• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.499-505
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• 2017

본 연구에서는 선형탄성 유한요소해석 방법과 $m_{\alpha}-tangent$ 방법으로 한계하중을 계산하고 이를 기존의 연구들에 의해 제시된 한계하중 식들과 비교하였다. 해석의 대상은 배관계의 대표 형상인 곡관과분기관을 선정하였다. 곡관과 분기관의 형상 변수를 다양하게 바꿔가면서 $m_{\alpha}-tangent$ 방법의 적용가능성을 살펴보았다. 하중은 내압하중과 면내굽힘하중을 각각 고려하였으며 곡관의 경우에는 기존의 한계하중식과 $m_{\alpha}-tangent$방법이 비교적 잘 일치함을 확인하였다. 하지만 분기관의 경우 형상의 특수성으로 인해 뚜렷한 경향 없이 기존의 한계하중 식과 $m_{\alpha}-tangent$ 방법이 일치하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이는 $m_{\alpha}-tangent$ 방법이 불연속부의 응력집중현상에 의해 왜곡된 결과를 갖기 때문으로 보인다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권7호
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• pp.745-754
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• 2013

수돗물의 생산 및 공급과정에 소요되는 에너지에 대한 체계적인 분석 및 평가는 최근의 전력부족 사태와 온실가스 감축의 필요성에 따라 관심이 증가되고 있다. 본 연구에서는 기존의 연구에서 제시한 결과에 대한 검토를 통하여 실용적으로 적용 가능한 에너지 분석기법 및 평가기법을 제시하였다. 본 연구에서는 EPANET2의 수리해석 결과를 이용하여 에너지를 평가할 수 있는 모형을 MATLAB 플랫폼 기반 하에서 개발하였다. 제안된 기법은 상수관망의 입지, 관로의 상태, 누수정도 등에 따라 시설물이 내재적으로 가지는 에너지관리 효율과 운영 효율을 분리하여 평가할 수 있는 성능평가 지표를 제시하였다. 개발모형은 시험관망과 실제관망에 대하여 각각의 상수관망 구성요소에 대한 에너지 분석 및 평가결과를 제시함으로써 적용성 평가를 실시하였다. 본 연구의 결과는 상수관망 에너지관리의 최적화를 도모함으로써 피크시간대의 전력수요 관리 및 에너지 절감형 상수도 시스템 계획 및 운영에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 농업과학연구
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• 제7권2호
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• pp.156-168
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• 1980

분무기(噴霧機) nozzle의 와실내(渦室內)에서 공기(空氣)를 수류(水流)의 중심부(中心部)로 분무(噴霧)시켜 예비미립화(豫備微粒化) 및 공기충돌식(空氣衝突式)의 미립화방식(微粒化方式)을 복합(復合)하여 고안(考案)된 air-center nozzle의 분무살포량(噴霧撒布量)의 분포도(分布度)와 분출량(噴出量)의 특성(特性)을 찾기위한 실험(實驗)을 실시(實施)하였다. 공기량(空氣量)은 소구경(小口徑) pipe 직경(直徑) 0.45mm부터 1.42mm이내로 7 수준(水準)으로 조절(調節)하였고 이의 각수준별(各水準別)로 압력(壓力)을 $0.35kg/cm^2$(5 psi)부터 $6.33kg/cm^2$(90 psi)까지 11 수준(水準)으로 조절(調節)하였다. 매실험결과(每實驗結果)는 표준(標準) nozzle 실험치(實驗値)와 비교분석(比較分析)하였고 이의 결과(結果)는 다음과 같다. Air-center nozzle은 비교적(比較的) 표준(標準) nozzle보다 안정(安定)된 살포량(撒布量) 분포형(分布型)을 유지(維持)하였다. Air-center nozzle의 분무살포량(噴霧撒布量) 분포도(分布度)는 공기량(空氣量)이 증가(增加)함에 따라서 중심부분(中心部分)으로 집중화(集中化)하였고 이 집중화정도(集中化程度)는 표준(標準) nozzle보다도 더 컸다. 이현상(現象)은 표준(標準) nozzle에 비(比)하여 도달성(到達性) nozzle형(型)에 적합(適合)함을 시사하였다. Air-center nozzle의 분출량(噴出量)은 어느 일정(一定)한 수준(水準) 이내(以內)에서 공기량(空氣量)때문에 표준(標準) nozzle의 분출량(噴出量)만큼 크지는 못하였다. 분출량(噴出量)의 감소율(減少率)은 압력(壓力)이 증가(增加)함에 따라서 둔화되었고 혼합용제(混合溶劑)속의 공기함유율(空氣含有率)이 2~3%인 저비율(低比率)일때 급속(急速)히 컸다. 이 현상(現象)은 공기(空氣)의 압축성질(壓縮性質)에 기인(基因)된 것으로 사료(思料)된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권12호
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• pp.877-887
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• 2017

