• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.447-447
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• 2016

홍수 시 하천을 따라 유하되는 유송잡물(잡목, 생활쓰레기 등)은 구조물에 집적이 이루어지며 이로 인해 물의 흐름을 방해하고 구조물 주변의 지반을 약화시키거나 월류로 인해 심각한 피해를 야기 시킨다. 교량의 경우 유송잡물의 집적은 교각의 항력을 증가시켜 전도파괴를 유발시킬 수 있으며, 교각주변 흐름교란을 통한 하상세굴로 인해 기초부를 파괴시키기도 한다. 또한 통수단면적 증가로 인해 높아진 수위는 제방을 월류시켜 재산 및 인명피해를 유발하기도 한다. 암거의 경우 유송잡물을 포함한 토사로 인해 단면폐색 및 침식으로 암거의 파괴를 발생시키고 이로인해 도로의 단절을 가져오기도 한다. 이러한 유송잡물에 대한 차단대책은 현재 까지 유지관리를 통한 방법만이 최선책으로 제시되고 있다. 본 연구는 국외에서 소개되고 있는 유송잡물 피해저감시설을 대상으로 축소모형실험을 통해 효과를 확인하고 이를 통해 저감시설의 효율에 대해 소개하고자 하는 것이 주목적이다. 유송잡물 저감시설은 교량의 경우 수직분리대 방법, 우회말뚝 방법, 스위퍼를 이용한 방법으로 소개하고 있으며 이들 방법의 특징은 유송잡물 우회를 통해 집적을 저감하는 방식이다. 암거의 경우 수직분리대 방법, 스크린 방법, 우회스크린을 이용하는 방법 등이 있으며 수직분리대는 교량과 마찬가지로 우회방식을 기본방식으로 스크린 방식은 유송잡물의 차단을 원칙으로 하고 있다. 실험의 결과는 교량과 암거의 차단시설 유무에 따른 유송잡물의 집적률을 대상으로 하였다. 차단시설이 없는 경우 교량에서의 집적률은 97.9% ~ 99.2%의 집적률로 나타났다. 수직분리대의 경우 유송잡물 집적률은 49.3%, 우회말뚝은 0.0% ~ 4.2%의 범위로 매우 높은 차단효과를 보이고 있었다. 스위퍼방식의 경우 집적률은 5.3% ~ 20.9%로 나타났다. 이러한 결과로 판단하였을 때 차단시설 설치로 인한 교량에 대한 직접적인 차단효과는 수직분리대 < 스위퍼 < 우회말뚝 순으로 높은 차단효과를 보이는 것으로 나타났다. 그러나 우회말뚝에서의 집적률이 한계치를 넘어선다면 유송잡물로 인해 흐름교란, 수위 및 하상변동, 말뚝의 유실 등으로 인한 피해가 예상된다. 암거대상 유송잡물 차단시설 실험결과는 수직분리대의 경우 type과 투하방법에 따라 차이가 있지만 집적률은 14.7% ~ 64.9%의 범위로 나타났다. 스크린과 우회스크린 방식은 유송잡물의 우회가 아닌 차단이 목적이므로 유송잡물 집적에 의한 수위상승이 우려되는바 수위영향을 검토하였다. 검토결과 스크린 설치로 인한 수위상승이 우회스크린보다 높게 상승하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 스크린의 형태적인 측면에서 2면을 통해 집적되는 특성을 갖는 우회스크린이 통수단면적을 많이 확보하기 때문이다. 따라서 국부적인 수위상승으로 인한 피해를 저감하기 위해서는 설치여건이 허용된다면 통수단면적 확보가 유리한 우회스크린 설치가 유리할 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권6호
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• pp.533-542
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• 2015

고창 해빈은 황해의 동편, 한국 서남해 연안에 위치하며, 북쪽에서 남쪽 방향으로 동호리, 광승리, 명사십리 해빈으로 구성된다. 고창 해빈은 대조차, 개방형, 직선형 해안, 모래 저질의 특징을 보인다. 본 연구는 고창 해빈에서 표층 지형 변화와 퇴적물 집적률의 연평균과 계절 특성을 연구하였다. 2014년 겨울(2월), 봄(5월), 여름(8월), 가을(11월)과 2015년 겨울(2월)의 5계절 동안, 3개 측선을 따라 총 315개 지점에서 지형 고도를 측정하였다. 해안선에 수직인 각 측선은 30 m 간격의 21 지점으로 구성된다. 고창 해빈의 2014년 연평균 집적률은 -0.081 m/yr로 침식이 우세하였다. 지역별 연평균 집적률은 동호리 해빈 -0.091 m/yr, 광승리 해빈 -0.051 m/yr, 명사십리 해빈 -0.10 m/yr로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.513-513
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• 2017

