• 제목/요약/키워드: 혼합수

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지표수-지하수 혼합대 의의와 관리 필요성 (The Significance and Management of Hyporheic Zone)

  • 고동우;이남주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.283-283
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    • 2021
  • 혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 경계부로써 1) 수문학적 관점에서는 하도와 하상간의 물교환이 이루어지는 공간으로 다양한 물리적·화학적 작용이 발생, 2) 생지화학적인 관점에서는 하상 간극수 흐름에 의한 전이대(ecotone)를 형성하여 용존산소·영양물질·용존유기탄소의 이동뿐만이 아니라 지하수로부터 열에너지·무기염류의 공급을 유도하면서 높은 생지화학적 활동과 변환을 야기하는 산화·환원 반응구역, 3) 생태적인 관점에서는 저서생물과 지하 유기체종을 특징으로 하는 서식지이나 잠재적인 레퓨지움(refugium) 등의 관점에서 해석될 수 있다. 국내 하천환경의 생태학적 지속가능성을 위한 지표수-지하수 혼합대 관리에 대한 중요성이 점차 증대되고 있지만 우리나라는 여전히 지하수의 이용 및 보전과 지하수의 안정적인 수량·수질 확보를 목표로 관리를 추진하고 있다. 따라서, 실질적인 지표수-지하수 혼합대에서 발생하는 다양한 현상의 이해나 관리방안에 관한 연구는 아직 미비한 상황이다. 지표수-지하수 혼합대에 관한 보고서, 논문 등을 종합하여 혼합대의 영향인자를 살펴보면 1) 수리수문 특성에는 수리전도도·하천 수위·하천 유속·하천수 수온, 2) 수질 특성에는 유기오염물질·영양염류, 3) 수생태 특성에는 대형무척추동물 등으로 분류할 수 있다. 지금까지 단일 연구분야의 접근방법으로 다양한 현장측정기법 및 모델링을 통한 혼합대 연구가 수행되고 있지만, 혼합대가 가지는 환경적 중요성에 대한 이해와 인식이 부족하고, 혼합대 내부에서 발생하는 복합적인 프로세스로 인해 전문가들조차 연구에 어려움을 가질 것이다. 지표수-지하수 혼합대의 효율적인 관리를 위해서는 수리수문·수질·수생태 등 다양한 시각에서 접근하여 학제간 융합연구를 통해 기초 데이터를 상호교환하고, 기존의 혼합대 조사에 부족한 부분을 해결할 필요가 있다. 향후 하천 기저유출 및 혼합대 기초자료 구축, 혼합대 흐름 정량화, 하천복원사업에 의한 혼합대 영향 규명 등의 연구를 수행함으로써 혼합대를 체계적으로 관리할 수 있는 기술 방안을 제시할 필요가 있다.

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대한해협과 동중국해의 해황과 수괴의 계절분포: 대기에 의한 냉각효과 보정 (Seasonal Distribution of Oceanic Conditions and Water Mass in the Korea Strait and the East China Sea: Correction of Atmosphere Cooling Effect)

  • 신홍렬;황상철;곽종흠
    • 한국지구과학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.47-64
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    • 2001
  • 대한해협과 동중국해에서 1985년과 1986년에 관측한 수온, 염분자료를 사용하여 수괴를 분석하였다. 대한해협과 동중국해 수심 50m에서의 수괴 분포 특성은, 겨울과 봄철에는 쿠로시오 해수(수괴 K) 및 쿠로시오계 혼합수(수괴I), 여름과 가을철에는 대륙 연안수의 영향을 많이 받은 혼합수(수괴 I${\sim}$IV)의 수괴분포가 넓게 나타났다. 겨울과 봄에 수심 loom의 동중국해는 주로 쿠로시오 해수(수괴 K) 및 쿠로시오계 혼합수(수괴 I)가 넓게 분포하고 있었다. 여름에는 혼합수(수괴 I${\sim}$III)가 널리 나타나 연중 여름에 가장 혼합이 많이 된 수괴가 분포하고 있는 것이 특징이었다. 가을에는 쿠로시오계 혼합수(수괴 I)가 주요 수괴였다. 대한해협에서는 겨울과 봄에는 쿠로시오 해수(수괴 K), 여름과 가을에는 혼합수(수괴 I${\sim}$IV)가 주로 분포하고 있었다. 겨울과 봄철에 대기로부터의 냉각에 의한 보정을 하면,쿠로시오 해수(수괴 K)의 분포해역이 줄어든 대신에 쿠로시오계 혼합수(수괴 I)의 분포 해역이 늘어났다. 즉, 동중국해와 대한해협에서 겨울과 봄에 주로 쿠로시오 해수(수괴 K)가 분포하는 것처럼 보이지만,실제는 약간 변질된 쿠로시오계 혼합수(수괴 I)가 넓게 분포하고 있는 것이다. 계절별 해황특성으로 여름철에 표층 저밀도수의 분포가 대한해협과 오끼나와 쪽으로 향하는 두 갈래 혀 모양의 형태를 나타내고 있었다. 이것은 중국대륙 연안수와 혼합된 저밀도 표층수의 흐름이 대한해협과 동중국해 동남쪽으로 향하고 있는 것으로 사료된다.

