• 에너지공학
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• 제4권1호
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• pp.23-30
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• 1995

분류층 가스화기 설계를 위한 일차연구로서 가스화기 종횡비, 주입方法, 선회강도 및 주입속도 등에 따른 비반응 난류장 특성을 수치해석적 방법에 의해 파악하였다. 수치해석은 검사체적에 기초한 Patankar의 유한차분방법을 이용하였으며 압력과 속도의 연계문제는 SIMPLEC 알고리즘을, 레이놀즈 전단력은 K- 난류모델을 사용하였다. 입자궤적 계산은 공기역학적 향력만을 고려하였으며 비선형적인 공기저항력에 의한 난류변동상관모델은 고려치 않았다. 이차공기 주입방법(parallell injection과 nonparallel 3$0^{\circ}C$ imjection)에 따른 수치해석을 수행하여 Ar tracer의 질량분율 및 기타 속도에 대한 實驗資料와 비교하여 만족할 만한 結果를 얻었다. 나아가서 假想的인 가스화기 모델을 대상으로 가스화기의 종횡비, 선회강도, 주입속도 및 주입각 등에 따른 와류 形成 위치 등을 포함한 유동장 특성 및 입도에 따른 궤적분석을 시도하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권1호
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• pp.9-13
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• 2003

경막외마취는 전신마취가 불필요하므로 널리 활용되는 마취술이다. 그러나 경막외마취 시술시 천자침이 경막외강 내에 정확하게 위치하지 않으면 각종 부작용이 발생하므로 시술자의 세심한 주의뿐만 아니라 상당한 수준의 숙달이 필요하다. 본 연구에서는 천자침이 연결된 도관 내의 압력 변화를 범용 압력센서로 연속 계측함으로써 침이 경막외강 내로 진입하는 순간을 자동탐지하는 자동화된 저항소실법을 개발하였다. 17G Tuohy 침을 황인대까지 전진시킨 후 침에 공기도관을 연결하고 공기도관에 연결된 압력센서로 압력신호를 추출하여 적절히 증폭ㆍ필터링한 후 역치감지회로가 경막외강의 진입순간을 감지하도록 전자회로를 설계ㆍ제작함으로써 저항소실법을 자동화할 수 있었다. 소량의 공기 주입으로 도관 내의 압력을 50∼100mmHg까지 녹인 후 짐을 천천히 전진시키며 압력변화신호를 10개의 녹색 발광다이오드로 연속 표시하였고 압력이 20mmHg 이하로 하강하는 순간을 경막외강 진입시점으로 인식하여 시술자를 위해 경보를 울리는 보조기기의 형태로 구현하였다. 자체 시뮤레이션을 거친 후, 경막 외마취 시술이 예정된 환자 ,30명을 대상으로 자동화된 보조기기를 사용하여 시술하였고 수동적인 저항소실법을 병행하는 임상실험을 통하여 경막외 마취시술의 성공여부를 판정하였다. 본 기기의 도움으로 첫 번째 시도에서의 마취성공률은 83%이었고 두 번째 시도에서는 모두(100%) 성공하였으며 시술 중 주입된 공기의 용적은 1ml이내로써 별는 부작용이나 합병증은 없었으므로 본 연구의 유용성이 입증되었다. 본 연구의 자동화된 저항소실법은 공기도관을 사용하였으므로 감염의 가능성도 최소화된다고 볼 수 있었으며, 따라서 편리하고 안전한 경막외마취 시술이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.61-68
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• 2012

