• Membrane Journal
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• v.21 no.1
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• pp.84-90
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• 2011

We studied the effects of induction of natural convection instability flow (NCIF) according to the gravitational orientation (inclined angle) of the membrane cell on the reduction of membrane fouling in ultrafiltration (UF) of colloidal silica solutions. Five colloidal silica solutions with different silica size (average size = 7, 12, 22, 50 and 78 nm) were used as UF test solutions. The silica particles in colloidal solutions form cakes on the membrane surface thereby causing severe reduction in the flux. The UF performance according to the gravitational orientation of the membrane cell (from 0 to $180^{\circ}$ inclined angle), was examined in an unstirred dead-end cell. We evaluate the effects of NCIF on membrane performance as the flux enhancement ($E_i$). In the dead-end UF of smaller size (7, 12 and 22 nm) silica colloidal solutions, changing the gravitational orientation (inclined angle) of the membrane cell induces NCIF in the membrane module and higher inclined angle and smaller size silica colloidal solution offer more stronger NCIF. This induced NCIF enhances back transport of the deposited silica solutes away from the membrane surface, therefore gives for the improvement of permeate flux. But in UF of more larger size (50 and 78 nm) silica colloidal solutions, NCIF effects are not appearing. These results suggest that the size of colloidal particle affects the extent of NCIF occurrence.

• Membrane Journal
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• v.29 no.1
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• pp.18-29
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• 2019

The dead-end ultrafiltration (UF) of BSA protein solution was performed to investigate the defouling effects of natural convection instability flow (NCIF) induced in membrane module. The permeate fluxes were measured according to the inclined angles ($0{\sim}180^{\circ}$) of membrane module with respect to gravity, and analyzed using the blocking filtration model. NCIF are more induced as the inclined angles increased from $0^{\circ}$ to $180^{\circ}$, and the induced NCIF enhances flux. Comparing the fluxes at $0^{\circ}$ inclined angle (no NCIF induction) and $180^{\circ}$ (maximum NCIF induction), the flux enhancements by NCIF induction are increased about 5 times in the short-term UF operation (2 hours) and about 17 times in the long-term operation (20 hours). As applying the blocking filtration model, it is more suitable to analyze the flux results by using the intermediate blocking model in the early times of UF operation within 15 minutes and then thereafter times by using the cake filtration model. NCIF induced at $180^{\circ}$ inclined angle reduces the intermediate blocking fouling at about 67% in the early times operation and thereafter the cake layer fouling at about 99.9%. The main defouling mechanism of NCIF induced in the membrane module is suppress the formation of protein cake layer.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.11
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• pp.180-187
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• 2013

The dinger in solar generation is the amount of sunlight which the solar cells absorb. Various types of solar trackers, which rotate themselves in order to make the solar cells face the sun as much as possible, have been developed, and especially the method of tracking with two axes has greatly contributed in increasing the generation amount at work sites. Among theses 2-axis solar trackers, the inclination-dependent 2-axis solar tracker are widely utilized for its advantages of requiring less initial investment and easy maintenance due to a solid structure. However, the drawback is that the generation efficiency is relatively low because of the structural restriction that limits the rotation angle, thus making it less efficient when tracking the sun. This paper proposes a method to increase the generation efficiency of the inclination-dependent 2-axis solar tracker. It also contains the derived equations needed for precise controlling along with a method to keep tracking with the other axis even when one has reached its angle limit. To confirm that the proposed method increases the amount of incidence onto the solar cells, formulas needed for operation on the proposed method and tracking the exact position of the sun are derived, and applying this to the quarterly data of Korea Astronomy and Space Science Institute it shows maximum over 11.1% more incidence compared to existing methods.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.3
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• pp.153-160
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• 2017

Gait analysis has been conducted in various environments, but the biomechanics during the transition from uphill walking to downhill walking have not been reported. The purpose of this study is to investigate the knee and ankle joint kinematics and kinetics during walking on a triangle-shaped slope compared with those during level walking. Kinematic and kinetic data of eighteen participants were obtained using a force plate and motion capture system. The greater peak ankle dorsiflexion angle and moment and the peak knee extension moment were observed (p<0.05) during both uphill and downhill walking on the triangle-shaped slope. In summary, uphill walking on a triangle-shaped slope, which showed a peak knee flexion of more than $50^{\circ}$ with greater peak knee extension moment, could increase the risk of patellofemoral pain syndrome. Downhill walking on a triangle-shaped slope, which involved greater ankle dorsiflexion excursion and peak ankle dorsiflexion, could cause gastrocnemius muscle strain and Achilles tendon overuse injury.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.608-610
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• 2009

