• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.574-574
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• 2016

유역으로 유입되는 오염물질의 발생원은 점오염원과 비점오염원으로 구분할 수 있으며 점오염원의 경우 생활하수, 산업폐수, 그리고 축산폐수에 대해 처리시설 확충 및 기술개발을 통해 관리하고 있다. 비점오염원에서의 오염물질 유출은 토지이용, 강우, 불특정적인 오염물질 투입상태 등에 따라 다르며, 지역적 특성에 영향을 받기 때문에 불확실성이 고려되어야 한다. 특히 농촌지역에서의 비점오염은 접근이 어렵고 관리주체가 모호하여 좀처럼 규명되지 않았으며, 전국적으로 그 영향이 정량화되지 않아 실질적인 관리 및 대책마련에 어려움이 있었다. 특히, 가축분뇨의 발생으로부터 처리, 자원화에 이르기까지 각 관리체계에 있어서 축산비점오염의 배출경로와 수계오염부하량, 수질환경 영향을 정밀하게 분석하여 향후 대책마련을 위한 기초자료를 확보할 필요가 있다. 또한 전국적으로 비점오염이 수계에 미치는 영향과, 그 중 축산비점오염의 영향을 면밀히 분석하여 향후 정책 및 제도개선을 위한 과학적 기초자료로서 활용할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 축산 밀집 지역을 대상으로 오염원 조사를 통해 강우시 비점오염 모니터링 지점을 선정 하였으며, 년5회씩 강우 모니터링을 하여 기초데이터를 축적 하였다. 대상지역은 강원도 횡성군에 위치한 일리천 유역이며 농가 수는 총 90개의 농가가 위치하고 있는데 그 중 돼지 1,467마리, 한우 1,957마리, 젖소 581마리, 개 2,880마리, 닭 75,000마리, 사슴 4마리로 조사되었다. 대상유역을 대상으로 배출부하량을 조사한 결과 BOD 배출부하량은 총 509.3 kg/day, T-N 배출부하량은 총 331.5 kg/day, T-P 배출부하량은 총 28.3 kg/day로 조사되었다. 유출특성을 파악하기 위하여 유량가중평균농도(Event Mean Concentration, EMC)를 산정한 결과 BOD의 경우 MW-4에서 1.2 mg/L - 7.2 mg/L, MW-5에서 0.8 mg/L - 6.3 mg/L, MW-7에서 0.7 mg/L - 5.2 mg/L의 범위를 보였다. T-N의 경우 MW-4에서 1.426 mg/L - 5.321 mg/L, MW-5에서 1.205 mg/L - 4.27 mg/L, MW-7에서 0.989 mg/L - 3.859 mg/L의 범위를 보였다. T-P의 경우 MW-4에서 0.245 mg/L - 0.632 mg/L, MW-5에서 0.236 mg/L - 0.596 mg/L, MW-7에서 0.213 mg/L - 0.521 mg/L의 범위를 보였다. 본 연구에서 EMC를 산정한 방법은 평시 수질 및 유량을 정하는 기준에 따라 값이 많이 달라질 수 있다. 따라서 합리적으로 평시 부하량을 제외하고 강우시의 영향을 파악할 수 있는 EMC 산정방법에 대한 추가적인 고찰이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.311-319
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• 2017

철도차량의 1차 현가장치는 윤축과 대차를 구속하는 장치로써 각 방향의 강성에 따라 차량의 동특성에 큰 영향을 미치며, 동특성을 향상시키기 위해서는 각 방향 강성을 다르게 요구하는데 일반적인 현가장치의 형상으로는 각 방향의 강성을 다르게 설계하기란 어렵다. 따라서 본 논문에서는 코니칼 러버 스프링(Conical rubber spring)을 이용하여 각 방향의 강성을 다르게 설계할 수 있도록 최적화 기법을 적용하여 목표값과 해석값의 RMS(Root Mean Square) 값을 이용하여 최적화를 수행하고 최적형상을 토대로 모델의 취약부의 형상을 보완하여 최종 모델을 제안한다. 실제 모델을 개발하여 정하중 시험을 통해 목표 강성값과 약 7.7%의 편차평균을 나타내 최적화 모델의 신뢰성을 입증하였다. 또한 최종 강성값을 다물체 동역학 모델에 적용하여 안정성과 곡선 주행성능 해석을 수행하였으며 적용모델의 임계속도는 대상 모델의 주행 최고속도인 110km/h 보다 높은 190km/h이며 차륜의 마모지수는 기존대비 34% 감소하여 조향 성능이 향상되었음을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제28권2호
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• pp.71-87
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• 2019

