• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권12호
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• pp.65-70
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• 2021

우리나라 제방 중 내부침식에 의한 붕괴는 약 10% 이상을 차지하고 있다. 내부침식 뿐만 아니라 월류, 제체 불안정 등으로 인한 제방의 붕괴를 사전에 방지하고 최소한의 피해를 위하여 다양한 연구들이 시도되고 있고, 그 중 하나가 바이오폴리머 적용에 관한 연구이다. 바이오폴리머의 적용 분야에는 강도, 식생, 내침식성으로 나뉘며 본 연구에서는 내침식성에 대한 내용을 다룰 것이다. 본 연구의 목적은 모형제방의 다짐도 및 내부침식 유도로에 따른 붕괴양상을 검토하고 적합한 조건을 선정하여 바이오폴리머 혼합토 제방의 효과를 검증하기 위한 실규모 실험 기초자료를 확보하는 것이다. 모형제방의 다짐도를 상, 중, 하로 나누어 각각의 유도로 조건에 따른 침식양상을 검토하여 가장 적합한 실험 조건을 선정하였으며, 바이오폴리머 혼합토 처리 유무에 따른 효과를 확인하였다. 실험결과, 바이오폴리머 혼합토를 적용한 제방에서의 내부침식률이 크게 감소하였으며, 실제 제방에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서는 스케일을 축소시킨 모형제방에 바이오폴리머 혼합토를 적용하여 실제 적용 가능한지 여부를 연구하였다. 따라서, 실제 현장적용성 평가를 위해서는 실규모 제방실험이 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.245-258
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• 2016

본 연구에서는 미 공병단의 내부 침식 평가 도구를 이용하여 서로 다른 결함 이력을 가진 국내 3개소의 필댐에 대해 내부 침식에 의한 지반공학적 파괴 시나리오의 시스템 응답 확률을 분석하였다. 분석된 확률을 국외 사례에서 조사된 시스템 응답 확률의 범위 및 국내 댐의 과거 사고 통계와 비교 분석하였다. 연구 대상 댐에서 구조물 인접부의 내부 침식 파괴에 대한 시스템 응답 확률은 최대 $10^{-5}$ 수준으로 다른 파괴 시나리오에 대한 값보다 상대적으로 매우 높게 평가되었으며, 실제 국내에서도 구조물 인접부에서 가장 빈번하게 내부 침식 사고가 발생하였다. 하지만 국외에서는 빈번하게 발생하는 기초 지반을 통한 내부 침식과 관련된 파괴 시나리오의 지반공학적 시스템 응답 확률은 상당히 낮은 수준의 $10^{-7}$으로 평가되었다. 이는 실제 국내에서 기초 지반을 통한 내부 침식으로 인해 발생한 댐 파괴 사례가 거의 전무하다는 사실과 유사한 결과이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권3호
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• pp.201-205
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• 2015

극지와 해양에서 파이프라인은 최저 약 $-40^{\circ}C$의 매우 낮은 극한 온도에 노출된다. 이 경우 내부 유체는 상온에서와는 다른 유동특성을 나타내며, 3차원 유동해석을 통해 극한온도에 의한 내부유체의 압력, 온도, 속도, 액적분포 등의 특성 변화를 분석해야 한다. 또한 영하의 온도로 인해 내부 유체의 액적이 응결되며, 이로 인해 곡관부에서 충돌침식이 발생할 것으로 예상된다. 이러한 충돌침식은 장기간 운용되는 자원 이송망 등의 파이프라인의 안정성에 영향을 준다. 본 논문에서는 다성분 다상 유동 해석을 통해 극한 온도조건의 극지 및 해양 파이프라인에서 내부유체의 유동특성 및 충돌 침식에 대한 분석을 수행하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.278-278
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• 2011

