• 물과 미래
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• 제28권5호
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• pp.141-150
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• 1995

공기실(air chamber)은 관망에 있어 압력수두가 설계치를 초과하지 않고 또한 최저 압력수두가 발생하지 않도록 하기 위해 설계된다. 따라서 공기실은 갑작스런 펌프의 중단에 따르는 순간적인 최고 및 최저 압력수두의 발생을 방지하기 위해 사용되어 진다. 본 연구에서는 가상적인 관망에 공기실을 적용하여 공기실의 공기부피, 위치, 면적, 오리피스에서의 손실계수 그리고 polytropic지수의 변화에 따른 압력수두의 완화효과를 분석하였다. 분석결과 공기의 부피가 증가할수록 최고압력수두는 감소하고 최저 압력수두는 증가함을 보여주었으며, 공기실의 위치나 단면적의 변화는 완화효과의 변화가 별로 없었다. 또한 오리피스 손실계수를 증가할수록 최고 압력수두가 감소함을 보이고, 공기실의 공기가 등온변화과정을 따를때가 단열변화과정을 따를 때보다 최고 압력수두가 낮음을 보여주었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.31-34
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• 2001

지하 LPG 저장기지의 수벽시설이 저장공동 주변 암반에 미치는 영향을 진단하기 위해서 수벽시설의 주입압력을 강하시키면서 간극수압계와 관측공에서의 지하수두 변화를 모니터링하였다. 수벽시설의 관측지점에 대한 효율성은 수치해석으로부터 수벽시설과 관측지점간 매질의 확산능을 구함으로써 분석하였다. 확산능 산출결과를 검증하기 위해서 수벽시설의 압력강하에 따른 관측지점에서의 수두강하비와 수두강하율을 구하여 확산능 결과와 비교하였다. 비교결과, 확산능은 수두강하비, 수두강하율과 일관된 변화를 보여주었으며 확산능의 값이 클수록 수벽공의 압력변화에 따른 관측지점에서의 반응성이 양호함을 나타내었다

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.453-457
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• 2004

본 연구에서는 WES의 표준 월류형 여수로에 대한 동수역학적인 흐름거동을 FLOW-3D 모형을 이용하여 해석하였다. 월류수두에 따른 월류유량, 월류흐름의 수면곡선, 여수로 표면에서의 압력분포와 같은 모의결과는 WES의 실험자료와 잘 일치하였다. 그리고 월류수두가 여수로 설계수두의 1.33배인 경우의 유속과 압력의 연직분포를 검토하였다. 검토결과, 웨어마루를 통과하면서 저층의 유속이 먼저 가속되며 점차 하류로 이동하면서 수표면의 유속이 가속되어 거의 균일한 유속분포를 보였으며, 압력의 연직분포는 웨어마루 상류에서는 수표면에서 내기압을 보이고 점차 수심이 길어짐에 따라 정수압분포와 유사한 분포를 보이나, 여수로 표면에 접근함에 따라 급격하게 압력이 감소하면서 부압이 발생하였다. 웨어마루 하류에서는 여수로 표면에서의 압력이 점차 대기압으로 접근함에 따라, 거의 전 수심에 걸쳐 대기압과 유사한 분포를 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.413-418
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• 2001

수두증 환자의 뇌압을 조절하기 위해 사용되는 션트밸브의 개발을 수행하였다. 개발을 목표로 하는 밸브는 실리콘 일래스토머를 주재료로 하는 일정압력형 VP (ventriculoperitoneal) 밸브이다 시제작된 밸브는 In Vitro 실험을 통해 기존의 상용 밸브와 유사한 압력-유량 조절특성을 나타냈으며 IS07197 기준에 따른 28일간의 내구성 테스트에서 뒤지지 않는 결과를 보였다. 제작된 밸브의 치료효과를 실험하기 위해 10kg 개 (beagle dog)에게 인위적으로 수두증을 유발시킨 결과. 뇌실이 크게 팽창하고 행동에 이상을 보였으나 션트밸브를 시술한 결과 수두증에 의해 팽창된 뇌실이 현저하게 줄어들고 정상 크기를 회복하였으며 행동이 정상적으로 돌아왔다 션트밸브의 유동 오리피스의 크기가 동작 중에 10 마이크로미터 이내이며 약간의 오타에 의해서도 압력조절특성이 변화하므로 밸브의 성공적인 동작을 위해서는 정밀한 설계와 제조기술이 요구되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.290-290
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• 2018

