• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.34 no.3
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• pp.265-273
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• 2001

In this study, a hydrocyclone operated by centrifugal force was examined as a part of dredge system of lake sediments. It does not help dehydration of the sediments, but also enables the classification of fine particles in the stable and sanitary treatment. Several experiments were performed focusing on the separation efficiency under the condition of room temperature with virtual sediment samples and simulated particles. As a result of the experiment, it was found that the apex size of the cyclone greatly affected the cut diameter(d$_{50}$), and high density particles were separated more effectively.y.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.146-146
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• 2020

최근 하천의 유사 중 소류사량을 계측하기 위해 사용된 기존의 물리적 소류사 샘플러를 이용한 직접계측방법은 홍수 시에 깊은 수위와 빠른 유속, 계측 절차상의 위험성 때문에 현장관측이 매우 어려운 한계를 극복하기 위해 현업에서는 소류사량을 간접적으로 추정하는 이론식에 의한 방법이 광범위하게 활용되고 있으나 이 방법 또한 추정이론식의 적용지역, 적용방법에 따라 결과가 수십배 이상 큰 차이를 나타나 실제 활용성에 대한 문제점이 있다. 이러한 기존의 소류사량 측정 방법의 문제점을 보완하기 위해 소류사량을 간접계측하는 방법이 활발히 제안되고 있다. 대표적인 방법으로 하상 이동 시 소류사의 충돌음을 음향센서로 계측하여 신호처리를 통해 소류사량을 추정하는 계측기기인 하이드로폰이 있다. 그러나 국외의 소류사량 간접계측 장치는 소류사량의 운송량이 많을 경우 음향신호 중접으로 인해 펄스 수의 감소, 감지 가능한 입경크기의 제한 등의 문제가 있다. 또한 국내의 백무평(2018)이 제안한 소류사 분석 방법인 대역통과방법(B-P Method)는 소류사량 추정에 있어서 기존의 방법과는 달리 주파수 특성을 반영하여 이전 연구들에 비하여 펄스 검출률을 향상시겼지만 이 방법은 극히 낮은 저유속과 작은 입경이라는 실험조건에서 이루어졌다는 제한사항이 있다. 따라서 본 연구는 다양한 입경과 고유속에 대하여 소류사량을 정량화할 수 있는 방법을 제시하기 위해 소류사 입경이 하이드로폰에 충돌할 때 발생하는 단독입자의 충돌음을 계측하기 위한 실외 수로실험장치를 구축하여 계측을 수행하였다. 실험은 현장에서 대표 시료로 분류된 몇 가지 입경에 대해서 유량 변화에 따른 충돌음향과 소류사량 그리고 소류사 입경크기에 따른 하이드로폰에서 인지되는 음향 특성을 계측 및 분석하였다. 연구결과 입경 크기 및 수리조건 변화에 따른 하이드로폰의 충돌음향 특성을 파악하여 단일 입경별 소류사량 추정관계식을 산출하였다. 또한 산출된 추정 관계식의 특성치와 공급 소류사량 간의 관계를 유도해 보았다. 향후 혼합입경에 대한 실험과 추정 관계식 신뢰성 검토 후 추가적으로 다양한 실험조건을 고려하여 실제 하천에 운송되는 소류사량과의 교정관계 확립을 진행한다면 국내 소류사량 데이터 수집을 위한 현장 설치까지 가능할 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.34 no.4 s.96
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• pp.342-348
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• 2001

The present work is to introduce the preliminary experimental results for a primary hydrocyclones process in lake sediment thickening. A few cyclones based on the Rietema standard geometry were prepared. The test particles were sediments from a local lake and waste coal fly ash for a reference test. As a result of the chemical analysis, organic contaminants were abundantly found in smaller particles in overflow. Experimental results showed that the physical characteristics of particles, configuration of the cyclone and operating variables including feed solids concentration and volumetric flow rate could affect the separation efficiency. The limiting feeding velocity for the separation and enrichment of particles was 1.5 m/s, higher separation efficiency, in general, was obtained under the high velocity with the small cyclones.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.32 no.8
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• pp.739-746
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• 2010

