• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.432-432
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• 2023

한국건설기술연구원(Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, KICT)의 안동하천연구센터(Andong River Experiment Center, REC)는 다양한 하천 관련 실규모 실험을 수행하기 위해 3개의 수로를 보유하고 있다. 본 연구의 주목적인 실증 실험 계측 결과를 기반으로 3D 게임엔진을 이용하여 물 흐름을 재현하기 위해 A1 수로를 대상구간으로 설정하였다. 실증 실험의 경우 2개의 수문 개도율 조건에서 ADV와 ADCP를 활용하여 계측된 유량 및 유속 결과들을 비교하였으며, 추가적으로 영상 데이터로 부터 표면유속(LS-PIV)을 산정하였다. 3D 게임 엔진은 렌더링 엔진, 물리 엔진, 오디오 엔진, UI 시스템, 게임플레이 프레임워크 등이 잘 융합된 소스코드들과 개발자들이 이용하기 쉬운 방식으로 변환된 툴(tool)로 제공하여 현실 세계를 가상 세계에 시각화하여 구현하는데 큰 장점을 가지고 있다. 또한 기존의 흐름 재현이 가능한 수리/수문 모델링의 경우 특정한 목적으로만 이용가능하고 연산에 소용되는 시간 때문에 실시간 흐름재현이 어렵지만, 3D 게임엔진을 이용하는 경우 다양한 목적과 여러 분야와의 고려가 동시에 가능하며 연산의 단순화를 통해 실시간 흐름 재현이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 언리얼 엔진의 Niagara Fluids와 Fluid flux 툴들을 활용하여 하천실증실험 시설 일부 구간에 대해 물 흐름을 재현하였다. 먼저 하천실험실증시설을 드론과 RTK-GPS를 이용하여 촬영된 결과를 정합하여 3D 게임엔진 기반 흐름 재현을 위한 지형 기초 자료를 구축하였다. 지형 계측 결과를 기반으로 A1 수로 전체 구간을 대상구간으로 설정한 이후 수문 조절을 통해 흐름 조건을 제어할 수 있도록 제작하였으며, 실제 흐름에 대한 계측 결과를 기반으로 재현된 흐름을 대상으로 material 값의 조정(방향 X, Y값을 RGB값으로 변환한 뒤 벡터 길이 값으로 환산)을 통해 0~100 사이 값을 이용하여 유속을 표현하였다. 최근 가상공간 (i.e. 디지털트윈) 관련 시장 성장이 매우 빠르고 다양한 사업에서 해당 기술의 수요가 증가하고 있으며, 본 연구를 통해 물 흐름의 디지털 트윈화를 위한 수단으로서 3D 게임 엔진의 활용 가능성을 확인하였다. 다만 실제 하천의 적용과 하천관리를 위한 실용화를 위해서는 추가적인 연구와 분석이 이루어져야 할 것이다.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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• 2006.11a
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• pp.265-269
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• 2006

Anti-Roll Tanks, also called Sloshing Tanks, is a rather common and sometimes an efficient method of limiting the roll angles. The important parameters, when considering using anti-roll tanks, are positioning, size, duct area, flow control device etc. Measurement by the PIV(Particle Image Velocimetry) was conducted to investigate the flow characteristics around control damper and inlet area of duct for three kind of inclined angle $(\alpha=0^*,\;10^*\;and\;20^*)$. Flow behaviors such as instantaneous and time-mean velocity vectors are investigated. Furthermore, to reveal boundaries between flowing and stagnant zones and to extract velocity profiles at any selected sections of the lower duct for passive anti-rolling tanks system.

• Journal of Digital Contents Society
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• v.16 no.3
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• pp.483-492
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• 2015

This thesis analysis the CARBO 3000 that is one of a $CO_2$ infuser and improve its effectiveness. The thesis designs H/W and S/W that controls the $CO_2$ infusing mass compared to the CARBO 3000. Specially the designed H/W has a newly CPU, LCD, a flow velocity controller, a solenoid valve and a flow sensor. Also the designed S/W is composed of GUI and the algorithm to control the $CO_2$ infusing mass. The designed and implemented the $CO_2$ Infuser in this thesis is tested for the performance. The commercial measuring sensor is used for the test. The testing results say that the designed and implemented the $CO_2$ Infuser in this thesis is much more accurate compared to the CARBO 3000 on $CO_2$ infusing.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.51 no.5
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• pp.597-601
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• 2013

