• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.1007-1018
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• 2009

Hydrocyclone은 높은 수면적부하율 운전이 가능하고, 구동부분이 없고, 운전 및 유지관리비가 적게 소요되어 미세입자물질제거에 효과적인 장치로 다양한 산업 분야에서 활용되고 있다. Hydrocyclone에 나선형 유입부를 통해 직각으로 유입되어 중력이 아닌 원심력에 의해 입자물질이 하부배출구로 분리되고 처리수는 vortex finder를 통해 배출된다. 입자분리에 hydrocyclone은 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 도시지역 강우유출수 처리사례는 드문 실정이다. 본 연구에서는 변형된 hydrocyclone과 perlite 여재를 조합한 hydrocyclone filter (HCF)을 이용하여 강우유출수내 미세입자의 제거능을 분석하였다. 입자물질들은 인공입자들을 이용하여 강우유출수내 입자농도를 모의 실험하였다. 인공입자들을 물에 분산시켜 강우유출수를 재현하였는데 사용한 입자들은 이온교환 수지, 도로측구 퇴적물질, 상업지역 맨홀퇴적물질, 그리고 실리카겔 등이다. 하부배출부와 vortex finder 구조를 달리하여 HCFopen system과 HCF-closed system으로 구분하여 처리능을 분석하였다. HCF장치는 아크릴 수지를 이용하였는데 hydrocyclone의 직경은 120 mm이고 여과조의 직경은 250 mm이고 전체적인 높이는 800 mm로 제작하였다. 운전조건별 유입수 농도와 입경을 다양하게 적용하였고 SS와 COD농도를 분석하여 처리효율을 산정하였다. HCF-open system의 경우 운전 가능한 최대 수면적부하율은 700 $m^3/m^2$/day이었고 HCF-closed system의 경우 수면적부하율 1,200 $m^3/m^2$/day까지이다. HCF-open system 운전결과 HCFclosed system에 비교하여 평균 수면적부하율은 2배 이상 높게 운전이 가능하며 처리효율도 8~20% 이상 향상되는 것으로 분석되었다. 또한 유입수 SS농도가 높을수록 처리효율이 증가하며, 입경이 클수록 수면적부하율의 변화에 대한 처리효율의 영향이 적은 것으로 분석되었다. HCF-closed system의 실험을 통한 수면적부하율 변화에 대한 실리카겔입자의 제거 효율과 CFD입자추적기법을 이용한 예측 처리효율을 비교한 결과 CFD에 예측효율이 실제실험결과와 비교하여 다소 높게 나타나지만 처리효율의 경향은 매우 유사하게 나타나 CFD추적기법을 이용한 HDS유형 처리장치 설계 시 유용한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권1호
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• pp.130-137
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• 2012

본 연구는 산지계류의 자연친화적 복원을 위해 산지 계류 특성에 적합한 안정성과 구조를 가지면서 계안 보호 및 복원이 가능하도록 식생기반재 돌망태 공법을 개발하고, 개발 공법의 치수안정성, 생태계 구조 및 기능, 경관에 대한 모니터링을 통해 공법의 효능을 평가하는데 그 목적이 있다. 본 보에서는 개발된 계류복원을 위한 식생기 반재 돌망태 공법 중 식생기반재 돌망태 옹벽 공법의 사면안정효과를 중심으로 개발 공법의 효능을 정리, 보고하였다. 개발된 식생기반재 돌망태 옹벽의 표준형태는 배면이 수직인 사다리꼴 상자이며, 전면에 경사각 $60^{\circ}{\sim}65^{\circ}$의 비탈면을 조성하여 식생의 상향 생육이 가능하도록 조치하였다. 식생기반재 돌망태 옹벽의 수리학적 안정성 분석 결과 식생으로 피복되었을 때 가장 높은 한계전단응력을 가지는 것으로 나타났으며, 많은 유량에서도 안정된 계안보호효과를 발휘하는 것으로 분석되었다. 또한, 식생기반재 돌망태 옹벽의 활동 및 전도에 대한 안정 해석 결과 적정 안전계수 1.5를 훨씬 상회하는 것으로 나타나 본 연구에서 시공한 식생기반재 돌망태 옹벽은 활동 및 전도에 대한 안정성을 가지는 것으로 분석되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제100권2호
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• pp.154-164
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• 2011