The yaw and interference effects of blades affect aerodynamic performance of large wind turbine system significantly, thus influencing wind-induced response and stability performance of the tower-blade system. In this study, the 5MW wind turbine which was developed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics (NUAA) was chosen as the research object. Large eddy simulation on flow field and aerodynamics of its wind turbine system with different yaw angles($0^{\circ}$, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$ and $45^{\circ}$) under the most unfavorable blade position was carried out. Results were compared with codes and measurement results at home and abroad, which verified validity of large eddy simulation. On this basis, effects of yaw angle on average wind pressure, fluctuating wind pressure, lift coefficient, resistance coefficient,streaming and wake characteristics on different interference zone of tower of wind turbine were analyzed. Next, the blade-cabin-tower-foundation integrated coupling model of the large wind turbine was constructed based on finite element method. Dynamic characteristics, wind-induced response and stability performance of the wind turbine structural system under different yaw angle were analyzed systematically. Research results demonstrate that with the increase of yaw angle, the maximum negative pressure and extreme negative pressure of the significant interference zone of the tower present a V-shaped variation trend, whereas the layer resistance coefficient increases gradually. By contrast, the maximum negative pressure, extreme negative pressure and layer resistance coefficient of the non-interference zone remain basically same. Effects of streaming and wake weaken gradually. When the yaw angle increases to $45^{\circ}$, aerodynamic force of the tower is close with that when there's no blade yaw and interference. As the height of significant interference zone increases, layer resistance coefficient decreases firstly and then increases under different yaw angles. Maximum means and mean square error (MSE) of radial displacement under different yaw angles all occur at circumferential $0^{\circ}$ and $180^{\circ}$ of the tower. The maximum bending moment at tower bottom is at circumferential $20^{\circ}$. When the yaw angle is $0^{\circ}$, the maximum downwind displacement responses of different blades are higher than 2.7 m. With the increase of yaw angle, MSEs of radial displacement at tower top, downwind displacement of blades, internal force at blade roots all decrease gradually, while the critical wind speed decreases firstly and then increases and finally decreases. The comprehensive analysis shows that the worst aerodynamic performance and wind-induced response of the wind turbine system are achieved when the yaw angle is $0^{\circ}$, whereas the worst stability performance and ultimate bearing capacity are achieved when the yaw angle is $45^{\circ}$.

• 한국습지학회지
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• 제24권4호
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• pp.367-376
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• 2022

LID 기술은 다양한 토지이용에서 발생되는 비점오염원(NPS)을 저감하는 기술이다. 점오염과 비점오염원의 증가와는 별도로 불투수지역 내 도심지는 일반적으로 도시기후에 영향을 준다. 본 연구에서는 LID 기술이 도시열섬현상(UHI)을 저감에 대한 영향분석을 공주대학교를 대상으로 수행하였다. 공공부지인 학교는 보행자의 통향량, 차량운행이 특정시기에 증가되기에 일반적인 원단위 부하량보다 낮은것으로 나타났다. LID 시설은 강우유출수 내 오염물질을 여재부 내 흡착, 여과 등을 통해 오염물질이 저감되는 것으로 분석되었다. 또한 LID 시설 내 강우유출수 저감 및 저류를 통해 유역 내 불투수면적보다 최대 7.2 ℃ 낮은것으로 나타났다. 따라서 LID 시설은 비점오염물질 저감 및 도시열섬 현상을 완화시키는 것으로 분석되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권6호
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• pp.491-500
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• 2022

큰 상부 형상을 가지는 FLNG (Liquefied Natural Gas Floating Production Storage Offloading Units, LNG FPSOs) 등의 해양구조물은 안정적인 운동성능 확보 및 계류라인 설계에 있어 정도 높은 풍하중 추정이 필수적이다. 따라서 본 연구의 목적은 FLNG의 풍하중 추정을 위한 수치해석 기법을 개발하는 데 있다. 특히, 본 연구에서 개발한 수치해석 기법은 저자의 이전연구를 FLNG에 맞추어 수정하였다. 풍하중 추정을 위한 수치해석은 15° 간격으로 0-360° 범위에서 균일 풍속 조건과 풍속 프로파일을 적용한 NPD (Norwegian Petroleum Directorate) 조건에서 수행하였다. 먼저, NPD 모델 풍속 프로파일 모델 개발을 위해 Sand-Grain Roughness 변화에 따른 풍속 프로파일을 분석하였다. 개발된 NPD 모델을 이용하여 3가지 풍향 (Head, Quartering & Beam)에 대한 메쉬 수렴성 시험을 수행하였다. 최종적으로 개발된 NPD 모델과 메쉬를 이용하여 균일한 풍속 조건과 NPD 조건에서의 풍하중을 평가하고 비교하였다. 본 연구에서는 RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) 기반 Solver인 STAR-CCM+ (17.02)를 이용하였다. 결과를 요약하면, 풍속 프로파일을 적용한 NPD 모델에서의 풍하중은 균일 풍속(10m/s) 조건과 비교하여, Surge와 Yaw 하중이 최대 20.35 % 와 34.27% 증가하였다. 특히, 특정 일부 구간에서만 큰 하중의 차이를 보인 Sway (45°< α < 135°, 225°< α < 315°)와 Roll (60° < α < 135°, 225° < α < 270°)은 구간별 평균 증가율이 15.60%와 10.89% 수준으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2B호
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• pp.225-231
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• 2006

