터를 비교한 결과 토양유실은 24%, 유출은19%, 첨두유출은 16%가 차이나는 것으로 나타났다. 유출 및 토양유실이 5분 간격 강우량에서 실측치와 가장 유사한 것으로 나타나 강우데이터의 간격이 짧을수록 더 정확하게 모의할 수 있는 것으로 나타났다. Huff의 4분위를 이용하여 토양유실량, 유출량, 첨두유출량을 산정한 결과 토양유실량, 유출량, 첨두유출량 모두 3분위에서 가장 높게 발생하는 것으로 나타났다. 강원도 홍천지역 빈도별 확률강우를 이용하여 토양유실량, 유출량, 첨두유출량의 변화를 모의하였다. 2년 빈도와 300년 빈도에서 강우량은 167% 증가하였다. 유사량과 유출량, 첨두유출량은 각각 906.2%, 249.4%, 183.9% 증가하여 유사량의 증가율이 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 결과에서 보이는 바와 같이 WEPP 모형을 이용하여 향후 기후변화에 따른 유출 및 토양유실의 예측이 가능할 것으로 판단된다.

도시자연공원구역 지정 및 관리상의 문제점 분석 (A Study on the Problem Analysis of Designation and Management of the Zone of Urban Nature Park)

  • 이정석;조세환
    • 한국조경학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.98-106
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    • 2011
  • 본 연구는 도시자연공원구역 제도가 도입되고 약 6년 정도가 흐른 현 시점에서 지역 지정 및 관리상 발생되고 있는 문제점을 분석 고찰함으로써 향후 도시자연공원구역의 지정 및 관리 측면의 제도개선에 기여 할 수 있는 기초자료를 제공하기 위한 목적으로 수행하였다. 본 연구는 연구대상 도시의 민원 내용 분석 및 전문가 인터뷰를 통해 도시자연공원구역이 지닌 지정 및 관리상의 문제점을 도출하였으며, 이것을 근거로 도시자연공원 관련 전문가 집단을 대상으로 델파이조사를 실시하여 도출된 문제점의 타당성 검증을 검증하였다. 본 연구에서 제시된 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 도시자연공원구역의 지정 및 관리와 관련하여 지정기준, 지정과정, 유지 관리, 법 지침 측면에서 20개 항목의 문제점이 도출되었으며, 델파이 분석을 시행한 결과 5개 항목이 제외되고, 2개 항목이 추가되어 모두 17개 항목의 문제점이 있는 것으로 도출되었다. 2. 지정기준 측면 문제점은 공원구역지정기준 우선순위(가중치)의 결여, 정량적 평가가 어려운 항목으로 객관성 결여, 국토환경성평가항목 부적합성, 토지적성평가항목 부적합성, 현장조사에 대한 구체적 기준 미 제시, 공원구역 지정면적 기준 제시 미비 등 6개 항목으로 나타났다. 3. 지정과정 측면 문제점은 공원구역 신규지정 시 민원발생, 공원구역지침 시행 전 수립된 도시자연공원구역 타당성평가 필요, 공원구역관리계획 결정 시 경계설정의 종합적 검토 부족, 정밀한 현장조사 수행을 위한 시간적 재정적 여건의 열악함 등 4개 항목으로 나타났다. 4. 관리기준 측면 문제점은 공간별 관리체계 부재, 공원녹지기본계획 중 도시자연공원구역관리계획의 실효성 부족, 용도구역과 도시공원의 이중적 성격으로 인한 관리주체의 이원화 발생, 공원구역을 유지 관리하기 위한 전문인력의 부족 등 4개 항목으로 나타났다. 5. 법 지침 측면 문제점은 별도의 도시자연공원구역관리계획 부재, 공원구역 내 행위허가 된 시설의 부지면적 기준부적합, 도시자연공원구역 타당성 검토 부재 등 3 개 항목으로 나타났다.

이산화탄소 해양지중저장 처리를 위한 공정 설계: I. 수치계산을 통한 열역학 상태방정식의 비교 분석 (Process Design of Carbon Dioxide Storage in the Marine Geological Structure: I. Comparative Analysis of Thermodynamic Equations of State using Numerical Calculation)

  • 허철;강성길
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.181-190
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    • 2008
  • 기후변화 및 교토의정서상의 온실가스 의무감축요구에 대응하기 위하여 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서부터 포집한 $CO_2$를 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송하고, 이를 해저 지질구조내 대규모로 수백-수천년 이상 장기간 저장 및 관리하는 $CO_2$ 해양지중저장기술이 국내외적으로 주목 받고 있다. $CO_2$ 해양지중저장 처리 시스템 설계를 수행하는데 있어 전산모사를 통한 공정 설계는 필수적이다. 즉, 수치 모델링을 통하여 $CO_2$ 해양지중저장 처리에 필요한 일련의 공정을 열역학 상태방정식 등을 이용하여 모사하는 것이다. 본 논문에서는 $CO_2$ 해양지중저장 처리를 위한 공정 설계에 사용되는 열역학 상태방정식들을 비교 분석하였다. 또한, 상태방정식 계산결과의 정확성을 평가하기 위하여 실험으로부터 구해진 데이터와 비교를 수행하였다. 이상기체 상태방정식과 SRK식은 $29.85^{\circ}C$, 60 bar 이상에서 밀도를 전혀 예측하지 못하였으며, 고온 고압의 초임계 상태에서 100% 내외의 오차를 보였다. BWRS 식은 임계온도 근처인 $29.55^{\circ}C$, 임계압력 근처인 $60{\sim}80\;bar$ 사이의 영역에서 실험값을 전혀 예측하지 못하고 최대 100%의 차이를 보였다. $CO_2$ 해양지중저장 처리의 저장지 조건인 온도 $31.1^{\circ}C$ 이상, 압력 73.9 bar 이상의 초임계 상태에서 PR 식과 PRBM 식은 실험값을 비교적 잘 예측하였다. 따라서 $CO_2$ 해양지중저장처리 공정 중 고온, 고압 영역에서는 상기 상태방정식을 이용한 공정 설계가 유용하다고 판단된다.

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