• 제목/요약/키워드: 간극의 영향

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격자 볼츠만 방법에 의한 지반 내 오염물질의 거동 분석 (Analysis of Contaminant Transport in the Ground using the Lattice-Boltzmann Method)

  • 강동훈;윤태섭
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권6C호
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    • pp.267-274
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    • 2012
  • 오염물질의 거동은 간극 배열과 연결망에 의해 결정되지만 흙에서 오염물질의 이동을 계산하는 전통적인 접근은 거시 스케일에서 적용된다. 나비에-스토크스 방정식을 풀기 위해 소요되는 컴퓨팅 비용 때문에 간극 스케일에서 이동과 결과를 관찰하기 쉽지 않다. 본 논문에서는 단일상 다성분 유체유동에서 국부적인 유속과 밀도를 효과적으로 평가할 수 있는 격자 볼츠만 방법에 대해 설명한다. 오염물질의 시공간적 거동은 유체 유동의 이송에 의해 명시적으로 결정된다. 두 가지 형태의 이상화된 간극은 유체의 경로를 제공한다. 또한 오염물질 이동, 유속장, 오염물질의 평균 농도는 정상상태의 유동에서 계산된다. 굴곡비와 같은 간극 형상은 오염물질 거동의 영향을 준다. 이는 흙이나 암반의 불연속면에서 동일한 간극률를 가져도 간극의 배열과 형상의 중요함을 강조한다.

압축과 전단 하중을 받는 인공 암석 절리의 수리적 거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study for the Hydraulic Behavior of Artificial Rock Joint under Compression and Shear Loading)

  • 이희석;박연주;유광호;이희근
    • 터널과지하공간
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    • 제10권1호
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    • pp.45-58
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    • 2000
  • 다양한 하중 조건하의 암석 절리에 대한 수리적 거동을 규명하기 위해서 수리전단 시험이 가능한 주기 전단시험 시스템을 설계, 제작하였다. 실험실에서 인공 절리 시료에 대한 압축,전단 조건하의 수리 시험을 실시하였다. 시험 전의 시료에 대한 3차원 간극 측정을 통해 절리의 간극 분포 특성을 규명하였다. 수직응력에 따른 투수계수 변화는 기존 수리 모델과 잘 일치하였다. 전단 하중하의 수리적 거동은 초기에는 팽창 특성을 따랐으며, 팽창의 증가에 따라 투수계수가 커겼다. 전단이 진행됨에 따라 유동률은 충전물 생성과 간극의 엇갈림으로 인해 다소 일정해졌다. 주기전단 하의 수리 거동 역시 돌출부 손상과 충전물 생성의 영향을 받았다. 또한 압축과 전단 하중하의 수리 간극과 역학 간극의 관계가 조사, 비교되었다.

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실험적 방법에 의한 축류형 팬의 소음저감에 관한 연구 (A Study on the Noise Reduction of Axial Flow Fan by Experimental Method)

  • 김동규;오재응;임동규
    • 한국음향학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.28-35
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    • 1993
  • 팬소음은 설계변수들과 관계가 있으므로 본 논문은 실험적 방버벵 의하여 팬소음과 설계변수의 관계를 고찰하였다. 설계변수는 팬소음에 특히 영향이 큰 날개수, 날개각도, 날개끝 간극을 선택하였으며 새로운 설계변수로서 동익과 정익간의 간극과 흡입구 길이를 고찰하였다. 본 논문은 팬소음에 대한 관련된 이론을 정리하였으며 축류형 팬의 고효율 저소음 설계를 위한 방안을 제시하였다. 흡입구 길이, 날개끝 간극, 동익과 정익간의 간극등의 설계변소를 변경하여 실험한 결과 이들 설계변수들의 조정에 m이하여 축류형 팬의 고효율 저소음화를 이룰 수 있었다.

