• 대한기계학회논문집A
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• 제40권8호
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• pp.737-742
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• 2016

다공성 탄성체는 기름유출과 같은 상황에서 적용 가능한 선택적 흡수재로 각광을 받고 있다. 다공성 탄성체의 선택적 흡수효율은 표면 거칠기, 물리화학적 처리기법, 수압안정성 등의 영향을 받는다. 본 연구에서는 PDMS(polydimethylsiloxane), 미소 소금입자 및 계면활성제(silwet L-77)를 이용하여 다공성 PDMS를 제작하는 방법에 대해 설명한 후, 제작과정 중 물리화학적 처리를 통해 상기 다공성 PDMS의 소수성을 강화하거나 혹은 그 특성을 친수성으로 만드는 방법에 대해 기술한다. 물리적 처리방법으로는 소금입자의 크기조절을 통해 공극 크기(혹은 표면 거칠기)를 조절하고 화학적 처리방법으로는 계면활성제의 혼합비를 조절하여 표면 에너지를 변화시킨다. 제작된 다공성 PDMS를 이용하여 접촉각 및 흡수율을 측정함으로써 소금입자의 직경과 계면활성제의 혼합비가 다공성 PDMS의 접촉각과 흡수율에 미치는 영향을 정량적으로 측정한다.

• 멤브레인
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• 제22권3호
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• pp.178-190
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• 2012

침지법 상전이 공정 방법으로 polysulfone (PSF) 분리막을 제조하였다. PSF/NMP/PVP/phosphoric acid의 캐스팅 용액과 물 침전조를 이용하여 분리막을 제조하였다. 증기 유도 상전이법과 비용매 유도 상전이법을 연속하여 적용함으로서 캐스팅 용액에 첨가된 인산의 영향이 분리막의 구조 및 투과량에 미치는 영향을 살펴보았다. 미량의 인산의 첨가로도 평균 기공의 크기, 공극률, 수투과량의 증가를 볼 수 있었다. 또한 분리막의 구조가 치밀한 스펀지 형태의 구조에서 비대칭성이 향상된 구조로 변화함을 확인할 수 있었다. PSF/NMP/PVP/phosphoric acid/BE를 함유한 캐스팅 용액을 준비한 후 동일한 조건으로 증기 유도 상전이법과 비용매 유도 상전이법을 연속하여 적용하여 분리막을 제조하였다. BE의 첨가는 평균 기공의 크기를 거의 0.1 ${\mu}m$ 정도 향상시키는 효과를 가져왔으며 수 투과 유량 또한 10~12 $L/cm^2{\cdot}min{\cdot}bar$ 향상시키는 결과를 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.5-12
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• 2001

고유기질토의 정규압밀과 과입밀에 대한 압밀특성을 연구하기 위하여 전북지역에서 채취한 2종류의 고유기질토 IS와 YJ를 사용하여 일련의 실내 표준압밀시험과 반복압밀시험을 수행하였다. 전북지역 대표적인 고유기질토의 물리적 특성은 유기물함량이 각각 58%와 72%, 자연함수비 487%와 635%, 초기공극비 7.02와 9.72이었다. 표준압밀시험결과 K, $M_{v}$ , $C_{v}$ 는 압밀하중이 증가함에 따라서 선행하중을 경계로 일반 점토보다 크게 감소하는 특성을 보였다. 또한 2단계, 3단계 반복압밀 시험결과 K, $M_{v}$ 는 압밀하중이 증가함에 따라서 완만하게 감소하였으며 표준압밀시험결과보다는 작게 나타났다. 2단계 반복압밀의 경우 $C_{v}$ 는 정규압밀영역에서 표준압밀시험결과보다 약 10-12배정도 크게 나타났다. $C_{c}$ , $C_{a}$ 는 압밀하중이 증가함에 따라서 각각 선행하중의 약 2.5배, 3배 하중을 정점으로 크게 증감하는 고유기질토 고유의 특성을 나타냈다. 고유기질토의 $C_{c}$ , $C_{a}$ 는 일반 점토보다 압밀압력 의존성이 큰 특성을 나타냈으며 최대값도 각각 2.9-3.8, 0.3-0.4로 일반 점토보다 큰 값을 보였다. 2단계, 3단계 반복압밀시험결과 $C_{c}$ , $C_{a}$ 는 압밀하중이 증가함에 따라서 약간 증가하였다. $C_{a}$ 는 OCR이 증가함에 따라서 감소하였으며 특히 OCR이 1-2 범위에서 감소폭이 크게 나타났다. 고유길토의 제압밀계수는 반복회수 및 하중의 크기 등에 따라서 큰 영향을 받으며 또한 과압밀 크기의 대소는 고유기질토의 $C_{a}$ 에 큰 영향을 미치는 것으로 생각되어 이 분야에 대한 더 많은 연구가 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.171-178
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• 2003

