• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.173-173
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• 2012

중력류는 두 유체 사이에서 물질의 종류 또는 온도차로 인한 밀도 차이에 의해 발생되는 유체의 흐름을 말하며, 자연환경에서는 저수지에서의 중층탁류, 사막에서의 모래 폭풍, 하구에서의 염수쐐기 등이 그 예이다. 여름철에 강우가 집중되는 우리나라는 홍수에 의한 범람, 침수 등이 발생할 뿐만 아니라 댐이나 하천, 호수 등에 흙탕물이 유입되어 중간층에 정체하는 중층탁류에 의한 피해가 자주 발생하고 있다. 과거에 중층탁류는 일시적인 현상에 불과하였으나 오늘날에는 인공적으로 형성된 정체성 호수나 하천에서 장기간 체류하여 생태계의 교란과 수질 악화를 초래하고 있다. 중층탁류에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 본래 자연 상태의 하천이나 호수와 같이 온도분포가 비선형적으로 성층화 된 상태에서 탁수가 유입되어 중층탁류가 형성되는 과정과 흐름 특성을 이해하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 중력류 흐름 해석을 위한 실험 장치를 개발하였다. 실험 장치 중 수조의 제원은 1200 $700{\times}300mm$이며, 수조 상부에는 가열장치를 설치하였고, 수조 하부에는 냉각장치를 설치하였다. 이들 장치들을 가동하여 깊이에 따른 자연현상에서의 비선형적인 온도 단면을 재현한다. 수리 실험방법은 깊이 방향으로 온도에 따라 비선형적으로 성층화 된 유체 내로 경사가 있는 판을 따라 수조내의 성층화된 유체의 중간 온도 혹은 밀도를 가진 유체를 침입시킨다. 침입유체는 성층화된 유체 내에서 초기에는 중력에 의해 운동량을 갖고 경사면을 따라 일정한 속도로 흘러내려 간다. 이후 바닥으로 하강 한 후 부력에 의해 상승하여 동일한 밀도층의 위치에서 횡방향으로 전파하게 된다. 이 연구에서는 이와 같이 비선형적으로 성층화된 유체 내에서의 침입 중력류의 흐름 특성을 실험적으로 관측하고 분석한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.39-49
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• 2007

본 연구는 연속철근콘크리트포장(CRCP)에 환경하중이 작용하여 횡방향 균열이 발생하고 진전되어가는 과정을 분석하기 위하여 수행되었다. 이러한 분석을 위하여 CRCP의 유한요소 모델을 개발하고 균열의 발생과 진전을 예측할 수 있는 요소삭제 방법을 도입하였다. 여러 다른 형태의 환경하중이 작용할 때 CRCP의 거동 및 균열 진전 특성을 분석하기 위하여 세 가지의 경우를 고려하였다. 먼저 CRCP의 콘크리트 슬래브 상부 표면과 하부 표면의 온도차가 선형으로 유지되면서 깊이에 관계없이 일정하게 온도가 계속 떨어지는 경우이다. 다음으로 슬래브 하부의 온도는 일정하게 유지되며 상부의 온도만 감소하는 경우이다. 이 경우는 슬래브 상하부의 온도차가 계속 증가되는 경우라 할 수 있다. 또 다른 경우는 슬래브의 중간 깊이에서 하부까지는 같은 온도가 유지되고 슬래브 상부의 온도만 계속 감소하는 경우이다. 해석 결과 CRCP의 균열발생 및 깊이 방향으로의 진전정도는 환경하중의 형태에 따라 크게 좌우되는 것을 알 수 있었으며 균열의 발생 및 진전에 따른 CRCP의 응력 및 변위의 재분포 과정도 분석할 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.265-273
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• 2011