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2-piece 임플란트에서 미세 간극의 수평적 위치 변화에 따른 골 소실 비교 연구 (The effect of horizontal microgap location on the bone loss around 2-piece implants)

  • 김재일;이용무;양병근;구영;정종평;한수부;류인철
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제34권1호
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    • pp.83-91
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    • 2004
  • 2-piece 임플란트에서는 초기 치유 기간 동안 0.9-1.6mm의 골 소실이 일어나는데 2-piece 임플란트의 미세 간극과 그에 따른 생물학적 폭경의 형성이 중요한 원인이다. 최근 수직적으로 미세 간극의 위치를 변화시킴으로 골 소실의 양을 줄일 수 있다는 보고가 있다. 이번 실험의 목적은 미세 간극의 수평적 위치 변화에 따른 골 소실의 양을 비교하는데 있다. 하악에서 인접하여 최소 2개의 임플란트를 식립할 수 있는 7 무치악 부위에 총 15개의 Osseotitie XP 4/5를 식립하였다. 이때 임플란트의 상연이 주위 치조골과 일치하게 식립하였고 무작위로 선택하여 한 그룹(W군)에서는 wide diameter healing abutment를 연결하였고 다른 한 그룹(S 군)에서는 standard diameter healing abutment를 연결하였다. 3개월의 치유 기간후 보철 과정을 시작하였으며 이 때 healing abutment와 같은 크기의 prosthetic component를 이용하였다. 임플란트 식립 직후, 3개월의 치유 기간이 지난 보철 직전(Interval I)에, 보철 과정 직후(Interval II)에 각각 치근단 방사선 사진을 찍어 각 단계에서의 골 소실 양을 비교하였다. W 군의 경우 골 소실의 양이 Interval I에서 $1.60{\pm}0.78$, Interval I+II에서 $2.36{\pm}0.29$이었고 S 군에서는 Interval I에서 $1.5810{\pm}0.3030$, Interval I+II에서는 $1.7346{\pm}0.4199$이었다. W군에서는 Interval I와 I+II에서의 골 소실 양이 통계학적으로 유의할 만한 차이를 보였으며, Interval I+II에서의 W 군과 S 군에서의 골 소실 양도 통계학적으로 유의할 만한 차이를 나타내었다. Interval I에서는 두 그룹에서 골 소실의 차이가 없었는데 이는 1 stage surgery시 healing abutment 주위로 mucoperiosteal flap 접합의 어려움 때문으로 생각된다. 한편 Interval II에서는 abutment manipulation 등의 과정이 추가적인 골 소실을 야기한 것으로 생각된다. Interval I+II에서 W 군과 S 군 사이의 골 소실 양 차이는 미세 간극의 수평적 위치 변화의 양과 유사한 결과를 나타내었는데 이로 미루어 미세 간극의 수평적 이동은 임플란트 주위의 골 소실 양에 영향을 미칠 수 있다고 생각된다.

균질화 해석법을 이용한 단열 간극변화에 따른 투수계수 해석 (The homogenization analysis for permeability coefficients by fracture aperture variations)

  • 채병곤
    • 지질공학
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    • 제14권1호
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    • pp.47-60
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    • 2004
  • 이 연구에서는 간극변화에 따른 단열 기하양상을 충분히 고려한 투수계수를 구하고자 균질화 해석법을 이용하여 투수계수를 산정 하였다. 공초점 레이저 스캔 현미경을 이용하여 압력 단계별 간극을 측정한 결과 한개 시료 내에서 각 측정지점별 간극 크기는 모두 다르게 나타나며 단열 면 양쪽이 서로 평행하지 않고 불 평탄한 양상임을 잘 나타낸다. 각 시료별로 압력 단계별 간극양상을 이용하여 단열모델을 각각 작성하고 균질화 해석법을 통해 간극 양상에 따른 투수성 변화를 살펴본 결과, 각 시료별로 산정한 투수계수는 $10^{-1}~10^{-3}cm/sec$의 범위에 분포한다. 시료들은 대체로 압력이 증가함에 따라 일반적으로 투수계수가 감소하는 양상을 나타낸다. 그러나, 시료별로 압력에 따른 투수계수 감소비율이 일정하지 않고 다양한 변화양상을 보인다. 이와 같은 양상은 Chae et al.(2003)의 관찰결과와 잘 일치하며, 이는 간극의 변화가 투수성에 미치는 영향이 크다는 것을 입증한다. 동일 시료 내에서도 3등분한 지점별로 각기 다른 투수계수 값이 계산되었다. 이는 투수계수가 간극의 크기와 분포형태에 따라 민감하게 변화함을 지시하는 것이다. 따라서, 간극 분포가 일정하지 않은 암석 내 단열에서의 투수특성 해석 시에는 정확한 단열 기하양상을 반영하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 단열 내 투수계수 산정을 위해서는 단열 기하양상을 충분히 고려할 필요가 있다.