본 연구에서는 수충격으로 발생할 수 있는 실제 상수도관망의 피해율을 신뢰성해석을 통해 정량적으로 비교분석하였다. 이를 위해서 먼저 실제 상수관망에 대한 수충격해석을 수행하였는데 기존의 가압장 운영조건을 적용하였고 가압장의 선택운영조건을 변경하여 수충격해석을 수행하였다. 이 결과물을 토대로 신뢰성해석을 수행하였고 두 조건에 대하여 정량적인 파괴확률을 산정할 수 있었다. 본 연구에서 사용된 실제 상수관망은 가압장의 운영조건으로 24시간 75m 수두를 유지하고 있으며 관말단부의 수용가에 충분한 유량이 전달되고 있다. 가압장의 고압유지는 관말부에는 적정할 수 있으나 상수도관망에서 누수와 시설물에 대한 많은 피해를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 가압장의 펌프압력수두를 75m와 65m로 선택적 운영을 가정하였다. 이로 인한 관말부의 압력이 수도압력으로 충분한 15m를 계속 유지하는 것을 확인하였으며 수돗물 사용량이 적은 야간에는 가압장의 수두를 낮추는 방법으로 선택적 운영조건을 사용하였다. 기존 가압장의 운영조건과 선택적 운영조건을 사용하여 수충격해석을 수행하였고 신뢰성 해석모형을 사용하여 파괴확률을 정량적으로 산정할 수 있었다. 가압장의 운영조건을 최적화하여 효율은 증대하고 피해율을 저감할 수 있는 방법을 찾을 수 있었다, 이를 위해서 가압장의 인버터 설치는 물론이고 펌프의 최적운영을 위한 프로그램을 장착하여 가압장을 운영한다면 보다 경제적인 운영이 될 수 있을 뿐만 아니라 실제 상수관망에서 발생할 수 있는 여러 가지 피해를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.9-16
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• 2007

토양증기추출공법(SVE)은 불포화 지반상태에서 휘발성 유기화합물(VOCs)과 유류오염 물질을 제거하는데 효과적이고 경제적인 공법중의 하나이다. 본 연구에서는 기존 연약지반의 지반개량시 사용된 연직배수재(PVDs)를 토양증기추출시스템에 적용하여 짧은 공기배출거리로 최대한 신속하게 오염물질을 제거할 수 있게 하여 투기계수가 낮은 지반에서 오염된 토양을 효과적으로 복원할 수 있는 토양증기추출공법을 적용하는데 목적이 있다. 연직배수재를 이용한 토양증기추출시스템 적용시 실제 현장에서 나타나는 무한 경계 조건을 만족하기 위해서 실내에서 파일럿 규모의 오염복원 모형실험을 결과로 유한경계조건 시스템에서 이미지웰 중첩이론을 이용하여 압력분포를 가정하였다. 즉, 압력강하가 없는 일정수두 경계조건 상태와 토조의 상 하부와 같이 흐름이 없는 불투수경계조건 상태를 유지하기 위해서 이미지웰 중첩이론을 도입하여 경계조건을 수립하였다. 결과, 공기흐름률이 증가할수록 흐름비율도 증가하였다. 따라서 높은 흐름률에 대한 흐름비율도 더 커지게 되는 것이고, 최적화과정동안 공기흐름률은 측정 압력수두와 이미지웰 중첩이론으로부터 구해진 이론 압력수두의 오차율에 미치는 가장 중요한 인자로 판단된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권5호
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• pp.391-395
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• 2002

수두증 환자를 치료하기 위해 머리에 시술 되는 션트밸브가 받는 뇌압 펄스가 밸브의 유량조절 특성에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였다. 션트밸브를 통한 유량을 계산하기 위하여 밸브 다이아프램이 형성하는 유량 오리피스를 모델링 하여 맥동압력과 변동하는 압력에 의한 다이아프램의 움직임을 고려하였다. 연구 결과, 압력 펄스와 이에 따른 다이아프램의 움직임에 의하여 유량이 40% 이상 증가함을 보였다. 이 결과는, 뇌실에 시술 되는 션트밸브의 압력-유량 조절특성이 제조 직후 맥동이 없는 유량을 공급하는 시린지 펌프를 사용하여 구한 실험 결과와 상당히 다르다는 사실을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.383-389
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• 2016

