• Ocean and Polar Research
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• 제37권4호
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• pp.327-332
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• 2015

Isotopic compositions of ice and meltwater play a very crucial role in paleoclimate studies based on ice cores and water resources research conducted in alpine hydrogeology. Better understanding of variations in the stable isotopic compositions of water is required since changes from ice to liquid water are gaining more attention due to recent climate change. In this work, a melting experiment was designed and conducted to investigate how the isotopic compositions of ice vary with time by heat sources, such as solar radiation. We conducted the melting experiment for 22 hours. The discharge rate rose to a maximum value after 258 minutes and gradually declined because we fixed the heat source. The isotopic compositions of meltwater increased linearly or to a second degree polynomial. The linear relationship between oxygen and hydrogen has a slope of 6.8, which is less than that of the Global Meteoric Water Line (8) and higher than a theoretical value (6.3). The deuterium excess decreased when ${\delta}D$ or ${\delta}^{18}O$ increases or vise versa since the slope of the relationship for ice-liquid exchange is less than 8. These findings and the apparatus of the melting experiments will make a helpful contribution to the studies of stable isotopes and the melting process in temperate and polar regions.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.414-420
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• 1985

본 연구에서 상변화 물질은 얼음과 물을 택하였으며, 시편의 기하학적 형상은 원동형 얼음봉을 사용하였고 온도가 일정한 물속에 수평으로 잠겨진 상태에서 얼음봉 이 융해되는 현상을 가시화하고 이를 관찰하였다. 시편주위에 발생하는 자연대류현 상이 접면효과를 받지 않토록 하기 위하여 물탱크의 크기는 시편직경의 5배 이상으로 하였고 주위물의 온도는 정도가 최대인 4.deg. C 부근을 전후한 최저 2.5.deg. C에서 최고 15.deg. C 까지를 택하였다. 융해현상은 2차원 음영방법으로 가시화하고 사진으로 기록하였다. 융해되는 얼음봉의 형상은 Fourier수와 Stefan수의 곱으로 정의된 무차원시간(.zeta.)을 변수로 하여 나타내었다. 정해진 물의 온도에서 사진으로 기록된 결과를 콤퍼레이터 (comparator)를 이용하여 음영의 변화량을 구하여 각 원주각에서의 국부 Nusselt수와 평균 Nusselt수를 무차원시간에 대하여 구하였다.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제9권2호
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• pp.1-7
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• 2001

One of the important applications of a contact melting process is a latent thermal energy storage system owing to its high heat flux and small temperature variation. In some previous works, the split fins have been employed in order to enhance the melting rate. In the present work, the direct contact melting was experimentally investigated using an ice as specimen for both split and non-split fins. It was shown that the contact melting by split fins increases the melting rate compared to that of non-split ones.

• 한국물환경학회지
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• 제26권6호
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• pp.954-962
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• 2010

The objective of this study was to develop automatic event detection algorithm for groundwater level rise. The groundwater level data and rainfall data in July and August at 37 locations nationwide were analyzed to develop the algorithm for groundwater level rise due to rainfall. In addition, the algorithm for groundwater level rise by ice melting and ground freezing was developed through the analysis of groundwater level data in January. The algorithm for groundwater level rise by rainfall was composed of three parts, including correlation between previous rainfall and groundwater level, simple linear regression analysis between previous rainfall and groundwater level, and diagnosis of groundwater level rise due to new rainfall. About 49% of the analyzed data was successfully simulated for groundwater level rise by rainfall. The algorithm for groundwater level rise due to ice melting and ground freezing included graphic analysis for groundwater level versus time (day), simple linear regression analysis for groundwater level versus time, and diagnosis of groundwater level rise by new ice melting and ground freezing. Around 37% of the analyzed data was successfully simulated for groundwater level rise due to ice melting and ground freezing. The algorithms from this study would help develop strategies for sustainable development and conservation of groundwater resources.

