겨울에는 시베리아기단의 영향으로 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받아 춥고 건조하여 1월 평균기온이 $-6{\sim}-7^{\circ}C$의 영하의 온도로 낮아져 지반동결시 수분이동으로 동상현상이 발생하여 도로의 불균형 동결팽창을 초래하며, 결국 포장체를 파손시킨다. 동상발생시 토립자는 모관력에 의해 지하수를 흡수하여 아이스렌즈를 형성하며, 이 모관 흡수력은 토립자의 크기에 영향을 받는다. 도로는 다양한 재료와 단면으로 구성된 구조물이기 때문에 환경성과 재료 물성뿐만 아니라 포장체 각 층의 구조적 적정성 또는 지지력을 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 현재 기존 동상방지층 설계법에 따르면, 동상방지층은 포장체의 구조적 적정성과는 무관하게 온도 조건에 따른 동결깊이에 따라 일률적으로 결정되고 있다. 이러한 동결깊이를 포장구조설계에 적용함으로써 포장의 과다설계 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 도로 동상방지층의 효용성 검증 및 설치기준 확립을 위해 실내동결시스템을 활용하여 도로 노상토의 동상 특성에 대한 민감성을 판별, 도로건설 현장 노상토에 대한 역학적 특성과 실내 동결 시험을 수행하였으며, 외부 동결온도의 지속 조건에 대한 시료의 온도변화, 동상팽창압, 동상팽창량, 부동수분 등의 결과값을 통하여 동결 과정에 따른 지반공학적 특성을 평가하였다.
겨울에는 시베리아기단에 의해 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받는 계절동토지역인 우리나라는 춥고 건조하여 1월 평균기온이 $-6{\sim}-7^{\circ}C$의 영하의 온도로 낮아져 지반동결시 수분이동으로 동상현상이 발생하여 지반구조물의 불균형 동결팽창을 초래한다. 동상 발생시 토립자는 모관력에 의해 지하수를 흡수하여 아이스렌즈를 형성하며, 이 모관 흡수력은 토립자의 크기에 영향을 받는다. 본 연구에서는 흙의 종류에 따른 동상민감성의 차이를 알아보기 위하여 공학적 특성이 다른 10종류의 흙시료에 대하여 물리적 특성 파악과 통일분류법에 의한 흙 분류를 통해 실내동상실험을 실시하였다. 이에 각각 흙의 종류에 따른 동결깊이, 동상팽창량, 부동수분, 아이스렌즈와 같은 동상특성을 확인하여 시료의 동상민감성을 평가하였다.
We developed a model, termed D-PSA-K, to estimate the accumulated potential damage on kiwifruit canes caused by bacterial canker during the growing and overwintering seasons. The model consisted of three parts including estimation of the amount of necrotic lesion in a non-frozen environment, the rate of necrosis increase in a freezing environment during the overwintering season, and the amount of necrotic lesion on kiwifruit canes caused by bacterial canker during the overwintering and growing seasons. We evaluated the model's accuracy by comparing the observed maximum disease incidence on kiwifruit canes against the damage estimated using weather and disease data collected at Wando during 1994-1997 and at Seogwipo during 2014-2015. For the Hayward cultivar, D-PSA-K estimated the accumulated damage as approximately nine times the observed maximum disease incidence. For the Hort16A cultivar, the accumulated damage estimated by D-PSA-K was high when the observed disease incidence was high. D-PSA-K could assist kiwifruit growers in selecting optimal sites for kiwifruit cultivation and establishing improved production plans by predicting the loss in kiwifruit production due to bacterial canker, using past weather or future climate change data.
