• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.501-511
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• 2018

최근 '도로터널 방재시설 설치 및 관리지침'의 개정으로 인해 터널 내 제연용 제트팬의 용량 산정 시에는 열부력을 고려하도록 규정하고 있다. 그러나 열부력을 고려하는 세부방법론에 대한 규정이 없어, 이에 대한 세부적인 추가 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 터널 내 화재 시 열부력을 고려하기 위하여 3차원 수치해석 시뮬레이션을 수행하여 터널 내열부력을 계산하고, 화재차량의 진행방향에 따라 열부력과 차량항력의 관계, 즉, 화재차량의 위치에 따른 터널 내 제연용 제트팬 용량 산정방법에 대하여 검토를 수행하였다. 분석결과에 따르면, 하향경사 터널의 경우에는 열부력이 터널 내 저항력으로 작용하며, 터널 내 화재연기를 제연하기 위해 필요한 제연팬의 승압력은 단순히 터널 입구부의 열부력 값과 출구부의 차량항력값에 의해 단순히 결정되지 않으며, 터널 내 화재차량의 위치에 따라 종합적인 검토가 필요한 것으로 분석되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.417-422
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• 2016

항로표지란 해상교통의 안전을 도모하고 선박운항 능률을 향상시키기 위한 해양교통안전시설로 새로운 위험물(New Danger)은 측방표지, 방위표지, 고립장해표지 등을 이용하거나 비상침선표지(Emergency Wreck Marking Buoy)를 사용하여 적절하게 표시하여야 한다. 그러나, 침선표지의 경우 설치의 신속성, 정확성, 부표의 특성 등의 문제로 인해 실질적인 설치 운영상의 문제가 제기 되고 있으며, 선박침몰 사고의 경우 기상악화, 해역의 특성, 사고 위치의 확인이 어려워 신속한 신위험물표지(New Danger Mark) 설치가 어려운 실정이다. 이 연구는 항상 선박 상갑판에 부착된 해양안전설비 중 하나로 Maritime Buoyage System(MBS)에 근거한 자동이탈식 비상침선표지를 개발하였다. 자동이탈식 비상침선표지Auto Releasing Emergency Wreck Marking Buoy)는 총 3개의 세부기술(자동이탈, 자동릴체인, 자동구동등명기)로 구성되며, 선박 상갑판에 부착된 자동이탈식 비상침선표지가 선박의 좌초 전복 침몰 등 해양사고 발생 시 일정수압에 의해 자동으로 이탈(Auto Release) 후 자기 부상(Auto Buoyance)하여 사고 발생 지점에 신속하고 정확하게 설치된다. 이러한 자동이탈식 비상침선표지는 선박의 항해안전을 위협하는 장해물로부터 해당 해역에서의 2차 사고를 방지하고, 신속한 수색 및 구조가 이루어질 수 있도록 한다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권4호
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• pp.491-498
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• 2018

The cost evaluation for voyage route planning in an ice-covered sea is one of the major topics among ship owners. Information of the ice properties, such as ice type, concentration of ice, ice thickness, strength of ice, and speed-power relation under ice conditions are important for determining the optimal route in ice and low operational cost perspective. To determine achievable speed at any designated pack ice condition, a model test of resistance, self-propulsion, and overload test in ice and ice-free water were carried out in a KRISO ice tank and towing tank. The available net thrust for ice and an estimation of the ice resistance under any pack ice condition were also performed by I-RES. The in-house code called 'I-RES', which is an ice resistance estimation tool that applies an empirical formula, was modified for the pack ice module in this study. Careful observations of underwater videos of the ice model test made it possible to understand the physical phenomena of underneath of the hull bottom surface and determine the coverage of buoyancy. The clearing resistance of ice can be calculated by subtracting the buoyance and open water resistance form the pre-sawn ice resistance. The model test results in pack ice were compared with the calculation results to obtain a correlation factor among the pack ice resistance, ice concentration, and ship speed. The resulting correlation factors were applied to the calculation results to determine the pack ice resistance under any pack ice condition. The pack ice resistance under the arbitrary pack ice condition could be estimated because software I-RES could control all the ice properties. The available net thrust in ice, which is the over thrust that overcomes the pack ice resistance, will change the speed of a ship according to the bollard pull test results and thruster characteristics (engine & propulsion combination). The attainable speed at a certain ice concentration of pack ice was determined using the interpolation method. This paper reports a procedure to determine the attainable speed in pack ice and the sample calculation using the Araon vessel was performed to confirm the entire process. A more detailed description of the determination of the attainable speed is described. The attainable speed in 1.0 m, 90% pack ice and 540 kPa strength was 13.3 knots.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.95-105
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• 2014