홍수 시 하천을 따라 유하되는 유송잡물은 구조물에 집적을 통해 유수의 흐름을 방해하고 구조물 주변의 지반을 약화시키거나 월류로 인한 심각한 피해를 야기 시킨다. 교량의 경우 유송잡물의 집적은 교각의 항력을 증가시켜 전도파괴를 유발시킬 수 있으며, 교각주변 흐름교란을 통한 하상 세굴로 인해 기초부를 파괴시키기도 한다. 또한 통수단면적 증가로 인해 높아진 수위는 제방월류로 인해 재산 및 인명피해를 유발하기도 한다. 본 연구는 이러한 유송잡물의 집적을 억제시키는 저감시설물을 대상으로 연구를 수행하고자 한다. 유송잡물 저감시설 중 우회말뚝을 대상으로 수리모형실험을 수행하고 실규모 실험을 통해 저감효과를 검토하였다. 우회말뚝은 교각 전면부에 상류방향으로 이격되어 설치되는 말뚝형태의 구조물로 유송잡물의 우회를 통해 교각에 집적을 저감하는 목적으로 설치된다. 본 연구에서는 수리실험 및 실규모실험을 통해 우회말뚝의 저감능력 검토를 수행하였으며, 1개의 말뚝을 대상으로 교각과의 이격거리와의 관계를 검토하고자 하였다. 수리모형실험의 결과 유송잡물의 길이가 경간장의 100% 일 경우 저감시설이 없을 경우 교각에 87.6% 집적이 발생하였으나 말뚝이 설치되었을 경우 교각에 직접적으로 집적되는 유송잡물은 없으며 31.7% 유송잡물은 우회말뚝에 집적되는 것으로 나타났다. 실규모 실험의 경우 우회말뚝이 없는 경우 집적률은 60%의 집적이 이루어졌으나 우회말뚝을 설치한 경우 10%의 집적률로 나타났다. 우회 말뚝설치에 따른 저감효과는 발생하였으나 이격거리에 대한 저감능력의 차이는 없는 것으로 나타났다. 그러나 우회말뚝의 이격거리가 길어질수록 말뚝주변에서 회전되어진 유송잡물이 교각에 간헐적으로 집적되는 현상이 관측되었다. 따라서 말뚝의 위치를 선정하기 위해서는 유송잡물의 길이를 고려하여 설치하는 것이 유리할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.34-44
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• 2016

본 연구는 소하천을 대상으로 홍수로 인한 교량에서의 유송잡물 집적을 방지하기 위한 저감시설에 대한 실험연구이다. 일반적으로 소하천은 태풍 및 집중호우 시 유송잡물에 의한 구조물 피해가 빈번하게 발생하고 있으나 이러한 피해에 대한 저감대책은 전무한 실정이다. 국외에서는 유송잡물로 집적으로 인한 피해저감시설로 수직분리대방식, 말뚝시설방식, 스위퍼 방식에 대해 소개하고 있다. 이에 본 연구에서는 유송잡물 저감시설 중 스위퍼를 대상으로 실규모 집적실험을 통해 저감능력을 검토하고자 하였다. 스위퍼는 교각전면부에 설치하여 자력회전을 통해 유송잡물을 우회시켜 교각에 유송잡물이 집적되지 않게 만드는 시설이다. 실규모 실험을 위해 소교량 모형을 실물크기로 제작하였으며, 유송잡물 길이와 흐름조건에 따라 스위퍼 설치 전 후 집적실험을 통해 저감능력을 검토하였다. 실험결과 유송잡물의 길이가 길어지거나 유속이 적을 경우 집적률이 높게 나타나는 것으로 나타났다. 스위퍼 설치에서 따른 유송잡물의 집적률은 스위퍼 설치 전에 비해 최소 55%에서 최대 88%의 유송잡물 집적률이 저감되는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 판단할 때 유송잡물 잠재능력이 높은 소하천에 스위퍼를 설치할 경우 유송잡물 집적으로 인한 교량의 안정성 확보 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권2호
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• pp.127-135
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• 1999