Northern Gyeonggi Province(NGP), consisting of 3 counties, is the northernmost region in South Korea adjacent to the de-militarized zone with North Korea. To supplement insufficient spatial coverage of official climate data and climate atlases based on those data, high-resolution digital climate models(DCM) were prepared to support weather- related activities of residents in NGP Monthly climate data from 51 synoptic stations across both North and South Korea were collected for 1981-2000. A digital elevation model(DEM) for this region with 30m cell spacing was used with the climate data for spatially interpolating daily maximum and minimum temperatures, solar irradiance, and precipitation based on relevant topoclimatological models. For daily minimum temperature, a spatial interpolation scheme accommodating the potential influences of cold air accumulation and the temperature inversion was used. For daily maximum temperature estimation, a spatial interpolation model loaded with the overheating index was used. Daily solar irradiances over sloping surfaces were estimated from nearby synoptic station data weighted by potential relative radiation, which is the hourly sum of relative solar intensity. Precipitation was assumed to increase with the difference between virtual terrain elevation and the DEM multiplied by an observed rate. Validations were carried out by installing an observation network specifically for making comparisons with the spatially estimated temperature pattern. Freezing risk in January was estimated for major fruit tree species based on the DCMs under the recurrence intervals of 10, 30, and 100 years, respectively. Frost risks at bud-burst and blossom of tree flowers were also estimated for the same resolution as the DCMs.
An experimental study was conducted to analyze performance of a heating system with variation of control logic of the system. The system uses a solar as heat source and composed with heat pump that uses R-22 as working fluid. The difference between the developed system and the commercially available heating system is working fluid. The solar assisted heating system which was widely distributed in the market uses water as a working fluid. It could be freezing in case of the temperature drops down under freezing point. The anti-freezing fluids such as methyl-alcohol or ethylene-glycol are mixed with the water to protect the freezing phenomena. However, the system developed in this study uses a refrigerant as a working fluid. It makes the system to run under zero degree temperature conditions. Another difference of the developed system compare with commercial available one is auxiliary heating method. The developed system has removed an auxiliary electric heater that has been used in conventional solar assisted heating system. Instead of the auxiliary electric heater, an air source heat exchanger which generally used as an evaporator of a heat pump was adapted as a backup heating device of the developed system. As results, an efficiency of the developed system is higher than a solar assisted heat pump with auxiliary electric heater. The merit of the developed system is on the performance increment when the system operates at a lower solar energy climate conditions. In case of the developed system operates at a normal condition, COP of the solar collector driven heat pump is higher than the air source heat exchanger driven heat pump's.
For vessels operating in the cold climate regions, the ballast water inside or hopper tanks above the waterline may be frozen, starting at the top of the tank and at the side walls. Therefore, countermeasures against freeze-up of the ballast tank such as air-bubbling system, hot steam injecting system, heating coil system and water circulating system are taken to prevent freeze-up phenomenon; however, there are no rigorous investigations of anti-freezing to examine the effectiveness and validity of systems against freeze-up of the ballast tank, in which the temperatures are about $-25^{\circ}C$ (ambient air temperature) and $0^{\circ}C$ (sea water), respectively. In this paper, to ensure reasonable specifications for cold regions if the measures from the above-mentioned systems against freeze-up are effective, the phenomenon of ballast tank freeze-up is simulated and discussed in low temperature conditions. With the results using the commercial CFD code, CFX 14, the most cost-effective solution is conducted to prevent being frozen along the outer surface.
For vessels operating in the cold climate regions, the ballast water inside or hopper tanks above the waterline may be frozen, starting at the top of the tank and at the side walls. Therefore, countermeasures against freeze-up of the ballast tank such as air-bubbling system, hot steam injecting system, heating coil system and water circulating system are taken to prevent freeze-up phenomenon; however, there are no rigorous investigations of anti-freezing to examine the effectiveness and validity of systems against freeze-up of the ballast tank, in which the temperatures are about -$25^{\circ}C$ (ambient air temperature) and $0^{\circ}C$ (sea water), respectively. In this paper, to ensure reasonable specifications for cold regions if the measures from the above-mentioned systems against freeze-up are effective, the phenomenon of ballast tank freeze-up is simulated and discussed in low temperature conditions. With the results using the commercial CFD code, CFX 14, the most cost-effective solution is conducted to prevent being frozen along the outer surface.
