• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.922-930
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• 2008

질소산화물($NO_x$) 저감을 위한 선택적 무촉매 환원(SNCR; selective non-catalytic reduction) 공정의 성능은 유속, 반응온도 그리고 반응물간의 혼합과 같은 공정변수에 민감하다. 따라서 효율적인 SNCR 공정의 설계와 운전을 위하여 속도장, 온도장, 및 화학물질들의 농도 분포에 대한 이해가 필수적이다. 본 연구에서는 150 kW LPG 버너가 장착되고, 요소용액을 환원제로 사용하는 파일럿 규모 SNCR 공정에 대하여 액적모델과 결합된 2차원 난류반응흐름 전산유체역학(CFD; computational fluid dynamics) 모델을 개발하고, 이 모델은 실험결과를 통하여 검증된다. 난류반응 CFD 모델에서는 $NO_x$저감율과 $NH_3$-slip을 예측하기 위하여 7개 반응식으로 이루어진 요소용액과 $NO_x$와의 반응기작을 이용한다. 이러한 모델을 이용한 CFD 모사결과는 온도와 NSR(normalized stoichiometric ratio)에 따른 $NO_x$ 저감율에서 실험결과와 최대 20% 이내에서 차이를 보여주고 있으며, $NH_3$-slip에 대하여는 실험결과와 모사결과 사이에 유사한 경향성을 얻었다.

• Spatial Information Research
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• 제9권2호
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• pp.291-307
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• 2001

오늘날 환경공학분야에서는 지표상의 유체와 오염물질 흐름에 대한 화학적·생물학적 프로세스를 보다 정확하고 효과적으로 파악하기 위하여 GIS 기법을 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 공간적으로 표현되는 지표오염부하와 호수·하천 프로세스 간의 연계는 상대적으로 미흡한 실정이다. 이러한 연속성의 부재로 인하여 공간적인 오염원 특성과 수질모델의 연계 방안이 요구되고 있다. 본 연구의 목적은 GIS 소프트웨어인 Arcview와 USEPA의 수질 모델인 WASP5를 양방향으로 연계하여 오염부하와 수질모델의 입·출력 관계를 구현하는 것이다. 연구의 범위는 연구 동향 및 사례 분석, GIS를 이용한 점오염부하 및 비점오염부하 산출, WASP5 모델링, GIS와 모델의 연계 등을 포함한다. 본 연구는 GIS를 이용한 전처리(수질모델 입력 자료 생성), WASP5 수질 모델링, GIS를 이용한 후처리(수질 모델링 결과 출력)의 절차로 수행되었다. 전처리 단계에서는 소유역별 오염부하량을 산정한 후, 격자 분석 등을 통하여 모델링의 기본 단위가되는 세그먼트를 분할하고 각 세그먼트로 유입되는 경계농도를 산출하였다. 그리고 WASP5 수질 모델링 단계에서는 실측치를 이용하여 모델을 보정하고 모델링 결과를 분석하였다. 마지막으로 후처리 단계에서는 모델 결과를 GIS 형태의 자료로 변환하고, 이를 그래프나 주제도 형태로 표현하였다. 본 연구에서 구현된 인터페이스는 수질 관리를 위한 기본적인 환경을 제공하기 때문에 수질 정책 수립이나 의사 결정에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권2호
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• pp.194-199
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• 2017

오탁방지막이 바닷물 속에 설치되어 있을 때 조류와 파도가 변할 때 움직임과 앵커 파주력을 초과하는 유체력이 작용할 경우의 이동 메카니즘을 질량-스프링법으로 해석하였다. 설치 위치는 전남 진도군 임회면 굴포리 동령개 포구 해역이다. 앵커의 파주력을 초과하는 장력은 0.05 m/s에서는 318초 후에 도달하였고, 0.15 m/s에서는 77초, 0.25 m/s에서는 43초, 0.3 m/s에서는 37초 후에 앵커가 움직이기 시작하여, 조류 속도가 0.01 m/s로 증가함에 따라서 평균 11.2 초 정도, 앵커 이동시작 시간이 단축되고 있었다. 조류만 작용할 때와 파랑이 추가될 때의 차이점은 유속이 느릴 경우, 앵커의 이동이 시작되는 시간의 차이가 7.6 % 정도 발생하였으나, 유속이 빠른 경우는 4.3 % 미만으로 큰 차이가 없이 앵커 이동이 시작되는 것을 알 수 있었다. 조류 속도가 0.13 m/s를 초과하고 파도의 방향이 일치하면 주변의 해저 구조물과의 충돌로 인해 오탁방지막 성능이 정상적으로 작동하지 않을 수 있으니, 오탁방지막을 바다에 설치할 때 해수의 흐름 상황 등을 질량-스프링 방법으로 면밀하게 검토해야 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.223-231
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• 2015

