• Advances in nano research
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• 제13권1호
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• pp.97-111
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• 2022

In the present article, silica nanoparticles (SNPs) were exploited to improve the tribological and mechanical properties of vinyl ester/glass fiber composites. To the best of our knowledge, there hasn't been any prior study on the wear properties of glass fiber reinforced vinyl ester SiO₂ nanocomposites. The wear resistance is a critical concern in many industries which needs to be managed effectively to reduce high costs. To examine the influence of SNPs on the mechanical properties, seven different weight percentages of vinyl ester/nano-silica composites were initially fabricated. Afterward, based on the tensile testing results of the silica nanocomposites, four wt% of SNPs were selected to fabricate a ternary composite composed of vinyl ester/glass fiber/nano-silica using vacuum-assisted resin transfer molding. At the next stage, the tensile, three-point flexural, Charpy impact, and pin-on-disk wear tests were performed on the ternary composites. The fractured surfaces were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) images after conducting previous tests. The most important and interesting result of this study was the development of a nanocomposite that exhibited a 52.2% decrease in the mean coefficient of friction (COF) by augmenting the SNPs, which is beneficial for the fabrication/repair of composite/steel energy pipelines as well as hydraulic and pneumatic pipe systems conveying abrasive materials. Moreover, the weight loss due to wearing the ternary composite containing one wt% of SNPs was significantly reduced by 70%. Such enhanced property of the fabricated nanocomposite may also be an important design factor for marine structures, bridges, and transportation of wind turbine blades.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권3호
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• pp.860-866
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• 2022

An accurate prediction of the pressure drop along the flow paths is crucial in the design of advanced passive systems cooled by heavy liquid metal coolants. To date, a generic pressure drop correlation over spacer grids by Rehme has been applied extensively, which was obtained from substantial experimental data with multiple types of components. However, a few experimental studies have reported that the correlation may give large discrepancies. To provide a more reliable correlation for ring-type spacer grids, the current numerical study aims at figuring out the most critical factor among four hypothetical parameters, namely the flow area blockage ratio, number of fuel rods, type of fluid, and thickness of the spacer grid in the flow direction. Through a set of computational fluid dynamics simulations, we observed that the flow area blockage ratio dominantly influences the pressure loss characteristics, and thus its dependence should be more emphasized, whereas the other parameters have little impact. Hence, we suggest a new correlation for the drag coefficient as C_B = C_ν,m/ε^2.7, where C_ν,m is formulated by a nonlinear fit of simulation data such that C_ν,m = -11.33 ln(0.02 ln(Re_b)).

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권10호
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• pp.105-111
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• 2008

하천제방의 안정성 향상을 위해서는 양질의 성토재료 사용, 철저한 다짐관리, 적절한 수리구조물 및 차수벽 설치 등이 필요하다. 특히, 하천제방 축조를 위한 양질의 성토재료는 하천제방의 안정성에 있어서 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 하상토의 제방 성토재로서 적합성 평가를 위한 기초연구로서, 국내 하상토의 제체재료로서의 침투에 대한 안정성 평가를 위하여 하천설계기준(2005)의 제체 표준단면을 이용한 모형시험과수치해석을 수행하였다. 그 결과 국내 발생 하상토의 경우 대부분이 모래(SP)로서 하천설계기준 제체재료의 투수계수 ($10^{-3}cm/sec$ 이하)를 만족시키지 못하였으며 양질토 혼합 및 함수비 조정 등과 같은 안정처리공법이 요구되는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권2호
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• pp.197-207
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• 2022

The seismic holding behaviors of plate anchor embedded into submerged coarse-grained soils were investigated considering different anchor inclinations. The limit equilibrium method and the Pseudo-Dynamic Approach (PDA) were employed to calculate the inertia force of the soils within the failure rupture. In addition, assuming the permeability of coarse-grained soils was sufficiently large, the coefficient of hydrodynamic force applied on the inclined plate anchor is obtained through adopting the exact potential flow theory. Therefore, the seismic holding resistance was calculated as the combination of the inertia force and the hydrodynamic force within the failure rupture. The failure rupture can be developed due to the uplift loads, which was assumed to be an arc of a circle perpendicular to the anchor and inclines at (π/4 - φ/2). Then, the derived analytical solutions were evaluated by comparing the static breakout factor N_γ to the published experimental and analytical results. The influences of soil and wave properties on the plate anchor holding behavior are reported. Finally, the dynamic anchor holding coefficients N_γd, were reported to illustrate the anchor holding behaviors. Results show that the soil accelerations in x and z directions were both nonlinear. The amplifications of soil accelerations were more severe at lower normalized frequencies (ωH/V) compared to higher normalized frequencies. The coefficient of hydrodynamic force, C, of the plate anchor was found to be almost constant with anchor inclinations. Finally, the seismic anchor holding coefficient oscillated with the oscillation of the inertia force on the plate anchor.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1D호
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• pp.67-72
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• 2008