지하수-지표수 혼합구간(Hyporheic zone)은 지표수와 지하수의 온도변화에 민감하게 반응하는 구간이다. 지표수의 경우 대기온도에 영향을 받아 온도의 변화주기가 짧은 반면, 상대적으로 지하수는 온도 변화주기가 길다. 본 연구에서는 지하수-지표수 혼합구간의 유동강도와 방향을 고려하여 깊이별 온도의 수직적 분포특성 분석하였다. 현장자료를 이용한 1차원 열전달 해석 수행결과, 지하수-지표수 혼합구간에서 지하수 유출과 지표수의 유입이 일어나는 지점에서 온도의 분포는 상이한 양상을 보였다. 혼합구간의 수직적 온도 분포의 변화는 하천기저에서 가장 두드러지게 나타났다. 또한 열전달 해석 결과를 바탕으로 연구지 혼합구간의 온도분포는 유동강도보다 유동방향에 지배받았다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.74-81
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• 2024

Accurate tissue temperature monitoring during clinical procedures, such as laser therapy or surgery, is crucial for ensuring patient safety and treatment efficacy. Noninvasive techniques are essential to prevent tissue disturbance while providing real-time temperature data. However, current methods often struggle to accurately measure temperature at various depths within the skin, which is essential to avoid damage to surrounding healthy tissues due to excessive heat. In response to this challenge, we developed a confocal imaging system that utilizes the laser speckle imaging (LSI) technique for precise depthwise temperature monitoring. LSI uses laser light scattering to capture subtle changes in speckle patterns on the skin's surface due to temperature fluctuations within the tissue. By analyzing these changes, LSI enables accurate depth-resolved temperature measurements. This technique enhances the precision and safety of medical procedures, offering significant potential for broader clinical applications, improved patient outcomes, and better thermal management during interventions.

• 한국재료학회지
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• 제8권8호
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• pp.707-713
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• 1998

현재 자동차용 소재 및 기계부품에 폭넓게 이용되는 SCM415강의 플라즈마 침탄 특성을 연구하기 위해 가스조성, 압력, 전류밀도, 온도 및 시간을 변수로 사용하였다. 가스조성의 경우 저합금강에서는 수소 가스 효과보다 메탄가스에 의해 주로 침탄특성이 좌우되며 메탄가스 100%일 때 시편 내의 모든 방향에서 경화층 분포가 일정하고, 최대의 유효경화깊이를 얻을 수 있었다. 가스압력이나 플라즈마 전압이 상승할 때 전류밀도가 상승하게 되는데, 이에 따라 최표면의 탄소농도가 증가되어 강의 유효경화깊이는 증대되었다. 침탄 온도일 경우 적어도 85$0^{\circ}C$이상되어야 유효경화깊이를 얻을 수 있었고, 온도가 상승할수록 유효경화깊이의 증가를 나타내어 침탄 효과가 우수하였다. 탄소의 확산 깊이는 침탄 시간의 제곱근에 비례하는 것으로 나타났다. 플라즈마 치탄한 강의 피로강도를 평가한 결과 열처리하지 않은 시편이나 재가열처리한 시편에 비해 높은 피로강도를 나타내었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.540-547
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• 2009

국내도로터널 화재안전성을 확보하기 위하여 FDS를 이용하여 ISO, 도로터널 방재시설기준, Runner Hammer 터널기준의 시나리오에 따라 콘크리트 터널구조물의 내부 열역학적 특성을 예측하였다. 화재로 인한 터널내부의 온도분포를 측정하기 위하여 화염원으로부터 터널입구 방향으로 5m 마다 터널 단면의 온도분포를 추출하였고, 터널의 중심을 지나는 길이방향 단면의 온도분포를 해석하였다. 해석결과 온도는 500${\sim}$950$^{\circ}C$까지의 분포를 나타내었고 가장 높은 온도영향을 받은 Runner Hammer 터널기준의 내부 열환경 조건에서는 터널 단면이 모두 화염에 직접적으로 노출 때문에 단면전체가 800${\sim}$950$^{\circ}C$까지 상승하였다. 특히 상부부분은 900$^{\circ}C$ 이상의 고온에 장시간 노출되고 있어 깊이 50mm 지점의 온도가 250$^{\circ}C$까지 상승하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.79-91
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• 2005