최근 들어 오염총량관리제의 시행과 함께 비점오염원 관리의 중요성이 커지고 있다. 오염총량이란 하천수질의 개선을 위하여 도입하였으며 유역이란 개념을 도입하였다. 하천수계로 유입되는 오염물질 부하량은 점오염원 부하량, 비점오염 부하량 및 안전율의 합으로 산정이 되고 있다. 그러나 일반적으로 유역 및 강우 특성에 기인하여 유출되는 비점오염원의 특수성 때문에 안전율을 보통 10% 정도로 두고 있다. 이러한 불확실성은 다양한 요인에 기인하는데, 모니터링을 통한 기초자료의 부족이 가장 원인으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구는 다양한 비점오염원 중에서 포장율이 높아 오염물질의 유출이 높은 고속도로 지역에서의 오염물질 유출 부하 원단위 산정을 위하여 가장 필수적으로 요구되는 오염물질의 EMC 및 유출부하량 산정을 위하여 수행되었다. 고속도로의 경우, 높은 포장율과 많은 자동차의 운행으로 인하여 건조기간 동안 오염물질들의 축적이 높은 지역이며, 강우시 집중적으로 인근 수계로 유입되기에 비점오염원 관리에서 매우 중요한 토지이용으로 고려되고 있다. 그러나 현재 국내에서는 비점오염원에 관한 기초 연구가 미흡하여 고속도로 등을 포함한 각종 토지이용에서의 비점오염원에 관한 기초 자료의 부족이 매우 심각한 상황이다. 본 연구를 수행하기 위하여 국내 5개의 고속도로 지점에서 모니터링이 수행되었으며, 각 지점별 자동 유량 및 강우량 측정계를 설치하여 자료를 수집하였다. 모니터링 자료는 고속도로에서의 비점오염물질 EMC 및 부하량 산정을 위하여 사용되었다. EMC에 관한 95% 신뢰구간을 살펴보면, TSS의 경우 45.52-125.76 mg/L, COD는 52.04-95.48 mg/L, TN은 1.77-4.48 mg/L 그리고 TP의 경우 0.29-0.54 mg/L의 범위로 나타났다. 부하량에 관한 95% 확신범위는 TSS가 $712.7-2,418.4mg/m^2$의 범위를 보였으며, COD의 경우 $684.1-1,779.6mg/m^2$의 범위로 나타났다.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.297-304
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• 2023

첨단 전자 제품 산업의 비약적인 발전은 환경적 측면에서 고농도 암모니아 폐수의 증가를 초래했다. 고농도 암모니아 폐수를 안정적으로 처리하기 위해 다양한 방법의 기술이 시도되고 있으나, 지금까지 성공적인 기술이 개발되어 적용되지는 못하고 있다. 본 연구에서는 첨단 전자산업에서 발생하는 고농도 암모니아 함유 폐수에 대하여 밀폐(closed) 순환형 대향류 충전탑 형식의 실증설비를 이용하여 온도, 공기부하율 그리고 폐수부하율 변화에 따른 암모니아성 질소의 제거효율과 제거 특성을 평가하였다. 폐수량 20.8 m³ h^-1, 공기량 18,000 Nm³ h^-1의 운전 조건에서 온도를 45, 50, 55 그리고 60℃로 변경하여 운전한 결과, 암모니아성 질소(NH₃-N)의 제거율은 각각 87.5, 93.4, 96.8 및 98.7%로 온도가 제거율에 미치는 가장 큰 영향 인자임을 알 수 있었다. 공기부하율을 증가시키면 제거율도 증가하나, 흡수탑의 액적(droplet)이 탈기탑으로 유입되어 제거율 증가는 크지 않았다. 폐수 부하율이 변경되어도 제거율은 크게 변하지 않았는데, 이는 제거율에 영향이 없는 것이 아니라, 상대적으로 높은 공기부하율에 기인한 것으로 판단된다. 실증연구를 통해 암모니아 탈기법은 첨단 전자산업에서 발생하는 고농도 암모니아 폐수를 안정적으로 처리할 수 있는 적정한 공법임을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.163-171
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• 2024