임플란트 지대주 종류와 동적하중이 고정체와 지대주의 미세간극에 미치는 영향 (The Effect of Types of Abutment and Dynamic Loading on Microgap between Implant Fixture and Abutment)

  • 오병두;최유성;신수연
    • 구강회복응용과학지
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    • 제26권4호
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    • pp.389-403
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    • 2010
  • 이전부터 사용된 티타늄, 금합금 지대주 및 최근 사용이 급증한 지르코니아 지대주와 임플란트의 계면에 대한 비교 연구와 동적하중이 계면에 미치는 영향에 관한 연구가 많지 않은 실정이다. 본 연구에서 지대주 종류와 동적 하중에 따른 미세간극의 차이를 주사전자현미경 분석을 통하여 비교평가 하였다. USII ${\phi}3.75{\times}11.5mm$ (Osstem Co., Seoul, Korea) 티타늄 임플란트에 티타늄 지대주, 지르코니아 지대주, 주조 금합금 (UCLA plastic) 지대주를 각 군당 7개씩, 30Ncm의 조임회전력으로 연결하였다. 25-250N의 sine형 동적하중을 장축 방향에서 $30^{\circ}$ 경사로 $10^5$회 시행하였다. 하중 전후에 계면의 미세간극을 순측, 구개측, 근심측, 원심측 부위에서 측정하였고, 그 결과 동적 하중으로 인한 통계적 유의성은 없었다. 지대주 종류에 따른 미세간극을 비교한 결과, 동적하중 시행 전후 모두 UCLA 군과 티타늄 군, UCLA 군과 지르코니아 군 사이에 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 티타늄 군과 지르코니아 군 사이에는 유의한 차이를 보이지 않았다. UCLA 지대주는 정밀 연삭된 티타늄, 지르코니아 지대주 보다 더 큰 미세간극을 보였고 $10^5$회 동적하중은 미세간극에 영향을 미치지 않았다.

절리 거칠기와 간극 변화에 따른 그라우트 유동과 주입압에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis of Grout Flow and Injection Pressure Affected by Joint Roughness and Aperture)

  • 전기환;류동우;김형목;박의섭;송재준
    • 터널과지하공간
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    • 제20권2호
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    • pp.82-91
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    • 2010
  • 그라우팅 공법은 지하 내 구조물을 건설 시 유입되는 지하수를 억제하거나 암반의 강도를 증대시킬 목적으로 널리 이용되는 암반 개량공의 일종이다. 암반 내 불연속면을 따라 유동하는 그라우트의 유동 특성을 파악하는 것은 이러한 그라우팅 설계 및 그 효과를 예측하는데 필수적이다. 기존의 그라우트 유동 연구에서 그라우트 유동을 층류 유동으로 가정해 왔으나, 마이크로 스케일의 간극을 가지는 좁은 절리 틈새 내에서의유체 유동은 절리 거칠기의 영향을 받아 유동의 속도 단면이 거칠기 부분에서 변하기 때문에 일반적인 층류유동으로 모사하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 거칠기를 가지는 절리 내의 그라우트 유동에 절리 거칠기와 간극이 미치는 영향을 수치해석을 이용하여 조사하였다. 수치해석을 위해 전산유체유동해석 코드인 FLUENT 코드를 이용하였으며 FLUENT 코드에서 제공하는 Herschel-Bulkely 모델과 VOF(volume of fluid) 모델을 적용하여 물과 공기로 채워진 좁은 절리 틈새 내의 그라우트 유동을 모사하였다. 모사된 결과를 그라우트 유동을 위해 제시된 분석해와 기존의 실험실 그라우트 주입 실험 결과와 비교하여 FLUENT 코드의 적합성을 검증하였다. JRC와 간극 변화에 따라 일정 그라우트 주입량 유지에 필요한 주입압을 계산함으로써 마이크로 스케일의 절리 틈새 내 그라우트 유동시 채널 벽면의 거칠기 및 채널 간극의 영향을 정량화하였다.