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카오스 이론과 유체혼합 - 3차원 혼합의 적용예를 중심으로 -

  • 황욱렬;권태헌
    • 기계저널
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    • 제42권4호
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    • pp.42-45
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    • 2002
  • 이 글에서는 카오스의 이론적인 관점에서 성공적이라 할 수 있는 3차원 유동의 적용 예 중에서 산업적으로 관심의 대상이 될 수 있는 파이프 유동에서의 혼합증진, 혼합탱크 내의 혼합증진, 단축압출기에서의 혼합증진, 그리고 마이크로 채널 유동에서의 혼합증진 등 네 가지 유동에 대해 소개하도록 한다.

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비연소 혼합시험을 통한 이중스월 분사기의 연소성능 예측

  • 류응현;한재섭;김유;김선진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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    • pp.7-7
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    • 2000
  • 액체추진 로켓 분야에서 비연소 혼합시험(cold flow mixing test)은 로켓엔진의 성능을 예측하고 인젝터와 관련된 문제의 진단에 도움을 줄 수 있는 자료를 확보할 수 있는 수단이 된다. 비연소 혼합시험이 실제 연소시험을 대신할 수 있는 신뢰성 있는 자료를 제공할 수는 없지만, 인젝터의 최적형상을 설계하기 위해서 실시해야할 고 비용의 연소시험에 대한 횟수를 줄일 수 있는 보조시험으로서의 역할을 할 수 있다. 혼합시험 성능이 우수한 인젝터가 수력학적인 혼합성능을 능가하는 연소반응에 의해서 실제 연소시험에서는 성능이 저하되는 경우도 있을 수 있으나 대부분의 경우에는 비연소 혼합시험에서 좋은 성능을 나타내는 인젝터는 실제 연소시험에서도 좋은 성능을 나타낸다. 일반적으로 비연소시험과 연소시험 사이의 상관 관계를 정확히 정립하기 위해서는 많은 상관 관계 변수의 적용 및 충분한 혼합시험 자료가 요구된다.

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온양 지역 온천수의 수질 특성 : 천부 지하수와 혼합 비율 분석

  • 정복선;구민호;김형수
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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    • pp.199-203
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    • 2001
  • 온양온천지구의 13개 온천공에서 채취한 온천수의 수질 자료를 이용하여 심부 온천수와 천부 지하수의 혼합비를 추정하였다. 온천수의 pH, EC, 및 주요 이온의 농도는 40~54$^{\circ}C$의 범위를 나타내는 온천수의 온도와 뚜렷한 선형의 비례관계를 나타내며, 수온이 낮아질수록 천부 지하수의 수질 특성에 가까워지는 특성을 보인다. pH, $K^{+}$, F$^{-}$, 및 Si는 온도와 정(+)의 비례관계를, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, Cl$^{-}$, HCO$_3$$^{-}$, SO$_4$$^{2-}$ , NO$_3$$^{-}$ 및 EC는 부(-)의 비례관계를 나타낸다. 온천수의 온도와 수질과의 이러한 상관성은 수질 특성이 상이한 고온의 심부 온천수와 저온의 천부 지하수가 각 온천공에서 서로 다른 비율로 혼합되어 나타난 결과로 해석된다. 최고 온도를 나타내는 온천수와 온천지구 내 지하수의 수질을 끝 성분(end member)으로 가정하고 혼합비를 계산한 결과, 온천지구에서 현재 채수되는 온천수에는 20% 내외의 천부 지하수가 혼합되고 있는 것으로 나타났다. 온천수와 지하수의 수질 자료를 파이퍼 다이어그램에 도시한 결과 $Na^{+}$-HCO$_3$$^{-}$의 유형을 나타내는 13개 온천수는 전체적으로 직선 상에 분포하는 경향을 보였으며, $Ca^{2+}$-HCO$_3$$^{-}$의 유형을 나타내는 지하수는 직선의 연장선상에 분포하여 온천수와 지하수의 혼합이 일어나고 있음을 보여준다. 온천공 수질 검층 결과, 심도 145m를 경계로 지하수와 온천수가 상하부에 부존되어 있으며, 경계부에서 혼합이 발생하고 있는 것으로 추정된다.