자연 전위(SP, self-potential)의 발생에는 여러 요인이 있으나 이 연구에서는 지하수의 유동에 의해 자연적으로 발생하는 유동 전위(streaming potential) 또는 전기역학적 전위(electrokinetic potential)에 대해 주로 논의한다. 유동 전위는 다공질 매질에서의 물의 흐름에 의해 인공적인 전류원 없이 전류가 발생하여 야기된 전위이다. 기존의 유동 전위를 이용한 지열 저류층 해석에서는 지표면 전위 분포 계산을 위해 일반적으로 시추공에서 주입되거나 생산되는 지하수로부터 발생하는 SP 이상만을 고려하였고, 온도 차이가 나는 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따라 발생할 수 있는 SP에 대한 수치 모델링에는 한계가 있었다. 이에 따라 사면체 요소를 바탕으로 한 3차원 전기비저항 유한요소법에 기초하여 지열 저류층 내에서의 주입정, 생산정에 의한 SP 이상뿐만 아니라 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따른 SP 이상까지 고려할 수 있는 알고리듬을 개발하였다. 본 논문에서는 개발한 알고리듬을 검증 한 후, 간단한 지열 저류층 모델에 지열수 주입과 양수의 효과에 의한 SP 이상대의 SP 반응을 분석하였다. 향후 개발한 알고리듬을 이용하여 지층의 물성을 고려한 지열수 유동 속도 등도 고려함으로써 보다 심도 있게 지열 저류층 SP 반응을 분석하고자 한다.

• 한국안전학회지
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• 제11권4호
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• pp.143-150
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• 1996

본 연구는 선형, 비선형 hygrothermal 응력 문제를 위한 explicit-Implicit 유한요소 해석 모델 개발에 관한 것이다. 부가적으로 moilsture 확산 방정식, J-적분 평가를 위한 균열 요소 및 가상 균열 진전법이 도입된다. 시간 변화에 따른 균열 추진력을 계산하기 위하여 선형 탄성 파괴 역학(LEFM)이론이 고려되며 재료의 기공은 실온에서 액체 상태의 습기로 포화되어 있으며 온도가 상승함에 따라 증기화된다는 가정하에서 균열 추진력과 증기 효과의 관계가 연구된다. 이상 기체방정식은 각 시간 단계에서 증기에 의한 열역학적 압력을 계산하기 위하여 이용된다. 다공질 재료의 시간 종속 응답을 지배하는 방정식들은 혼합이론에 기초하며 다공질 재료의 유체 흐름을 위한 Darcy의 법칙과 Von-Mises 항복 기준을 포함하고 있는 Perzyna의 점소성 모델이 첨가된다. 또한 Green-Naghdi 응력률이 중첩된 강체 운동하에서 응력 텐서 invariant로 사용되며, 모델링을 위하여 사각요소가 이용되고 비선형 지배 방정식을 풀기 위하여 full Newton-Raphson법에 의한 반복법이 사용된다. 본 연구를 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1) 본 유한요소 프로그램은 복합재의 hygrothermal 파괴 해석에 매우 유용하게 적용될 수 있다. 2) 습기의 온도에 의한 영향을 가지는 재료의 J-적분을 정확히 예측하기 위하여는 증기 효과를 고려하여야 한다. 왜냐하면 초기단계에 균열 전파력이 가속되기 때문이다. 3) 본 해석을 위해 Uncoupled scheme에 의한 결과도 Coupled scheme에 결과에 비해 아주 타당하므로 CPU 측면에서 매우 경제적인 Uncoupled scheme이 추천된다.