본 연구는 우리나라 험준한 급경사 지형의 단목중심의 목재생산시스템 등에 적합하고 사방사업, 임도사업 등의 다양한 산림작업에 유용하게 활용할 수 있는 다목적의 반궤도식 산림작업차 개발을 목적으로 실시하였다. 산림작업차량의 기본 차체는 최소회전반경 설계기준과 작업도 폭을 고려하여 차체프레임부의 총길이는 5,750 mm, 차체의 폭은 1,900 mm, 적재부의 적재용량은 약 $2.5m^{3}$으로 설계 제작하였다. 동력원은 3,400 rpm의 최대 96마력 출력의 엔진을 선정하였으며, 유압펌프는 2개의 주펌프와 2개의 보조펌프로 나누어 선정하고, 주펌프는 전후좌우 4개의 주행용 유압모터에 사용하고, 보조펌프는 각종 작업기에 사용하도록 설계 제작하였다. 동력전달방식은 HST(Hydro-Static Transmission) 시스템을 적용하였고, 주행부는 조향가능한 전방 고무바퀴와 무한 궤도형으로 회전하는 후방 크롤러로 설계 제작하고, 조향방식은 애커만 조향방식을 채택하였다. 주행조작부는 일반 자동차의 운전 및 운전석 형태로 설계 제작하였으며, 보조장치로 윈치와 로그그래플 및 아웃트리거를 장착하였다. 시작기의 공차시 임도의 주행속도는 저속 5.3 km/hr, 고속 7.7 km/hr로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권3호
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• pp.116-121
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• 2004

고밀도 순환여과식 해산어 양식장의 순환수 처리에 EMMC공정의 적용 가능성을 평가하기 위한 실험을 실시하였다. 처리공정의 운전효율에 유기물 및 암모니아성 질소 부하가 미치는 영향을 평가하기 위하여 수리학적 체류기간을 12시간에서 10분까지 점차적으로 줄여가며 실험을 실시하였다. HRT 2시간까지는 수리학적 체류시간 변화에 따른 제거효율 변화가 거의 없었으나 그 이하의 체류시간에서는 체류시간 단축에 따른 제거효율의 감소가 비교적 크게 나타났다. COD의 경우에는 체류시간 단축에 따른 급격한 제거효율의 변화가 관측되지 않았으며 10분 정도의 체류시간에서도 90％이상의 제거효율을 나타내었다. 메디아 충진율에 따른 반응조 운전효율변화를 보면 HRT가 1시간보다 긴 경우에는 메디아 충진율에 따른 제거효율 변화가 극히 미미하였다. 그러나 1시간 이하의 체류시간에서는 그 차가 상당히 크게 나타나 충진량이 많을수록 제거효율이 높게 나타났으나 50％이상의 메디아 충진이 반응조 운전효율 측면에서는 큰 역할을 하지 못함을 나타내어 경제성 등을 고려할 경우 25％정도만을 충진 시키는 것이 오히려 합리적이라 판단되었다. 이와 같은 경향은 암모니아성 질소 제거의 경우에도 유사한 양상을 나타내었다. 메디아 충진율 50％와 75％사이에는 처리효율의 차이가 거의 없었고 25％충진 반응조와의 차이도 그리 크지 않은 것으로 나타났다.

• 대한관절경학회지
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• 제8권1호
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• pp.37-44
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• 2004