건설기계는 건설사업의 성공적인 수행을 위한 중요한 요인이다. 그리고 건설기계에 소요되는 비용이 건설공사비에서 차지하는 비중이 크다. 따라서 건설기계 비용의 산정은 건설계획 단계에서 중요한 업무이다. 이를 위해서 우리나라는 표준 품셈에 제시된 건설기계 시공능력 산정식을 이용하여 건설기계의 시간당 작업량을 계산하는 방식을 활용하고 있다. 그러나 건설기계의 성능은 개선되고 있으나 시공능력 산정식에서 활용되고 있는 작업효율은 이를 반영하지 못하는 실정이다. 이에 본 연구는 유압식 백호, 로우더, 덤프트럭을 대상으로 현장실사를 통해 작업효율을 실측하였다. 그 결과 백호와 로우더는 현재 활용중인 작업효율보다 현장실사 값이 높게 나타났으며, 덤프트럭은 낮게 나타났다. 본 연구결과를 바탕으로 건설기계의 작업효율 표준 산정식에 대한 정의가 수립되어야 하며, 체계적이고 장기적인 조사를 거쳐 작업효율의 개정이 필요할 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권2호
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• pp.233-238
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• 2024

배관 세정 공정은 조선소 선박 건조과정에서 배관 설치 후 장비를 시운전하는 단계로 넘어가기 전에 최종적으로 배관 내부의 이물질을 제거하는 매우 중요한 공정이다. 만약에 배관 내에 이물질이 있는 상태에서 장비를 시운전하는 단계로 넘어갈 경우 이물질이 고가의 장비에 유입되어 펌프 및 기어, 베어링 등이 파손되는 요인이 된다. 특히 펌프나 유압 밸브 같은 경우는 아주 작은 이물질이라도 장비 속으로 유입이 되면 대형 사고로 이어지며, 이런 장비 사고는 주변에 장비 운전을 하는 작업자의 인명사고까지 연계되어 중대 재해의 잠재 원인이 되므로 조선소 고객인 선주들도 매우 집중적으로 확인하고 관리하는 공정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서 기존의 배관 세정 공법에서 유세정 효과를 증가시킬 수 있도록 배관 내 세정 유체의 흐름을 증가할 수 있는 시스템을 제안한다.

• 한국측량학회지
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• 제31권1호
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• pp.29-40
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• 2013

본 연구에서는 남한강 유역내 자연적으로 생성되어 오랜 시간 습지로서의 기능을 유지하고 있는 습지들을 대상으로 습지가 가지는 공통적 특성을 GIS와 AHP(Analytic Hierarchy Process)에 의해 분석함으로써 습지의 생성 및 유지 조건을 도출하고자 하였다. 이를 위해 습지에 대한 문헌 및 선행연구를 토대로 지형학적, 지질학적, 수리 수문학적, 토양학적, 환경 생태학적 측면의 5개 카테고리로 분류하였다. 그리고 각 카테고리별 관련 자료를 수집하여 중첩분석을 실시하고 그 결과를 각 연구대상 습지들에 연계하여 충족 여부를 분석함으로써 연구대상 습지들이 갖는 공통적인 생성 및 유지조건을 도출하였다. 그리고 각각의 요인들에 대해 AHP분석기법을 적용해 요인별 가중치를 산출함으로써 보다 신뢰성이 높은 분석결과를 도출하였다. 본 연구의 결과는 습지총량제의 도입에 있어 습지의 복원 및 유지, 인공습지의 조성을 위한 적지선정에 효과적으로 적용 될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 습지의 단순한 보존을 넘어 가치의 재인식과 함께 자연형 습지에 대한 지속 가능한 성장을 연계할 수 있는 방안이 될 것이라 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권8호
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• pp.591-605
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• 2009