• 한국가스학회지
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• 제20권1호
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• pp.13-22
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• 2016

본 연구에서는 다단계 수압파쇄와 수평시추가 적용된 셰일가스정에서 생산자료의 유동형태에 따라 적절한 분석 방법과 궁극가채량을 산출하는 기법을 결정하는 방법을 정리한 흐름도를 제안하였다. 또한 1차 천이유동만이 나타나는 현장자료에 대해 생산천이유동 분석을 수행할 때 고려해야 하는 사항들을 제안하였다. log-log 그래프와 시간제곱근 그래프 분석을 통해 생산자료의 유동 특성을 분류할 수 있고, 이 결과, 1차 천이유동만이 나타나는 생산자료는 이 유동이 종료되는 시점을 정확히 예측하여 이 시점을 기준으로 생산성을 각각 예측하여야 한다. 이 시점은 미세탄성파 탐사자료 해석을 통해 균열자극부피의 면적을 계산함으로써 산출할 수 있다. 공저압력자료나 미세탄성파 탐사자료가 없다면 셰일가스정에 적절한 경험적 방법을 활용하여 생산성을 예측할 수 있다. 생산기간이 짧은 자료는 상대적으로 생산기간이 긴 인접 생산정의 자료를 활용하여 생산기간의 적절성을 평가한 후 필요하다면 생산초기 자료를 제외하고 분석하는 것이 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한 미세탄성파 탐사자료 해석에 의해 산출된 SRV는 분석방법이나 분석자의 주관에 의해 과대, 과소 평가될 수 있기 때문에 파쇄 단계, 파쇄유체 주입량, 생산성 분석을 통한 적절성평가를 수행하여 필요한 경우, 저류층 시뮬레이션, 균열모델링, 생산천이분석을 통해 재산정하는 것이 필요하다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권1호
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• pp.132-138
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• 1998

미 활용성 어육 단백질의 물성 및 기능성을 개선하여 이의 이용성을 높이고, 식품 첨가물로서의 식품 산업 적용에 대한 가능성을 조사하기 위하여 동결 연어 육을 이용하여 연어 FPC를 만든 다음, 이의 효소적 가수분해물을 제조하고 이들의 일반적인 성상을 검토하였다. IPA와 etanol로 지방을 추출한 연어 FPC는 모두 단백질 함량이 $84\%$이상, 지질 함량이 $0.18\%$이하로 영양적으로 우수한 것으로 나타났다. 이들의 소화율, 보수력, 유지 흡수력과 같은 기능성은 etanol추출 FPC가 IPA 추출 FPC에 비해 다소 우수한 것으로 나타났으나 커다란 차이는 보이지 않았다. 그러나 용해도에 있어서는 두 가지 FPC 모두, 모든 pH 범위에서 $3\%$이하로 매우 낮았다. 효소에 대한기질의 비가 1 : 100인 경우 가수분해는 4시간까지는 가수분해도가 빠른 속도로 증가하였으나 그 이후로는 서서히 증가하는 경향을 보였다. 효소적 가수분해물의 일반성분에 있어서 단백질이나 수분은 가수분해도에 따라서 아무런 경향을 보이지 않았으나, 회분의 경우에 있어서는 3.5에서 $5.3\%$까지 증가하는 경향을 보였다. SDS-PAGE 결과 모두의 경우에 있어서 단일한 밴드를 보였으며 6,500 dalton이하의 분자량대를 나타내었고 가수분해가 진행됨에 따라 밴드는 3,500 dalton 정도의 분자량대가 커지면서 서서히 아래로 내려가는 경향을 보였다. 가수분해물은 전형적인 뉴우턴 유체 흐름을 보였으며 가수분해가 진행됨에 따라 1.41에서 1.20cP로 겉보기 점도는 약간 증가하였다. 가수분해물의 백색도는 연어 FPC에 비해 $5\~7$정도 높았으며 전체적인 색차 특성은 식품에 적용하기에 알맞은 것으로 나타났다. 가수분해동안에 생성되는 peptide의 양은 커다란 변화없이 $4.06\~4.24mg/m{\ell}$ 정도를 나타내었으나 유리 아미노산은 $0.17\~0.21mg/m{\ell}$로 증가하였다. 연어 FPC와 가수분해물의 구성 아미노산 조성에 있어서 필수 아미노산은 식물성 단백질에 부족하기 쉬운 Lys 함량이 높았으며, 전체적으로 Glu의 함량이 높게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.571-580
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• 2020

