• 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.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1964-1969
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• 2010

최근 건설시장 규모가 확대되고 교통산업이 발전하면서 지하철 및 터널 등과 같은 개착형 Box 혹은 Shield형 터널 구조물 등 지하구조물의 건설이 다양화되고, 그 수요도 점차 급증하고 있는 실정이다. 그러나 주로 지하에 건설되는 콘크리트 구조물은 시공시 신축이음 및 시공 조인트 등과 같은 다양한 형태의 조인트 발생과 구조물의 수축팽창에 따른 거동, 부동침하, 과다하중, 진동발생에 의한 균열로 인하여 누수가 발생되고 있다. 이에 다양한 방수공법 및 재료들이 현장에 적용되고는 있지만 지하철도, 지하철 등과 같은 진동 및 구조물의 거동이 상시적으로 발생되는 환경조건에서는 방수층의 성능이 저하되어 균열, 침식, 들뜸 등으로 물이 확산되어 재누수가 되는 악순환을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 진동 및 구조물의 거동에 대응 가능한 점착 유연형 복합방수공법을 대상으로 구조물의 거동 대응성 시험을 평가하고, 거동 및 진동이 상시적으로 발생되는 지하철, 터널 등을 대상으로 실제 현장에 적용 후 사례를 통해 구조물 거동에 대응 가능한 방수기술을 검토하였다. 이러한 거동 대응 특성을 검토한 결과 방수재가 기건 및 수중환경에서도 재료의 유연성과 부착성을 유지하여 물의 침투를 방지하고, 거동폭 $5.0mm({\pm}0.5)$ 범위에서도 거동에 대응 가능함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.512-512
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• 2017

날로 심각해지는 해수 오염, 유류사고, 해파리에 의한 인명피해 및 발전소의 경제적 피해사고, 해양 쓰레기 등과 같은 해양 환경 문제가 발생하고 있다. 이러한 해양환경문제를 해결하기위해 생물학적 방법과 물리적 방법이 있으나 생물학적 방법은 개체군과 종류의 변화로 그 적용이 어려운 실정이고, 물리적 방법은 지속적인 제거를 위한 비용적인 문제와 인부 및 자원봉사자의 안전문제가 발생한다. 따라서 에어버블을 이용한 각종 친환경적 방법이 주목받고 있다. 본 연구에서는 에어버블 차단막의 차단율을 증가시키기 위해 현장조건 내에서 에어버블의 거동특성에 대한 실험을 하였다. 실험을 위해 회류식 개수로 에어버블 거동실험장치를 제작하였다. 실험장치는 길이 8.1m, 높이 1.2m, 폭 0.7m이며, 두께 10mm의 투명 아크릴를 사용하여 에어버블의 거동을 관찰 할 수 있게하였다. 대형펌프를 사용하여 물이 회류함을 통해 흐름유속을 만들어 현장조건을 고려하였다. 에어버블을 분사하기 위해 압축공기 저장탱크와 연결된 분사구가 있으며, 노즐의 크기(0.5mm~1.0mm)로 분사량을 조절하고 분사압은 별도의 조절장치를 이용하여 0~5bar 범위의 분사압 조절을 가능하게 하였다. 초고속 카메라와 3축유속계를 사용하여 에어버블의 이동경로, 유속 및 에어버블의 거동을 측정하였다. 실험을 통한 구간별 에어버블의 거동 분석 결과, 상승속도는 분사구에서 분출되는 구간인 0~0.8m 에서는 상승속도가 증가하고, 0.8~1.2m구간에서는 속도가 다시 상승하는 경향을 확인하였다. 이는 수표면에 가까워질수록 수압이 작아져서 에어버블의 크기가 커짐에 따라 부력이 커짐으로 판단된다. 같은 이유로 분사량이 많을수록 상승속도도 같이 증가되는 것으로 나타났다. 유속에 따른 거동은 유속을 0.1m/s~0.5m/s로 조정하여 유속별 에어버블이 수표면까지 도달하는 거리, 속도 및 이동경로를 분석하였다. 유속과 에어버블이 수표면까지 도달하는 거리는 비례하여 증가하는 것을 확인하였다. 실험결과를 바탕으로 조건에 따른 에어버블 거동 경험식을 도출하였다. 본 실험은 회류식 개수로 에어버블 거동실험장치를 활용하여 에어버블 거동 경험식을 제시하였으며, 이를 바탕으로 에어버블 차단막 기술 개발을 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.138-138
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• 2023

