• 한국환경과학회지
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• 제30권3호
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• pp.195-206
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• 2021

Contaminated marine sediment is a secondary pollution source in the coastal areas, which can result in increased nutrients concentrations in the overlying water. We analyzed the nutrients release characteristics into overlying water from sediments and the interaction among benthic circulation of nitrogen, phosphorus, iron, and sulfur were investigated in a preset sediment/water column. Profiles of pH, ORP, sulfur, iron, nitrogen, phosphorus pools were determined in the sediment and three different layers of overlying water. Variety types of sulfur in the sediments plays a significant role on nutrients transfer into overlying water. Dissimilatory nitrate reduction and various sulfur species interaction are predominantly embodied by the enhancing effects of sulfide on nitrogen reduction. Contaminant sediment take on high organic matter, which is decomposed by bacteria, as a result promote bacterial sulfate reduction and generate sulfide in the sediment. The sulfur and iron interactions had also influence on phosphorus cycling and released from sediment into overlying water may ensue over the dissolution of ferric iron intercede by iron-reducing bacteria. The nutrients release rate was calculated followed by release rate equation. The results showed that the sediments released large-scale quantity of ammonium nitrogen and phosphate, which are main inner source of overlying water pollution. A mechanical migration of key nutrients such as ammonia and inorganic phosphate was depicted numerically with Fick's diffusion law, which showed a fair agreement to most of the experimental data.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권5호
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• pp.425-430
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• 2022

초고층 건축물용 매트기초에 사용되는 콘크리트는 시공성 및 품질확보를 위하여 일체타설로 진행되는 경우가 많다. 하지만 일체타설의 경우 수화반응 과정에서 온도균열이 발행할 우려가 높으며 혼화재 치환을 통해 고성능 고내구성 콘크리트 최적배합을 도출할 필요가 있다. 본 연구에서는 저자의 기존연구에서 도출한 최적 고성능 저발열 콘크리트 배합으로 제작된 시험체를 대상으로 염해 및 탄산화, 내황산염에 대한 실험을 실시하고 염소이온 확산계수와 탄산화계수, 황산염에 대한 시멘트 매트릭스의 저항을 정량적으로 평가하였다. 혼화재의 혼입에 의한 잠재수경성 및 포졸란 반응에 의한 높은 저항성을 확인할 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권1호
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• pp.43-49
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• 2007

원자력발전소 온배수 영향 조사 과정상 문제점을 평가하고 대안으로서 조사 표준 지침을 제시하였다. 관측이나 온배수 확산 모델링 단독으로 이루어진 지금까지의 방법으로는 시간에 따른 온배수에 의한 수온 분포의 변화를 정량적으로 파악하는데 한계가 있으므로, 관측과 온배수 확산 수치모델링의 상호 보완적인 조사를 병행하는 것이 바람직하다. 현장 관측은 원자력발전소 인근 해역의 모든 자연적 열원의 영향을 고려한 열수지 모형의 개념에 근거한 조사가 중요하며, 수치모델링의 결과를 기준 수온분포로서 활용하고자 할 경우에는 수치모델링에 의한 현상 재현이 통계적 유의수준에 도달한 경우에 한정하도록 하였다. 또한, 과거의 순환 및 확산 모델링의 문제점을 개선하기 위한 대안으로서 표준코드의 개발을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.751-760
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• 2005

본 논문에서는 확산과 수분이동에 의한 침투를 함께 고려할 수 있는 염소이온침투 모델을 제시하고 이를 바탕으로 유한요소 프로그램을 개발한다. 개발된 프로그램을 이용하여 습도와 온도가 연속적으로 변화하는 현장상태에 대한 염소이온 침투 해석을 수행한다. 해석과정으로 먼저 수분확산해석을 수행한다. 이 해석에 의한 각 유한요소의 상대습도를 바탕으로 염소이온 침투해석을 위한 재료상수를 구한다. 이러한 재료상수를 이용하여 염소이온 침투해석을 수행하게 된다. 각 유한요소들은 시간과 재령에 따라 연속적으로 변화하는 재료상수 값을 가지게 된다. 내외부의 상대습도 차이가 크면 수분이동에 의한 염소이온 침투의 영향이 커지지만 내외부의 상대습도의 차이는 수분확산에 의해서 재령에 따라 감소하므로 수분이동에 의한 염소이온 침투의 영향은 재령에 따라 감소한다. 반복 습윤은 수분이동에 의한 염소이온 침투의 영향을 증가시켜 철근 주위의 염소이온 농도를 커지게 한다. 현장상황과 같이 건습의 반복이 장기적으로 발생하게 되면 수착과 확산을 함께 고려한 염소이온 침투량이 수분이동을 고려하지 않은 염소이온 침투량보다 매우 크다. 따라서, 항만 콘크리트 구조물에 대한 염소이온 침투해석을 장기재령동안 수행할 경우에는 수분이동 메커니즘을 포함한 수치 모델링을 바탕으로 건습의 반복을 고려하여 해석을 수행하는 것이 해석의 오차를 줄일 수 있을 것이다.

