• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.35-41
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• 2014

계절적 동토 지역에 건설되는 도로, 철도 등의 구조물은 동결 융해의 반복으로 인한 기후조건으로 인해 동상 피해가 발생한다. 구조물 건설 시 동결깊이는 계절적 동토 지역에 건설되는 도로, 철도의 구조물 설계에 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 현장시험시공을 통한 고속철도 콘크리트 궤도의 동결깊이 및 동상량 계측을 수행하였다. 강원도, 경기도, 충청북도 철도노선 인근에 모형 콘크리트 궤도를 설치한 후 메틸렌블루를 이용한 동결깊이와 동상량을 측정하였다. 본 연구를 통해 계측된 최대 동결깊이 및 동상량은 국내 한랭지 철도노반설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한지리학회지
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• 제41권3호
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• pp.361-372
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• 2006

최근 30년간($1971{\sim}2000$년) 54개의 전국 기상관측 지점의 서리 현상 자료를 이용하여 공간 분포와 시계열 변화 경향을 분석하였다. 서리 현상일수는 내륙이 많고 해안으로 갈수록 적은 반면, 무상기간은 내륙이 짧고 해안이 길다. 남해안과 동해안이 서해안에 비해 서리 현상일수는 적고 무상일수는 많다. 서리 시작일과 종료일도 경향이 비슷한데 내륙 지역의 첫 서리일은 10월 상순으로 해안 지역보다 한 달 빠르며, 마지막 서리일은 4월 하순으로 해안 지역보다 $20{\sim}25$일 정도 늦다. 첫 서리일이 늦어지고 마지막 서리일은 빨라지는 경우 대부분 지점들은 서리 현상일수가 감소하였으나, 증가하거나 변화가 없는 지점들도 있었다. 반면, 첫 서리일은 빨라지고 마지막 서리일은 늦어지는 경우에 해당하는 지점들은 모두 서리 현상일이 증가했다. 서리 현상일수가 증가한 지점들의 월별 변화를 보면 11월과 3월, 4월이 증가하는 경향이어서 서리에 의한 피해는 더 커질 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.67-74
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• 2019

동상은 동토지역에서 발생하는 대표적인 공학적 특성이다. 계절동토(seasonal frost area)에 해당하는 우리나라는 동결융해에 의한 구조적 피해가 발생하고 동상에 관한 연구의 필요성이 증대되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 새롭게 개발한 투명 온도제어형 셀을 활용하여 동상에 관한 연구를 수행하였다. 동상에 민감한 흙을 인공적으로 조성하여 동상민감성 판정에 있어 중요한 인자 중 하나인 물 주입속도(water intake rate)에 관한 분석을 실시하였다. 간극수 동결에 의한 부피팽창(heave by pore water)이 수렴하는 시점 이후에 동상속도(frost heave rate)와 물 주입속도는 거의 유사하게 나타났다. 그러나 물 주입속도를 측정하기 위해 상부 페더스탈에 설치한 O-ring은 몰드 내벽과의 마찰을 발생시켜 동상발생을 저하시켰다. 따라서 물 주입속도를 활용한 동상민감성 판정 기준은 신뢰하기 힘들다고 판단되었으며, 유사한 거동을 보이는 동상속도를 활용하는 것이 적절하다는 결론을 내렸다. 또한, 동상민감성 흙을 활용해 시료크기가 동상에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 시료크기가 다른 2가지 경우에 대해 동상시험을 수행하였으며 상재하중, 온도구배, 그리고 건조단위중량을 동일하게 설정하였다. 실험결과를 토대로 시료크기는 동상에 영향을 미치지 않는다는 것을 발견하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권2호
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• pp.83-94
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• 2022

농작물 생육 과정에서 서리에 의한 동상해 피해에 능동적으로 대비하기 위해, 지난 21년간(2000~2020) 20개 지역의 서리관측 자료를 이용하여 한국 서리발생의 시공간적 분포 특성을 살폈다. 지역별 서리분포 특성은 서리일수, 첫 서리일, 끝 서리일로 표현하였다. 그리고 이러한 결과의 기후 경향은 Mann-Kendall trend test와 Sen's slope estimator를 수행하여 확인하였다. 한국에서 대부분의 서리는 태백산맥과 소백산맥 서쪽 내륙지방에서 발생한다. 상대적으로 해안지역에 가까울수록 서리 발생일이 적고 첫서리일이 느리며 끝서리일이 빠르다. 동해안지역은 서해안지역보다 서리일수가 적고 첫서리일이 느리며 끝서리일이 빠르다. 남해, 남동해, 도서지역은 거의 서리가 발생하지 않는다. 연간 시계열 추이 분석결과 한국은 기후온난화가 진행됨에도 불구하고, 서리일수가 줄어들거나 첫서리 일이 늦춰지는 경향은 나타나지 않았으며, 끝서리일은 1년에 0.5일씩 늦춰지는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권12호
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• pp.37-45
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• 2017

