• 대한토목학회논문집
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• 제31권5B호
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• pp.483-489
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• 2011

본 연구에서는 잠제 주변의 세굴 및 퇴적현상을 수치적으로 모의하기 위해 기존의 수치 파동 모델에 모래입자의 거동 해석을 위한 lagrangian 입자 모델을 결합한 새로운 수치모델을 개발하였다. 수치 파동 모델로서는 파랑에 의한 해저지반 내의 모래입자의 이동과 유동화 해석을 위해 투수성 매체 내부의 유체저항(관성저항, 층류저항 및 난류저항)을 고려할 수 있는 수치모델에 LES 난류모델을 도입한 수치해석기법(허와 최, 2008)을 이용하였다. 또한, 모래입자의 이동해석을 위한 lagrangian 입자 모델로서는 많은 개개의 입자들의 동적해석에 탁월한 개별요소법(Cundall and Strack, 1979)을 적용하였다. 개발된 해석기법을 이용하여 불투과 잠제 전면의 세굴에 대한 수치시뮬레이션을 실시한 후, 기존의 수리모형실험과 정성적으로 비교하면서 그 적용성을 검토하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.3-17
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• 1999

산호제의 양이 충분치 못한 밀폐된 공간에서는 화재가 발생하지 않으리라는 기대를 깨고, 다공성 물질내부에서 공극안에 있는 산화제를 이용하여 서서히 연소되는 smoldering 반응을 통하여 대형 화재가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 하나의 실제 화재 사건을 화재 조사 방법에 의하여 기술한 보고서를 바탕으로 하여 smoldering 연소가 화재의 발생에 미치는 영향을 예시하였으며, 예시된 사고의 smoldering 연소를 강제대류에 의한 하향식 역방향 smoldering으로 모델링하였다. 화학반응으로는 열분해가 없는 1 단계 반응이 채택되어, 온도 및 산화제의 공간적 분포와 smoldering의 전파속도를 수치적으로 모사하였다. 수치결과로서 유입되는 산화제의 양과 연료의 공극률이 반응지역의 전파속도를 결정하는 가장 우세한 인자로 파악되었다. 그러므로 smoldering 에 의한 화재 발생시 유입되는 산화제의 양과 연료의 공극률과의 관계를 알고 있다면 주어진 연료의 공극률에 대하여 유입되는 산화제의 양을 제어함으로써 불길로의 천이를 억제할 수 있음을 제시하고 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권1호
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• pp.19-33
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• 2002

경사식 방파제의 설계에 필요한 정보를 제공할 목적으로 수리특성들의 계산을 비교적 쉽게 수행하기 위한 수치해석기법의 수립을 시도하였다. 수치해석은 방파제 외부의 파동장과 내부 공극매체에서의 파동장을 결합시킴으로써 반사율, 전달율(월파전달율과 투과전달율) 그리고 개체내부의 간극수압을 계산하는 것이다. 외부 파동장은 장파가정의 근사 이론을, 내부 파동장은 경계요소법을 이용하여 해석하였다. 수치해석결과를 수리실험결과와 비교한 결과, 반사율과 전달율은 허용오차 범위내에서 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 간극수압은 정량적으로는 다소의 차이를 보이나 정성적으로는 대체적으로 유사한 성향을 보이는 것으로 나타났다. 정량적 차이를 극복하기 위하여 전사면에서의 비선형 파동장에 의한 동수압을 직접 계측하여 수치해석에 입력하는 방안을 제시하였다

• 한국식품과학회지
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• 제31권3호
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• pp.593-599
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• 1999

Biogenic amine류는 어육의 부패과정 중 생성되는 성분으로 이를 간편하게 측정하기 위하여 diamine oxidase를 amino기가 관능기인 다공질의 Chitopearl beads에 고정화한 후 이를 충진한 효소 reactor를 제조하였다. 고정화 효소 reactor를 이용한 biogenic amine 연속계측 시스템을 사용하여 putrescine 기질에 대해 15.0 mM까지 검량곡선을 얻을 수 있었다. 이 때, biogenic amine 센서의 최대 감응도는 $35^{\circ}C$, 0.05 M 인산 완충용액(pH 7.2)을 사용한 경우 얻을 수 있었다. Biogenic amine 센서로 측정 시 방해물질로 작용할 수 있는 성분을 조사한 결과, ATP분해산물 및 TMA 등에는 거의 영향을 받지 않아 측정에 무리가 없음을 보여주었고, 0.8%까지의 식염에 대해서는 감응도가 19.2%이하로 감소하였으며 alanine과 glycine을 제외한 아미노산에 대하여 9.8% 이하의 감응도 상승을 나타내었다. 염류 및 아미노산에 의한 감응도 감소 및 증가 현상은 시료를 0.4 M perchloric acid에 의해 전처리하면 해결할 수 있었다. 여러 종류의 polyamines가 공존하는 경우 putrescine 기준으로 하여 putrescine 검량곡선의 26.7% 범위내에서 polyamines의 측정이 가능하였다. Diamine oxidase가 고정화된 Chitopearl 효소 reactor를 이용하는 경우 biogenic amines의 함량 유무를 30분 이내에 측정할 수 있었다.