• 한국해양공학회지
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• 제35권2호
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• pp.141-149
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• 2021

The A60 class deck penetration piece is a fire-resistance apparatus installed on the deck compartment to protect lives and to prevent flame diffusion in the case of a fire accident in a ship or offshore plant. In this study, the sensitivity of the fire-resistance performance and approximation characteristics for the A60 class penetration piece was evaluated by conducting a transient heat-transfer analysis and fire test. The transient heat-transfer analysis was conducted to evaluate the fire-resistance design of the A60 class deck penetration piece, and the analysis results were verified via the fire test. The penetration-piece length, diameter, material type, and insulation density were used as the design factors (DFs), and the output responses were the weight, temperature, cost, and productivity. The quantitative effects of each DF on the output responses were evaluated using the design-of-experiments method. Additionally, an optimum design case was identified to minimize the weight of the A60 class deck penetration piece while satisfying the allowable limits of the output responses. According to the design-of-experiments results, various approximate models, e.g., a Kriging model, the response surface method, and a radial basis function-based neural network (RBFN), were generated. The design-of-experiments results were verified by the approximation results. It was concluded that among the approximate models, the RBFN was able to explore the design space of the A60 class deck penetration piece with the highest accuracy.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.915-921
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• 2020

연소실 내 공조현상으로 인해 발생되는 열음향 불안정성은 안정적인 연소시스템을 구현하기 위해 해결해야 하는 고질적인 문제로 제기되어 왔다. 열음향 불안정성은 크게 1차 2차 열음향 불안정성으로 나뉘며, 본 연구에서는 열음향 불안정성 중 2차 열음향 불안정성의 천이에 관해 열손실이 미치는 영향에 대한 실험적 연구를 진행하였다. 2차 열음향 불안정성을 발생시키기 위해 한쪽 끝이 열린 1/4 파장 공명기를 채택하여 수직으로 설치하였고, 공명기 내부에는 예혼합 가스를 주입하였다. 또한 공명기 상단으로 발생하는 열손실 효과를 비교하기 위해 추가적으로 외부 동축류 관을 설치하였다. 연료 농후조건의 예혼합 가스만을 채택하여 주입하였기 때문에 동축관에 주입되는 기체에 따라 공명기 상부에 추가적인 확산화염이 형성될 수 있다. 그 결과 확산화염이 발생되었을 경우 공명기 상단으로의 열손실이 감소하며 2차 열음향 불안정성이 발현되었으며, 확산화염이 억제되어 공명기 상단으로의 열손실이 증가하였을 경우 2차 열음향 불안정성의 발현이 억제되는 결과를 도출하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권2호
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• pp.92-97
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• 2008

일반적으로 해수가 강으로 침입하거나 담수가 해양으로 유입을 하면 두 유체간의 밀도차에 의한 밀도류의 성질을 가진다. 하지만, 염분과 온도가 동시에 밀도의 차를 결정하는 경우, 특히 이 중 하나가 중력과 불안정한 수직 분포를 갖게되면 이중확산이 혼합을 결정하는 중요한 요인이 된다. 본 연구에서는 고온, 고염의 수괴가 저온, 저염의 수괴로 진입할 때 기계적 혼합과 이중확산에 의한 대류가 혼합에 미치는 상대적 영향을 비교 연구하였다. 실험실에서 차갑고 염도가 없는 주 흐름에 온도가 높고 염분이 높은 밀도류를 조심스럽게 방류시켜 정상상태의 염수침입 형태를 유지하였다. 수평방향으로 따라 밀도율(Turner 1979)이 15정도 되면 온도와 염분의 유출입량비율이 가파르게 변화하였고, 전체적으로 방출구 부분에서 이중확산의 영향이 강하게 나타나게 되며 이 경우에는 총 방출량도 함께 증가하였다. 아울러 밀도율이 낮은 경우 밀도율이 높은 경우에 비해서 약 $6{\times}10$배의 높은 혼합율을 보였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권3호
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• pp.149-157
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• 2005