목적: 잠김(Locking)이 가능한 이동 매듭의 (sliding knot) 최적 매듭 유지력 (knot-holdingcapacity KHC)을 가지기 위한 추가적인 반 매듭의 (additional half-hitches) 개수를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 4가지의 관절경적 이동 매듭법 (Duncan매듭법, Field 매듭법, Giant매듭법, SMC매듭법)을 대상으로 매듭 유지력을 실험하였다. 각각의 매듭을 만들기 위해 처음의 이동 매듭과 추가적인 5개의 반 매듭으로 구성된 6개의 연속적인 매듭을 만들었다. 각각의 추가된 반 매듭은 서로 교차하며 매듭의 지대 (post)도 교차하여 매는 방식으로 (reversing half-hitches with alternate posts, RHAPS) 하였다. 각각의 연속적인 매듭을 구성하기위해 No.2 Ethibond봉합사를 이용하여 각각의 매듭 형태에 12개의 매듭을 만들었다. 매듭의 인장 및 유지력 실험은 servohydraulic material testing system(Instron 8511, MTS, Minneapolis, MN)으로 주기적 부하(cyclic loading)를 시켜, 임상적으로 실패라 규정한 3 mm의 전위가 생길 때까지의 부하 (load to clinical failure). 매듭이 완전히 실패했을 때의 부하 강도 (load to ultimate failure), 그리고 실패 형태 (mode of failure)를 측정하였다. 결과: 추가적인 반 매듭이 없는 최초의 이동 매듭 자체로는 대부분 주기적 부하에 의해 매듭의 실패를 보였다. 주기적 부하 검사에서 각각의 추가적인 반 매듭이 증가할수록 평균 전위 값은 감소하였다. SMC 매듭법과 Giant 매듭법은 하나의 추가적인 반 매듭 이후로 0.1 mm이하의 전위 값을 보였고 Field와 Duncan 매듭법은 3개의 추가 반매듭이 필요하였다. SMC 매듭법과 Duncan 매듭법은 80 N을 견디기 위해 단 하나의 추가 반 매듭이 필요하였고, Field와 Giant 매듭법은 2개의 추가 반 매듭이 필요하였다. 100 N이상의 부하를 견디기 위해서는 SMC 매듭법은 3개의 추가 반 매듭이 필요하였고, 다른 3가지의 매듭법은 4개의 추가 반 매듭이 필요하였다. 추가 반 매듭이 증가함에 따라 봉합사는 풀리는 것보다 끊어지는 양상을 보였다. Duncan매듭법은 5개의 추가 반 매듭 이후에도 풀림현상을 보였고, 다른 3개의 매듭법은 3개의 추가 반 매듭 이후엔 75%이상이 봉합사의 풀림 현상보다는 끊어지는 양상을 보였다. (SMC, Field 매듭법은 92%, Ciant 매듭법은 75%)결론: 어떤 매듭법이라도 이동 매듭법 만으로는 주기적 부하 검사를 견디지 못했다. 모든 종류의 실험에서 SMC 매듭법은 최소2개의 두개의 추가 반 매듭이 필요하였다. Duncan 매듭법은 최적 매듭 유지력을 위해 3개 이상의 추가 반 매듭이 필요하였다. 모든 매듭법에서 3개나 그 이상의 추가 반 매듭이 최적 유지력에서 정점에 가까운 양상을 보였다.

• 에너지공학
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• 제11권3호
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• pp.237-246
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• 2002

한국형차세대원자로 APR-1400의 안전감압계통이 작동하면 물, 공기 및 증기가 sparger를 통해 격납건물 내 핵연료재장전 수조로 차례로 방출된다. 방출 과정 중 생기는 여러 현상 중에서 수조 내의 공기 기포군은 저주파, 고진폭의 진동 하중을 발생하며, 주파수가 침수 구조물의 고유 주파수와 거의 같은 경우에는 구조물에 심각한 영향을 줄 수 있다. 이러한 현상은 복잡하기 때문에 주파수와 하중에 대한 규명은 주로 실험에 의존해 왔으며 수치해석적 연구는 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 sparger를 통해 수조 내로 방출되는 공기 기포군의 거동에 대한 수치해석을 상용 열수력 해석 코드인 FLUENT Version 4.5를 사용하여 수행하였다. 다상유동 해석모델중 VOF(Volume Of Fluid)모델을 사용하여 물, 공기 및 증기 등의 다상유동을 모의하였다. 해석결과를 sparger 개발을 위해 ABB-Atom이 수행하였던 실험결과와 비교하여 만족할만한 결과를 얻었다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권5호
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• pp.457-465
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• 2004

The objective of this study is to evaluate the possibility to apply the Moving Bed Biofilm Reactor(MBBR) in the activated sludge treatment process with existing aerobic HRT. Optimal operation conditions were assumed according to the analysis of organic matter and nutrients removal efficiencies depending on loading variations. The process was operated under different conditions: RUN I(HRT=7.14hr, $I{\cdot}R=100%$), RUN II(HRT=6.22hr, $I{\cdot}R=100%$), RUN III(HRT=6.22 hr, $I{\cdot}R=150%$), RUN IV(HRT=6.22hr, $I{\cdot}R=200%$), the TBOD removal efficien cies are 88%, 88.5%, 94.6%, 97.6%, respectively. Overall TSS removal efficiency is 90%, and it is increasing in RUN IV. In the case of Nitrogen, the highest removal efficiency of 90% was observed in RUN III and RUN IV, Nitrification and Denitrification rates are 0.013-0.016kg $NH_3-N/kg$ Mv-d and 0.009-0.019kg $NO_3/kg$ Mv-d, respectively. Phosphorus removal efficiencies are 89.6% in RUN I, 91.5% in RUN II, 84.3% in RUN III, and 76.4% in RUN IV. The process under shorter SRT yields better performance in terms of phosphorus removal. It was noticed that to achieve the effluent phosphorus concentration ofless than 1mg/L and removal efficiency higher than 80%, SRT should not be longer than 10 days. Experimental result shows that HRT of 6.22 hours is suitable for this treatment process, and, as a result, the aerobic reactor including moving media and DO depletion tank have a sufficient effect to the process performance.