연계해석(Coupled Analysis)에 의한 간극수압이 사면안정에 미치는 영향 (Effect of Pore Water Pressure on Slope Stability by Using Coupled Finite Element Analysis)

  • 신종호;김학문;장경준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.25-35
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    • 2009
  • 사면붕괴는 매년 인간의 활동에 엄청난 재정적 손실을 끼치는 중요한 재난중의 하나이다. 사면의 붕괴특성을 고찰한 결과 강우와 매우 밀접한 상관성이 있음을 알 수 있었다. 기존 연구에 따르면 우기시 강우로 인한 간극수압의 영향으로 인하여 대부분의 사면붕괴 사고가 발생하였다. 기존사면의 안전율은 사면의 풍화 등 열화 거동과 강우 등의 작용으로 인해 점차 감소하고 있으나 식생, 보호공, 보강공 등으로 인해 안전율을 상승시키는 활동이 가미되어 실제기존사면의 적정한 평가가 어렵다. 따라서 사면의 절취 및 보수보강이 완료된 직후부터 현재까지의 안정성에 영향을 미치는 요소를 누적적으로 고려할 수 있는 시간 의존적 해석도구가 필요하다. 본 연구에서는 변위-간극수압을 고려한 연계 수치해석 기법을 채택하여 무보강 사면과 보강사면으로 구분하여 시간 의존적 거동을 고려하는 수치해석(coupled numerical analysis)을 실시하였다. 이로부터 기존사면의 간극수압에 따른 영향을 평가하고, 연계해석을 해석 도구로 하는 안정해석 기술을 제시하고자 하였다.

피에조콘 관입 시험에 대한 연속 공동확장이론모델의 적용 (Application of Successive Cavity Expansion Theory to Piezocone Tests.)

  • Lim, Beyong-Seock;Lee, In-Mo
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.599-606
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    • 2000
  • 본 연구는 피에조콘(Piezocone) 관입 시험에 의한 과잉간극수압의 소산(Dissipation)특성을 파악하기 위하여, 실측된 소산실험 결과치와 Gupta & Davidson에 의해 개발된 연속 공동확장이론(Successive Cavity Expansion Theory) 모델을 비교하였고, 그 경험적 이론의 적합성을 규명하였다. 연속 공동확장 이론이란, 콘 관입이 유발하는 관입 주변지반의 변환 메커니즘을 연속적인 공동확장의 전개과정로 파악할 때, 관입주변의 연속적 공동확장 영역에서 발생된 과잉간극수압들은 연속적으로 소산되어지고, 결국에는 관입멈춤직후 얻게 되는 소산시험의 결과도 이러한 과잉간극수압의 연속적 소산 메커니즘으로부터 그 영향을 받는다는 개념이다. 본 연구의 실험방법은 Piezocone 관입을 위한 연약모형지반 조성을 위하여 초대형 Slurry Consolidometer에 Slurry를 45일간 압밀시킨후 Calibration Chamber(Louisiana State University Calibration Chamber System)에 옮긴 후 2차 압밀시키는 Two-Stage Consolidation Method를 사용하였다. 또한 모형지반내에 8개의 Piezometers를 설치하여 Piezometers를 설치하여 Piezocone 관입시 유발되는 지반 내에서의 과잉간극수압의 변환을 측정하였다. 실험결과와 이론 예측치를 비교함으로써 연속 공동확장이론 모델은 u$_2$형식의 피에조콘 관입 소산시험 결과들과 잘 들어맞는 모습을 보여줬으나, 관입으로 인한 주변 지반의 과잉간극수압의 소산변화는 정성적으로만 모사 되는 모습을 보여줬다.

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성덕대왕신종의 명동과 간극의 공명조건 (Resonance Condition of the Resonance Cavity and Air Gap in the Sacred Bell of the Great King Seongdeok)

  • 김석현;정원태;강연준
    • 한국음향학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.223-230
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    • 2011
  • 한국종은 지면으로부터 일정한 간극을 두고 매달리며, 종 아래에 명동이라고 불리는 독특한 음향학적 요소를 갖고 있다. 간극과 명동의 적절한 설계는 공명효과에 의하여 종소리를 극적으로 증폭시킨다. 종체의 내부공동과 간극, 그리고 명동으로 구성된 음향공동계는 공명주파수와 모드를 갖는데, 공명주파수가 종체의 고유진동수에 일치하게 되면, 그 주파수성분이 크게 증폭된다. 이 연구는 성덕대왕신종을 대상으로 간극효과를 고려한 명동의 공명조건을 처음으로 제시한다. 공명조건을 구하기 위하여 신종의 실제 치수를 사용하여 SYSNOISE를 이용한 경계요소해석을 수행하였다. 또한, 계절에 따른 기온의 차이가 공명조건에 어떠한 영향을 미치는가를 규명하고, 가변형 명동의 개념을 제시함으로써, 현장에서 온도차를 보정하여 정확한 공명조건을 구현시킬 수 있는 방안을 제공한다.