본 논문에서는 다목적 구조물인 다중연결 해양부유체를 대상으로 변형 기반 모드 차수축소법을 적용하고 차수축소모델의 구조응답 예측 성능을 향상시키기 위해 유전 알고리즘 기반의 센서 배치 최적화를 수행하였다. 다중연결 해양부유체의 차수축소모델 생성에 필요한 변형 기반 모드 데이터를 얻기 위해 다양한 규칙파랑하중조건에 대한 유체-구조 연성 수치해석을 수행하고 변형 기반 모드의 직교성, 자기상관계수를 이용하여 주요 변형 기반 모드를 선정하였다. 다중연결 해양부유체의 경우 차수축소모델의 구조응답 예측 성능이 계측 및 예측 구조응답 위치에 따라 민감하기 때문에 유전 알고리즘 기반의 최적화를 수행하여 최적의 센서 배치를 도출하였다. 최적화 결과, 모든 센서 배치 조합에 대한 차수축소모델 생성 및 예측 성능 평가 대비 약 8배의 계산 비용을 절감하였으며, 예측 성능 평가 지표인 평균 제곱근 오차가 초기 센서 배치보다 84% 감소하였다. 또한, 다중연결 해양부유체 모형시험 결과를 이용하여 불규칙파랑하중에 대한 최적화된 센서 배치의 차수축소모델의 구조응답 예측 성능을 평가 및 검증하였다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권6호
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• pp.638-648
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• 2022

Objective: The study aimed to investigate the diurnal variation in cervical disc hydration and its relationship with cervical degeneration. Materials and Methods: C3-C7 discs of 86 prospectively enrolled participants (37 males, 49 females; mean age ± standard deviation, 23.5 ± 2.5 years) were assessed using T2 mapping in the morning and evening. All discs were stratified by Miyazaki grade or C2-C7 Cobb angle and T2 values (T2). The degree of diurnal T2 variation (T2-DDV), defined as (morning T2 - evening T2)/morning T2 x 100%, was measured for the entire disc, annulus fibrosus (AF), nucleus pulposus (NP), and endplate zones. Results: T2 of the entire disc decreased significantly after the daytime load (p < 0.001), with a T2-DDV of 13.3% for all discs and 16.0%, 12.2%, and 13.0% for healthy (grade I), mild degenerative (grade II), and advanced degenerative (grade III/IV) discs, respectively. T2 of regional NPs and AFs decreased significantly from morning to evening (p ≤ 0.049) except in the healthy anterior inner AF (p = 0.092). Compared with healthy discs, mild degenerative discs displayed lower T2 and T2-DDV in regional NPs (p < 0.001). Advanced degenerative discs showed higher T2-DDV in the anterior inner AF compared with healthy discs (p = 0.050). Significant diurnal T2 changes in the endplate zones were observed only in healthy discs (p = 0.013). Cervical discs in the low Cobb angle group showed higher T2-DDV in the anterior AFs and anterior NP and lower T2-DDV in the posterior AF than those in the high Cobb angle group (p ≤ 0.041). Conclusion: This study characterized the diurnal variation in hydration of the cervical discs as assessed using T2 mapping and revealed early chemo-mechanical coupling dysfunction in degenerating discs. Cervical sagittal alignment on MRI can affect the diurnal stress patterns of the cervical discs. T2 mapping is sensitive to disc biomechanical dysfunction and offers translational potential from biomechanical research to clinical application.

• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제13권1호
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• pp.53-70
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• 2024

Background: The conventional deadlift is a popular exercise for enhancing trunk, core, and lower extremity strength. However, its use in sports medicine is constrained by concerns of lumbar injuries, despite evidence supporting its safety and rehabilitative benefits. To optimize muscle activation using resistive bands in variable resistance therapy, we explored their feasibility in the deadlift. Design: Comparative experimental design Methods: Surface electromyography recorded muscle activity in the trunk and lower extremities during lifting, with normalization to the isometric Floor Lift using Maximal Voluntary Contraction. Kinematics were measured using inclinometer sensors to track hip and trunk sagittal plane angles. To prevent fatigue, each subject only used one of the three pairs of bands employed in the study. Results: Our study involved 45 healthy subjects (mean age: 30.4 ± 6.3 years) with similar baseline characteristics, except for years of lifting and strength-to-years-of-lifting ratio. Various resistance band groups exhibited significantly higher muscle activity than conventional deadlifts during different phases. The minimal resistance band group had notably higher muscle activity in the trunk, core, and lower extremity muscles, particularly in the end phase. The moderate resistance band group showed increased muscle activity in the mid-and end-phases. The maximum resistance band group demonstrated greater muscle activity in specific muscles during the early phase and overall higher activity in all trunk and lower extremity muscles in the mid and end phases of the deadlift (p<0.05). Conclusion: Our findings provide valuable insights into muscle activation with various resistance bands during deadlift exercise in clinical and gym settings. There appears to be a dose-response relationship between increased resistance bandwidth, external load, myoelectric activation, and range.