지열 분포에 관련된 지질구조의 특성을 파악하기 위하여 지온경사, 지열류량 자료와 인접한 선구조의 방향성에 대한 상관성 분석을 실시하였다. GIS를 이용하여 지열정보데이터베이스에서 발췌한 209개 지온경사 자료와 218개 지열류량 자료에 대하여 전국 광역단열도로부터 가장 인접한 선구조를 추출하고 10도 간격의 방향별 지온경사 및 지열류량 자료 빈도 및 평균값을 그래프에 도시하였다. 인접 선구조의 방향별 지온경사 평균은 $N30^{\circ}{\sim}40^{\circ}W$, $N10^{\circ}{\sim}20^{\circ}E$ 방향에서 $58.9^{\circ}C/km$, $54.9^{\circ}C/km$로 가장 높았고, 인접 선구조의 방향별 지열류량 평균은 $N80^{\circ}{\sim}90^{\circ}W$, $N50^{\circ}{\sim}60^{\circ}W$ 방향에서 98.71 $mW/m^2$, $98.70mW/m^2$로 가장 높았다. 각 선구조 상의 좌표들을 이용하여 지열류량 분포도에서 지열류량 값을 추출한 결과 $N10^{\circ}W{\sim}N40^{\circ}E$, $N60^{\circ}{\sim}70^{\circ}W$, $N50^{\circ}{\sim}60^{\circ}E$ 방향의 지열류량 높은 것으로 나타났다. 결과적으로 지온경사와 지열류량 자료에 대한 인접 선구조의 방향은 북북동, 북서, 서북서 방향이 우세한 것으로 나타났다. 이는 우리나라 조구조 운동과 관련한 단층, 절리 등의 단열구조의 우세 방향과 잘 일치하는 것으로 해석된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.613-618
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• 2008

본 연구에서는 개수로 마찰흐름 특성에 관한 연구로서 유량조사사업단(2006)의 우리나라 3대강 유역 하천자료와 미국의 Colorado지역 록키산맥 하천 관측자료를 통하여 개수로의 흐름특성을 집중적으로 검토하였다. 개수로 설계에 있어 수로의 흐름해석 및 마찰계수의 정확한 산정은 수로설계의 근간이 된다. 하지만 일반적으로 사용하고 있는 Manning(1889)식은 개수로 흐름특성을 판단하기에 너무 단순하여 상이한 결과를 보임에도 불구하고 단순성에 기인하여 사용되는 것으로 판단된다. Bazin(1865)과 Varwick(1945)의 개수로 실험결과를 보면 Nikuradse(1933)의 원형관수로 실험결과와 마찬가지로 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯 가지의 흐름특성이 존재함을 알 수 있다. 또한, 개수로 마찰계수의 특성변화를 보면 조고 또는 조도가 증가함에 따라 마찰계수가 상향으로 평행 이동하는 것을 볼 수 있다. 실험결과로부터 확인되는 이러한 흐름 특성이 현장에서도 분명히 나타날 것으로 판단하며 이러한 가설에 근거하여 각 하천의 관측자료를 분석하였다. 유량조사사업단의 우리나라 3대강 유역 하천 관측자료(2006)를 레이놀즈수의 함수인 완난류 흐름으로 전제하고 물의 기본적인 성질과 하천의 경사, 수심, 조고 등의 영향을 고려한 무차원수를 도입하여 마찰계수의 2차적인 분포특성을 파악하고자 하였다. 하지만 관측된 자료로부터 무차원수를 도입하여 산정된 마찰계수분포를 보면 마찰계수가 급격히 증가하고 추정된 유속과 관측된 유속을 비교하면 추정된 유속이 산개되는 경향이 나타났다. 이러한 문제점은 유량관측시 관측지점의 수면경사 및 하상경사의 미관측으로 하천정비기본계획상에 제시된 지형으로부터 하상경사를 추정하여 마찰계수와 유속을 산정하였다. 또한 하천정비기본계획상에 제시된 Manning의 조도계수를 이용하여 Ganguillet&Kutter(1869) 산정식과 Manning(1889) 산정식으로 부터 유속을 산정한 결과 오차가 크게 발생한 것을 확인하였으며, 실제 관측자료에 적합하도록 조도계수를 재 산정하였다. 논문의 분량 제한상 분석과정은 추후 논문에 제시하기로 하고 분석결과와 수위관측에서의 문제점을 제시하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.32 no.5B
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• pp.295-300
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• 2012

Reflection coefficients of wave due to the types of a submerged breakwater on the inclined incident wave are numerically computed by using boundary element method. The analysis method is based on the wave pressure function with the continuity in the analytical region including fluid and structures. When compared with the existing results on the inclined incident wave, the results of this study show good agreement. It is found that both maximum and minimum values of the reflection coefficient are appeared frequently, as the width of a submerged breakwater becomes wider, and the reflection coefficient increase, as the wave period is longer. In addition, the effect on the reflection coefficient due to the change of submerged breakwater hight is lager than that due to the change of submerged breakwater width. The results indicate that dissipating characteristics of wave due to the types of a submerged breakwater own high dependability regarding the change of inclined incident waves. Therefore, the results of this study is estimated to be applied as an accurate numerical analysis referring to inclined incident waves in real sea.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.37 no.5
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• pp.801-813
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• 2017

