• 에너지공학
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• 제25권2호
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• pp.1-20
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• 2016

원전의 설계기준사고 및 중대사고 해석에서 응축열전달 모델은 매우 중요하며, 특히 피동냉각계통의 개발이 활발히 진행됨에 따라 그 중요성이 더욱 부각되었다. 그런데, 원자로건물 내부에서와 같이 비응축성기체가 존재하는 경우 응축열전달은 현저히 감소하므로 원전 안전해석에서 이를 고려한 응축열전달 모델이 주목받고 있다. 본 연구에서는 냉각재상실사고 등이 발생하는 경우 원자로건물 내부의 상황과 유사한 열수력 조건에서 수행된 응축열전달 실험자료를 이용하여 중대사고 해석코드 MELCOR 1.8.6의 응축열전달 모델을 평가하였다. 실험조건을 응축면의 형상에 따라 네 가지(수직평판, 수직관 외벽, 수직관 내벽, 수평관 내벽)로 분류하였고, 각 분류별 실험들을 MELCOR 코드로 해석하였다. 해석결과, 수직관 내벽을 제외한 나머지 조건에서 MELCOR 코드가 응축열전달을 전체적으로 저 예측하여 개선이 필요한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.58-63
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• 2009

용존공기부상(Dissolved Air Flotation)은 조류, 휴믹물질, 및 저밀도 입자가 포함된 원수의 처리에서 침전지보다 우수한 성능을 가지는 공정이다. 본 연구는 실험실과 실규모의 DAF 펌프형 시스템을 이용하여 정수처리공정의 전처리(응집/응결) 조건에 따른 처리효율을 비교하여 나타하였다. 실규모 DAF 펌프형 시스템(Full scale DAF pump system ; F-DAF)은 처리용량과 수력학적 부하량을 각각 5,000 톤/일과 10 m/hr이며, F-DAF는 D 정수장의 원수에서 전처리(혼화/응집) 및 운전성능을 최적화하기 위해 운전하였다. 실험실 규모의 실험결과는 원수 탁도 13.8~56.3 NTU에서 최적 PSO-M 주입량은 2.7~4.5 mL/$m^3$/NTU이었다. 이와같이 최적 응집제 주입 조건에서 유출수의 탁도를 1.0 NTU 이하로 1개월 동안 유지하며 F-DAF의 운전이 가능하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권12호
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• pp.1305-1316
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• 2021

본 연구에서는 과거 추적자실험결과를 이용하여 2차원 횡분산계수에 대한 새로운 추정식을 개발하고 추정식을 이용한 횡 분산계수 산정결과의 정확도를 검증했다. 다수의 추적자실험이 하폭 대 수심비가 50보다 작은 조건에서 수행되었기 때문에 기존 추적자실험결과만을 이용하여 개발한 추정식은 하폭 대 수심비가 50보다 큰 조건의 하천에 적용하는데 한계를 보인다. 따라서 특정 수리조건에 편중된 횡 분산계수 자료로부터 횡 분산계수 추정식을 개발하기 위해 SMOTE (Synthetic Minority Oversampling TEchnique)를 적용하여 기존 자료의 특성을 반영한 새로운 데이터를 생성했다. SMOTE 기법으로 하폭 대 수심비가 50보다 큰 조건에 대한 수리량과 횡 분산계수 데이터를 생성하였으며, ROC (Receiver Operating Characteristic) 곡선으로부터 생성된 데이터의 신뢰성을 검증했다. 새롭게 생성된 데이터를 포함하여 횡 분산계수 추정식을 개발했고, 추정식을 이용하여 계산한 횡 분산계수의 R²(결정계수)를 계산하여 기존 연구에서 제안한 추정식과의 정확도를 비교했다. 그 결과, 본 연구에서 개발한 추정식을 이용하여 계산한 횡 분산계수의 R²가 W/H < 50인 조건에서 0.81, 50 < W/H 인 조건에서 0.92를 나타내어 기존 추정식과 비교하여 향상된 정확도를 나타냈다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.203-216
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• 2021

진자형 파력발전장치(Oscillating Wave Surge Converter, OWSC)는 다양한 유형의 파랑 조건에서 효율적으로 작동해야하며 최적의 파랑에너지를 추출하도록 설계되어야 하기 때문에 OWSC의 거동과 관련된 복잡한 파랑-구조물 상호작용이 광범위한 조건에서 검토되어야 한다. OWSC의 개념 설계 및 개발단계에서 수치해석은 OWSC의 설계도구로써 좋은 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 기초적인 OWSC의 거동특성에 대한 검토를 목적으로 오픈소스 CFD를 이용하여 내습하는 파랑에 대한 역삼각형 플랩의 거동특성에 대한 수치해석을 수행하였다. 규칙파 내습시 주기의 변화에 따른 역삼각형 플랩 인근의 자유수면변위 및 회전각도(Flap Rotation angle)를 산정하여 구조물의 거동 특성에 대해 고찰하고, 그 결과를 수리실험과 비교·검토하여 해석성능의 타당성 및 OWSC의 관련 문제를 수치적으로 해석하기 위한 수치모델로서의 적용성능을 검증하였다. 수치해석결과는 파랑과 역삼각형 플랩의 상호작용에 의한 유체역학적 거동 특성을 양호하게 재현함을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.167-179
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• 2021