지반보강을 위해 국내에서 널리 사용되고 있는 공법으로 앵커공법, 소일네일 공법 및 소구경말뚝 공법 등을 들 수 있다. 상기 공법의 경우 보강재의 시공은 용도에 따라 구분되지만 공통적으로 보강재를 삽입한 후에 그라우팅 작업을 실시하는 공정이 포함되어 있다. 지금까지는 국내 대부분의 경우 중력식 그라우팅으로 시공되고 있지만 중력에 의해 그라우팅을 실시하기 때문에 천공 시 발생하는 지반이완영역에 대한 복원이 명확지 않아 보강재의 구조적 결함을 유발할 우려가 있다. 반면에 압력재주입 그라우팅은 먼저 그라우트를 채운 후 소정의 시간이 지나고 미리 설치한 튜브를 통하여 추가적으로 재주입하는 방식으로 기존의 그라우팅 방식에서 발생할 수 있는 문제를 상당부분 해결할 수 있어 그라우팅의 품질을 향상할 수 있다. 본 연구에서는 그라우팅 방식에 따른 인발특성을 평가하기 위하여 화강풍화토 지반을 대상으로 모형실험을 실시하였으며, 그라우팅방법에 따른 인발력 변화와 압력 재주입그라우팅의 재주입시기와 재주입압에 따른 보강재 지지력 증대 특성을 평가하고자 하였다. 연구결과 압력재주입식 그라우팅이 중력식그라우팅에 비해 최소 1.1배에서 1.3배까지 인발력이 크게 발휘되는 것을 확인하였으며, 압력재주입식 그라우팅의 적정 물시멘트비, 주입압력 및 재주입시기에 대한 고찰결과를 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제23권1호
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• pp.1-12
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• 2013

본 고에서는 $CO_2$ 지중저장과 연계한 원유회수증진 기술을 소개하였다. 원유회수증진을 목적으로 $CO_2$를 저류층 내에 주입하는 $CO_2$ EOR 기술은 장기적인 관점에서 $CO_2$를 지하 심부 암반에 저장하는 CCS 기술로 전환할 수 있다. CCS와 연계한 $CO_2$ EOR 기술은 EOR에 필요한 대규모 $CO_2$ 공급원을 확보할 수 있는 장점이 있으며 원유 회수율 증진에 따른 편익 발생으로 CCS를 위한 일련의 프로세스 중, 특히 포집 분야에 경제성을 부가할 수 있는 장점이 있다. 이러한 CCS와 연계한 $CO_2$ EOR 기술의 특징 및 시장 전망을 살펴보고 국외의 대표사례로 Weyburn $CO_2$ EOR 프로젝트를 소개하였다. 또한, 안정적이고 경제적인 $CO_2$ EOR 실시에 필요한 제반 기술 요소를 분석하고 $CO_2$ 주입중 및 주입후 장기운영과정에서의 미소진동 계측, $CO_2$의 최소혼화압력 및 최대주입압력의 사전설계 등의 암반공학적 쟁점들을 소개하였다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.90-103
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• 2018

본 연구에서는 초크크기와 가스주입량을 조절함으로써 일반 유정이나 가스리프트가 적용된 유정에서 최적생산량을 산출할 수 있는 두 가지 인공신경망 모델을 개발하였다. 개발된 모델들의 입력자료는 용해가스-오일비, 물 생산 비율, 저류층압력, 초크크기 또는 가스주입량이고 출력자료는 정두압력과 오일 생산량으로 구성하였다. 먼저 육상 유정 시스템에 대하여 입력자료의 민감도 분석을 통해 각 변수의 범위를 결정하였고, 노달분석을 수행하여 초크크기 선정 모델에 1,715개, 가스주입량 선정 모델에 1,225개의 훈련자료를 각각 생성하였다. 동일한 저류층 자료에 대해 노달분석과 인공신경망 모델 결과를 비교해보면 두 모델 모두 결정계수 값이 0.99 이상으로 상관관계가 매우 높은 것으로 확인되었다. 또한 초크크기 선정 모델의 정두압력과 오일 생산량의 평균절대백분율오차는 각각 0.55%, 1.05%이고, 가스주입량 선정 모델의 정두압력과 오일 생산량의 평균절대백분율오차는 각각 1.23%, 2.67%로 개발된 모델의 정확도가 높은 것으로 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.41-51
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• 2021

