• 물과 미래
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• 제29권1호
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• pp.213-220
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• 1996

본 연구는 siphon의 수리학적 현상을 이용하여 배수를 제어하는 Cherepnov 송수기의 효율적인 양정(유입수조의 수면과 송수관 출구의 위치차)을 결정하기 위한 실험적 연구이다. 본 송수기는 물 자체가 가지고 있는 위치에너지에 의하여 작동되어지며, 송수기의 구조는 상단 개구부를 갖는 1개의 수조와 밀폐된 2개의 수조, 5개의 관 그리고 2개의 역지변이 상호 연결되어 있다. 양정과 낙하고 비(H$$/H$$)의 변화에 대한 본 송수기의 수리학적 거동과 작동특성을 조사 연구하기 위하여 각 수조내의 수위와 압력변화를 측정하였으며, 송수기의 수조와 연결관의 직경이 송수기의 양정과 낙하고 비(H$$/H$$)에 미치는 영향을 분석하였다. 본 실험에 의하여 송수기의 효율을 높일 수 있는 효율적인 양정은 낙하고의 약 1/2배 정도이었다. 따라서 효율적인 Cherepnov 송수기를 제작하기 위하여는 낙하고를 양정의 2배정도로 설계해야 할 것으로 판단된다. 수조크기가 효율에 미치는 영향은 5% 이하인 반면 관의 크기가 효율에 미치는 영향은 관크기에 따라 증가되었다.

• 공업화학
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• 제3권3호
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• pp.507-515
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• 1992

본 연구에서는 소성 dolomite와 수증기계의 열화학 반응을 축열식열교환기에 응용하기 위해 충전층 형태의 실험장치에서 축열 및 방열특성에 관한 연구를 수행하였다. 실험 data는 수화반응온도 $150-400^{\circ}C$, 탈수반응온도 $700-800^{\circ}C$ 및 수증기 유량 294, 430, 567 g/hr의 실험조건에서 얻은 결과이다. 본 연구의 실험범위내에서는 소성 dolomite중 MgO가 수화반응 과정중 수화되지 않음을 알았다. 따라서 소성된 dolomite중 MgO는 불활성 물질로 취급할 수 있다. 또한 율속단계는 충전층의 입구와 벽면으로부터, 출구와 중심쪽으로 반응이 진행되므로 반응율속보다는 열전달율속으로 진행된다고 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.186-186
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• 2018

본 연구에서는 매개변수 자동 보정기법인 PEST(Model-Independent Parameter Estimation and Uncertainty Analysis)를 CAT 모형에 연계하여 유출특성 분석을 실시하였다. CAT-PEST 연계모형은 CAT 모형의 모의유출량을 이용하며 PEST의 반복계산을 통하여 최적 매개변수를 추정한다. 침투방법은 CAT에서 제공하는 Rainfall Excess 방법, Green and Ampt 방법 및 Horton 방법을 이용하였으며 각 침투방법에 따른 유출 특성을 비교 및 분석하였다. 연구대상유역은 보령 댐 유역으로 유역면적은 $163.7km^2$이며 전체면적의 약 80%가 산지로 구성되어 있고, 유로연장은 22.3km, 유역평균경사는 40.19%이다. 또한 보령댐 유역의 월평년값 평균기온은 -0.8에서 $25.5^{\circ}C$로 계절변동이 매우 큰 것을 알 수 있다. 최근 몇 년간 심각한 가뭄 피해를 입은 보령댐 유역은 2016년에 도수관로를 완공하여 이를 통해 금강으로부터 물을 끌어다 쓰고 있는 실정이며, CAT 모형에서는 금강도수유입량을 외부유입 처리하여 유출량을 산정하였다. 모의기간은 1999년부터 2017년까지이며 전체기간에 대한 보정 후 연도별 보정을 실시하였다. 통계적 평가수단은 $R^2$, RMSE 및 NSE를 사용하여 유역 최종출구점에서의 유출량과 비교하였으며 전체기간에 대한 보정결과 NSE와 $R^2$가 0.75 이상으로 나타나 대체적으로 모의 유출수문곡선이 관측 수문곡선과 유사한 양상을 보였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.41-51
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• 2016

