• Interaction and multiscale mechanics
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• 제5권3호
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• pp.229-265
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• 2012

Hygroexpansion of wood is a known and undesired characteristic in civil engineering. When wood is exposed to changing environmental humidity, it adsorbs or desorbs moisture and warps. The resulting distortions or - at restrained conditions - cracks are a major concern in timber engineering. We herein present a multiscale model for prediction of the macroscopic hygroexpansion behavior of individual pieces of softwood from their microstructure, demonstrated for spruce. By applying poromicromechanics, we establish a link between the swelling pressure, driving the hygroexpansion of wood at the nanoscale, and the resulting macroscopic dimensional changes. The model comprises six homogenization steps, which are performed by means of continuum micromechanics, the unit cell method and laminate theory, all formulated in a poromechanical framework. Model predictions for elastic properties of wood as functions of the moisture content closely approach corresponding experimental data. As for the hygroexpansion behavior, the swelling pressure has to be back-calculated from macroscopic hygroexpansion data. The good reproduction of the anisotropy of wood hygroexpansion, based on only a single scalar calibration parameter, underlines the suitability of the model. The multiscale model constitutes a valuable tool for studying the effect of microstructural features on the macroscopic behavior and for assessing the hygroexpansion behavior at smaller length scales, which are inaccessible to experiments. The model predictions deliver input parameters for the analysis of timber at the structural scale, therewith enabling to optimize the use of timber and to prevent moisture-induced damage or failure.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.23-30
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• 2010

본 연구는 도로 설계나 공용성 평가 및 잔류 수명 예측시 필요한 아스팔트 콘크리트 포장 하부의 함수비 계측에 관한 논문으로 여러 함수비 계측 방법 중 미국 Campbell 사에서 제작한 TDR(Time Domain Reflectometry) 방식의 함수센서(CS616)를 도로 하부에 설치하고, 함수 센서에 대한 검정과 보정시험을 수행하였다. 함수센서의 검정 방법으로 피복두께 및 센서간섭의 영향, $5^{\circ}C\sim25^{\circ}C$ 범위에서 온도의 영향 및 다짐률의 영향에 대하여 검토하였으며, 함수센서가 매설된 6개 지역으로부터 얻어진 토질에 대하여 보정시험을 수행하였다. 함수센서 검정결과 피복두께 및 센서 간섭의 영향은 크지 않은 것으로 나타났으며, 온도 및 다짐률의 영향은 체적함수비로 $\pm6%$ 미만으로 무시가능 한 것으로 나타났다. 또한 노상 및 보조기층에 대한 보정시험 결과 $R^2$값이 모두 0.9이상으로 나타났으며, 6개 현장 시료에 대한 총괄식보다 개별 현장에 대한 보정식을 사용하는 것이 보다 정확한 현장계측이 이루어질 것으로 사료된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제42권2호
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• pp.77-84
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• 2018