본 연구에서는 하천제방의 침식, 침투영향을 고려한 위험도 및 통합위험도를 산정하였다. 이를 위해 추계학적 강우변동 생성기법을 이용하여 생성된 태풍기와 장마기별 유량 및 수위수문곡선을 활용하여 하천제방에 대한 침식, 침투 그리고 통합 위험도를 산정하였다. 침식에 대한 하천제방의 위험도는 허용 소류력을 이용하여 평가하였고 침투류 해석은 각 제방별로 대표 제방단면을 선정 후 SEEP/W 모형을 통해 해석을 실시하였으며 한계동수경사법을 이용한 MFOSM 분석을 통해 제방의 침투붕괴 위험도를 산정하였다. 본 연구에서는 확정론적 분석방법과 달리 정량적인 위험도를 산정할 수 있었고 실제 강우 변동의 특성 및 다양한 제방파괴 요인을 반영하였으며, 이를 하나의 위험도로 통합하여 제시하고 있으므로 본 연구모형의 결과는 그 적용성에 있어 매우 유용할 것으로 판단된다. 본 연구모형은 향후 홍수에 대한 제방파괴 위험지점 파악 및 제내지 홍수위험도와 연계한 홍수보험, 주민대피지도 구축 등에 활용 될 수 있어 유역의 홍수통합관리시 효율적이고 체계적인 대책수립에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권2호
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• pp.113-122
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• 2007

본 연구에서는 타당한 지하조건을 모사하기 위한 실험장치를 글로버박스(Glove-box) 내에 설치하고 천연지하수 및 자연균열을 가진 화강암 시추코어를 이용하여 핵종이동 실험을 수행하였다. 암반코어의 균열을 통한 지하수 유동을 해석하기 위하여 비수착성 음이온 핵종인 Br로 지하수 유동실험을 수행하였다. 암반 균열을 통한 우라늄 이동 실험결과에서 유출된 우라늄의 파과곡선이 비수착성 핵종인 Br와 유사한 거동을 보여주었는데, 이는 주어진 지하수 조건에서 우라늄이 주로 탄산염과 결합된 음이온 복합체로 이동하기 때문인 것으로 추정된다. 아울러 균열충전광물에 대한 우라늄의 회분식 수착실험을 수행한 결과, 균열충전광물에 대한 우라늄의 분배계수 $K_d$는 약 2.7 mL/g로 낮게 나타났다. 이러한 우라늄 수착실험 결과는 빠른 유출을 보인 우라늄 이동실험 결과와 일치한다. 균열암반을 통한 우라늄 이동의 지 연 특성을 보다 자세히 분석하기 위하여 회분식 수착실험으로 부터 구한 $K_d$값을 이용해 지연인자 $R_d$값 $({\sim}16.2)$를 구하고 이동실험 결과로부터 구한 $R_d$값 $({\sim}14.3)$과 비교한 결과, 서로 매우 유사한 지연인자 값을 가진다는 것을 알 수 있었다. 이는 화강암 코어의 균열을 통한 우라늄의 이동 지연이 주로 균열충전광물에 의해 이루어지고 있음을 의미하는 것이라고 하겠다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.11-24
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• 2013

본 연구에서는 전형적인 산사태 발생 메커니즘인 강우침투현상과 현장 모관흡수력을 고려한 산사태 해석 방법을 제시하였으며, 실제 산사태가 발생된 지역을 선정하여 그 적용성을 검토하였다. 이를 위해 대상지역의 시료를 채취하여 함수특성곡선(SWCC) 실험을 수행하였으며, 불포화 투수계수를 산정하였다. 또한 초기 모관흡수력과 강우발생에 따른 모관흡수력 변화를 관측하기 위해 현장계측을 수행하였으며, 그 결과를 산사태 해석에 적용하였다. 그리고 국내 강우특성을 고려한 비탈면 설계를 위하여, 강우패턴에 따른 습윤대 깊이와 안전율 변화를 분석하였다. 특히, 선행강우 효과를 고려한 매개변수 해석을 수행하여 비탈면 안정성에 어떠한 영향을 주는지 습윤대 깊이 변화를 통해 분석하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 산사태 해석 방법은 지반의 불포화 특성과 선행강우 효과를 고려할 수 있으며, 산사태 발생 위치를 적절히 예측하는 것으로 나타났다. 그리고 강우발생 시, 강우량이 후반부에 집중된 강우패턴에서 비탈면의 안전율이 가장 낮게 나타났다. 또한, 선행강우는 비탈면의 모관흡수력을 감소시켜 불안정성을 증가시키고, 이후 발생된 강우로 인해 습윤대가 깊어지면서 비탈면 파괴 위험이 증가한다.