도시유역의 중 하류부에 주로 설치되는 4방향 합류맨홀에서 과부하 흐름에 의한 에너지 손실은 도심지 침수피해를 가중시키는 주요 원인이다. 과부하 4방향 합류맨홀에는 유입관의 유입조건에 따라 흐름 양상이 크게 변화되며, 중간맨홀 뿐만 아니라 3방향(T형) 합류맨홀의 흐름조건을 구성한다. 그러므로 유입관의 유입유량 변화에 따른 과부하 4방향 합류맨홀의 에너지 손실 변화 분석 및 손실계수 산정이 필요하다. 본 연구에서는 하수도시설기준을 준용하여 맨홀직경 및 관경을 1/5로 축소 한 수리실험 장치를 제작하였다. 과부하 사각형 4방향 합류맨홀에서 유입관의 유입유량비 변화에 따른 손실계수를 산정하기 위하여 유입관(주 유입관 및 양측면 유입관)의 유입유량비를 10% 간격으로 변화시켜 다양한 유량조건(40 case)을 선정하였다. 실험 결과 중간맨홀에서 0.40의 가장 낮은 손실계수가, $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 1.58의 가장 높은 손실계수가 산정되었다. 또한 합류맨홀(T형, 4방향)의 경우 측면 유입유량이 한쪽으로 편향될수록 보다 큰 손실계수를 나타냈다. 유입관의 유입유량 조건 변화에 따른 손실계수를 산정하여 손실계수 범위도를 작도하였으며, 과부하 사각형 4방향 합류맨홀에서 모든 흐름조건을 고려할 수 있는 손실계수 산정식을 제시하였다. 제시된 산정식은 유입관의 유입유량이 변화하는 배수시스템의 설계 및 검증에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.43-49
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• 2016

전 세계적인 천연가스 저열량화 추세에 따라 우리나라 천연가스 열량 기준이 기존의 표준 열량제에서 보다 유연한 열량범위제로 개선되었다. 이 같은 변화는 가정이나 산업체 전반에 걸쳐 가스기기 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에 이를 규명하고자 하는 연구가 필요하다. 특히 열병합 발전용 엔진으로 사용되는 디젤-CNG 혼소엔진의 경우 도시가스를 주 연료로 사용하기 때문에 발열량 변화는 발전 사업자의 수익성 확보와 연관되는 중요한 사안이다. 따라서 본 연구에서는 열량범위제 내에서 허용하는 CNG 발열량 변화가 디젤-CNG 혼소엔진의 배기특성에 주는 영향에 대해 조사하였다. 도시가스 발열량 변화를 모사하기 위해 열량 범위 상한선인 $10,400kcal/Nm^3$의 CNG 연료에 질소를 희석시켜 발열량을 $10,400kcal/Nm^3$에서 $9,400kcal/Nm^3$까지 변경하였다. 혼소율 80% 조건에서 디젤 연료 분사 시기는 16 CAD BTDC, 분사압력은 110 MPa로 고정하고 엔진회전수 및 토크는 1800 rpm/500 Nm으로 설정하여 시험을 수행하였다. 엔진시험 결과 발열량이 감소할수록 불완전연소가 증가하여 THC, $CH_4$ 및 CO 배출량은 증가하는 반면 NOx 배출량은 감소함을 확인하였다. 그리고 이 같은 결과를 바탕으로 배기 특성 변화에 대해 대응할 수 있는 방안에 대해 고찰하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.346-353
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• 2016