Background: For understanding and evaluating a more realistic and accurate assessment of ecosystem carbon balance related with environmental change or difference, it is necessary to analyze the various interrelationships between soil respiration and environmental factors. However, the soil temperature is mainly used for gap filling and estimation of soil respiration (Rs) under environmental change. Under the fact that changes in precipitation patterns due to climate change are expected, the effects of soil moisture content (SMC) on soil respiration have not been well studied relative to soil temperature. In this study, we attempt to analyze relationship between precipitation and soil respiration in temperate deciduous broad-leaved forest for 2 years in Gwangneung. Results: The average soil temperature (Ts) measured at a depth of 5 cm during the full study period was $12.0^{\circ}C$. The minimum value for monthly Ts was $-0.4^{\circ}C$ in February 2015 and $2.0^{\circ}C$ in January 2016. The maximum monthly Ts was $23.6^{\circ}C$ in August in both years. In 2015, annual precipitation was 823.4 mm and it was 1003.8 mm in 2016. The amount of precipitation increased by 21.9% in 2016 compared to 2015, but in 2015, it rained for 8 days more than in 2016. In 2015, the pattern of low precipitation was continuously shown, and there was a long dry period as well as a period of concentrated precipitation in 2016. 473.7 mm of precipitation, which accounted for about 51.8% of the precipitation during study period, was concentrated during summer (June to August) in 2016. The maximum values of daily Rs in both years were observed on the day when precipitation of 20 mm or more. From this, the maximum Rs value in 2015 was $784.3mg\;CO_2\;m^{-2}\;h^{-1}$ in July when 26.8 mm of daily precipitation was measured. The maximum was $913.6mg\;CO_2\;m^{-2}\;h^{-1}$ in August in 2016, when 23.8 mm of daily precipitation was measured. Rs on a rainy day was 1.5~1.6 times higher than it without precipitation. Consequently, the annual Rs in 2016 was about 12% higher than it was in 2015. It was shown a result of a 14% increase in summer precipitation from 2015. Conclusions: In this study, it was concluded that the precipitation pattern has a great effect on soil respiration. We confirmed that short-term but intense precipitation suppressed soil respiration due to a rapid increase in soil moisture, while sustained and adequate precipitation activated Rs. In especially, it is very important role on Rs in potential activating period such as summer high temperature season. Therefore, the accuracy of the calculated values by functional equation can be improved by considering the precipitation in addition to the soil temperature applied as the main factor for long-term prediction of soil respiration. In addition to this, we believe that the accuracy can be further improved by introducing an estimation equation based on seasonal temperature and soil moisture.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권6호
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• pp.798-803
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• 2015

1년간 측정된 개방 및 인접 비개방 전각의 실내 온습도 및 목재 기둥 내측의 표면함수율을 문헌조사를 통해 확인된 목재 가해균류 포자 발아와 생육이 가능한 최소 온습도(최소 습도의 지속기간 포함)와 목재 함수율과 비교하는 간접적인 방법으로 전각 개방이 전각 내부 보존환경에 미치는 영향을 예측하였다. 개방 여부에 관계없이 연중 전각 내부의 온습도 및 목재 함수율 조건은 부후균과 변재변색균의 생육에는 부적절하였으나 장마철이 포함된 여름철 전각 내부의 온습도 및 목재 함수율 조건은 표면오염균의 생육에 적절하였다. 표면오염균 생육을 위한 상대습도 및 목재 함수율 조건, 즉 실내 상대습도가 75% 이상으로 상승한 후 지속되는 기간과 목재 기둥 내측의 표면함수율이 15% 이상으로 상승되는 총 일수를 비교할 때, 전각 내부의 표면오염균 관련 보존환경은 개방 전각이 비개방 전각에 비해 다소 우수하다고 할 수 있다. 오히려 비개방 전각의 경우, 외기 상대습도가 높아지는 여름철에는 전각 내부의 상대습도를 낮추기 위해 문을 개방할 필요가 있다고 사료된다.

• 농업과학연구
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• 제12권2호
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• pp.309-323
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• 1985

본(本) 연구(硏究)는 삼축압축(三軸壓縮) 조건(條件)에서 여러 제한인자(制限因子)들이 재성형(再成形)한 해성점토(海成粘土)의 응력(應力)-변형(變形)에 미치는 영향(影響)을 알기 위하여 여러가지 단계(段階)의 함수비(含水比)와 밀도(密度)및 기타(其他)의 조건(條件)을 달리하여 실내(室內)에서 임의(任意)로 재성형(再成形)한 5가지 점토시료(粘土試料)의 비배수(非排水) 삼축압축(三軸壓縮) 시험(試驗)을 하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 함수비(含水比)의 증가(增加)와 함께 변형(變形)에 대(對)한 파괴주응력차(破壞主應力差)는 적어졌다. 2. 건조밀도(乾操密度)가 커질수록 변형(變形)에 대(對)한 파괴주응력차(破壞主應力差)는 커졌다. 3. 파괴주응력차(破壞主應力差)에 대(對)한 재성형(再成形) 함수비(含水比)와 밀도(密度)의 상호작용(相互作用)의 영향(影響)은 함수비(含水比) 6.6~9.7%와 건조밀도(乾操密度) $1.50{\sim}1.55g/cm^3$에서 가장 뚜렷했다. 4. 해성점토(海成粘土)에서는 축방향(軸方向) 변형율(變形率)이 응력(應力)-변형성질(變形性質)에 미치는 영향(影響)은 뚜렷하지 않았으나, 축방향(軸方向) 변형율(變形率)이 증가(增加)함에 따라 탄성계수율(彈性係數率)은 감소(減少)하는 경향(傾向)이 나타났다. 5. 입도(粒度)의 배합(配合)이 양호(良好)한 시료(試料)에서 변형(變形)에 대(對)한 주응력차(主應力差)가 큰 값을 나타냈다. 6. 해성점토(海成粘土)의 비배수(非排水) 변형(變形)에 관계(關係)가 깊은 인자(因子)만을 골라서 응력(應力)및 변형(變形) 예측(豫測)을 위한 중회귀(重回歸) 분석(分析) 모형(模型)을 만들 수 있다.

• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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• 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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• pp.1265-1265
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• 2001

The organic materials included in excreta of livestock are important resources for organic manure and for improving soil quality, although there is still far from effective using. One reason for this is still unclearly standard of quality for evaluation of manure made from excreta of livestock. Therefore, the objective of this study is to develop rapid and accurate analytical method for analyzing organic compositions of manure made from excreta of livestock, and to establish quality evaluation method based on the compositions predicted by near infrared reflectance spectroscopy (NIRS). Sixteen samples of manure, each eight samples prepared from two treatments, were used in this study. The manure samples were prepared by mixing 560 kg feces of swine,60 kg sawdust with moisture content was adjusted to be 65%. The mixture was then keep under two kinds of shelter, black and clear sheets, as a treatment on the effect of sunlight. Samples were taken in every week (form week-0 to 7) during the process of manure making. Samples were analyzed to determine neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and acid detergent lignin (ADL) by detergent methods, and organic cell wall (OCW) and fibrous content of low digestibility in OCW (Ob) by enzymatic methods. Biological oxygen demand (BOD) was analyzed by coulometric respirometer method. These compositions were carbohydrateds and lignin that were hardly digested. Spectra of samples were scanned by NIR instrument model 6500 (Pacific Scientific) and read over the range of wavelength between 400 and 2500nm. Calibration equations were developed using eight manure samples collected from black sheet shelter, while prediction was conducted to the other eight samples from clear sheet shelter. Accuracy of NTRS prediction was evaluated by correlation coefficients (r), standard error of prediction (SEP) and ration of standard deviation of reference data in prediction sample set to SEP (RPD). The r, SEP and RPD value of forage were 0.99, 0.69 and 7.6 for ADL, 0.96, 1.03 and 4.1 for NDF, 0.98, 0.60 and 4.9 for ADF, 0.92, 1.24 and 2.6 for Ob, and 0.91, 1.02 and 7.3 for BOD, respectively. The results indicated that NIRS could be used to measure the organic composition of forage used in manure samples.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권4호
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• pp.297-306
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• 2019

기후변화 대응을 위한 토양수분 관리는 중요한 과제이며, 최적의 토양수분 함량을 예측할 수 있다면 대단위 토양수분 정보를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 포장용수량 및 위조점의 실측값과 추정값에 대한 상관 관계를 분석하였으며, 토양특성 인자와 토양수분 간 상관성을 조사하였다. 선정된 토양수분관측망 지점은 76 개이며, 모래함량이 높은 사토, 양질사토, 사양토가 77%를 차지하였으며, 유기물은 0.03~3.50%, 용적밀도는 1.01~1.69 Mg m^-3 범위로 조사되었다. 포장용수량 및 위조점의 추정값은 실측값과 상관계수가 낮고 실측값보다 과소 평가되었으나 추정값과 실측값 간에는 고도로 유의한 정의상관관계(p<0.01)가 나타났다. 토양수분(포장용수량 및 위조점)은 미사, 점토, 유기물과는 고도로 유의한 정의상관(p<0.01)이었으며, 모래와는 고도로 유의한 부의상관(p<0.01)이었다. 하지만 본 연구에서 조사된 토양수분관측망 토양은 농업기상대 설치를 위하여 인위적으로 조성된 지점이 포함되어 있어 일반농경지 토양 특성을 그대로 반영하기 다소 어려움이 있다. 따라서 토양수분 측정 조사지점을 농경지까지 포함하여 표본수를 확대하고 토양 인자를 적절하게 활용할 경우 국내 실정에 맞는 토양수분 추정식을 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제27권3호
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• pp.99-116
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• 1999