• 한국물환경학회지
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• 제22권3호
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• pp.546-556
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• 2006

The purpose of this study is to improve the polluted stream water quality by pilot-scale five different constructed wetlands (CWs). Cell 1 to 3 are newly designed 2SFCW (Surface-subsurface flow CW) with 1 to 3 flow shifters (FS) in the middle of the wetland system. Cell 4 and 5 are control CW (CCW), but Cell 5 is the same type as Cell 3. The FS, which converts the route of surface and subsurface flow between two wetlands connected in series, was able to enhance the treatability of TN via nitrification and denitrification and of SS due to filtration and sedimentation. The void fraction and dispersion number of Cell 1, 2 and 3 obtained from the RTD analysis were found to be 0.73 and 0.17, respectively. COD and TP removal efficiencies of Cell 1 to 3 were similar to that of Cell 4 and 5. SS removal efficiencies of Cell 1 to 3 and 5 with FS were 5-10% higher than that of Cell 4 without FS. TN removal efficiencies of Cell 1 to 3 were 3-14% higher than that of Cell 4 and 5. The average $R^2$ values of COD, SS, TN and TP obtained from nonlinear regression analysis were similar to the results of other researchers.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권5호
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• pp.567-582
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• 2022

In the present study, a series of physical experiments and numerical simulations were conducted to investigate the effects of mode I and mixed-mode I/II cracks on the fracture modes and stability of roadway tunnel models. The experiments and simulations incorporated different inclination angle flaws under both static and dynamic loads. The quasi-static and dynamic testing were conducted by using an electro-hydraulic servo control device and drop weight impact system (DWIS), and the failure process was simulated by using rock failure process analysis (RFPA) and AUTODYN software. The stress intensity factor was also calculated to evaluate the stability of the flawed roadway tunnel models by using ABAQUS software. According to comparisons between the test and numerical results, it is observed that for flawed roadways with a single radical crack and inclination angle of 45°, the static and dynamic stability are the lowest relative to other angles of fractured rock masses. For mixed-mode I/II cracks in flawed roadway tunnel models under dynamic loading, a wing crack is produced and the pre-existing cracks increase the stress concentration factor in the right part of the specimen, but this factor will not be larger than the maximum principal stress region in the roadway tunnel models. Additionally, damage to the sidewalls will be involved in the flawed roadway tunnel models under static loads.

• 대한환경공학회지
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• 제34권10호
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• pp.694-701
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• 2012

본 연구는 여재를 장착한 수리동역학적 여과분리장치(HSF)와 태양전지 구동형 수중펌프를 조합한 장치의 여재 역세척 가능성에 대하여 분석하였다. 수중펌프는 12볼트 직류모터로 구동되며 태양전지와 축전지로 가동된다. 수리동력학적 분리장치와 펄라이트 여재를 충진한 카트리지에 역세척용 노즐을 장착하였다. 입자물질들은 인공입자들을 이용하여 강우유출수내 입자농도를 모의 실험하였다. 인공입자들을 물에 분산시켜 강우유출수를 재현하였는데 사용한 입자들은 이온교환수지 입자, 실리카젤 입자, 그리고 상업지역 맨홀퇴적물질 입자 등이다. HSF장치는 아크릴 수지를 이용하였는데 여과조의 직경은 250 mm이고 전체적인 높이는 800 mm로 제작하였다. 유입수 SS 농도와 입경, 다양한 수면적 변화를 변화에 대한 역세척 방법별 SS 처리효율을 산정하였다. 전체적인 수면적부하율 범위는 308~$1,250m^3/m^2/day$이다. 태양전지를 이용한 최소한의 전력으로 구동되는 펌프를 이용하여 역세척을 실시한 결과 2대의 수중 펌프를 가동하여 역세척 시 역세척하지 않은 여재와 비교하여 약 18% 처리효율 증가효과를 나타내었다. 비점오염 처리장치에 소규모 태양전지를 활용하여 여재를 역세척할 경우 처리효율을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.