• Ocean and Polar Research
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• 제44권4호
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• pp.269-285
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• 2022

The interaction between ocean and ice shelf is a critical physical process in relation to water mass transformations and ice shelf melting/freezing at the ocean-ice interface. However, it remains challenging to thoroughly understand the process due to a lack of observational data with respect to ice shelf cavities. This is the first study to simulate the variability and circulation of water mass both overlying the continental shelf and underneath an ice shelf and an ice tongue in the Terra Nova Bay (TNB), East Antarctica. To explore the properties of water mass and circulation patterns in the TNB and the corresponding effects on sub ice shelf basal melting, we explicitly incorporate the dynamic-thermodynamic processes acting on the ice shelf in the Regional Ocean Modeling System. The simulated water mass formation and circulation in the TNB region agree well with previous studies. The model results show that the TNB circulation is dominated by the geostrophic currents driven by lateral density gradients induced by the releasing of brine or freshwater at the polynya of the TNB. Meanwhile, the circulation dynamics in the cavity under the Nansen Ice shelf (NIS) are different from those in the TNB. The gravity-driven bottom current induced by High Salinity Shelf Water (HSSW) formed at the TNB polynya flows towards the grounding line, and the buoyance-driven flow associated with glacial meltwater generated by the HSSW emerges from the cavity along the ice base. Both current systems compose the thermohaline overturning circulation in the NIS cavity. This study estimates the NIS basal melting rate to be 0.98 m/a, which is comparable to the previously observed melt rate. However, the melting rate shows a significant variation in space and time.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.1019-1030
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• 1994

Natural convection heat transfer from a horizontal ice cylinder immersed in quiescent cold pure water was studied experimentally. The experiment was conducted for the ambient water temperatures ranging from $2.0^{\cric}C$ to $10.0^{\circ}C$. The flow fields around an ice cylinder and its melting shapes were visualized and local Nusselt numbers obtained. Especially, its attention was focused on the density maximum effects and stagnation point Nusselt number. From the visualized photographs of flow fields, three distinct flow patterns were observed with the ambient water temperature variation. The melting shapes of ice cylinder are various in shape with flow patterns. Steady state upflow was occured at the range of $2.0^{\circ}C \leq T_{\infty} \leq 4.6^{\circ}C$ and steady state downflow was occured at $T_{\infty} \geq 6.0^{\circ}C$. In the range of $4.7^{\circ}C < T_{\infty} < 6.0^{\circ}C$, three-dimensional unsteady state flow was observed. Especially, the melting shapes of ice cylinder have formed the several spiral flutes for the temperatures ranging from $5.5^{\circ}C$ to $5.8^{\circ}C$. For upflow regime, the maximum stagnation point Nusselt number exists at $T_{\infty} = 2.5^{\circ}C$ and as the ambient water temperature increases the Nusselt number decreases. At ambient water temperature of about $5.7^{\circ}C$, Nusselt number shows its minimum value.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.384-388
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• 2019

동절기 고속철도차량 하부 및 대차부에 부착된 설빙이 차량 운행 시 도상자갈구간(침목이 받는 차량 하중 전달 및 침목 고정을 위한 자갈 구간)에서 고속으로 낙하하여 자갈을 비산시켜 이로 인한 철도차량 구조물 및 시설물의 피해가 보고되고 있으며, 이는 고속철도 개통 이후 지속되고 있다. 이러한 문제점 해결을 위해 자갈의 비산을 방지하는 네트, 인력 제빙, 이동식 열풍기 등을 사용하고 있으나 효율성이 떨어진다. 기존보다 효율적인 제빙을 위해 화학적 제빙액에 대한 연구가 진행되고 있으며, 본 연구에서는 화학적 제빙액으로 사용되는 물질들의 융빙성능, 동점도, 증발성 등을 평가하여 고속철도차량 제빙용으로 최적의 물질을 찾고자 한다. 평가 물질로는 유기산염류 4종(개미산나트륨, 초산나트륨, 개미산칼륨, 초산칼륨)과 알코올류 2종(프로필렌글리콜, 글리세롤)을 대상으로 하였다. 이때, 실내 평가에서는 개미산칼륨, 초산칼륨, 프로필렌글리콜이 유사한 융빙성능을 보였으나, 모사 살포 시스템을 이용한 융빙성능 결과, 프로필렌글리콜이 가장 우수한 성능을 보였다. 이는 프로필렌글리콜의 동점도가 2.989029 St로 다른 물질 대비 높아 얼음에서 보다 오래 체류하여 제빙하기 때문이다. 또한, 개미산칼륨과 초산칼륨은 결정이 석출되어 차량외관에 악영향을 미치므로 사용에 어려움이 있다. 본 연구를 통해 프로필렌글리콜이 고속철도차량용 제빙액으로 최적의 물질임을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.61-67
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• 2021