CUPID 코드는 기기 스케일(Component scale)의 2상 유동(Two-phase flow) 해석 코드로서 다양한 2상 유동 조건의 실험 자료를 이용하여 검증되어 왔다. 특히, CUPID 코드의 CANDU형 원자로 감속재 탱크 내부 유동 해석능력을 평가하기 위해 1/4 규모 축소 실험장치의 실험결과를 이용하여 검증한 바가 있다. 본 연구에서는 이전 연구를 바탕으로 CUPID 코드를 사용하여 실제 원자로 감속재탱크 내부의 열수력 거동을 해석하였다. 감속재 탱크의 내부 구조는 아주 복잡하기 때문에 다공질 매질 방법을 적용하였으며 탱크 입구노즐 또한 기기 스케일 코드의 취지에 부합하게 아주 단순화하여 모델하였다. 해석결과의 정확성을 결정하는 가장 중요한 요소는 입구노즐의 모델 방법에 있는 것으로 나타났다. 입구노즐을 단순하게 모델하여 입구유량을 경계조건으로 부여하고 발전소 정상운전조건으로 계산한 결과, 부력에 의한 열성층화 현상이 발생하였다. 이는 전혀 타당하지 않은 것으로 입구 유동의 모멘텀을 정확하게 모의하지 않아 발생한 것이 나타났다. 이를 개선하고자 입구 유량과 운동량을 동시에 보존시킬 수 있도록 입구 노즐 면적을 축소하고 속도는 증가시켜서 계산한 결과, 사실적인 내부 유동장을 얻을 수 있었다. 결론적으로 계산 비용효과가 뛰어난 다공질 매질 방법에 입각하여 CUPID 코드를 실규모 감속재 탱크 열유동 해석에 적용할 수 있음을 보였고, 입구노즐의 적절한 모델이 가장 중요한 요소임을 확인하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제19권1호
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• pp.131-143
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• 2000

The unit of a buoyant force included in the 7th national science curriculum for 6th grade students. On the contrary, it seldom that students' conception about buoyant phenomena is studied, even though there has been many studies of students' conceptions of basic science contents. The purpose of this study was to survey the elementary school students' conceptions of a buoyant force, to analyze their cognitive levels, and to explore the relationships between them. Sixth grade students (total numbers is 192) were selected .from 5 .lasses in two elementary schools in a local city of Kyungsangdo. They were asked to respond two kinds of test, which are the Logical Thinking Ability (GALT) to investigate students' cognitive levels and the Buoyant Force Questionnaire (BFQ). We developed BFQ test, based on the 7th national science curriculum for 6th grade and the previous researches of a buoyant force. We, qualitatively, analysed students' frequency of responses about a buoyant force and their types of explanation, and, quantitatively, analysed the relationships between cognitive levels and conceptions of a buoyant force with SPSS/ PC 7.0 programmes. The results of cognitive level showed that half of 6th grade students were in the concrete operational stage, 43.2% in the transitional stage, 6.8% in the formal stage. However, their sub-logical thinking abilities in a combinational, conservational, controlling variables, proportional, probability and correlational logic were very fluctuated from 91% to 8%. The results that only 4.8% of elementary students had correct conceptions of a buoyant force suggest that 6th grade students had great difficulties in understanding of that concept. Their difficulties would originated from the frequent common-sense explanations of a buoyant phenomena in terms of the weight or the unique properties or the contact area of an object or with/without air. Furthermore students' explanations, frequently, changed with context of problems of a buoyant force. Scheffe test of quantitative results that elementary students in the concrete level had 50.6% of concept formation in a buoyant force, the transitional level 54.5%, and in the formal operational level 62.8% showed significant differences of conceptions of a buoyant force with cognitive levels. Therefore the concrete operational elementary students had more difficulties of understanding of a buoyant force than the transitional and formal level, which is required to higher cognitive levels. This conclusion have implications that the unit of a buoyant force have to be presented with concrete activities for majority of students who are in concrete and transitional levels.