LCD 생산에 적용할 수 있는 대형 마그네트론 스퍼터 장비에서 공간적으로 불균일한 타겟 침식은 타겟의 사용 효율을 떨어뜨린다. 특히 직사각형의 외부 자석과 직선형태의 내부 자석 구조를 가진 마그네트론 스퍼터에서는 cross-corner 효과로 인해 국부적으로 일정 부분에 대한 상대적으로 높은 침식률이 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국부적으로 자기장 세기를 바꾸는 시행착오를 통하여 실험적으로 문제를 해결하려는 방법이 있지만 비용 및 시간이 매우 많이 들어 전산모사를 통한 문제 해결 방법이 훨씬 유리하다. 우리는 몬테 카를로 방법에 기반한 3차원 입자 시뮬레이션을 통하여 마그네트론 스퍼터 장비를 모델링을 하였다. 직사각형의 외부와 직선형의 내부 자석 구조가 만들어 내는 정적인 공간 자기장의 분포는 OPERA3D를 이용하여 계산하였고, 플라즈마 입자들이 만들어내는 자기장에 의해 섭동영향을 받지 않는다고 가정하였다. 플라즈마 전기장 및 전하의 운동은 상호작용의 일관성이 유지되도록 계산하였다. 이온밀도의 공간분포는 내부 자석과 외부 자석 사이의 직선 부분 보다 cross-corner 효과가 일어나는 부분에서 상대적으로 더 높은 밀도분포를 보였다. 플라즈마 시뮬레이션을 통하여 얻은 타겟에 입사한 이온의 개수 및 속도에 대한 정보를 이용하여 타겟의 침식률을 계산하였다. 이러한 침식률을 계산하기 위한 시뮬레이션 기술은 산업용 대형 스퍼터 장비 연구 및 개발에 매우 효율적인 방법이 될 것이다.

• 한국농공학회지
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• 제65권3호
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• pp.40-46
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• 2023

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1815-1829
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• 2014

최근 빈번하게 발생하는 노후 필댐의 붕괴 사고로 인해 안전관리에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다. 지금까지 국내에서는 설계 당시 보수적인 설계기준에 근거한 설계 홍수량을 기준으로 필댐의 안정성을 단순하게 평가하고 있다. 하지만 해외 주요 국가에서는 사건수 분석 기법과 같은 체계적인 위험도 평가 기법을 도입하여 이미 오랜 기간 동안 필댐을 관리 운영하고 있다. 본 연구에서는 노후화된 국내 필댐의 체계적인 위험도 분석을 위해 사건수 분석 기법을 이용한 미공병단 내부 침식 평가 기법을 적용하여 필댐의 내부 침식에 대한 지반공학적 시스템 반응 확률을 분석하였다. 본 연구 결과는 지반공학적 시스템 반응 확률이 결함의 존재 확률과 동수경사의 크기에 가장 큰 영향을 받으며 노후된 필댐의 위험도를 정량적으로 평가할 수 있음을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1249-1253
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• 2007

제방은 제내지에 거주하는 인간의 재산과 삶을 방어하고, 홍수를 제어하는 가장 기본적인 수공구조물이다. 제방파괴 원인은 월류, 활동, 침식, 그리고 침투 등으로 분류되어 질 수 있다. 특히 간극수압에 의해 발생하는 침투는 제방 내부침식(internal erosion) 및 파이핑(piping) 등을 야기함으로서 제방파괴를 유도한다. 침투에 의한 제방파괴는 월류나 침식에 의한 제방파괴 유형보다 상대적으로 적으나, 다른 제방파괴 원인을 더욱 활성화 시키는 인자로 작용한다. 도시하천의 경우 높은 치수안전도를 적용하여 제방을 축조함에 따라 월류에 의한 붕괴보다 강우와 하천수의 복합요인에 의한 침투파괴가 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 침투와 활동에 대한 안전성을 확보할 수 있는 침투보강기법인 단면확대기법에 대한 적용성 및 유의사항을 수치모의를 통해 검토하였다. 제방 비탈면 경사를 1:2 확대할 경우, 침투유속이 70 %정도 감소되는 것을 확인하였다. 그러나 단면확대기법은 홍수시 통수능과 제내지의 부지 확보 문제 등을 고려하여 적용하여야 하며, 도시하천에서 단면확대기법을 적용하는 데는 일정부분 한계를 가질 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권2호
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• pp.39-53
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• 2015

동해 울릉분지 남서주변부에서 취득한 2차원 다중채널 탄성파 탐사자료 해석결과에 의하면 연구지역에는 U자 또는 V자 형태의 침식충전구조가 다양한 규모로 발달한다. 시추공 자료에 의하면 침식충전구조를 채우고 있는 퇴적물은 주로 세립질 퇴적물로 구성되며, 탄성파 단면상에서 특정 내부 구조를 보여주지 않는 투명 혹은 반투명 음향상 특징을 보여주는 것과 잘 대비된다. 상기 특징을 갖는 침식충전구조는 연구지역에 분포하는 4개의 퇴적층군 중 후기 마이오세 분지변형 기간 동안 퇴적된 횡압력 동시성 퇴적층군(MSQ3)에 우세하게 분포한다. 이와 같은 침식충전구조는 발달규모와 시기에 따라 3개의 그룹으로 구분된다. 그룹 I에 속하는 침식충전구조는 돌고래 구조발달 시기에 대비되며, 소규모로 분포한다. 그룹 II에 포함되는 침식충전구조는 돌고래 구조와 고래V 구조가 동시에 발달한 것으로 알려진 시기에 형성되었으며, 발달개수와 규모가 그룹 I에 비해 크게 증가하였다. 그룹 III는 돌고래 구조의 발달은 점차 약화되었으나 고래V 구조의 영향은 지속된 시기에 형성되었으며, 침식충전구조의 발달개수와 규모는 그룹 II에 비해 크게 감소하였다. 상기 제시된 침식충전구조의 분포양상, 발달규모, 내부충전물의 특징에 의하면 연구지역에 분포하는 침식충전구조는 해저협곡으로 해석되며, 울릉분지의 닫힘과 관련된 지구조운동과 그에 따른 퇴적물 공급량의 영향을 받아 형성된 것으로 해석된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.39-39
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• 2016