Passive force acting on the kicker block used to support a raker is different dependent on soil's type. The passive force incorporating a factor of safety is considered for design of the retaining wall. However, an actual passive force developing on the kicker block is overestimated and it may lead to an unsafe design. In this study, the actual passive forces acting on the kicker block in soil ground are evaluated using 3-D Finite Element Program, PLAXIS. Soft and weathered soils are selected as a soil ground. The relation curves between horizontal displacement and actual passive force of the kicker block for each soil ground are obtained through numerical analyses. From the curves, the actual passive forces are determined as a yielding point, which are about 55.5% and 66% of Rankine's passive forces in soft and weathered soils, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.270-270
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• 2011

전이금속(transition metal) 질화물(nitride)은 높은 경도, 내마모성, 부식 저항성 그리고 내열성 등과 같은 우수한 기계적 물성 때문에 많은 연구가 되어 왔다. 이 중 질화 티타늄은 높은 경도, 내식 및 내마모의 우수한 기계적 특성으로 공구(tool)와 같은 제품의 수명 향상을 위한 표면 코팅소재로 사용되어 왔으며, 금(gold)색의 미려한 색상을 이용한 제품의 외관 표면처리와 인체에 무해한 특성을 활용한 정형외과 및 치과용 보형물의 수명 및 안정성 향상 등 다양한 분야에 응용 되고 있다. 본 연구에서는 아크방전을 이용한 경사 코팅법으로 질화 티타늄을 합성하였으며, 경사 코팅에 따른 단층 및 다층 박막(2~3 layer)의 미세조직 변화와 그 물성을 평가하였다. 아크 소스에 장착된 타겟은 120 $mm{\Phi}$, 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였고, 시편과 타겟 간의 거리는 약 30 cm이며, 시편은 냉연강판과 SUS를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ~10-6 Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ~10-4 Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400 V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고 코팅하였다. 경사 코팅을 위한 시편의 회전각은 45$^{\circ}$, -45$^{\circ}$이며, 질화 티타늄의 두께는 약 3 ${\mu}m$로 동일하게 코팅 하였다. 45$^{\circ}$ 단일층의 경우 0$^{\circ}$ 단일층보다 경도가 감소하나 zigzag 구조의 다층으로 갈수록 45$^{\circ}$ 단일층과 비교하여 확연히 경도가 증가함을 볼 수 있었다. 다층 질화 티타늄의 경사 코팅을 통해 박막의 미세조직 변화를 SEM 이미지를 통해 확인하였으며 증착 방식에 따라 경도, 조도, 반사도 등의 물성 변화가 나타났다. 본 연구에서 얻어진 결과를 이용하여 다양한 형태의 박막구조 제어를 통한 물성변화가 가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.242-242
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• 2016

낙동강 하류구간인 남강합류점에서 낙동강하구둑까지는 하상경사가 약 1/10,000보다 작은 매우 완만한 경사를 이루고 있으므로 홍수기 고수위를 장시간 유지하는 등 홍수소통에 불리한 조건을 가지고 있다. 이처럼 하상경사가 매우 완만한 하천에서는 홍수파의 전파 특성이 하상경사, 수심경사, 그리고 이송가속도와 국부가속도 경사 등 운동량 방정식의 각 항 모두에 영향을 크게 받는 것으로 알려져 있다. 따라서, 낙동강 하류구간의 홍수분석 정확도 개선을 위해서는 대상구간에 유입하는 홍수수문량의 크기 및 변화를 정확히 반영하는 것이 무엇보다 중요하다. 하천 본류로 유입하는 지류의 홍수량을 산정하는 보편적인 방법은 지류 하류의 수위관측소에서 구축된 수위-유량관계곡선을 이용하는 것이다. 그러나 본류 수위의 배수영향을 받는 지류 하류 구간에서는 단일 수위-유량관계의 결정이 불가능하므로 지류 유출량 산정을 위한 새로운 방법이 필요하다. 본 연구에서는 낙동강 하류구간(창녕 함안보~낙동강하구둑) 유역면적의 약 45% 이상을 차지하는 밀양강 유역의 홍수기 유출량 산정을 위하여 HPG(Hydraulic Performance Graph)를 이용하였다. HPG는 배수영향을 받아 시시각각 수리특성이 변화하는 구간에서도 유량 및 상하류 수위 등 수리특성 추정에 합리적인 결과를 제공하는 것으로 알려져 있다. 2012년 태풍 산바 사상을 대상으로 HPG를 이용하여 산정한 밀양강 홍수량과 기존 수위-유량관계로 산정한 홍수량을 각각 경계조건으로 사용한 경우로 구분하여, 낙동강 하류구간 주요 지점인 삼랑진과 구포의 홍수위 예측 정확도를 비교하였다. 비교결과, 기존 방법과 HPG를 이용한 방법 모두 예측시점이 첨두발생 시각에 가까워질수록 평균오차가 감소하는 것으로 분석되었다. 그러나 기존 방법은 예측시점에 따라 평균오차의 변화가 단조롭지 않고 진동이 발생한 반면, HPG를 이용한 방법은 기존 방법보다 오차의 감소가 단조롭고 지속적인 것으로 나타났으며 평균오차 또한 작았다. 본 연구결과, 배수영향을 받는 지류 하류구간에서 HPG를 이용한 유입량 산정은 본류 홍수위 예측 정확도 개선을 위한 경제적인 대안이 될 것으로 판단된다.