• 한국항해항만학회지
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• 제40권1호
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• pp.7-14
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• 2016

구명 조끼는 익수자의 부력을 유지시키는 기능을 가지며, 낮은 해수 온도에서 저체온증에 빠지는 시간을 단축 시킬 수 있는 역할을 할 수 있다. 본 논문은 서멀 마네킹 실험과 수치적 방법을 적용하여 단열성능을 향상 시키기 위해서 개발된 팽창형 구명 조끼와 폼형 구명 조끼의 단열성능 및 저체온증 방지 효과를 평가하였다. 단열성능 평가를 위해서 서멀마네킨을 이용하여 열유속 및 열저항을 계측하였으며, 본 연구에서 제시된 구명 조끼의 단열성능을 기존의 제품과 비교하여 검토하였다. 또한 저체온증에 빠지는 정도를 상대적으로 파악하기 위해서 유한요소해석을 이용하여 구명 조끼의 종류에 따른 체온 저감 시간을 예측하고 이를 비교 평가하였다. 저체온증 예측모델은 Pennes의 신체 열전달 해석 모델을 기반으로 작성되었으며, 실험으로부터 계측한 열저항 값을 이용하여 대류 열전달 조건을 환산하여 계산되었다. 그 결과 본 연구에서 단열성능을 향상시키기 위해서 제시된 하는 구명 조끼가 기존 제품에 비해 단열성능이 우수하게 평가됨을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권4호
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• pp.285-291
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• 2015

해상 사고에 의한 익수자는 저체온증에 의한 사망 위험에 노출되어 있다. 구명 동의 등을 착용함으로써 부력은 유지할 수 있으나 해수의 낮은 온도에 의한 신체의 열손실은 짧은 시간 내에 체온을 하강시키고 그에 따른 저체온증 사망이 우려된다. 전통적인 구명 동의는 고체형 부력체를 사용하여 부력을 향상 시키고 있으나, 구명 동의에 공기를 채움으로써 부력 및 체온 보존 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 고체형 충진재를 이용한 기존의 비 팽창형 구명 동의와 공기를 채운 팽창형 구명 동의의 단열 성능을 비교하고, 각각의 방법이 체온 변화에 미치는 영향을 정성적으로 평가하고자 한다. 먼저 열저항 모델을 이용한 대략적인 단열 성능의 비교를 실시하고, 유한요소법을 이용하여 Pennes의 신체 열전달 해석을 수행하여 시간에 따른 체온 변화를 수치적으로 검토하였다.

• Ocean and Polar Research
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• 제44권4호
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• pp.269-285
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• 2022

The interaction between ocean and ice shelf is a critical physical process in relation to water mass transformations and ice shelf melting/freezing at the ocean-ice interface. However, it remains challenging to thoroughly understand the process due to a lack of observational data with respect to ice shelf cavities. This is the first study to simulate the variability and circulation of water mass both overlying the continental shelf and underneath an ice shelf and an ice tongue in the Terra Nova Bay (TNB), East Antarctica. To explore the properties of water mass and circulation patterns in the TNB and the corresponding effects on sub ice shelf basal melting, we explicitly incorporate the dynamic-thermodynamic processes acting on the ice shelf in the Regional Ocean Modeling System. The simulated water mass formation and circulation in the TNB region agree well with previous studies. The model results show that the TNB circulation is dominated by the geostrophic currents driven by lateral density gradients induced by the releasing of brine or freshwater at the polynya of the TNB. Meanwhile, the circulation dynamics in the cavity under the Nansen Ice shelf (NIS) are different from those in the TNB. The gravity-driven bottom current induced by High Salinity Shelf Water (HSSW) formed at the TNB polynya flows towards the grounding line, and the buoyance-driven flow associated with glacial meltwater generated by the HSSW emerges from the cavity along the ice base. Both current systems compose the thermohaline overturning circulation in the NIS cavity. This study estimates the NIS basal melting rate to be 0.98 m/a, which is comparable to the previously observed melt rate. However, the melting rate shows a significant variation in space and time.