기후 변화의 수자원 영향 평가에서 전지구모형이 갖는 불확실성이나 이산화탄소 배출 등의 시나리오별 불확실성에 대해서는 많은 연구가 진행되어져 왔으나, 외부의 변화가 아닌 지구 시스템상의 내부 변화에 대한 자연적인 변동성에 대해서는 상대적으로 연구가 미흡한 상태이다. 대표적인 내적 변동성의 예시로 엘리뇨 또는 라니뇨 현상을 들 수 있으며, 일정 영역 해수의 온도 변화에 따른 순환정도가 전세계적으로 큰 영향 (태풍, 가뭄, 홍수 등)을 주는 것을 확인할 수 있었다. 유역에서의 침식 및 퇴적 현상에서도 기후변화에서와 비슷한 내적변동성의 영향이 관찰되어지나, 과거의 대부분의 연구는 외적변동성의 영향에만 집중되어 왔다. 가장 빈번하게 발생하는 예로, 토양 표면의 미묘한 변화 (aggregation, dispersion, shielding, crusting 등)때문에 같은 양의 강우 또는 유출이 발생하는 경우라도 같은 양의 침식량이 발생하지 않는 현상을 들 수 있다. 여기에서 다루어지는 침식량의 '다름'은 같은 지역에서라도 적게는 수십배에서 크게는 수백배까지 예측량이 다를 수 있음을 뜻한다. 이러한 다름이 그동안 수자원/지질학을 연구하는 학자 및 실무자로 하여금 수치모델을 적용하고 예측하는 것을 어렵게 했던 원인이 되었다. 본 연구에서는 기후 변화가 가져올 수자원의 영향 평가를 수행할 것이다. 관심있는 기후변화 변수로서 기온 및 강수량을 시간단위로 상세화할 것이며, 변화한 기후의 영향을 평가할 수자원의 현상으로는 증발산, 토양수분량, 유출량, 하천에서의 수심 및 첨두량, 침식량 등을 고려할 것이다. 물리현상을 모의하기 위해, 유역기반의 수리, 수문, 침식 및 퇴적 현상을 동시에 계산할 수 있는 통합모델을 개발하였고 적용하였다. 여기에서 얻은 결과로부터 내적 변동성이 수자원 현상에 미치는 불확실성을 확률통계적인 기법을 이용하여 정량화할 수 있을 것이다.

• 한국지역지리학회지
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• 제7권4호
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• pp.93-104
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• 2001

한반도에서 하천의 작용으로 형성된 침식분지는 촌락과 도시가 자리잡은 생활공간과 경지 및 산업용지 등의 생산공간을 제공하는 매우 중요한 지형 중의 하나이다. 본 연구는 지역은 달리하나 구성물질과 형성시기, 형성과정이 비슷하다고 볼 수 있는 옥천분지와 진천분지의 특성을 찾는데 그 목적을 두었으며, 연구 방법은 지도작업과 야외조사를 통하여 지질과 지형과의 관계, 하곡의 형성과 전체적인 지형, 분지의 형성과정을 살펴보았다. 그 결과는 첫째, 옥천분지와 진천분지는 지형적 단위지역으로 구분이 뚜렷하며, 화강암이 분지 내부를 형성하는 전형적인 침식분지로 볼 수 있다. 둘째, 옥천분지와 진천분지의 경계부(basin rim) 및 분지 내부의 지질 형성시기와 종류로 보아 지각 내부의 작용- 곡동(upwarping)- 후 차별침식에 의해 형성된 것으로 판단된다. 셋째, 옥천분지와 진천분지의 이용은 국토관리 측면에서 식량자원의 확보를 위한 농업기지로의 활용이나, 주변지역과의 양호한 접근성으로서 전원적인 저밀도 거주공간으로의 활용도 적합하다고 생각이 된다.