하천 합류부는 두 하천이 만나 형성되는 지역으로 합류부 구간의 혼합 매커니즘을 이해하기 위해서는 지류의 다양한 유입조건에 따른 본류와의 수체혼합의 공간적인 패턴을 분석하는 것이 중요하다. 그러나, 대부분의 합류부 연구들은 실측을 통한 현장데이터를 획득하기 어렵기 때문에 수리 및 수질 수치모형을 통한 연구가 주로 수행되어 왔다. 본 연구에서는 지류와 본류의 합류의 혼합 현상을 규명하는 인자로 유속과 수심 등 기본적인 수리학적 인자들 외에 최근 하천 유사측정을 위해 부유사농도의 지표로 연구되고 있는 ADCP의 초음파산란도를 활용하여 합류부에서 상이한 유사특성을 가진 두 수체가 혼합되는 양상을 측정하여 합류부의 혼합 특성을 해석하고자 하였다. 초음파산란도는 부유사와 관련되는 인자로 SonTek ADCP 이동식으로 측정된 초음파산란도(SNR)자료를 빔퍼짐에 대한 보정, 물에 의한 흡수를 고려하여 보정한 후 3차원 혼합거동의 공간적인 분포를 도출하였다. 그리고 측정기간 중 드론(UAV), LISST를 이용하여 합류부의 혼합양상을 모니터링하여 초음파산란도를 이용한 분석결과와 비교하였다. 분석결과, ADCP로부터 제공되는 초음파산란도를 보정한 결과 합류부의 3차원적인 유사 혼합의 공간적 특성을 규명하는 데 적합한 인자라고 할 수 있었고, 상이한 본류와 지류의 유입을 고려하였을 때 다양한 혼합 거동을 분석하는데 지표로 사용이 가능함을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 남강과 낙동강의 합류부에 대해 초음파산란도를 활용하여 합류부의 혼합 특성을 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.39-55
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• 2022

본 연구는 경주 중·저준위 지하 처분환경에서의 사일로 콘크리트의 음향방출(AE) 신호 감쇠계수(α)를 결정하기 위해 신호감쇠 실험을 수행하였다. 활용된 시료들은 경주 중·저준위 처분장 사일로에 사용된 콘크리트 배합비로 제작하였으며 28일간 수중 양생 후 처분환경에 맞도록 온도 및 포화유무에 따라 추가적으로 노출시켰다. 처분조건 별 각 3개씩의 공시체에 대하여 신호전달거리에 따른 AE 신호를 측정한 결과, 초기구간에서는 포화콘크리트의 AE 진폭과 절대에너지가 건조콘크리트의 경우보다 더 높게 나타났지만, α는 포화콘크리트의 경우가 더 높게 산정되었다. 또한, 포화유무와 상관없이 온도가 증가함에 따라 α는 감소하는 경향을 보였다. α는 온도조건보다는 포화유무에 따른 영향이 큰 것으로 분석되었으며, 이는 콘크리트 처분구조물의 감쇠신호 측정 시 포화여부를 고려한 판단이 중요하다는 것을 의미한다. 처분환경에서의 콘크리트 α는 균열이 발생한 위치에서의 실제 AE 특성 파라미터 값을 추정함으로써 경주 중·저준위 처분환경에서 사일로 콘크리트의 건전성을 예측하고 센서의 최적 배치를 결정하는 데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.175-186
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• 2023

처분공 내에 위치한 완충재는 사용후핵연료로부터 발산된 고온의 붕괴열과 지하수에 노출되며, 이와 같은 가열-수화를 포함한 처분환경 하의 완충재의 열-수리-역학-화학적 상호작용은 완충재의 장기적 성능과 건전성에 핵심적으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 처분환경 조건에서 완충재의 가열-수화 특성 및 지하수 지화학 조건을 고려한 벤토나이트의 열-수리-역학-화학적(Thermal-Hydraulic-Mechanical-Chemical, 이하 THMC) 복합거동 특성 규명을 위한 실험실 규모의 Lab.THMC 실험시스템을 개발하였다. 본 실험시스템은 스페인 CIEMAT의 열-수리-역학 복합거동 실험장치를 토대로 개발되었으며, 화학적 특성을 달리한 지하수 주입 조건에서 벤토나이트 완충재의 가열-수화 특성을 파악하고 응력 변화를 계측함으로써 열-수리-화학적 변화에 따른 역학적 성능 변화 특성을 규명하는 것을 목표로 한다. 본 기술논문에서는 개발된 Lab.THMC 실험시스템의 설계 및 구성을 간략하게 소개하고, 장치 검토 및 주요 변수설정을 위해 수행된 예비실험 결과와 차후 연구계획에 대해 정리하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.15-25
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• 2023