일부 연구용 원자로의 설계조건상 사이펀 현상은 배관 파단 사고 시 수조수의 지속적인 방출을 유발할 수 있다. 사이펀 차단기는 이러한 현상을 효과적으로 제한하기 위한 안전장치로, 유체역학적인 특성상 사이펀 차단 현상 해석을 위해 고려해야 할 변수가 많고 계산이 복잡하다. 이에 사이펀 차단 현상을 쉽게 분석할 수 있는 프로그램을 개발하게 되었다. 윈도우8 운영체제에서 비쥬얼 스튜디오 2012를 이용하여 MFC프로그래밍으로 개발되었으며, 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 GUI형식으로 개발되었다. 개발된 프로그램은 사용자가 입력한 값으로부터 유체역학적 관계식을 통해 3단계의 연산과정을 거쳐 시뮬레이션을 진행한다. 베르누이 방정식으로부터 유속과 유량을 구하여 수위, 언더슈팅, 압력, 손실계수, 그리고 이상 유동과 관계된 값들을 연산한다. 프로그램에 적용된 이상유동 해석모델은 Chisholm 모델이며, 실제와 유사하게 시뮬레이션이 가능함을 확인하였다. 시뮬레이션 결과는 그래프를 통해 나타나기 때문에 사용자는 전체적인 차단 현상을 쉽게 파악하는 것이 가능하며, 시뮬레이션 데이터의 저장 또한 가능하다. 따라서 사용자는 사이펀 차단기 시뮬레이션 프로그램의 사용을 통해 사이펀 차단 현상을 쉽게 확인할 수 있으며, 사이펀 차단기의 실제 설계에도 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-21
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• 2004

EMAT(electromagnetic-acoustic transducer)는 비접촉식 초음파 탐촉자이므로 초음파의 송수신을 위하여 접촉매질이 필요하지 않기 때문에 탐촉자를 시험 대상체의 표면을 따라 움직이면서 결함 검출이 가능하며, 코일의 설계와 배열에 따라 표면파와 판파 등 원하는 모드의 유도초음파를 손쉽게 송수신할 수 있기 때문에 두께가 얇은 배관의 탐상에 알맞는 초음파 탐촉자이다. 본 논문에서는 표면초음파 발생을 위한 EMAT와 $A_1$ 모드의 판파, $S_1$ 모드의 판파를 선택적으로 발생시키기 위한 EMAT를 설계 제작하였다. 1.5MHz의 표면초음파는 분산이 없어서 신호 왜곡 없이 높은 신호 대 잡음비로 배관을 진햄함을 보였다. 반면에 800kHz의 $S_1$ 모드의 판파와 940 KHz의 A1 모드의 판파는 분산 특성이 있어서 배관을 따라 진행하면서 신호 왜곡이 생김을 확인할 수 있었으며, EMAT에 공급하는 펄스의 폭을 넓히면 판파의 모드 선택성이 향상되었다. 내경 256mm, 두께 5.5mm인 강관에 가공된 인공결함에 대한 각 모드의 결함 검출능을 서로 비교하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제43권2호
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• pp.47-53
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• 2009

본 연구는 국화 재배온실에서 사용되고 있으면서 수작업 시 많은 노동시간이 요구되는 국화 유인네트를 대상으로 작업의 소요시간을 대폭 절감시켜 재배 작기를 증가시킴은 물론 국화재배용 유인네트의 베드를 기존 및 신축 국화재배 온실에 보급할 목적으로 네트의 베드를 설계한 후, 베드 및 기존 온실의 구조적 안전성을 검토하였다. 총 15종류의 부재에 대한 단면의 특성과 역학적 성질을 검토하고 각각의 부재에 대한 응력비를 검토한 결과, 이들 파이프 중 ${\phi}38.1{\times}1.7t$와 ${\phi}38.1{\times}2.0t$의 경우, 응력비는 초과하지 않았지만 처짐의 제한 값인 10mm를 초과하였으므로 응력비와 처짐의 제한 값을 모두 만족하는 최적 파이프는 ${\phi}48.1{\times}1.5t$인 것으로 나타났다. 유인네트의 베드를 중방에 설치할 경우, 베드 하중, 풍하중 및 설하중 때문에 중방은 트러스로 설계되어야 안전한 것으로 나타났다. 중방을 트러스로 시공할 경우에도 풍하중 및 설하중이 작용하면, 베드의 유무에 관계없이 거창지역의 국화재배 온실의 경우, 기둥과 방풍벽에 발생되는 응력은 허용응력을 초과하기 때문에 적절한 보강이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권10호
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• pp.719-728
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• 2019