치밀 저류층의 투과도 증진을 위해 개발된 수압파쇄 기술은 셰일가스와 같은 비전통자원과 심부지열 개발에 필수적인 기술 중 하나이다. 파쇄형태가 단순하고 파쇄효율이 좋지 않은 수압파쇄를 개선하기 위해 다양한 파쇄유체를 이용한 실험적 연구가 진행되었다. 물, N2, CO2 가스를 파쇄유체로 사용하여 치밀 암석에 대한 파쇄형태와 효율성을 분석하였다. 파쇄유체로 물을 일정 주입속도로 주입한 경우 순간적으로 압력이 상승하여 파쇄가 발생하였으나, 파쇄유체로 가스를 주입한 경우 서서히 압력이 증가되면서 물보다 낮은 파쇄압력을 보였다. 3D 단층촬영 기법을 이용하여 물과 가스 주입으로 생성된 균열을 관찰한 결과는 기존 공극부피 대비 파쇄 자극부피가 각각 5.71%(물), 12.72%(N2), 43.82%(CO2) 증가되었다. 또한 파쇄유체의 파쇄 효율성을 검정하기 위한 파쇄 전후 투과도 변화 실험에서는 가스 파쇄에 의해 증가되는 투과도 증가 값이 물을 이용한 파쇄보다 훨씬 높게 측정되었다. 파쇄 이후 인공균열의 생성과 주변응력에 의해 다시 균열이 닫히는 현상을 고려하여 생성된 인공균열에 구속압을 단계별로 증가시켜 투과도 변화를 측정하였다. 구속압이 2MPa에서 10MPa로 증가시켰을 경우 초기 투과도 대비 각각 89%(N2), 50%(CO2) 감소하였다. 본 연구는 가스파쇄기술이 수압파쇄보다 투과도 증진 효과가 크고 이후 주변 응력에 의한 투과도 감소가 적은 것으로 나타났다.

• 한국진공학회지
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• 제18권6호
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• pp.403-410
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• 2009

진공챔버는 진공게이지 교정, 산업에서의 재료처리 등 여러 가지 다양한 용도에 맞게 적용이 가능하다. 이 진공챔버 내부에서 가스가 유입되는 과정에서의 진공도는 일정하게 유지하기가 힘들다. 산업체 응용에서뿐만 아니라 연구과정에서도 진공챔버 내부에 가스가 유입되는 동안의 내부압력분포와 최대도달 평형압력을 아는 것이 매우 중요하다. 이러한 진공챔버 내부의 압력 불균형을 감소시키기 위해서 가스 주입구 부분에 baffle을 이용하는 방법이 있다. 현재 지속적인 기체흐름이 있는 진공챔버 내부의 기체흐름의 작용에 관해 0.1 Pa~133 Pa 영역에서 불규칙한 압력을 최소화하기 위한 baffle plate의 효과에 대해 연구하였다. 최대편차는 가스 주입구 부분에서 나타나는 압력으로 baffle plate가 전환흐름영역에서 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.93-93
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• 2017

고전력 펄스 전원공급장치를 이용한 마그네트론 스퍼터링(high-power impulse magnetron sputtering; HiPIMS)과 직류(direct current; DC) 전원공급장치를 이용한 마그네트론 스퍼터링(DC 스퍼터링)을 이용하여 제조한 티타늄 질화물(titanium nitride; TiN) 박막의 특성을 비교하였다. HiPIMS와 DC 스퍼터링 공정 중에 빗각증착을 적용하여 TiN 박막의 미세구조와 기계적 특성의 변화를 확인하였다. TiN 박막을 코팅하기 위한 기판으로 스테인리스 강판(SUS304)과 초경(cemented carbide; WC-10wt.%Co)을 사용하였다. 기판은 알코올과 아세톤으로 초음파 처리를 실시하여 기판 표면의 불순물을 제거하였다. 기판 청정 후 진공용기 내부의 기판홀더에 기판을 장착하고 $2.0{\times}10^{-5}torr$의 기본 압력까지 진공배기를 실시하였다. 진공 용기의 압력이 기본 압력에 도달하면 아르곤(Ar) 가스를 진공용기 내부로 ${\sim}10^{-2}torr$의 압력으로 주입하고 기판홀더에 라디오 주파수(radio frequency; rf) 전원공급장치를 이용하여 - 800 V의 전압을 인가하여 글로우 방전을 발생시켜 30 분간 기판 표면의 산화막을 제거하는 기판청정을 실시하였다. 기판청정이 완료되면 기본 압력까지 진공배기를 실시하고 Ar과 질소($N_2$)의 혼합 가스를 진공용기 내부로 ${\sim}10^{-3}torr$의 압력으로 주입하여 HiPIMS와 DC 스퍼터링으로 TiN 박막 제조를 실시하였다. 빗각의 크기는 $45^{\circ}$와 $-45^{\circ}$이었다. 제조된 TiN 박막은 주사전자 현미경, 비커스 경도 측정기 그리고 X-선 회절 분석기를 이용하여 특성을 분석하였다. HiPIMS로 제조한 TiN 박막은 기판 전압을 인가하지 않아도 색상이 노란색을 보이지만, DC 스퍼터링으로 제조한 TiN 박막은 기판 전압을 인가하지 않으면 노란색을 보이지 않고 어두운 갈색에 가까운 색을 보였다. TiN 박막의 경도는 HiPIMS로 제조한 TiN 박막이 DC 스퍼터링으로 제조한 TiN 박막보다 높았다. 이러한 TiN 박막의 특성 차이는 DC 스퍼터링과 비교하여 높은 HiPIMS의 이온화율에 의한 결과로 판단된다. 빗각을 적용한 TiN 박막은 미세구조 변화를 보였으며 이러한 미세구조 변화는 TiN 박막의 특성에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제13권3호
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• pp.145-151
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• 2003