본 연구에서는 열에너지 저장시스템의 중요한 요소인 저장 매체에 관한 연구를 수행하였다. 열에너지 저장 매체로써 콘크리트는 열적 및 역학적 특성이 우수하며 저렴한 비용으로 인해 다양한 이점을 갖는다. 또한, 강섬유가 혼입된 초고강도 콘크리트는 고인성 및 고강도 특성으로 인해 고온 노출에 우수한 내구성을 나타내며, 강섬유의 높은 열전도율은 축열 및 방열에 유리한 영향을 미친다. 초고강도 콘크리트의 온도분포 특성을 파악하기 위하여 콘크리트 블록을 제작하고 일정한 열사이클을 적용하여 가열실험을 수행하였다. 열유체 흐름에 의한 열전달을 위하여 열전달 파이프를 콘크리트 블록 중심부에 매립하였다. 또한, 열전달 파이프 형상에 따른 온도분포 특성을 비교하기 위하여 핀의 유무에 따라 원형 파이프 및 종방향 핀 부착 파이프를 설정하였다. 열사이클에 따른 온도분포 특성을 분석하고, 이를 토대로 시간에 따른 열에너지 및 누적 열에너지를 산정하여 비교 분석하였다. 열사이클이 반복될수록 강섬유 혼입 초고강도 콘크리트는 고온에 대하여 안정화를 나타내었다. 또한, 온도분포 및 열에너지 산정 결과를 통해 축열 성능을 보유한 것으로 판단되며, 열에너지 저장 매체 역할을 수행할 수 있는 재료로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권3호
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• pp.395-408
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• 2021

본 연구에서는 GIS와 CFD 모델을 이용하여 풍속과 풍향이 건물 화재에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해, 2020년 10월 8일 울산의 한 아파트에서 발생한 화재 사고에 대한 수치 실험을 수행하였고, 현실적인 기상 조건을 반영하기 위하여 국지기상예보시스템(LDAPS)의 바람과 온위 자료를 초기·경계 자료로 사용하였다. 먼저, 현실적인 경계 조건을 사용하여 두 가지 수치 실험을 수행하였다(규준 실험에서는 건물 화재를 고려하고, 다른 실험에서는 건물 화재를 제외하고는 규준 실험과 동일한 기상 조건 이용). 그런 다음, 규준 실험과 유입 풍속과 방향이 다른 4개의 수치 실험을 추가로 수행하였다. 수치 실험 결과, 발화 지점이 건물 풍상측에 위치할 때에는 화재로 인한 강한 상승 기류가 건물 지붕과 풍하측 지역에 영향을 미쳤다. 또한, 대피층(15층)은 건물 풍상 측 벽면의 화재를 풍하측으로 확산시키는 역할을 했다. 유입 풍속이 약할수록 발화점 주변으로의 화재가 좁게 확산되었지만 건물 위로 화염이 도달하는 고도는 상승했다. 유입 풍향이 반대인 경우, 발화 지점이 풍하측에 위치할 때에는 화염이 건물 풍상 측으로 확산되지 않았다. 본 연구 결과는 풍속과 풍향이 화재가 발생한 건물 주변의 흐름과 온도(화염) 분포에 중요하다는 것을 보여준다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.610-622
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• 2021

DECOVALEX 프로젝트는 고준위방사성폐기물 처분 시스템에서 발생하는 복잡한 열-수리-역학-화학적(THMC) 복합거동에 대해 수치해석을 통해 보다 더 깊이 이해하기 위해 수행되고 있는 대표적 국제공동 연구이다. 현재 DECOVALEX-2023이 7개 task를 기반으로 진행 중이며, 이 중 Task C는 Mont-Terri 지하연구시설에서 수행된 실규모 정치(FE) 시험을 대상으로 처분시스템 내 THM 복합거동을 모사하는 것을 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 자체개발 해석 코드인 OGS-FLAC을 활용하여 수치해석 연구를 수행하였다. 수치모델에서는 FE 시험과 같이 일정 출력의 히터를 수평으로 위치시켰으며, 주어진 계측지점에서 압력 분포, 온도 변화, 역학적 변형을 계측하였다. 완충재 내부로 유입되는 유체 흐름은 완충재의 흡입력으로 인해 발생하였으며, 주변 영역에서는 열 팽창 및 열 압력이 지배적으로 작용함을 확인하였다. 해석 결과는 향후 타 참여 그룹 및 실험 결과와 비교 검증을 수행할 계획이다.