본 연구는 보행자의 물리적 특성(크기, 모양, 자세 등)을 적용한 개선된 플로어 필드 모델(Floor field model; FFM)을 소개하고, 개선된 모델과 널리 알려진 다른 피난시뮬레이션 모델과의 비교를 통해 FFM의 한계점 파악 및 개선된 모델의 특징을 분석하고자 한다. FFM은 셀룰라 오토마타(Cellular automata)를 이용한 대표적 미시적 관점 보행 모델이지만 보행자의 크기, 모양, 자세 등의 물리적 특성을 세밀하게 반영하지 않는다. 이로 인해 보행자들 간의 충돌, 마찰 등의 현상을 모델링하기 어려우며 결과적으로 다른 모델들과 비교하였을 경우에 매우 짧은 대피 시간을 산출하고 있다. 본 연구는 물리적 현상을 반영할 수 있는 개선된 FFM을 제시하며, 개선된 모델과 기존 FFM, 시뮬렉스(Simulex), 패스파인더(Pathfinder) 등 다른 모델들과의 비교 실험을 수행하였다. 실험은 실제 캠퍼스 건물의 일부 공간을 대상으로 진행되었으며, 대피 인원의 변화에 따른 대피 양상의 비교와 각 출구별 대피 양상의 비교가 수행되었다. 이를 통해 FFM에서는 반영되지 않던 물리적 현상들이 개선된 모델에서는 상용 모델 수준으로 적용되는 점과 특히 시뮬렉스와 유사한 형태의 대피 양상을 보임을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.157-163
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• 2011

본 연구에서는 대상유역을 지표면과 하천 격자로 분할한 후, Manning 식을 기반으로 각 격자 중심에서 유역 출구점까지의 유하시간을 계산하여 등시간별 체적유량을 산정하였으며, 이로부터 유역의 동수역학적 특성인 특성유속을 고려한 직접유출수문 곡선을 도출하였다. 대상유역은 보청천유역의 산성유역을 선정하였다. 대상유역에 대한 매개변수 산정 결과 흐름누적값은 3800, K는 3.3으로 결정되었다. 보정된 매개변수를 실제사상에 대해 적용하여 검증한 결과 첨두유량과 첨두시간의 평균 절대오차는 각각 3.41%, 0.67 hr로 비교적 양호한 모의결과를 나타냈다. 또한 유효우량에 따른 유하시간별 기여면적 주상도를 분석한 결과 본 연구에서 적용된 모형은 강우강도에 따른 유역의 수리학적 특성을 잘 표현하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제18권3호
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• pp.84-94
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• 2019

본 논문에서는 터널 진입부 도로에서 적용할 수 있는 교통상황별 VSL 제어 알고리즘을 개발하였다. 효과적인 VSL 제어를 위하여 3개의 갠트리에 적용될 제어속도와 완충속도를 계산하는 알고리즘과 표출시간을 계산하는 방법을 제시하였다. 제시된 알고리즘은 파이썬과 VISSIM COM-Interface를 이용하여 시뮬레이션 환경을 구축하여 평가하였다. 평가결과, 알고리즘 미적용시에는 정체 후미와 다음구간의 속도가 50km/h 이상으로 큰 차이가 났으나 적용시에는 속도 차이가 20km/h 이내로 크게 감소하였다. 그리고 알고리즘 미적용시 정체 후미의 길이가 터널 출구에서 800m지점까지 확산되었으나, 적용시에는 300m지점으로 축소되었다. 제시된 알고리즘을 적용시 전체적으로 각 구간별 평균속도와 속도편차가 모두 감소하여 터널부 교통사고 감소가 예상되고 나아가 정체시 차량운행의 안전을 향상하는데 큰 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.703-710
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• 2011

분리막 모듈 내 스페이서는 용액의 원활한 흐름을 위한 공간 확보와 더불어 유체의 난류를 형성시키므로 농도분극화 현상을 감소시키고 막 표면에 축적되는 오염물을 용액 내로 혼합하여 높은 투과유속과 분리막 모듈을 장기간 운전하는데 도움을 준다. 본 연구에서는 분리막 모듈 내 원형, 십자형, 다이아몬드형 및 육각형 단면의 스페이서와 스페이서의 배열 각도, 용질 배제율 및 투과유속에 대한 농도 변화를 "COMSOL Multiphysics" 프로그램으로 수치 해석하여 최적화하였다. 4가지 형태의 스페이서 중에서 십자형 단면 스페이서를 포함한 모듈의 경우가 분리막 표면 농도를 가장 낮게 유지하였으며 스페이서의 배열 각도는 $30^{\circ}$가 효율적이었다. 스페이서가 없는 모듈 출구에서 분리막 표면의 농도는 입구보다 약 2.09배까지 증가하였으나 가장 효율적인 십자형 스페이서를 $30^{\circ}$로 배열할 경우 약 1.29배로서 최대 37% 낮았다. 또한 투과유속이 증가할수록 십자형 스페이서의 농도분극 감소효과는 급격히 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.12-19
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• 2022