전산유체역학을 이용하여 전형적인 구조를 갖는 사이클론 분리기 시스템 내에서의 주입 가스 유동 및 입자 거 동해석을 통해 가스 주입 유속에 따른 입자 거동 양상을 3차원적으로 해석하였다. 해석 결과는 Navier-stokes 방정식을 이용한 유체 유동 현상과 Lagrangian 접근법을 이용한 입자 거동 경로 추적을 결합시켜 도출되었다. 주입 유속이 증가함에 따라 내부 압력 손실이 증가하였고 이런 내부 압력 변화는 분리기 내의 유체의 유동 양상에 영향을 미쳤다. 입자의 거동은 유체의 유동에 의해 결정되었으며 일정 유속에 대해서는 입자의 크기에 크게 의존하였다. 그리고 주입 유속의 증가는 입자의 경로를 증가시키면서 분리기의 하부 영역으로 이동시켰다. 이로 인해 분리기내에 존재하는 입자의 최소 크기가 작아지며 일정 크기의 입자의 경우 분리율이 증가하였다. 결론적으로 가스 유입 유속의 변화는 내부의 유체 유동 변화와 입자 거동 양상에 중요한 요인이 된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권10호
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• pp.23-31
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• 2016

국내 그라우팅은 주로 물과 유사한 점도를 가진 재료를 이용하여 시공되고 있다. 하지만 최근에는 지하공간 및 해저공간 개발이 활발해짐에 따라 미세균열 보강을 위한 고점도의 그라우팅 재료와 고압의 주입압력을 사용하는 그라우팅 시공이 증가하는 추세이다. 따라서 균열 폭, 그라우팅 재료의 점도, 주입압력을 고려하여 그라우팅 재료의 주입성능을 평가할 수 있는 실내실험 기준이 마련되어야 한다. 본 논문에서는 그라우팅 재료가 주입되는 방식인 방사형 흐름과 선형 흐름에 관한 메커니즘을 이론적으로 정리하고, 각각의 흐름을 모사할 수 있는 실내실험 장비를 소개하고 있다. 방사형 흐름은 원형의 아크릴판으로 제작하여 그라우팅 재료가 중심에서 방사형으로 퍼져나가도록 모사하였고, 선형 흐름은 평행한 스테인리스 철판으로 제작하여 그라우팅 재료가 한쪽 방향으로 주입되도록 그라우팅 재료의 주입 메커니즘을 모사하였다. 실내실험 장비는 상판과 하판으로 구성되어 있으며, 이 사이에 다양한 두께의 공업용 필름을 설치하여 현장에서 발생하는 다양한 균열 폭을 모사하였다. 본 연구에서 사용된 주입재료는 재료적 특성인 점도를 고정하기 위해 상온($20^{\circ}C$)에서 1cP로 알려진 물을 사용하여 실내실험 장비의 성능테스트를 수행하였으며, 이 결과를 바탕으로 최적의 그라우팅 재료 주입성능 평가 기법을 소개하고자 한다.