모형의 지배방정식에서 정의되는 대표적인 매개변수는 유역 및 대기로부터의 오염부하량,퇴적물로부터의 오염물질 용출부하량, 확산계수, 반응계수 등으로, 직접적인 관측이 곤란할 뿐만 아니라 많은 관측비용을 필요로 한다. 본 연구에서는 매개변수를 포함한 오염물질 수지방정식을 구성하고, 구성된 선형 연립방정식을 이용하여 계산된 농도분포자료와 관측된 시계열 농도턱포자료를 이용하여 계산한 질량변화량의 차이를 최소화하는 역산문제를 구성하여 모형의 매개변수를 추정하는 방법을 제시하였다. 이 방법을 이용하여 천수만, 울산만(울산항)해 역에서 관측된 연직방향 농도분포 자료를 이용하여 연직 확산계수 및 대기로부터의 오염부하량, 퇴적물로부터의 오염물질 용출부하량, 확산$\cdot$반응에 의한 오염물질 변화량 등을 추정하였으며, 추정 매개변수는 시기적으로 변동이 크게 나타났다. 한편, 관측자료와 추정매개변수를 이용한 계산결과를 비교한 결과, RMS 오차는 괄측자료 범위의 $5.0\%$ 이하, 일치지수는 0.95 이상으로 본 방법을 이용한 매개변수 추정결과의 신뢰성은 우수한 것으로 파악되었다.

• International Union of Geodesy and Geophysics Korean Journal of Geophysical Research
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• 제22권1호
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• pp.1.1-15
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• 1994

열대 대서양의 해표면으로부터 500m 깊이까지의 계절별 담수 및 염분의 수송량과 방향을 조사하기 위하여, 먼저 연속방정식과 염분보존방정식에서 각각 이론적인 계산방법을 유도하고 관측자료를 사용하여 수송값들을 얻었다. 담수(강수량, 증발량, 그리고 강물방출량)의 기후자료에서 계산된 표면의 당수발산장을 북쪽에서 남쪽방향으로 적분하여 담수수송값을 얻었디. 연간 담수수송량의 방향은 북향으로 수송량은 적도부근에서 가장 적었고 (0 Sv), $12^{\circ}N와{\;}20^{\circ}{\;}N$부근에서 가장 많았다(0.3 Sv). 게절별 수송량의 크기는 북향 1.35 Sv괴 남향 O.45 Sv의 사이의 값을 보였고 강한 북향 수송량이 여름과 가을사이의 전이기간에서 나타났다. 이러한 계절별화는 지역적인 담수저장의 변화 뿐만 아니라 열대 수렴대의 이동과 관련이 있었다. 1900~86 기간의 염분관측값을 객관분석(objective analysis)한 후, 연간 및 계절별 염분 수송값을 계산하는데 사용하였다. 수평이류에 의한 염분수송량이 수형확산에 의한 수송량과 균형을 이룸으로 해서 연간 수송량은 없었다. 딘지 수평확산에 의한 염분수송량은 북향이었고 $15^{\circ}{\;}N$에서 최대값($5{\times}10^6kg/s$)을 보였다. 계절별 수송량의 크기는 북향 $30{\times}10^6kg/s$과 남향 $35{\times}l0^6kg/s$사이의 범위내에 있었다. 계절별 수송방향은 여릉과 가을사이의 기간을 제외하고 다른 기간에서 북향이었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.335-344
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• 2014

본 연구는 한국 남해 연안에서 하계에 상습적으로 발생하는 유해적조생물의 이동과 확산에 관하여 파악하는 것이다. 먼저 3차원 해수유동모델(POM)을 이용하여 조석의 효과, 수온 염분, 바람 효과 및 쓰시마난류를 고려한 잔차류를 계산하였다. 잔차류에 의해 부유 이동하는 적조생물의 시간에 따른 공간적인 분포를 파악하기 위하여 국립수산과학원의 적조속보 자료를 이용하여 한국 남해안에서 유해적조의 최다 발생한 3개 지역 가막만(Case 1), 미조연안(Case 2), 미륵도연안(Case 3)을 선정하여 적조발생을 유형별로 수치실험을 하였다. 가막만 남부해역에서 적조가 발생한 경우(Case 1)는 발생지점으로부터 서쪽에 위치한 나로도주변해역과 여자만으로 주로 이동 확산하였다. 미조연안에서 적조가 발생한 경우(Case 2)는 발생해역의 북동측에 위치한 해역으로 입자들이 주로 이동하는 것으로 나타났다. 그리고 미륵도 주변해역에서 입자가 발생한 경우(Case 3)는 욕지도주변해역과 자란만-사량도 주변해역에서 가장 많이 분포하였다. 특히 Case 3의 경우 확산된 입자가 연구 해역의 남동쪽에서 북동향하여 진행하는 쓰시마 난류의 영향을 받아 거제도 남부와 동부해역에 분포하는 현상을 볼 수 있다.