• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1078-1085
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• 2022

선박에 부착된 수중생물은 선체에서 성장하면서 선박의 저항을 크게 증가시킬 뿐만 아니라 부착생물이 배와 함께 이동하면서 지역의 해양 생태계 교란을 야기시키기도 한다. 이에 따라 국제해사기구에서는 선체부착생물의 이동을 막기 위해 선체부착생물 제거 및 청소성능 평가 논의를 시작해 오고 있다. 본 연구에서는 소형선박에 사용되는 FRP(Fiber Reinforced Plastic), HDPE((High Density Polyethylene), CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 재료의 시편을 격포항(전락북도)에 약 80일간 양생시킨 후 물 제트 노즐을 이용하여 부착생물 제거실험을 수행하였다. 그 결과 김과 같은 해조류는 노즐과 시편과의 거리가 1.8cm, 100bar 일 때 제거되었지만, 따개비의 경우 200 bar 이상은 되어야 청소가 되는 것을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권10호
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• pp.694-701
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• 2012

본 연구는 여재를 장착한 수리동역학적 여과분리장치(HSF)와 태양전지 구동형 수중펌프를 조합한 장치의 여재 역세척 가능성에 대하여 분석하였다. 수중펌프는 12볼트 직류모터로 구동되며 태양전지와 축전지로 가동된다. 수리동력학적 분리장치와 펄라이트 여재를 충진한 카트리지에 역세척용 노즐을 장착하였다. 입자물질들은 인공입자들을 이용하여 강우유출수내 입자농도를 모의 실험하였다. 인공입자들을 물에 분산시켜 강우유출수를 재현하였는데 사용한 입자들은 이온교환수지 입자, 실리카젤 입자, 그리고 상업지역 맨홀퇴적물질 입자 등이다. HSF장치는 아크릴 수지를 이용하였는데 여과조의 직경은 250 mm이고 전체적인 높이는 800 mm로 제작하였다. 유입수 SS 농도와 입경, 다양한 수면적 변화를 변화에 대한 역세척 방법별 SS 처리효율을 산정하였다. 전체적인 수면적부하율 범위는 308~$1,250m^3/m^2/day$이다. 태양전지를 이용한 최소한의 전력으로 구동되는 펌프를 이용하여 역세척을 실시한 결과 2대의 수중 펌프를 가동하여 역세척 시 역세척하지 않은 여재와 비교하여 약 18% 처리효율 증가효과를 나타내었다. 비점오염 처리장치에 소규모 태양전지를 활용하여 여재를 역세척할 경우 처리효율을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.122-122
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• 2014

수중방전을 환경분야에 적용하기 위한 플라즈마 부상법이 개발되었다. 플라즈마 부상법은 물 속에서 발생시킨 플라즈마가 가지고 있는 주요특성 중 물리적 특징인 쇼크웨이브, UV조사, 버블생성 등과 화학적 특징인 OH라디칼 및 염소산화물 생성 등을 이용하여 물 속에 존재하는 용존성 및 입자성 물질을 부상분리 기법으로 제거하는 공법이다. 유기물을 제거하는 기작으로는 침전, 여과, 분해 등이 있고, 이를 구현하기 위한 공정으로 중력침강법, 부상분리법, 멤브레인법, 미생물법 등이 있다. 이 중에서 가압공기부상법은 침강법에 비해 부지면적을 적게 소모하고 처리시간이 50% 이상 감소되는 특징이 있다. 가압공기부상법은 물 속에 공기를 과포화시킨 후 노즐을 통해 재분사할 때 발생하는 압력차에 의해 미세기포가 발생함을 이용하여 유기물을 분리하는 공법이다. 그러나, 가압용 장비 및 반송수가 필요하고, 미생물분리는 불가능한 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 미생물살균과 유기물 분리가 동시에 일어나는 플라즈마를 이용한 부상분리기법을 개발하였다. 본 연구에서는 난분해성 용존유기물인 휴믹산 100 mg/L의 플라즈마 공기부상법에 의한 제거능을 확인하였다. 용존성 휴믹산을 입자성 물질로 전환하여 플록을 형성시키고자 알루미늄설페이트(Al2(SO4) $3{\cdot}18H2O$)를 100 mg/L 주입하였고, 침출수와 같이 염도가 높은 물을 모사하고자 35 g/L의 염화나트륨을 첨가한 상태에서 방전을 실시하였다. 방전에 사용된 전원은 EESYS사에서 제작한 펄스형 고전압 전원장치를 사용하였고 최대 15 kW의 출력 중 6 kW의 전력을 인가하였다. 전극 한 개는 2 mm 텅스텐봉을 세라믹튜브로 감싼 구조로 총 사용전극은 28개이다. 전극 한 개당 대략 200 Watt의 전력이 소모되며 이 때 최대의 버블이 생성됨을 확인하였다. 전극 1개에서 생성되는 버블의 부피는 14 mL/min 로 측정되었다. 버블의 크기는 평균 70 um이고 가압공기부상법에서 최적공기크기로 제시하고 있는 40~80 um 의 버블은 약 80% 가량 생성된다. 본 연구에서 사용된 반응시스템에서의 물의 높이는 약 500 mm 이고 전체 40 L의 수조가 3개의 벽으로 분리되어 4개의 수조로 분리되었다. 각 수조는 하부에 7개의 전극을 포함하고 있다. 플라즈마 발생시 생성되는 기포는 약 1분 방전 후에 포화농도에 도달하며 방전종료 후 약 4분간 수체 내에 남아있게 된다. 이를 공정에 적용하여 1분 방전 및 4분 휴지의 순서로 플라즈마를 인가하였다. 휴믹산 용액의 유량을 2 lpm 으로 운전하였을 때 최종 처리율은 94% 이고 이때의 대장균 살균능은 99%이다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.45-52
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• 2002