날개크랙과 이차크랙은 암석의 일축압축 및 이축압축 조건에서 관측되는 특정한 형태의 크랙이다. 본 연구에서는 석고로 제작된 실험체내에 발생하는 날개크랙과 이차크랙의 형태적 측면을 미시적 및 거시적 관점에서 관측하였다. 날개크랙의 진행방향을 따라 미소인장크랙이 관측되었으며 미소인장크랙은 공극간의 연결과 분지현상을 통하여 진전되었다. 날개크랙의 개시점에서 다중의 미소인장크랙의 개시가 관측되었으며 미소인장크랙은 굴곡진 진행을 보인다. 또한 이차크랙과는 달리 미소인장크랙은 상대적으로 일정한 크랙의 틈을 보이며 인장에 의한 할렬파괴에 의해 진행되는 것으로 나타났다. 이차크랙의 미시적 관측에서는 미소파쇄대가 관측되었다. 이차크랙의 파괴구간 내에서는 입자 및 집괴의 분리, 경사진 미소파쇄대의 형성 및 불규칙한 크기의 틈을 가진 미소파쇄대가 관측되었다. 이러한 결과는 이차크랙이 전단에 의해 형성됨을 보이고 있다 날개크랙과 이차크랙은 서로 다른 크기의 파괴진행구간을 보이고 있으며 각각의 크랙의 진행 방향에 직각방향으로 측정된 파괴진행구간의 폭은 날개크랙의 경우 10$\mu{m}$에서 20$\mu{m}$ 정도이며 이차크랙은 100$\mu{m}$에서 200$\mu{m}$ 정도이다.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.232-238
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• 1999

페브리-페롯 간섭계 원리를 이용한 광섬유 센서를 철근 콘크리트 구조물에 매설하고 구조물에 압력을 가했을 때 위상변화와 스트레인과의 특성 관계를 조사하였다. 단일모드 광섬유 (SMF) 내에 $TiO_2$ 유전체 박막을 용융 접합하여 공극의 길이가 10 mm인 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 제작하였다. 제작한 페브리-페롯 간섭계와 6 mm의 철근을 $100{\times}100{\times}500\;mm^3$ 크기의 철근 콘크리트 구조물에 매설하였다. 광섬유 간섭계 및 광섬유 리드선은 접착제로 광섬유를 보호하였으며, 여러 지점에서 구조물이 받는 압력의 크기를 측정하기 위해 TDM 방식의 다중화 방법을 이용하였다. 제작한 광섬유 간섭계 센서의 광출력 특성은 인가한 하중에 따라 선형적으로 변화하였으며, 제작된 센서의 감도는 각각 $1.03^{\circ}/kg$와 $0.76^{\circ}/kg$이였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.285-285
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• 2017

최근 전 세계적으로 심각해지는 물 부족 현상과 수질오염으로 대량의 원수를 빠른 시간 내에 여과하기 위한 여과장치의 개발 및 효율성 향상을 위한 연구의 필요성이 증가되고 있다. 특히 여과필터의 내부구조에 의해 유동이 편중되는 현상이 발생하면 여과효율 및 여과필터 유지관리에 문제가 발생되기 때문에 최적의 여과필터를 설계하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 수리모형실험으로 검토하기에 어려움이 있는 여과기 내부구조에 대한 유동특성을 수치해석을 이용하여 검토하였다. 수치해석은 유한요소법 기반의 수치모형으로 여과기 내부를 상세하게 모의할 수 없기 때문에 유한체적법 기반인 ANSYS CFX 모형을 이용하였다. 여과기 내 여과필터는 두께 2.0 mm, 공극율 25%로 가정하고 다공성 기법(porous media)을 적용하였다. 검토를 위한 경계조건은 유입부에 목표 취수량, 유출부에 대기압 조건을 적용하였으며, 여과기에 비해 매우 작게 구성된 여과필터 내부의 유동특성을 검토하기 위해 여과기는 최소 3.0 mm, 여과필터는 1.0 mm의 격자를 적용하였다. 현재 실제 여과시설에 적용되고 있는 여과기 제품 형상을 기준으로 여과기 내부 흐름공간의 크기 및 각도 조정에 따른 유동특성을 검토하여 여과효율을 비교하였으며 통과유량, 유속, 유속벡터 등을 검토하여 균등한 유량과 유속이 발생되는 최적의 여과장치 구조를 도출하였다. 본 연구에서 여과기 내부 구조 변경에 따른 유동특성 검토를 통해 도출된 최적의 여과기 내부크기 및 각도에 대한 설계인자는 여과기 내 여과필터의 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 내구성 증진에 도움이 될 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.584-584
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• 2015