In this study, we present simple microfluidic approach for the synthesis of monodisperse microcapsules by using droplet-based system. We generate double emulsion through single step in the microfluidic device having single junction while conventional approaches are limited in surface treatment for the generation of double emulsion. First, we have injected disperse fluid containing FC-77 oil and photocurable ethoxylated trimethylolpropane triacrylate (ETPTA) and water containing 3 wt% poly(vinyl alcohol) (PVA) as continuous phase into microfluidic device. Under the condition, we easily generate double emulsion with high monodispersity by using flow focusing. The double emulsion droplets are transformed into microcapsules under the UV irradiation via photopolymerization. In addition, we control thickness of double emulsion's shell by controlling flow rate of ETPTA. We also show that the size of double emulsions can be controlled by manipulation of flow rate of continuous phase. Furthermore, we synthesize microcapsules encapsulating various materials for the application of drug delivery systems.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.102-102
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• 2017

갈수시 하천의 수질문제는 다양한 요인에 의해 발생하고 제어된다. 수질 그 자체는 상류나 지류의 점오염원과 비점오염원의 증가 또는 예상치 못한 추가적인 오염원의 유출에 직접 영향을 받으며, 조류 등의 발생도 영향인자인 수온 및 일사량 또는 바람에 의존적이다. 최근 수년간은 특히 빈번한 가뭄조건의 발생으로 인하여 갈수기의 강우 및 유출량이 저조하여 상대적으로 하천의 조류발생이 다수 발견되고 보고된 바 있다. 이와 같은 수질의 이상상태를 일시적으로라도 제어하기 위한 방편으로 유량의 증가, 인위적인 하천 수위의 변동 및 유속 변동 등이 고려될 수 있으며, 이를 위해서는 상류의 댐과 하천의 다기능보 등의 조절을 탄력적으로 수행하여야 한다. 이와 같은 시설물 운영효과는 수질문제의 원인을 근본적으로 해결하는 것은 아니지만, 이의 일시적인 효과를 극대화하기 위해서는 기존의 수리 수질 모델링이 이상 수질 발생시의 방제 및 사후분석 등을 중심으로 이루어진 부분을 넘어서, 사전 설정된 조건에 의한 예측모의와 가이드라인의 연계방식이 효과적일 것이다. 본 연구는 수질 이상이 빈번히 발생되었던 낙동강의 칠곡 하류 하천을 중심으로 2차원 CE-QUAL-W2 모형과 EFDC모형을 병행 모의하여 다기능보 인근의 표층과 저층의 수온(밀도) 성층화 및 이의 해소와 관련된 수리모의 및 수질인자에 대한 영향을 분석하였다. 수리모형 구축의 적정성은 현장의 실측 수온과 모의결과 비교를 통해 확인하였으며, 구축된 수리 수질 모델을 이용하여 추가방류량 3~23백만$m^3$ 규모에서 발생하는 수리적인 수층혼합 현상과 일시적으로 저감가능한 수질개선 효과가 의미있는 수준으로 나타날 수 있음을 예측하였다. 또한, 다기능보의 수문방류 모의시에 개방조건을 0.3~3.5m로 달리하여 방류기간 중 총방류량이 유사하더라도 최대방류량 또는 유속이 충분치 않은 경우에는 혼합효과가 급격히 감소함을 알 수 있었다. 연구에서 밝혀진 조건들을 향후 보다 효과적으로 수치모의하기 위한 방안으로서 EFDC모형의 내부경계조건을 다기능보의 문비조건(RSG, Lift 등)에 맞게 조정하는 방법을 제안하고 그 적용성을 검토한 뒤 모형을 부분 수정하여 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.1
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• pp.58-64
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• 2019

This study presents a novel method for preparing monodisperse polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) microparticles in a dispensing needle based microfluidic device. The microfluidic devices are manufactured by manually assembling various off-the-shelf products without using additional equipment. In this microfluidic device, the volumetric flow rates of the dispersed phase of PEGDA solution and the continuous phase of oil are controlled to generate monodisperse PEGDA droplets. The PEGDA droplet contains photo-initiator thus it is crosslinked to microparticle by photopolymerization at the ends of the device. The particle size is easily controlled by adjusting the volume flow rate and the size of the microfluidic device. The monodispersity of the particles is calculated by a coefficient of variation of 2.57%. To demonstrate the biological applications of PEGDA particles, cells are encapsulated and observed for proliferation and viability.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05b
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• pp.55-60
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• 1996