적설한랭지의 경우, 동절기의 동해 및 적설에 의한 교통통행의 원활을 기하기 위하여 제설제를 사용한다. 이와 같은 제설염의 사용은 동결융해 및 염화물에 의해 콘크리트의 급속한 스케일링 피해를 야기시킨다. 이에 대한 피해로 인하여 콘크리트 포장은 콘크리트의 피복두께 감소에 따른 조기 열화 및 사용자의 안정성 등 여러 가지 문제를 발생시킨다. 이에 따라 국외적으로 이와 같은 현상에 대하여 평가를 하기 위해 다양한 시험 및 평가 방법이 제시되고 있다. 하지만 국내에서는 아직 평가방법에 대한 규정은 없으며, 관련 연구 또한 미미한 수준이다. 따라서 본 논문에서는 각 기관 및 나라에서 제시되고 있는 평가방법을 조사하고, 각각의 규정에 따라 실험을 수행하여 결과를 도출하여 비교 분석하였다. 나아가 이와 같은 실험방법과 실험결과의 고찰을 통하여 국내현장에 맞는 실험법을 제안하고자 한다.
본 연구는 무등산에 분포하는 암괴류의 유형과 특징을 파악하고자 하였다. 무등산의 암설지형은 암괴노출형, 노출혼합형, 거력잠재형, 기후단구 노출혼합형으로 분류할 수 있으며, 암괴노출형의 대부분은 암괴류의 형태를 보인다. 암설지대 암괴의 공급은 암질에 따라 다른 양상을 보이고 있다. 안산암질이 우세한 암설은 암설지대 상부의 주상절리 또는 단애에서 암괴의 이동이 있었을 것으로 판단되고. 화강암질은 심층풍화된 암괴가 사면이동하였던 것으로 추정된다. 암괴의 이동방식은 암괴의 낙하보다는 미끄러짐이 우세했던 것으로 추론된다. 그 이유는 단애와 암설지대 사이에 $10^{\circ}$ 내외의 완만한 사면에서 암괴의 장거리 이동이 불가능하고, 거력을 이동시킬만한 수류가 없고, 암설의 장축 방향성은 사면 최대경사방향과 일치하기 때문이다. 화강암과 안산암질 암설이 만나는 지역에서는 화강암이 하부에 안산암질이 상부에 있으며, 솔리플럭션과 동결포행이 활발한 시기에 화강암질 매트릭스가 평탄성이 현저한 사면을 형성한 후 안산암질 거력이 그 위를 덮었을 것으로 판단된다. 현재 기후환경을 고려할 때 무등산 암설지대의 암괴는 이동이 거의 없다. 우주기원 동위원소 36Cl 연대측정 결과로 추론할 때, 최소 50,000년 전 암괴가 단애로부터 떨어져 나와 하부에 이동되었음을 의미하고 있다. 상부는 각력이 우세하고, 하부는 원마도가 좀 더 높은 아원력이 우세한 점을 고려할 때, 암설은 상부에서 하부로 이동되어졌을 것으로 추론되며, 노출연대를 고려했을 때, 안정화된 화석지형이라고 추정된다.
토양수분은 수문순환에 핵심적인 역할을 하는 대표적인 인자로써 대기와 지표 사이의 상호작용에 관여하며, 농업, 수자원, 대기 등의 분야에서 활용되고 있다. 한반도 영역의 위성기반 토양수분의 적용성 및 불확실성 분석을 위하여 Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2), Advanced SCATterometer (ASCAT), European SpaceAgency Climate Change Initiative (ESACCI) 데이터가 사용되었다. 상기 데이터를 사용한 Cumulative Distribution Function (CDF) Matching과 Triple collocation (TC) 분석을 수행하여 위성 토양수분 데이터 보정 및 불확실성에 관한 연구를 진행하였다. 보정 전의 인공위성 기반 토양수분자료를 Automated Agriculture Observing System (AAOS) 관측지점과 비교한 결과, ESACCI와 ASCAT자료는 AAOS의 경향을 잘 반영하였다. 그에 비해 AMSR2 위성 자료는 동결기간에 과대 산정되었다. CDF Matching을 이용하여 인공위성 토양수분 자료를 보정한 결과, 보정 전보다 오차 및 상관성이 개선되었다. 마지막으로, TC 방법을 이용하여 토양수분 자료의 불확실성 분석을 실시하였다. CDF Matching 보정을 실시한 인공위성 토양수분의 불확실성이 동결과 융해 기간에서 확연하게 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 한반도에서는 보정을 실시하였을 때, AMSR2 토양수분 자료보다 ASCAT과 ESACCI를 활용하는 것이 보다 정확한 토양수분 결과를 나타낼 수 있을 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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