목재 hollow core 형태의 프러쉬문은 가구과 목공품 산업에서 주요 제품으로 사용중 틀어짐과 좌굴은 매우 중요한 문제이다. 틀어짐은 도아 표면재 간의 물리적 및 기계적 성질의 차이에 기인된다고 알려져 있다. 본 연구는 수치적 모델덜을 사용해 틀어짐과 좌굴을 예측하는데 그 목적이 있다. 여러 환경조건에서 경질섬유판과 합판으로 만들어진 프러쉬문에 대한 각 모델들과 실측치간의 비교를 하였다. 문의 틀어짐과 좌굴을 예측하기 위해 3가지 연속체 모델, 즉 보, 판상 및 판상-좌굴 모델이 채택되었다. 틀어짐은 고습에서보다 저습에서 현저하게 훨씬 현저하게 발생되었으며, 포아송 비를 고려한 판상 모델은 저습에서 보 모델보다 더 정확하게 틀어짐을 예측할 수 있었다. 그러나 고습에서 좌굴이 문의 표면재에 발생하기 때문에 판상-좌굴 모델 이 모든 시험범위에서 가장 적절하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권12호
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• pp.837-842
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• 2014

LNG 난류 화염에서 수증기나 물을 전기분해한 기체를 투입할 경우 발생하는 NO 생성을 예측하기 위하여 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 본 연구는 그 첫 번째로서 NO 생성에 대한 수증기 영향을 다룬 연구이다. 개발한 이 프로그램을 한국에너지기술연구원에서 실험 연소로를 대상으로 적용하였다. 수증기 양에 따른 LNG 화염에서 NO 생성 효과를 검토하기 위하여 투입된 전체 공기량에 수분양을 0~10%까지 2% 간격으로 주입하였다. 계산 결과 강한 선회 유동의 결과로 나타나는 전형적인 유동분리에 따른 화염분리와 함께 NO 농도가 분리되는 양상이 나타났다. 수분양이 증가하면서 출구에서의 연소가스의 온도와 NO의 농도는 $973^{\circ}C$에서 $852^{\circ}C$로 NO의 농도는 139 ppm에서 71 ppm으로 일관성 있게 감소하였다. 그리고 연소로 복사 현상은 본 연구에서 고려한 영역에서 선회강도보다도 NO 생성에 큰 영향을 나타내었다. 그러나 본 연구에서 고려한 강한 선회 효과는 NO 농도가 연소로 전단에 이어 출구 근처에서 다시 높아지는 분리 현상을 나타내었다.

• 한국식품과학회지
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• 제22권4호
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• pp.486-491
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• 1990

마늘을 장기 저장하고 또 새로운 향신료로서 개발하기 위한 연구의 일환으로 박피한 마늘을 전기 착즙기로 착즙한 다음 정제하여 마늘 착즙을 제조한 후 증발시켜 농축 마늘즙을 제조하였으며 그 일환으로 마늘 착즙의 성분 조성 및 비점 상승 추정에 대한 연구가 행해졌다. 마늘 착즙의 주성분은 수분 68.01%, 조단백질 6.50%, 탄수화물 25.39%였고, 착즙 수율은 박피한 통마늘 기준으로 49.50%(w/w)였으며 마늘 착즙의 밀도는 고형물 농도 $32{\sim}65^{\circ}Brix$에서 $1,107{\sim}1,243kg/m^3$였다. 마늘 착즙의 비점 상승은 농도의 증가에 따라 지수함수적으로 상승하였으며 고형물 농도 $32{\sim}65^{\circ}Brix$ 범위에서 $1.43{\sim}6.70^{\circ}C$ 정도 상승하였다. 고형물 농도와 증발기의 압력을 변수로 하는 비점 상승 추정식은 다음과 같았으며 측정치를 기준으로 한 오차는 7% 이내였다. $BPR=1.4105.\;P^{0.1338}.\;exp(0.0357.\;X_5-1.3925)$