구조물은 영하의 온도가 유지되는 겨울철에 동상으로 인해 크고 작은 피해가 발생한다. 동상은 동토지반의 가장 대표적인 공학적 특성으로 다양한 동상민감성 판정법이 존재한다. 동상민감성 판정법은 크게 3가지로 분류할 수 있다. 첫 번째 동상민감성은 입도분포를 이용하여 결정된다. 많은 국가들이 지반의 입도분포를 이용해 비교적 간편한 동상민감성 판정법을 현장에 적용하고 있다. 그러나 본 논문에서 몇 가지 시료의 입도분포를 이용해 동상민감성 판정 기준에 적용한 결과에 따르면 입도분포로 토질의 동상민감성을 판정하기에는 다소 무리가 있다. 두 번째로는 동상시험에 의한 동상민감성 판정법이다. 새롭게 개발된 온도제어형 삼축셀을 이용한 동상 실내시험을 통해 동상민감성 기준 신뢰성을 분석하였다. 새롭게 개발된 장비와 시험방법은 기존에 제시하고 있는 동상민감성 판정 기준을 충족하는 것으로 판단되었다. 세 번째로는 복합적인 동상민감성 판정법으로 흙의 입도분포, 분류, 그리고 동상시험을 고려한 복합적인 동상민감성 판정 기준 그래프를 제시하고 있다. 본 논문에서 몇 가지 시료에 대해 복합적인 동상민감성 판정 기준에 적용한 결과 다양한 토질에 대한 추가적인 데이터를 바탕으로 복합적인 동상민감성 판정 그래프를 보완해야 할 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권1호
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• pp.49-58
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• 1998

폐타이어가 지반의 동상방지 건설재료로서 재사용될 수 있는지를 연구하였다. 동상방지에 대한 폐타이어의 기본적인 효과를 검토하기 위해 화강풍화토에 폐타이어가루를 몇 가지의 비율로 혼합해서 준비한 시료로서 영하 $17^{\circ}$하에서 동상시험과 화강풍화토에 대한 동결깊이시험을 실내에서 수행하였다. 역청포장의 보조기층 바로 아래에 폐타이어조각을 혼합한 쇄석층을 동상방지층으로 둠으로서 실용상으로 효과적이라는 사실을 알게 되었다. 그리고 이 동상방지 층의 소요두께와 동결 지수와의 관계식을 제안하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2091-2096
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• 2007

This paper presents a mathematical model for predicting the frost behavior formed on heat exchanger fins, considering fin heat conduction under frosting condition. The model is composed of air-side, the frost layer, and fin region, and they are coupled to the frost layer. The frost behavior is more accurately predicted with fin heat conduction considered (Case A) than with a constant fin surface temperature assumed (Case B). The results indicate that the frost thickness and heat transfer rate for Case B are over-predicted in most regions of the fin, as compared to those for Case A. Also, for Case A, the maximum frost thickness varies little with the fin length variations, and the extension of the fin length over 30 mm contributes insignificantly to heat transfer.

• 설비공학논문집
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• 제8권2호
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• pp.299-306
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• 1996

This work presents an analytical model, so called modified LMTD method, to predict the thermal performance of finned-tube heat exchanger under frosting conditions. In this model, the total heat transfer coefficient and effective thermal conductivity of the frost layer were defined as a function of frost surface temperature. The surface temperature of the frost layer formed on the heat exchanger was calculated through the analysis of the heat and mass transfer process in the air and frost layer. To examine the validity of this analytical model, the computed results from the present model, such as heat transfer rate, frost mass and thickness of frost, were compared with the ones of the expermental work and LMED method.

• 설비공학논문집
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• 제24권10호
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• pp.724-732
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• 2012

The microchannel evaporator with louver fin using carbon dioxide are analyzed according to the frost growth. To predict the performance of microchannel evaporator with the frost growth under low temperature, the simulation condition of previous studies was applied. As a result, the frost thickness increases and its increasing rate is reduced when the operating time increases. Frost thickness increases gradually below the quality of 0.74, and then it decreases rapidly. In addition, the frost growth of present model under same surface temperature is very similar trends with Moallem's test results. In case of low temperature application, the dimensionless frost thickness increases dramatically and it is about 0.86 after 10 minutes.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.530-533
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• 2008

Refrigerators have some frost related problems in a freezing compartment. The frost formation in the refrigerator gives customers a bad impression concerning quality problems. Therefore, many engineers have been studying the optimum solution to avoid frost formation. But the problem of frost formation is very complex and hard to approach to the answer. The frost generation of a household refrigerator have been widely known that is closely related to the distribution of temperature inside the compartment. The distribution depends on the cold air circulation inside the refrigerator. So frost problem can be reduced and energy consumption efficiency also improved through optimization of air flow fields inside the freezing compartment. In this paper, numerical simulation has been carried out to check fluid flow. The variation of temperature at the walls was measured and quantitative analysis of frost generated from the freezing compartment was carried out. Through comparison between simulation and experiment, some correlation revealed.