최근 집중 강우의 증가로 인한 사면 붕괴가 증가하고 있으며, 대규모 사면 붕괴가 빈번하게 발생하고 있다. 사면 붕괴로 인한 인명 및 재산 피해를 최소화하기 위해서 사면 경보 시스템에 사면 계측이 활용되고 있다. 사면 계측은 특정 지점에서 대한 결과를 측정하기 때문에 전반적인 사면의 거동을 파악하기 어려우므로 수치 해석을 함께 수행되어야 한다. 강우 침투시 사면의 거동을 파악하기 위해서 강우 뿐만 아니라 증발산이 고려되고 있으며, 불포화 함수 특성 곡선의 건조 과정을 적용하여 수치해석이 진행 되고 있다. 하지만, 불포화 함수 특성 곡선의 이력 현상은 수치해석 결과에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 증발산 산정 방법과 증발산을 경계 조건에 적용하는 방법을 제시하고, 불포화 사면의 현장 계측 결과와 경계 조건과 침투 조건을 고려한 수치해석 결과를 비교하였다. 계측 지점의 흡수력 변화와 상관 계수를 비교하였을 때, 불포화 함수 특성 곡선의 건조과정과 습윤과정에 따라 증발산에 대한 영향이 다르게 나타났다. 또한, 증발산 적용을 통하여 건기와 우기시의 흡수력 변화가 실제 계측 결과와 근접하게 나타나는 것을 통하여 증발산 적용시 불포화 사면의 지표면에서 발생하는 수분 이동을 더 합리적으로 예측할 수 있다고 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.992-1001
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• 2023

OWEC(Overtopping Wave Energy Converter)는 월파된 파도를 이용한 파력발전시스템이라한다. OWEC의 성능 및 안전성은 파고, 주기 등 파도의 특성에 의해 영향을 받는다. 따라서 해역 특성에 따른 OWEC의 최적 형상과 구조안전성에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 울릉읍 연안 해양 환경 데이터를 이용하였으며, SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 입자법 해석을 통해 기존 케이슨 하부 구조에 변화를 준 모델 4개를 비교하여 월파 효율을 분석하였다. 그 결과, 하부 구조의 변경 및 경량화가 가능함을 확인하였다. 최적화 해석을 통해 설계 하중에 내하력을 가지는 하부 구조인 새로운 트러스형 구조를 제안하였다. 이후 부재 직경 및 두께를 설계변수로 하는 사례 연구를 통해 허용응력조건 하에서 구조 안전성의 확보를 확인하였다. 주기적인 파랑 하중을 받기 때문에 제안하는 구조의 고유 진동수와 해당 해역의 파주기를 비교하였으며, 1년 재현 주기의 파랑을 하중으로 한 조화응답해석을 수행하였다. 제안하는 하부 구조는 동일 가진력에서 기존 설계 대비 응답의 크기가 감소하였으며, 기존 대비 32% 이상의 중량 절감을 수행하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권2호
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• pp.102-107
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• 2012

본 연구는 사과 홍로 품종의 고품질 과실 생산을 위한 최적 토양환경 요인을 구명하기 위해 수행되었다. 토양환경조건들은 전국의 사과 주산지 충주, 문경, 영주, 안동, 예산, 영천 지역에서 각각 농가당 10농가를 대상으로 총 60농가에서 토양 및 과실특성을 조사하였다. 과중에 영향을 미치는 토양환경요인은 포화수리전도도가 33.3%로 가장 기여도가 높았고, 양이온이 24.6% 기여하였다. 용적밀도, 토성 및 고상역시 비교적 높았다. 토양물리성요인이 화학성 요인보다는 과중에 영향을 주었다. 과실의 당도에 미치는 토양환경요인들에서는 토성이 21.9%로 가장 높은 기여도를 나타냈다. 양이온치환용량(CEC)와 용적밀도의 기여도가 매우 낮았다. 과실의 착색은 인산함량이 20.4%로 매우 높은 기여도를 나타냈다. 반면에 포화수리전도도와 유기물함량은 낮았다. 토양물리성 보다는 화학성이 크게 기여하였다. 최종적으로 과중, 당도, 과실착색을 종합적으로 고려한 과실품질에 대한 상대적 기여도에서는 작토층깊이 25.8%, 토성 22.2%, 토양산도 21.0%로 높았다. 고상 및 용적밀도는 낮았다. 사과 홍로 품종은 토양화학성과 매우 밀접한 관련이 있으며, 따라서 고품질의 과실을 생산하기 위해서는 과원의 배수관리 및 시비관리가 중요하다. 이 결과를 바탕으로 과원의 토양관리 요인들을 계량화 하여 과학적 토양관리 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.