한국 서해 남부 함평만 조간대의 현생퇴적작용을- 규명하기 위하여 안악조간대와 시목초간대에 설정된 각각의 측선들에서 27개월(1994. 10~1996. 12) 동안 약 2개월 간격으로 표층퇴적물의 입도분포와 집적률 변화를 조사하였다. 계절에 따른 표층퇴적물의 입도분포 변화는 반입구 가까이 북측에 위치한 안악조간대보다는 만 안쪽의 남측에 위치한 시목조간대에서 뚜렷하였으며 특히 만조선과 간조선 부근에서 크게 나타났다. 시목조간대에서는 여름철에 세립질퇴적물의 집적으로 인해 표층퇴적물의 입도가 세립해지는 반면 겨울철에는 침식되어 조립한 입도분포를 나타내는 경향을 보였다. 연평균집적률은 3.7 mm/yr로 정상적 퇴적 경향을 보였다. 그러나 안악조간대에서는 겨울철에 세립질퇴적물이 집적되고 여름철에 침식되는 비정상적인 조간대 퇴적작용을 보였으며, -49.6 mm/yr의 연평균집적률로 침식이 진행되는 것으로 나타났다. 이곳의 침식우세작용은 중부조간대에 건설된 방조제에 의해 야기되는 조류의 방향과 세기 변화 때문으로 판단된다. 따라서 현재로서는 국부적인 결과만을 가지고 함평만 내의 모든 조간대에서 침식이 진행되고 있는 것으로 판단하기는 어려우며 전체적인 퇴적물 수송량에 대한 연구가 추가되어야 할 것으로 생각된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.662-669
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• 2015

해저 석유생산시스템에서 빈번히 발생하는 왁스집적 문제는 안정적인 석유 생산을 방해하고 높은 비용을 발생시키므로 왁스집적 제어에 대한 관심이 증가하고 있다. 왁스집적 제어를 통한 석유의 유동안정성 확보를 위해서는 왁스집적거동을 신뢰성 있게 예측해야 한다. 이 연구에서는 왁스집적 거동에 큰 영향을 미치는 분자확산, 전단응력효과, 왁스경화 메커니즘을 시뮬레이션 기술에 적용하여 불확실도가 높은 변수인 전단응력계수, 왁스고형물의 공극률, 왁스 열전도도, 분자확산계수와 물과 가스 양이 왁스집적 거동에 미치는 영향에 대한 분석을 단상과 다상 유동 시 층류 유동 조건에서 수행하였다. 그 결과 왁스고형물의 공극률과 분자확산계수가 높아질수록, 전단응력계수가 낮아질수록 왁스집적 두께가 두꺼워지는 것을 확인할 수 있었고 석유의 온도가 왁스집적 위치에 주요하게 영향을 미치는 것으로 판단된다. 물의 양에 따른 왁스집적 시뮬레이션 결과 기존 연구에서 다소 다른 결과들이 존재하나 이 연구 조건에서는 물의 양 40%까지 왁스집적량이 증가하다 감소하는 것을 확인하였고 가스 양이 많아질수록 유체의 액상 내 가벼운 탄화수소 농도 감소로 인해 왁스집적량이 증가하는 것을 파악하였다. 이 연구결과는 향후 현장 또는 현장을 모사한 실험시스템에서의 결과와 시뮬레이션 결과를 매칭하여 해저 유동관에서 왁스집적 거동을 예측하는데 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국광학회지
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• 제32권4호
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• pp.180-186
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• 2021

불화폴리이미드는 우수한 광투과율과 광학적 굴절률이 높은 특징을 가지며 이를 이용하여 제작된 폴리머 광도파로 위상변조기는 광손실이 작고 저전력으로 안정적인 위상제어가 가능하게 된다. 본 논문에서는 고굴절률 불화폴리이미드를 이용하여 광도파로 위상변조기를 설계하고 제작하여 특성을 분석하였다. 광도파로를 제작하여 손실을 측정하기에 효율적인 새로운 방법을 제시하였고, 제작된 폴리이미드 광도파로의 전파손실은 0.9 dB/cm로 확인되었다. 위상변조기는 π 위상변화를 위해 9.1 mW의 전력을 필요로 하였으며, 기존 폴리머 위상변조기 대비 응답속도가 10배 정도 향상된 290 μs 정도의 응답시간을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제4권3호
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• pp.317-322
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• 1993