사각공동 및 채널이 형성된 마이크로구조 표면을 활용하여 수조비등 임계열유속에 대한 중력 및 모세관 압력의 영향에 대해 연구하였다. 마이크로 공동구조는 모세관 압력에 의한 액체유동을 억제하는 역할을 하였고, 마이크로 채널구조는 비등표면으로의 1차원적인 액체유동을 유발하는데 기여하였다. 이를 통해 임계열유속과 모세관 유동의 상관관계를 정량화할 수 있었다. 비등표면으로의 액체공급을 위한 원동력은 중력수두 및 모세관 압력에 의해 유발될 수 있다. 본 연구에서는 수조비등 실험 및 가시화 데이터의 분석을 통해 수조비등 표면에서의 핵비등을 유지할 수 있는 액체공급은 중력 수두 및 모세관 압력과 밀접한 상관관계를 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.271-271
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• 2017

상수관망 수리해석 기법은 절점의 사용량 및 누수량을 기지의 값으로 고려하여 총 수요량이 모두 공급될 수 있다고 가정하여 해석하는 수요기반해석(Demand Driven Analysis, DDA)과 사용량과 누수량은 절점 압력수두에 의해 달라질 수 있어, 공급가능량 및 누수량과 절점의 압력수두 모두를 미지수로 고려하여 해석하는 수압기반해석(Pressure Driven Analysis, PDA)으로 구분될 수 있다. 본 연구에서는 수압기반사용량 모의(Pressure Dependent Demand, PDD)와 수압기반누수량 모의(Pressure Dependent Leakage, PDL)기능이 모두 구현되고, 다양한 시나리오 분석이 가능한 소프트웨어(SW)인 K-NRisk를 개발하였다. K-NRisk는 2016년 7월에 공개된 상수관망 해석범용모형인 EPANET3 소스코드 기반으로 개량 개발되었으며, 기존 EPANET2와 비교하였을 경우 사용자 편의성 증대를 위한 입출력 기능 및 SW 활용도 제고를 위한 대표업무분석 기능이 신규 개발, 강화되었다. 개발된 SW를 관망정비 및 공급안정성 확보 목적을 위한 수리해석 시 적용하여 그 결과를 분석하였다. 적용결과 기존 수요기반해석이 가지고 있는 한계점을 보완하고, 실제업무 시 활용가능함을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.403-412
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• 2001

수두증 환자의 뇌압을 조절하기 위해 사용되는 션트밸브의 압력-유량제어 특성과 설계변수 변화에 따른 특성곡선의 변화를 수치적으로 해석 하였다. 해석에 사용된 션트밸브는 국내에서 설계 제작된 일정 압력형 다이아프램 타입이며 실험을 통하여 해석의 타당성을 검증하였다. 션트밸브 내부에 장착된 압력-유량 제어용 소형 다이아프램이 실리콘 일래스토머 계통의 유연한 재질이므로 유동구조 상호해석을 수행하였다 구조해석시의 재료 비선형성을 고려하여 고탄성 재료에 대한 므니 리블린(Mooney-Rivlin) 근사를 적용하였다. 수치해석결과 얻어진 압력-유량제어 특성곡선은 실험결과와 유사하였고 션트밸브를 통한 압력강하의 대부분은 소형 다이아프램에서 이루어짐을 확인할 수 있었다 본 연구에서 해석된 션트밸브의 압력-유량 특성곡선의 기울기는 7.37mm$H_2O$.hr/cc로서 상용 션트밸브의 기울기 평균값 0.40mm$H_2O$.hr/cc과 비슷하여 일정압력형 션트밸브의 특성을 잘 나타내었다. 오프닝압력의 크기는 밸브 다이아프램의 초기쳐짐량 크기에 의존하였고. 25mm$H_2O$와 80mm$H_2O$의 오프닝압력을 얻기 위해서는 10.2$\mu$m와 35.3$\mu$m의 초기쳐짐량이 필요하였다. 밸브가 열리면서 유동이 발생할 경우, 유동 오리피스 간극이 107m 이내이므로 션트밸브의 성공적인 동작을 위해서는 정밀설계와 제작기술이 요구된다. 본 연구를 통해 다이아프램의 초기쳐짐량과 유동 오리피스를 형성하는 다이아프램 끝단의 라운딩 크기가 압력-유량 특성곡선의 기울기에 영향을 미치는 주요 설계변수임을 확인하였다.