2차원 수중 초음속 제트의 구조 및 유동 불안정성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 제트의 구조 및 시간에 따른 변화를 관찰하기 위하여 고속 디지털 카메라 촬영과 정압을 측정하였다. 공기 유량의 변화에 따른 제트의 구조를 초고속 촬영하여 이로부터 얻어진 장면에서 확산각을 구했다. 일련의 제트의 주기적인 특성에 따른 구조를 관찰하였고 불안정성의 초당 주기 발생 횟수가 5-6회 정도로 측정되었다. 세 가지 특성 길이 $L_1$, $L_2$, $L_3$를 정의하였다. $L_1$은 불안정적 주기가 발생할 경우 최대제트의 폭 스케일, $L_2$는 2차적인 유동이 유입되는 곳의 제트의 폭 스케일, $L_3$는 노즐 출구로부터 2차적으로 유도된 유동이 유임되는 곳까지의 길이다. $L_1$/$L_2$는 전압 즉, 탱크 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향성을 가지고 있고 $L_3$는 전압이 증가함에 따라 증가하는 경향성을 띄었다. 시간에 따른 정압 변화를 측정하였으며 FFT결과를 통해서 불안정성으로 인해 발생하는 주파수와 유사한 값인 5Hz에서 고유진동이 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.75-82
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• 1999

초음속 유동장치를 사용하여 제트 베인형 추력편향장치의 이론적 해석과 성능평가를 수행하였다. 현재 개발되었거나, 개발중인 제트 베인형 추력편향장치는 전술미사일이나 로켓의 공중발사, 함대발사, 수중발사 미사일과 고 고도 자세제어에 사용되고 있다. 저속도, 고 앙각의 비행시나 공기가 희박한 고 고도에서는 공력제어의 부족한 제어력을 향상시키기 위해 추력편향장치를 이용하여 추력 방향을 변경하고 제어력을 얻음으로써 방향 제어에 보다 월등한 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 제트 베인 방식의 추력편향장치는 고도와 주위환경에 관계없이 작동되며, 제트 베인 편향각 $30^{\circ}$ 까지 효과적인 성능을 발휘하여 발사 초기시 그 성능을 이상적으로 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 자체 제작한 초음속유동장치의 성능시험 수행 및 노즐에서 발생되는 초음속 제트를 가시화하고, 2종의 제트 베인의 형상과 편향각에 따른 유동특성에 대해 조사하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권8호
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• pp.549-559
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• 2024