포틀랜드 시멘트 콘크리트 도로 포장의 온도 패턴을 콘크리트 타설시부터 최근에 개발된 저렴하며 획기적인 센서를 이용하여 측정하였으며 그 결과를 분석하였다. 콘크리트 포장의 온도 측정은 여러 다른 지역에서 여러 다른 두께를 가진 콘크리트 포장에서 수행하였다. 콘크리트 포장의 온도 패턴은 깊이방향과 콘크리트 타설시간에 따른 종방향의 변화를 고려하여 분석하였으며, 포장 표면의 반사율, 그늘, 덮음막 등이 콘크리트 포장의 온도 패턴에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구 결과에서 콘크리트를 타설한 날의 콘크리트 포장의 최고 온도는 종방향을 따라 타설 시간이 다름으로 인해 생기는 차이가 두드러지는 것을 알 수 있었다. 콘크리트의 영점응력온도(zero-stress temperature)는 타설한 날의 최고 온도와 직접적인 연관이 있으므로 타설 시간에 따른 최고 온도의 차이는 콘크리트 포장의 거동 및 성능에 크게 영향을 미칠 수 있다. 또한 콘크리트 포장의 표면 상태 (표면 색상, 그늘 유무, 덮음막 유무 등)도 콘크리트 포장의 온도 패턴에 큰 영향을 미치는 인자인 것으로 분석되었다.

• 한국광학회지
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• 제11권5호
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• pp.335-339
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• 2000

본 논문에서는 2" BK7 유리 기판에 $Ag^+-Na^+$ 이온교환법을 이용한 $1.31/1.55\mu\textrm{m}$ 두파장 방향성 광 결합기를 제작하였다. 제작 및 모델링 조건으로는 이온교환 온도 $340^{\circ}C$, 이온교환 시간 12h, 확산이온농도 0.67[MF]-NaNO3+0.33[MF]-KNO3+1$\times$-3[MF]-AgNO3, 이었으며 굴절율의 분포는 폭 방향으로는 가우시안 함수로, 깊이 방향으로는 에러 함수 분포로 근사화 하였다. 광 결합기를 구성하는 채널 도파로의 폭은 단일 모드 조건으로부터 $4\mu\textrm{m}$이었고 간격은 $8\mu\textrm{m}$이었다. 제작된 소자의 전체 길이는 16mm이었으며 광 결합길이는 12.6mm이었고 $1.31/1.55\mu\textrm{m}$ 두파장에서 각각 18dB이상의 소멸비를 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.796-800
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• 2009

토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.625-636
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• 2017

본 연구는 프리캐스트 콘크리트궤도의 온도 변화에 따른 거동과 초기 변형 특성을 규명하고, 궤도 슬래브의 초기 변형과 온도 경사에 의한 변형이 열차하중에 의한 슬래브의 응력 분포에 미치는 영향을 고찰하는 것을 목적으로 한다. 본 논문은 2개의 논문 중 첫 번째 논문으로 이 논문에서는 프리캐스트 콘크리트궤도의 변형과 응력을 계산할 수 있는 유한요소 해석모델을 제시하였으며, 현장에 부설된 프리캐스트 콘크리트궤도에서 측정한 온도 분포와 변위를 해석 결과와 비교하였다. 분석 결과에 따르면 초기 변형에 의해 슬래브는 항상 상방향 컬링(curl-up)이 있는 상태에 있고, 측정된 깊이별 온도를 입력으로 하여 구한 슬래브 수직 변위와 계측 변위를 비교하면 초기 변형에 상응하는 슬래브 상하부 온도차, 즉 유효 내재 온도차(EBITD)를 결정할 수 있으며, EBITD를 적절히 가정하면 해석 변위와 계측 변위가 잘 일치하는 것으로 나타났다.