고체상의 눈 또는 얼음의 안정동위원소 값은 과거의 기후를 복원하고 동위원소 수문분리의 단성분으로 기여율을 계산하는 데에 사용되어 왔다. 융해와 냉동이 일어나면서 눈 또는 얼음과 액체상의 물 사이의 동위원소 분별작용이 일어나는데, 융해는 상대적으로 현장, 실험 및 모델연구를 통해 연구결과가 제시되어 있지만, 냉동에 대해서는 알려진 것이 많지 않다. 본 논평에서는 평형 냉동이 발생할 때 물의 두 안정동위원소인 산소, 수소의 선형관계 및 레일리분별과정을 통해 냉동에 의한 동위원소 분별과정을 고찰하였다. 해양에서 증발한 수증기에 의해 응축된 눈은 기울기 8을 가지는 지구천수선을 따라 움직이지만, 냉동 및 융해가 발생하게 되면 기울기 19.5/3.1~6.3을 가지는 선형관계를 나타내게 된다. 평형냉동 동안 레일리분별과정에 의해 액체상인 물은 열린 계와 닫힌계에서 같은 동위원소변동을 보여 주었다. 눈 또는 얼음이 제거되는 열린 계에서는 남아있는 물의 안정동위원소와 분별계수만큼의 차이를 가지면서 높은 값을 나타내었다. 닫힌 계에서는 초기 액체상의 물의 동위원소 값으로 눈 또는 얼음은 수렴하였다. 냉동에 의한 눈 또는 얼음의 동위원소변동과정은 고기후 연구 및 수문분리의 정확도를 증가시킬 것으로 기대된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제41권2호
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• pp.375-385
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• 2024

본 연구는 Lactobacillus acidophilus KCTC 3164 균주에 의해 발효된 깻잎 발효 추출물(5%, 10%, 15%, 및 20% w/v)을 기능성 첨가제로 사용하여 깻잎 발효물이 첨가된 아이스크림을 제조함이 목적이다. 깻잎 발효물이 첨가된 아이스크림의 물리·화학적 특성(색상, 점도, pH, 총 산도, 녹는 속도, 오버런) 및 항산화 활성을 평가하였다. 깻잎 발효물 첨가량이 증가할수록 아이스크림의 색상에 영향을 주었으며, 아이스크림의 녹는 속도도 증가하였다. 이에 반해 점도는 점차적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 깻잎 발효물 첨가량이 높을수록 오버런은 점진적으로 증가하였고, pH는 유의하게 감소하였으며, 총 산도는 증가하였다. 깻잎 발효물이 첨가된 아이스크림의 DPPH 라디컬 소거능과 총 폴리페놀 함량은 깻잎 발효물 첨가량이 많아질수록 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구결과 10% 깻잎 발효추출물을 함유한 아이스크림 실험군이 높은 오버런, 낮은 녹는 속도, 원하는 점도, 높은 DPPH 라디컬 소거능과 총 폴리페놀 함량을 보여 기능성 아이스크림으로의 잠재력이 있는 것을 알 수 있었다.

• 설비공학논문집
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• 제19권8호
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• pp.585-592
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• 2007

Good cold start characteristics are essential for satisfactory operation of fuel cell vehicles. In this study, the melting process has been numerically investigated for a water tank used in fuel cell vehicles. The 2-D model of the tank containing ice and plate heaters was assumed and the unsteady melting process of the ice was calculated. The enthalpy method was used for the description of the melting process, and a FVM code was used to solve the problem. The feasibility study compared with other experiment showed that the developed program was able to describe the melting process well. From the numerical analysis carried out for different wall temperatures of the pate heaters, some important design factors could be found such as local overheating and pressurization in the tank.