본 연구에서는 수중에서 방출되는 기포의 유동특성 분석 및 거동을 해석을 위해 이용하는 영상분석기법의 적용성을 검토하기 위하여 실내실험을 수행하고 기포유동장 해석을 위한 격자의 민감도 분석을 하였다. 실내실험 수로 내에 정지유체 상태에서 여러 개의 노즐을 이용하여 기포를 발생시켜 기포장벽을 만들고 유동특성을 검토함으로써 분석방법의 적절성과 해석격자의 민감도를 분석하였다. 수리실험을 통한 기포의 유동특성을 분석하기 위해 해석격자에 대한 기포의 평균투영면적의 비인 투영면적비, 해석영역의 중심부 수심과 총수심과의 비인 수심비 등 매개변수를 정의하고, 각각의 변수간의 관계를 파악하기 위하여 상관분석 및 회귀분석을 수행하였다. 8가지 수심비에 따른 기포투영면적, 기포상승속도와의 관계를 분석한 결과, 수심비가 증가할수록 압력의 영향으로 인해 수면으로 상승할수록 기포의 크기는 높은 상관성을 가지며 선형적으로 증가하였다. 영상분석기법 적용을 위한 8가지 해석격자의 크기별 민감도 영향에서 투영면적비(0.09~0.96)에 따른 격자크기에 대한 민감도는 크지 않은 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 통해 영상분석기법이 기포의 유동특성을 관측할 수 있는 적절한 기법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 핵의학기술
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• 제12권1호
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• pp.19-26
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• 2008

목적: 방사성옥소 치료병실로부터 발생한 오 폐수는 반드시 전용 정화조에서 일정시간 자연 감쇄(decay)시켜 수중 방사능 농도치가 $8.1{\times}10^{-13}$ Ci/ml 이하가 될 때에만 비로소 방류를 하여야 한다. 현재까지 서울아산병원에서는 60 ton 용량의 전용정화조 3개를 구비하여 운영하고 있었지만 2005년 10월부터 방사성옥소 치료병실을 2병상에서 4병상으로 증설 운영함에 따라 급격히 늘어난 방사성 오.폐수량으로 인하여 본원의 정화조 용량으로는 충분한 감쇄(약 125일 이상)여력이 부족하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 치료병실 정화조의 오 폐수 유입유량에 기여하는 원인 및 요인들을 밝혀내어 합리적인 개선 조치를 함으로써 정화조 용량 부족 문제를 해결하여 1차적으로는 엄청난 병원의 경제적 손실을 유발시키는 새로운 정화조의 증설을 피하고 방사성 물질의 인위적 배출로 인한 사회적 문제 유발에 따른 대형의료기관의 신뢰도 추락의 예방에 큰 목적이 있다. 대상 및 방법: 2006년 1월부터 10월까지 고용량 옥소 치료 환자 중 150~200 mCi 이상을 투여 받고 2박3일간 입원치료를 하는 환자 402명을 대상으로, 환자 1인당 평균 물 사용량 (변기사용량, 샤워량, 세면량, 기타 등등)을 측정하였으며, 본원의 정화조 60 ton 3개의 만수 후 배출까지의 감쇄 기간을 측정하였다. 또한 본원의 치료 업무 절차를 단계별로 분석하여 정화조 유입유량의 증가 요인을 찾아보았다. 결과: 다음과 원인에 대한 개선을 통하여 본원의 방사성 오 폐수 보관일수를 정화조 1개당 84일에서 2005년 12월말 현재 약 130일로 증가시킬 수 있었다. (1) 기존 변기의 과다한물 소모량 개선 $\rightarrow$ 절수형 변기로 교체 (2) 불필요한 샤워 및 세탁 방지 $\rightarrow$ 샤워 노즐 사용 자제 및 세면대 이용 교육 (3) 치료기간 중 잦은 배뇨를 유발하는 이뇨제 복용 중지 (4) 수분 섭취량과 퇴원시 체내 잔류선량과의 상관관계 분석 (5) 입실 후 치료 전까지의 대기시간에는 외부 화장실 사용 교육 (6) 정화조 만수위 용량 한계치를 최대 85%에서 90%로 증대 운용 결론: 근래에 들어 급격하게 증가된 갑상선질환 관련 환자로 인하여 전국적으로 거의 모든 의료기관에서 방사성옥소치료의 대기일 수가 크게 증가되고 있다. 이러한 시점에 발생된 방사성 오 폐수 관련 문제는 비단 어느 한 의료기관의 문제가 아닌 관련 우리 모두가 해결해야 하는 큰 과제임에 틀림 없을 것이다. 따라서 본 개선 활동은 그 시작을 알리는 신호탄이 될 것이라 생각되며 방사성 치료병실을 운영하고 있는 타 의료기관에서도 이와 관련된 유사상황이 발생된다면 합리적인 정화조운영의 모델방안으로 제시 될 수 있을 것으로 기대된다.