소형 이송형 고분자전해질 연료전지 (PEMFC)에 많이 사용되는 cathode 개방형 PEMFC 스택은 내구성이 약한 문제점이 있다. 13개의 셀로 이루어진 PEMFC 스택의 가속 내구성 평가를 통해 스택의 열화 원인을 찾고 cathode 개방형 스택의 내구성 향상에 기여하고자 하였다. Cathode가 대기에 개방되어 있고, 기밀 유지가 어려운 cathode 개방형 스택의 구조적 문제점 때문에 시동/정지 (SU/SD)시 수소/공기 경계가 형성되어 cathode를 열화시킨다. 본 연구에서는 cathode 개방형 스택에 SU/SD 1,800회 반복 후 초기 성능의 54%가 감소하여 비교적 짧은 시간에 내구성을 평가할 수 있었다. 스택 해체 후 각 셀을 2등분하여 성능분석하였다. 전체적으로 공기 유입이 용이한 anode 출구부 MEA가 유입부 MEA보다 전극 열화가 더 심해서 SU/SD시 수소/공기 경계 형성이 주요 열화 원인임을 확인했다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.121-127
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• 2023

본 연구에서는 질소화합물을 최적으로 줄일 수 있는 SCR에서 설계 조건과 CFD 해석 결과를 비교해 검토하고자 한다. 이를 위해 보일러의 쉘과 튜브 영역에 대해 설계 기준을 만족하고 있는지 CFD을 이용하여 해석하고 비교하였다. SCR 시스템에서 해석영역은 쉘 측은 가스·공기 열교환기 입구에서 출구까지이고, 튜브 측은 가스·공기 열교환기의 8개 튜브로 설정하였다. CFD 해석을 통해 SCR 시스템의 1차 촉매 면에서 가스의 속도 분포는 2.7%로 설계되었고, NH3/NOx 몰비 분포는 3.7%로 설계 기준을 만족하였다. 또한, 온도 분포의 균일성을 확인하였고 요구 조건인 260℃ 이상을 만족하였다. 촉매에 유입되는 가스의 각도는 2.9도로 설계 조건을 충족하였고, 그리고 발생하는 압력손실도 설계 요구조건을 만족하였다. 이러한 CFD 해석을 통해 각 영역별로 요구되는 설계조건을 만족하여 설계되어 최적으로 운전되고 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.322-322
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• 2023

유역의 증발산량 자료는 물순환 과정을 규명하는 매우 중요한 자료 중의 하나이며, 물순환 성분별 명확한 산정 결과는 수자원 개발과 물환경 보전에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 설마천 유역(전적비교 수위관측소 기준, 유역면적 8.48km²)의 5개년(2018~2022) 기상관측자료를 이용하여 증발산량을 산정하였으며, 그 외 강우량, 하천유출량, 지하수함양량 자료를 이용하여 물수지 분석도 수행하였다. 증발산량 산정은 세계식량기구(FAO)에서 제시한 Penman-Monteith equation을 적용하여 일별 증발산량을 산정하였으며, 작물의 종류에 따른 계수는 잔디의 경우를 채택하였다. 본 방법을 통해 산정된 증발산량(ET₀)은 기준작물에 수분의 공급에 제한이 없는 상황에서 산정된 기준 증발산량(reference evapotranspiration)을 의미하며, 기준 증발산량을 실제 증발산량으로 변환하기 위해서는 작물계수를 고려해야 한다. 작물계수는 식생의 높이, 알베도, 식생의 저항, 토양으로부터의 증발 등의 영향을 받게 되나, 더욱더 명확하게는 식물에서의 증산을 설명하는 기본 작물계수와 토양에서의 증발을 설명하는 토양계수의 합을 통해 계수를 산정하게 된다. 설마천 유역에 공간적으로 분포된 작물계수를 정확히 산정하기에는 한계가 있으므로 잔디의 경우로 한정하여 산정된 기준증발량은 885.9mm(5개년 평균값)이다. 각 물순환 성분별로 생성된 설마천 유역의 5개년 평균값인 유역평균강우량은 1,307.3mm이며, 하천유출량은 799.7mm(유역평균강우량 대비 61.2%), 실제 증발산량은 469.5mm(유역평균강우량 대비 35.9%, 기준 증발산량 대비 약 53.0%), 유역저류량은 38.1mm(유역평균강우량 대비 2.9%)이다. 유역평균강우량은 3개 관측소(감악산, 설마리, 전적비교) 강우량의 유역평균값이며, 하천유출량은 유역출구의 수위-유량관계곡선식 환산유량, 유역저류량은 과거년(2012~2018)의 지하수 관측자료를 통해 산정된 지하수함양량을 기초로 하였다. 그리고 실제 증발산량은 기준 증발산량 산정값과 전체적인 물수지 분석을 통해 얻어진 값이다. 이와 같이 산정된 물순환 성분별 자료는 유역의 물순환 과정 규명을 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 유역 물관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.