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Landsat-7 ETM+영상을 이용한 산림지역의 혼합화소분석 (Spectral Mixture Analysis in forest using Landsat-7 ETM+)

  • 이지민;이규성
    • 한국GIS학회:학술대회논문집
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    • 한국GIS학회 2003년도 공동 춘계학술대회 논문집
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    • pp.157-162
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    • 2003
  • 중저해상도 광학영상의 순간시야각(instantaneous filed of view -IFOV)에 포함되는 공간에는 반사특성이 상이한 두 개 이상의 지표물이 존재하는 경우가 대부분이다. 영상분류와 같은 기존의 영상처리기법에서는 하나의 화소가 단일의 지표물을 대표한다는 가정에서 접근하였으나, 최근 화소의 혼합정도를 세분하는 분광혼합분석(spectral mixture analysis)기법이 개발되고 있다. 분광혼합분석법을 이용하여 혼합된 화소에 포함된 지표물을 분해(unmixing) 하고 그 효과를 분석하고자 하여 경기도 광릉국립수목원의 시험림 지역을 대상으로 Landsat-7 ETM+영상을 이용하여 선형혼합 모델을 적용하였고, 그 결과 각각의 화소를 6개의 End-member의 혼합비로 구분하였다. Endmember의 비율을 나타낸 영상을 분석하여 점유비율에 따른 활엽수와 침엽수의 구분을 할 수 있었고, 각 임상별의 특징도 얻을 수 있었다. 특히 침엽수의 경우 그림자의 효과가 높다는 특성도 파악 할 수 있었다. 분광혼합분석법은 기존의 전통 분류방법과는 달리 다양한 산림의 정보를 추출해 낼 수 있다.

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불균형한 입력을 효과적으로 처리하는 유연한 혼합형 라우터 설계 (Design of Flexible Hybrid Router to Process Unbalanced Input Effectively)

  • 정라미;김성천
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2000년도 봄 학술발표논문집 Vol.27 No.1 (A)
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    • pp.648-650
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    • 2000
  • 라우터의 기본적인 목적은 안정적으로 다량의 데이터를 전송하는 것이다. 현재 e양한 메시지를 효과적으로 처리하기 위한 여러 혼합형 라우터가 개발되고 있다. 이는 단순히 한가지 방식만 고수하는 것이 아니라 기존의 여러 기법을 혼합된 방식을 적용하는 것이다. 이러한 혼합형 기법은 기존의 단일 방식의 단점을 보완할 수 있어야 하며, 그에 따른 오버헤드를 감수할 수 있어야 한다. 이러한 목적으로 웜홀 스위칭(wormhole switching)과 파이프라인드 서킷 스위칭(Pipelined Circuit Switching)을 동시에 구현하기 위해 혼합형 라우터 구조가 제안되었다. 이 라우터는 두 스위칭 기법을 동시에 지원하여 다양한 메시지를 효과적으로 처리할 수 있는 특성이 있다. 그러나 이 구조는 각 스위칭 방식에 해당하는 내부 연결망을 독립적으로 구성함으로써 입력으로 들어오는 스위칭 비율이 불균형일 때 내부 자원을 효율적으로 사용할 수 없는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 라우터의 내부 연결망을 공유하여 사용하는 새로운 혼합형 라우터를 제안하였다. 제안한 구조는 웜홀과 파이프라인드 서킷 스위칭을 지원하는 라우터로, 메시지를 전송할 때 내부 연결망을 서로 공유함으로써, 입력 메시지의 비율이 불균형할 때 효과적으로 자원을 이용할 수 있게 하였다. 시뮬레이션을 통하여 기존의 혼합형 라우터를 사용하는 것보다 더 높은 성능을 보인다는 것을 증명하였다.

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초음속 유동장 내 벤트 혼합기에 관한 수치해석 연구 (A Computational Study of Flowfield for a Vent Mixer in Supersonic Flow)

  • 김채형;정인석
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.33-39
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    • 2008
  • 초음속 연소에서 혼합 효율을 높이면서 전압력 손실을 줄일 수 있는 혼합기에 관한 연구가 수십 년동안 진행되어 왔으며, 본 논문에서는 이를 만족할 수 있는 새로운 개념의 혼합기를 고안하여 그 성능을 수치해석을 통하여 분석하였다. 후면 계단 혼합기를 비교 대상으로 압력과 등밀도선, 유선구조를 분석하였다. 공동이나 탭에서 발생하는 충격파가 후류로 전파되는 것과 달리, 벤트 혼합기의 구멍에서 발생하는 충격파는 벤트 혼합기 끝단에서 형성되는 팽창파에 의해 전파되지 못하며, 후류부의 재순환 영역으로 인해 경계층이 증가하며 이로 인해 후면 계단 방식에 비해 약한 충격파가 형성된다. 따라서 충격파로 인한 전압력 손실을 줄일 수 있으며, 구멍을 통한 공기 유입은 다수의 재순환 영역을 형성하여 혼합 효율을 증대시킨다. 또한 후류부에서 유동 흐름이 전반적으로 안정화되는 것을 볼 수 있다.