The purposes of this study are 1) to develop an advanced chamber system within ${\pm}10%$ of air velocity at the particulate matter (PM) collection area, 2) to research theoretical characteristics of PM10 and PM2.5 samplers, 3) to assess the performance characteristics of PM10 and PM2.5 samplers through chamber experiments. The total six one-hour experiments were conducted using the cornstarch with an mass median aerodynamic diameter (MMAD) of $20\;{\mu}m$ and an geometric standard deviation of 2.0 at the two different air velocity conditions of 0.67 m/s and 2.15 m/s in the chamber. The aerosol samplers used in the present study are one APM PM10 and one PM2.5 samplers accordance with the US federal reference methods and specially designed three mini-volume aerosol samplers (two for PM10 and one for PM2.5). The overall results indicate that PM10 and PM2.5 mini-volume samplers need correction factors of 0.25 and 0.39 respectively when APM PM samplers considered as reference samplers and there is significant difference between two mini-volume aerosol samplers when a two-way analysis of variance is tested using the measured PM10 mass concentrations. The PM10 and PM2.5 samplers with the cutpoints and slopes (PM10: $10{\pm}0.5\;{\mu}m$ and $1.5{\pm}0.1$, PM2.5: $2.5{\pm}0.2\;{\mu}m$ and $1.3{\pm}0.03$) theoretically collect the ranges of 86~114% and 64~152% considering the cornstarch characteristics used in this research. Furthermore, the calculated mass concentrations of PM samplers are higher than the ideal mass concentrations when the airborne MMADs for the cornstarch used are smaller than the cutpoints of PM samplers and the PM samplers collected less PM in another case. The chamber experiment also showed that PM10 and PM2.5 samplers had the bigger collection ranges of 37~158% and 55~149% than the theocratical calculated mass concentration ranges and the relatively similar mass concentration ranges were measured at the air velocity of 2.15 m/s comparing with the 0.67 m/s.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.250-250
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• 2019

현재 우리나라에서 이용하고 있는 소류사량 직접계측방법에는 Arnhem 소류사 채취기와 Helley-Smith 소류사 채취기 등이 있다. 하지만 이러한 방법은 현장에서 계측하기가 매우 어렵고 많은 비용과 인력, 시간이 소모되며 특히 연속적인 계측이 어려워 소류사량의 직접계측자료를 기초로 하는 연구는 거의 전무한 상태이다. 이에 대한 대안으로 최근 국내외에서는 마이크로폰을 내장한 금속관에 토사가 충돌 시 발생하는 음향데이터를 수집 및 분석하여 소류사량을 계측하는 간접계측방법 하이드로폰을 사용하고 있다. 하이드로폰 시스템의 대부분이 증폭채널방법을 사용하고 있는데 이러한 방법은 개별입자에 대한 음향특성을 반영하기에는 다양한 크기를 가지는 소류사 입자에 대한 음향신호를 하나의 임계치 기준으로 필터링 하기 때문에 한계가 있다. 즉 기존의 방법은 소류사량의 상대적인 크기만 추정할 수 있을 뿐 소류사량을 정량화할 수 없다. 따라서 본 연구는 소류사가 이동할 때 발생하는 충돌음향을 신호 처리하여 소류사량을 추정하는 계측기기인 하이드로폰을 이용하여 기존 소류사량의 계측 방법을 개선하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 실험은 하이드로폰을 적용한 수리모형 실험 장치를 구축하고 현장에서 취득한 시료 중 대표시료로 분류된 두 가지 입자에 대해서 수리 조건 변화에 따른 충돌음향을 계측 및 분석하였다. 연구결과 입자크기 및 수리조건 변화에 따른 하이드로폰의 인지특성을 파악할 수 있었고 소류사 충돌음과 연관성 높은 주파수 대역을 분리하여 소류사 충돌음을 판독할 수 있는 계측알고리즘을 제시하였다. 특히 본 연구에서 제안하는 하이드로폰 충돌음향 분석법 B-P Method는 낮은 유속과 작은 입경의 소류사의 조건일 때 타 방법에 비해 제안된 B-P Method가 높은 판독률을 보여주었다.