최근 기후변화로 인한 국지성 집중호우와 태풍 등으로 홍수피해가 급증하고 있음에 따라 침수지역에 대한 공간적인 분석과 사전 예측으로 피해를 최소화하려는 노력이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 소유역 별 평균화된 매개변수로 홍수량을 산정하는 집중형 모형이 아닌 분포형 모형을 적용하여 남강댐 유역의 유출량 산정 및 침수예측을 분석하였다. 분포형 모형은 격자체계를 기반으로 유역에 각 격자별 공간적 특성이 반영된 매개변수를 적용하므로 유역의 특성을 효과적으로 반영하므로 집중형 모형보다 정확한 해석이 가능하다. DEM, 토양도, 토지피복도 등의 격자크기 $240{\times}240$의 지형공간 자료를 ArcGIS를 이용하여 남강댐유역의 Flow direction, 경사도, 하도경사, 불투수율, 유효공극률, 조도계수, 토양심도, 수리전도도, 토양흡인수두 등의 수문매개변수를 추출하였다. 강우 자료의 경우 티센(Thiessen)법에 의해 선정된 남강댐유역 주변의 장수, 거창, 진주, 합천, 산청, 남원 강우관측소의 100년빈도 확률강우량 산정하여 24시간 확률강우를 3분위 Huff 분포시킨 후 강우의 공간적 통계특성을 반영하는 크리깅(Kriging)기법으로 적용하여 강우보간을 실시하였다. 침수예측을 위해 $Vflo^{TM}$모형을 이용해 48시간의 강우모의시간 홍수수문곡선 유도 및 홍수량 산정하였으며, 시간에 따른 침수 시뮬레이션하여 침수예측도를 작성하였다. 작성 시 침수심의 정도에 따라 5개의 구간으로 분류해 침수위험지역을 확인 할 수 있도록 도식화하였다. 본 연구에서는 남강댐유역의 침수위험지역을 개략적으로 예측할 수 있었으며, 추후 연구에서는 보다 조밀한 격자크기와 강우를 이용하여 분석한다면 향후 피난 정보 제공과 홍수재해지도 작성, 홍수방지 시설물 건설 또는 홍수보험계획 등에 응용이 될 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.269-275
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• 2022

본 연구에서는 포졸란 혼화재 혼입에 따라 응결시간과 역학적 특성을 평가하였다. 응결시간 발현 특성은 포졸란 혼화재를 사용하였을 때 감소되는 효과와 압축강도가 증가되는 특성을 평가하였다. 포졸란 혼화재의 경우 단독으로 사용할 경우 마이크로 실리카가 초결 및 종결시간 단축 및 압축강도 발현에 효과적이였다. 두가지 이상의 혼화재를 사용하였을 때는 실리카흄을 사용하면서 동시에 소량의 나노 실리카를 사용하는 것이 OPC 대비 응결시간이 62~64 %수준으로 감소하였으며, 강도 수준이 약 1.17배 증가로 성능증진에 효과적이었다. 나노 실리카가 소량의 혼입량으로 응결시간 감소 및 압축강도를 증진시킬 수 있는 것은 포졸란 반응을 일으킴과 동시에 작은 입자크기로 상대적으로 큰 입자로 구성되어있는 실리카 흄과 시멘트 사이의 공극채움 효과가 있는 것으로 판단된다. 하지만 나노 소재의 경우 높은 비표면적으로 흐름성 저하의 원인이 되기 때문에 배합 설계 시 화학혼화제의 첨가가 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.49-58
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• 2007

침투그라우팅시 미세입자의 이동 메카니즘과 미세입자들의 간극 충진 후 강도증가 상태를 파악하기 위해 PFC3D를 이용한 수치해석을 수행하였다. 해석을 위하여 업스케일링 기법을 이용하였으며 연구를 통해 다음과 같은 사실들이 관찰되었다. 첫째, 토층 입자에 대한 그라우팅 미세 입자의 상대적 크기가 0.05배에서 0.25배로 증가하면서 입자의 이동이 제한을 받게 된다. 특히, 0.20배 또는 0.25배의 그라우팅 미세입자의 경우, 토층 입자들 간의 공극이 하나 또는 다수의 미세입자들에 의해 막히기 때문에 미세입자의 이동이 거의 없다. 또한 0.05배와 0.10배의 경우, 입자의 이동량이 거의 유사하므로 입자 크기가 감소되어도 그라우팅 효과의 증진은 한계가 있다. 둘째, 침투그라우팅 전과 후의 수치시료에 대한 물성 실험을 한 결과 점착력과 마찰계수가 증가함이 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1B호
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• pp.91-96
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• 2009

LDH(Layered double hydroxide) 물질을 제조하고 이를 이용하여 비소를 흡착시키는 실험을 수행하였다. TEM을 이용하여 제조한 LDH 물질의 형상을 살펴본 결과 열처리를 거친 시료는 나노크기의 결정화된 구조를 가지고 있고 열처리를 거치지 않은 시료는 아직 결정화가 완전히 이루어지지 않았으며 크기도 마이크로 범위에서 나타났다. X선 회절분석 결과를 보면 이 같은 결과가 뚜렷이 나타났으며, 열처리를 거친 경우는 뚜렷한 결정화를 보이고 있었다. $N_2$ 흡착 및 탈착 결과를 통해 LDH가 mesoporous한 공극 형태를 가지고 있다는 것을 알 수 있었다. 비표면적은 열처리를 거친 시료가 열처리를 거치지 않은 시료보다 2배 이상 크게 나타났다. 흡착 등온 실험 결과에서도 두 시료는 비슷한 흡착량을 보이며 기존 철산화 물에 못지않은 흡착능을 나타내고 있다. 금번에 합성한 Mg Fe-LDH 물질을 이용하여 토양 및 지하수의 비소 제거 공정에 적용할 수 있음을 확인하였다.