상아질 접착제의 nanoleakage 양상에 관한 연구 (The Nanoleakage Patterns of Different Dentin Adhesive Systems)

  • Lee, Tae-Yeon;Cho, Byeong-Hoon;Son, Ho-Hyun
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제28권2호
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    • pp.169-177
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    • 2003
  • 본 연구는 total etching (Scotchbond Multi-Purpose; MP) 및 self-etching (Clearfil SE Bond; SE 과 Prompt L-pop LP) 상아질 접착제의 nanoleakage 양상을 관찰하고 열순환 후의 nanoleakage 양상의 변화를 분석하고자 하였다. 30개의 발거된 치아의 교합면 및 협, 설측 법랑질을 제거하였다. 열 순환 시행 여부에 따라 두 군으로 나누어 실험하였으며 각각의 상아질 접착제 도포 후 Z-250으로 교합면을 수복하였다. Silver nitrate용액 및 현상액에 침적 후치아의 협설 방향으로 평행하게 절단하여 SEM으로 관찰하였다. 서로 다른 양상의 nanoleakage가 관찰되었다. MP의 경우는 resin tag 주위로 뚜렷한 은의 침착을 관찰 할 수 있었으며 혼합층 전체 두께에 띠 및 점상으로 흩어져 침착된 은을 관찰 할 수 있었다. SE의 경우는 혼합층의 하층을 따라 은으로 침착된 선을 관찰 할 수 있었으며 혼합층과 adhesive 경계를 따라 무정형의 은 침착물 들을 관찰할 수 있었다. LP의 경우는 혼합층의 하부 및 혼합층 내에 띠 모양으로 은의 침착을 관찰 할 수 있었으며 혼합층의 하부에서는 관찰되지 않고 혼합층의 내부에서만 관찰되는 경우도 있었다. 열순환을 시행한 군에서는 전반적 nanoleakage 양상은 열 순환을 시행하지 않은 군과 유사하였으나 은 침착의 증가를 관찰 할 수 있었다.

혼합대 흐름이 지표수 용질거동에 미치는 영향에 대한 수치해석 연구 (Numerical Study on the Effect of Hyporheic Flow on Solute Transport in Surface Water)

  • 김준성;정성현;백동해
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.127-127
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    • 2023
  • 지표수와 하상 경계층에서 발생하는 흐름 교환은 하천, 호소, 연안, 해안 등 자연계에 존재하는 수환경시스템에서 일반적으로 나타나는 수리학적 특성으로서, 흐름 교환이 발생하는 경계층 아래 하상층 영역을 혼합대(hyporheic zone)라 부른다. 수질오염사고 등에 의해 외부의 오염물질이 하천 내 유입될 경우, 혼합대 흐름에 의해 하상층으로 침투되고 지표수 대비 유속이 느린 하상 내 공극 흐름에 의해 거동함에 따라 이들의 하천 내 체류시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지표수와 하상 흐름을 연계한 수치해석 방법을 적용하여 혼합대가 지표수 내 용질 체류시간에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 연직 2차원 Reynolds 평균 Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Darcy 방정식을 연계하여 지표수와 하상 내 흐름을 해석하였다. 지표수 영역은 RANS 방정식을 이용하여 모의하였고, 지표수 흐름해석에서 얻어진 하상의 압력장을 경계조건으로 하여 Darcy 방정식과 함께 하상 내 흐름을 모의하였다. 여기서 하상의 형태는 자연계 하천에서 일반적으로 관찰되는 사련하상(Ripple bed)으로 모사하였다. 이후, 지표수-하상 연계모의를 통해 얻어진 흐름 결과를 바탕으로 지표수-하상 경계층에서 용질거동을 모의하였다. 흐름 모의결과를 과거 실험자료와 비교한 결과, 지표수 영역 내연직흐름 분포를 정확하게 재현하였고, 동시에 혼합대 흐름 구조에 큰 영향을 미치는 지표수-하상 경계층 압력 분포 역시 관측값과 유사하게 나타났다. 용질거동 해석을 통해 얻어진 용질의 체류시간을 분석한 결과, 혼합대 흐름이 고려된 경우(투수성 하상)와 고려되지 않은 경우(불투수성 하상)를 비교했을 때 전자에서 체류시간 분포의 감수곡선이 길어지고 첨두농도가 감소하는 것으로 나타났다. 아울러, 지표수 영역의 유입부 경계의 평균 유속이 증가함에 따라 최대 체류시간이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 지표수-하상 경계층에서의 압력 경사가 커져 혼합대 내 유속이 증가함에 기인하는 것으로 분석되었다.

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