본 논문에서는 특성행렬을 사용하여 비선형 집적거울 etalon의 입출력 특성을 해석하는 방법을 제시한다. 빛의 세기에 따른 매질의 굴절률 및 흡수율의 변화 특성을 알면, 관계식과 특성행렬식을 결합하여 집적거울 etalon의 비선형 특성을 해석할 수 있다. 이 방법은 파장에 따른 각 거울의 반사율(크기와 위상)을 일일이 구하지 않고, etalon의 구조가 주어지면 바로 임의의 파장에서의 etalon의 입출력 특성을 해석할 수 있다. 또한, 특성행렬식을 이용하여 비선형 집적거울 etalon에서의 쌍안정성을 보였다.

• 한국광학회지
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• 제19권6호
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• pp.394-399
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• 2008

본 논문에서는 집적영상의 문제점인 깊이감 제한 문제를 해결하기 위해서 편광된 광과 복굴절 매질인 액정 렌즈어레이를 이용한 집적영상 시스템을 제안하고 구현하였다. 제안된 렌즈어레이는 두 개의 유리 렌즈어레이 위에 서로 다른 ZLI-4119와 E-7 액정을 증착하여 구현하였다. 액정은 편광 방향에 따라서 굴절률이 서로 다르기 때문에 두 개의 중심깊이 평면을 얻을 수 있다. 이로 인하여 초점 영역의 변화를 얻을 수 있으며 이로 인해 복원 시 깊이감을 향상시킬 수 있다. $LightTools^{(R)}$ 프로그램을 이용하여 집적영상 시스템을 구현하였고, 굴절률 차에 의한 초점거리 변화를 확인하였다. 액정 디스플레이 공정을 이용하여 소자를 제작하였고, 광학 실험을 통하여 초점거리의 변화를 측정하였다. ZLI-4119 액정 렌즈어레이의 굴절률은 기본 렌즈어레이의 굴절률보다 작기 때문에 실상이 맺히게 되고, 초점거리는 약 680 mm였다. 반면에 E-7 액정 렌즈어레이의 경우에는 허상이 맺히게 되고, 이론적인 초점거리는 -29 mm였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제9권3호
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• pp.83-92
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• 2004

한반도 서해남부 임자도 해빈에서 퇴적작용의 계절적 변화를 규명하기 위하여 2년 동안 지형 단면과 표층퇴적물, 집적률에 대한 모니터 링을 실시하였다. 해빈 단면은 경사가 급한 해빈면과 비교적 경사가 완만한 중ㆍ저조해빈으로 이루어져 있다. 해빈면의 경사는 여름에 증가하고 겨울에 감소하여 일반적인 해빈의 계절순환 양상과 잘 일치된다. 또 한 중ㆍ저조해빈은 여름에는 파봉과 유흔구조가 잘 발달하는데 반해, 겨울에는 메가 연흔이 잘 발달하는 계절적 변화를 보인다. 해빈 퇴적물은 해빈의 북측에서 남측으로, 그리고 저조선에서 고조선 방향으로 세립해지는 경향을 보인다. 퇴적물의 평균 입도는 북측 해빈에서는 가을과 겨울에 조립해지는데 반해, 남측 해빈에서는 겨울과 봄에 조립해지는 경향을 보인다. 또한 집적률 조사 결과, 북측 해빈은 전체적으로 침식되고 남측 해빈은 퇴적되는 양상을 보인다. 이와 같은 현상은 해빈 퇴적물이 해안선 방향(북동-남서)으로 발달하는 연안류에 의해 해빈을 따라 남쪽으로 이동하기 때문으로 생각된다. 그러나 집적률의 계절적 변화는 매우 복잡할 뿐 아니라 뚜렷한 규칙성을 보이지 않는다. 이는 아마도 인위적 요인에 의한 연안 및 해저지형 변화와 지구온난화에 따른 해수면 상승 등 다양한 요인들에 의해 임자도 해빈의 에너지 수준이 평행상태에 도달하지 못하고 불안정한 상태에 있음을 의미하는 것으로 생각된다.