본 연구에서는 유목과 연행침식을 고려한 토석류 수치모형을 개발하여 2011년 발생한 우면산 산사태의 관측데이터를 기반으로 수치모의를 수행하였다. 토석류 모형개발을 위해 천수방정식 기반의 침수모형인 Nays2DFlood 모형에 혼합유사농도의 이송확산, 토석류 지면전단응력, 연행침식모듈을 추가하였으며 유목생성과 유목거동 모의를 위해 입자법 기반의 유목동력학 모형을 결합하였다. 개발된 모형을 검증하기 위해, 민감도분석을 수행하였으며, 모의결과, 우면산 산사태 당시 래미안 APT에 피해를 끼친 충격수심과 충격유속, 최종 토석류 체적을 양호하게 재현한 것으로 판단된다. 또한 토석류를 구성하는 토사입경이 작을수록 토사점성에 의한 전단응력의 증가로 토석류 유속과 수심이 감소했지만 연행침식량이 증가하였으며, 토사입경이 증가하면 유속과 수심이 증가하고 연행침식량은 감소한 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서 개발된 토석류 거동모형은 토사입경, 침식 및 퇴적계수 등의 다양한 토석류 매개변수가 요구되기 때문에, 이러한 물성치 데이터가 현장 또는 실내실험에서 충분히 확보되어야 모형의 정확도가 향상될 것으로 판단된다. 따라서, 향후 연구에서는 본 연구에서 고찰된 모형의 적용성과 한계점을 고려하여 토석류 거동을 예측모의 한다면 보다 세부적으로 토석류와 유목거동을 예측분석해 볼 수 있을 것으로 사료된다. 또한 본 연구의 결과는 기후변화로 인한 강우발생의 불확실성과 이로 야기되는 토석류 발생을 사전에 예측하여 토석류 저감대응방안을 구축하는 일환으로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제4권2호
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• pp.246-252
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• 1995

작물, 가축, 농산물을 학문의 대상으로 하는 농학은 기상, 토양 등과 같은 자연 현상으로부터 필요한 데이터를 획득하여 이용한다. 그러나, 이들 데이터는 많은 환경 요인의 영향을 받아 그 거동이 매우 복잡한 비선형적 현상을 나타내는 것이 대부분이다. 따라서, 실험을 통해 획득된 데이터의 처리 및 모형화 등을 위해 기존의 수학적, 통계적 방법을 이용하는 경우에 많은 어려움을 겪게 된다. 이에 최근에는 신경회로망 및 퍼지 이론 등과 같은 인공 지능 기법을 이용하여 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 강좌에서는 복잡한 비선형 특성 특히 임의적 거동을 보이는 자연 현상을 기술하기 위해 최근에 대두되고 있는 혼돈 이론에 대한 소개를 하고자 한다.(중략)

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.77-80
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• 2002

국내 대부분의 회처리장은 연안에 위치하고 또한 해수를 석탄회 이송수로 사용하고 있다. 따라서 석탄회 -염수의 상호작용에 의하여 석탄회가 풍화가 진행되고 석탄회내의 독성 미량원소 용출특성도 육상처리장과는 다르게 나타날 것으로 예상된다. 그러나, 염수와 석탄회의 반응에 의한 독성미량원소의 용출 및 거동, 그리고 석탄회의 풍화 진행양상에 대한 연구는 국내.외적으로 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 연안 석탄회 매립장에서의 염수-석탄회 반응에 의한 독성미량원소의 용출 및 거동, 그리고 석탄회의 풍화 진행양상에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 공동 심포지엄 및 추계학술발표회
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• pp.127-130
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• 1998