상수도 관망 밸브는 평상시 관로의 유향을 변경하는 역할을 하지만, 관로 파손, 수질 문제 등 사고 발생 시 해당 구역을 격리하는데에도 이용된다. 밸브조작에 의한 구역 단수는 주변 지역의 압력 및 물 공급 성능 저하를 유발한다. 최근 안정적인 상수도 관망 물 공급을 위협하는 사고가 다양하고 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 따라 다양한 시나리오를 고려하여 밸브 위치 결정을 하는 것이 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 밸브의 개수, 구역격리 시 물 부족량, 수리학적 거리 인자(Hydraulic Geodesic Index, HGI)를 통합한 목적함수를 개발하고, 다양한 물 부족 시나리오에 기반한 밸브 최적 위치 결정 방법론을 제안한다. 제안한 방법론은 페스카라 관망에 적용되었으며, 시나리오별로 도출된 최적 밸브 설계안의 차이점을 분석하였다. 최적 밸브 위치 탐색 과정 중 수행된 관망 수리해석은 압력 기반(Pressure Driven Analysis, PDA)으로 수행하였다. 개발된 방법론으로 도출한 최적 밸브 설계안은 기존 설계안 대비 밸브 개수가 최대 19개나 적었고, 세그먼트 격리 시 물 공급 부족량 또한 상대적으로 작았다. 수원 수두가 낮은 시나리오를 고려할수록 더 많은 밸브가 설치되었는데, 밸브 추가 설치에 따른 비용증가는 다양한 시나리오에서 물 공급 성능 향상으로 이어짐을 확인하였다. 또한, 세그먼트 격리 상황 모의를 압력 및 유량 기반 해석으로 수행한 결과를 비교하여, 밸브 최적 위치 설계 수행 시 압력 기반 해석이 필요함을 확인하였다.

• 한국측량학회지
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• 제39권4호
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• pp.211-221
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• 2021

클로버는 잔디의 대표적 유해 식물로 양지식물인 잔디보다 일찍 생육활동을 시작하여 잔디의 상부에 수관을 형성하고 잔디의 광합성과 성장을 방해한다. 이로 인해 두 식생종 간 경쟁에서 대부분, 클로버 영역은 확산되고 잔디의 경우는 훼손과 고사가 진행되게 된다. 훼손된 부분은 장마 및 생장 휴면 기간 중, 토양표출 확산으로 전개되어 잔디 복구에 심리적 스트레스 및 많은 경제적 부담을 초래하고 있다. 본 연구의 목적은 잔디의 대표적 유해식물인 클로버를 구분하고 클로버의 확산에 따른 훼손지역 분포, 퇴치 전·후의 식생변화 추이를 고찰하는 것이다. 이를 위해 RGB, BG-NIR 센서를 탑재한 융·복합 드론기반 영상을 활용, 3가지 식생지수의 시계열 분석을 통해 선별적 퇴치를 위한 식생구분, 복구전략 수립을 위한 잔디 훼손 분포 등을 고찰하였다. 특히, 인력 및 기기에 의한 선별적 제초 및 예초 전·후, 클로버의 생태변화 추이를 시계열로 분석하였다. 또한, 잔디와 클로버의 성장 중반기 기간 중, 식생 종간 구분 방안도 모색하였다. 연구결과, 잔디와 클로버 생육 특성에 따른 RGB 및 BGNIR 드론영상의 MGRVI 및 NDVI, MSAVI 지수의 시계열 분석을 통해 잔디 훼손과 클로버 퇴치 후 변화 추이 분석의 활용성을 확인하여 잔디 유해 잡초에 대한 효율적 관리의 활용 가능성을 입증할 수 있었다.