원자력발전소 운전시 원자로냉각재는 부식 방지를 위해 적절한 화학물질을 함유하고 있어야한다. 이러한 원자로냉각재의 수질화학 조절은 유량조절 기능과 화학제주입 기능을 가진 화학 및 체적제어계통의 화학제주입탱크 및 체적제어탱크에 의하여 이루어진다. 본 연구에서는 영광5,6호기에서 화학제주입계통의 연결위치를 충전펌프 후단에서 전단으로 변경하고, 원자로보충수펌프에 의하여 화학제주입을 수행할 경우 요구되는 주입운전시간 특성에 대해 수치해석을 이용하여 분석하였다. 분석은 설계요건에서 요구되는 화학제주입탱크의 용량 및 주입유량을 고정하고 탱크의 구조적형상 변경, disk block 설치 및 주입속도를 변경(입구배관 크기 변경)하여 각각의 경우에 대하여 시간변화에 대한 탱크 내에서의 유속분포, 농도분포, 평균농도 등 을 구하였다. 분석결과 발전소의 빠른 화학제주입운전을 위해서는 탱크 내에 혼합효과를 중대 시킬 수 있는 disk block의 설치가 요구됨을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1996.10a
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• pp.62-63
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• 1996

상수처리 시스템엣의 분리막의 적용시 효과적인 공정운영을 위해 여러가지 운전조건이 있으나 막내에 축적되는 막오염이 주요문제로 인식되고 있다. 막오염은 막 표면이나 세공에서 물질의 흡착, 부착 및 축적등과 같은 일련의 메카니즘에 의해 물의 유속을 저하시키는 결과를 초래하며 분리막 공정에서 커다란 경제적 손실을 가져다 줄 수 있으므로 막오염을 조절할수 있는 인자들의 제어는 실플랜트에서 중요한 과제이다. 분리막을 이용한 상수처리 시스템에서의 운전 조건들은 온도, 압력, 선속도, pH등이 있으며 안정적이며 경제적인 투과 flux를 위해서는 실험실적 규모를 통해 최적 조건을 선정해 주어야 한다. 따라서 본 연구는 이러한 막오염을 제어하고 최적 운전조건을 선정하기 위해 상수원수로 호소수에 포함되어 있는 유기물의 대부분을 차지하리라 생각되는 humic acid와 무리물질인 kaolin을 모사용액으로 제조하여 막오염과 운전조건과의 상호작용을 cake 저항, 비저항 값으로 측정하여 장기간의 field test에 필요한 최적 운전조건을 선정해 주었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07e
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• pp.1651-1653
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• 1997

본 보고는 육지로부터 1.1km 떨어진 하섬에 전력, 통신, 제어케이블을 각각 포설공사한 결과이다. 먼저 포설공사전에 Route의 유속과 수심, 해저면등의 조건을 각각 측정하였다. 하섬의 부하를 계산하고 케이블의 전압 및 허용전류등을 계산한후에 해저 직매에 적합한 구조 및 수밀특성을 향상시키는 설계를 하였다. 또한, 시이즈의 표면은 포설시에 손상을 줄이기 위하여 Smooth형으로 제조하였다. 포설은 전력, 제어, 통신케이블을 동시에 직매식으로 최단시간내에 수행하는 공사를 하였으며, 케이블의 진단은 직류전압법에 의한 전류특성으로 평가하였다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.10 no.1
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• pp.31-37
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• 1998

전기장이 인가되고 있는 유로를 유동하는 전기유변유체의 기본성질을 파악하기 위 한 실험 및 해석적 연구를 수행하여 빙햄유체로서의 유효성에 대해 알아보고 전기장과 유로 면 형상 및 진동유동으로 인한 영향에 대해 조사함으로써 ER밸브 및 ER대퍼로의 응용과 관련한 감쇄력 제어에 대해 검토하였다. 첫 번째 실험은 ER밸브의 높이가 2mm인 적극면이 평탄한것과 요철로 된 것을 사용하여 압력손실을 압력변환기로 측정함으로써 전기장 및 유 로형상에 대한 영향을 알아보았다. 압력손실 및 전단응력이 전기자세기와 함수관계를 가짐 을 알수 있었고 전기장세기와 유속의 변화시 손실계수에 의한 ER효과의 상이함이 확인되었 으며 레이놀즈수가 커지면 항복전단응력의 영향은 나타나지 않았다. 두 번째 실험은 실린더 를 정현파로 진동시켜 ER밸브에서 감쇠력제어가 가능한가를 알아보고 빙햄유체모델로 설계 된 ER댐퍼의 모델과 비교하였다. ER배르와 ER댐퍼의 수학적 모델을 시뮬레이션한 결과는 약간 벗어남이 보이기는 하나 실험결과와 일치하요 있다. 이것은 ER유체를 단순히 빙행유 체로 취급할수없으나 거시적으로는 빙햄유체로 취급할수 있음을 시사한다.