이 연구에서는 부정류의 판상체 이중공극 프랙탈 모델과 입방체 이중공극 프랙탈 모델의 지하수위 거동을 비교 연구하였다. 균열내 지하수위 거동 해석은 판상 이중공극 프랙탈 모델은 Hmm과 Bidaux(1996)을 이용하였고 입방체 이중공극 프랙탈 모델의 경우에는 입방체블록과 같은 크기의 구상체 블록으로 간주하여 지하수위 거동을 해석하였다. 그리고 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3차원에 대해서 판상체 이중공극 프랙탈 모델과 입방체 이중공극 프랙탈 모델의 이론적인 수위강하 곡선을 작성하여 비교, 분석하였다. 부정류의 판상체 이중공극 프랙탈 모델과 입방체 이중공극 프랙탈 모델은 기반암내 균열의 분포가 프랙탈망을 형성하고, 균열과 매트릭스 블록이 거의 수평의 층상으로 발달하는 경우와 균열이 수평방향과 수직방향으로 발달하면서 매트릭스 블록이 입방체를 이루는 경우에 적용될 수 있다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2009년도 춘계학술발표회
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• pp.131-132
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• 2009

마산만을 대상으로 하여 연안환경 중의 PAHs의 거동을 STELLA프로그램을 이용하여 파악하였다. 상태변수로는 용존 PAHs, 부유입자물질 중의 PAHs, 식물플랑크톤 내의 PAHs, 저질중의 PAHs 둥을 고려하였다. 화학적, 생물학적 과정으로는 용존 PAHs에서 광분해, 부유입자물질에서 흡착과 탈착, 식물플랑크톤에 의한 흡수 및 분비와 퇴적물로의 침강을 고려하였다. STELLA 프로그램을 이용하여 모델을 재현하였으며, 민감도 분석을 시행하였다. 또한 하천 및 대기로부터의 유입부하변동에 따른 현상황을 시나리오를 구성하여 시행하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.151-161
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• 2009

본 연구는 장스팬 콘크리트 포장 슬래브가 환경하중을 받아 컬링 거동을 할 때의 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 먼저 장스팬 포장 슬래브의 유한요소해석 모델을 구성하여 컬링 시 응력분포 특성 및 슬래브 길이, 두께, 하부지지층 강성, 슬래브 단부 구속 등이 컬링 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 실제 시공된 장스팬 포장 슬래브를 이용하여 현장에서 환경하중에 의한 거동을 측정함으로써 컬링 거동 특성을 실험적으로도 분석하였다. 연구 결과, 장스팬 포장 슬래브는 단부에서 부터 슬래브 중앙을 따라 어느 정도 안쪽으로 들어오면 컬링에 의한 수직변위가 발생하지 않으며 응력은 이곳에서부터 일정하게 최대치를 보이게 된다. 장스팬 포장 슬래브의 길이 및 하부지지층의 강성은 최대 컬링 응력에 영향을 미치지 않았으며, 슬래브 단부의 구속은 컬링 응력이 단부까지 발생하게 하지만 최대 컬링 응력의 크기에는 거의 영향을 미치지 않았다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.63-69
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• 2008

연안 및 해양구조물에 대한 안전 및 유지관리는 해양환경과 그로인한 피해의 심각성으로 인해 매우 중요한 의미를 가진다. 이러한 구조물의 유지관리를 위해서는 구조물의 거동이나 변위감시 등의 활동이 이루어져야 하며, 최근 다양한 공간환경에 존재하는 대형 구조물의 유지관리나 거동감시를 위해 GPS, LiDAR, MBES, 자이로 등의 도구를 광범위하게 활용하고 있다. 현재 육상 구조물에서의 거동이나 변위감시등을 위한 다양한 장비와 방법론이 연구되고 있으나 일부 육상에서 감시가 가능한 해양 구조물을 제외한 수중에 존재하는 구조물에 대해서는 적용 가능한 방법론의 부족으로 어려움을 겪고 있다. 따라서 해양측량장비로 널리 사용되는 MBES 장비를 활용하여 수중 구조물 거동 및 환경감시의 일환으로 케이슨의 수중부 벽체에 대한 기울기를 조사 및 분석하여 수중 구조물 거동과 환경 감시의 가능성 여부를 분석하기 위한 기초 데이터로 활용하고자 한다.