• 한국안전학회지
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• 제11권4호
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• pp.143-150
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• 1996

본 연구는 선형, 비선형 hygrothermal 응력 문제를 위한 explicit-Implicit 유한요소 해석 모델 개발에 관한 것이다. 부가적으로 moilsture 확산 방정식, J-적분 평가를 위한 균열 요소 및 가상 균열 진전법이 도입된다. 시간 변화에 따른 균열 추진력을 계산하기 위하여 선형 탄성 파괴 역학(LEFM)이론이 고려되며 재료의 기공은 실온에서 액체 상태의 습기로 포화되어 있으며 온도가 상승함에 따라 증기화된다는 가정하에서 균열 추진력과 증기 효과의 관계가 연구된다. 이상 기체방정식은 각 시간 단계에서 증기에 의한 열역학적 압력을 계산하기 위하여 이용된다. 다공질 재료의 시간 종속 응답을 지배하는 방정식들은 혼합이론에 기초하며 다공질 재료의 유체 흐름을 위한 Darcy의 법칙과 Von-Mises 항복 기준을 포함하고 있는 Perzyna의 점소성 모델이 첨가된다. 또한 Green-Naghdi 응력률이 중첩된 강체 운동하에서 응력 텐서 invariant로 사용되며, 모델링을 위하여 사각요소가 이용되고 비선형 지배 방정식을 풀기 위하여 full Newton-Raphson법에 의한 반복법이 사용된다. 본 연구를 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1) 본 유한요소 프로그램은 복합재의 hygrothermal 파괴 해석에 매우 유용하게 적용될 수 있다. 2) 습기의 온도에 의한 영향을 가지는 재료의 J-적분을 정확히 예측하기 위하여는 증기 효과를 고려하여야 한다. 왜냐하면 초기단계에 균열 전파력이 가속되기 때문이다. 3) 본 해석을 위해 Uncoupled scheme에 의한 결과도 Coupled scheme에 결과에 비해 아주 타당하므로 CPU 측면에서 매우 경제적인 Uncoupled scheme이 추천된다.

• 터널과지하공간
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• 제11권1호
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• pp.42-58
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• 2001

지하 공간시설로부터 나오는 오염물질의 유출량이나 유출경로를 예측하려는 일은 인간이 건설한 각종 시설로부터 환경을 보호하려는 노력의 일환이다. 특히 방사성폐기물의 핵종이 심부처분장으로부터 생태계로 도달하기까지의 이동경로 및 소요시간을 예측하는 것은 처분장의 안전성을 평가하는데 기본적인 요소가 된다. 오염물질은 암반 불연속면 내의 지하수를 통하여 이동하게 되므로 지하 암반에서의 불연속면을 통한 지하수의 흐름을 파악하는 것은 처분장의 부지선정이나 안전성을 평가하는데 중요한 요소 중의 하나이다. 본 연구에서는 유류비축기지가 건설될 부지를 연구대상으로 선정하고 풍부한 현장 조사자료를 근거로 기하학적 및 수리학적으로 일치하는 3차원 균열망 모델을 구축하고 이를 근거로 계산된 이방성 수리전도도를 복잡한 산악지형을 반영한 3타원 다공성 연속체모델에 입력하여 지하수의 유동경로 및 유동시간을 계산하였다. 본 연구를 통한 여러 가지 결과로부터 여기서 제시한 지하시설물로부터 유출된 지하수의 유동경로 및 생태계 도달 소요시간을 예측하는 방법이 보다 합리적이면서 타당하다는 결론을 내릴 수 있었으며, 방사성폐기물 처분장의 안전성을 평가하는데 본 연구에서 제시한 방법과 절차를 적용할 필요가 있다고 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.475-483
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• 2019

화학적 무기 중 혈액작용제는 전자전달계 내 효소의 철 이온과 반응하고 세포호흡을 정지시켜 사망을 초래한다. 혈액작용제는 활성탄의 미세공보다 분자크기가 작아 화학적 흡착이 유일한 제독방법이다. 본 연구는 SG 생활안전에서 개발한 SG-1 가스 여과기를 이용하여 혈액작용제 시아노겐 클로라이드(CK) 가스의 유입에 따른 유동해석을 수행하였다. 구리, 은, 아연 및 몰리브데늄 이온이 첨착된 ASZM TEDA 활성탄을 적용하여 가스 여과기 제작 시험 규정에 따라 화학적 흡착 모사를 수행하였으며 흡착 Kinetic을 적용하기 위해 선 수행된 흡착 베드에서 CK 가스 흡착 실험 결과를 분석하였다. 화학적 흡착을 통해 발생되는 가스 여과기 내부 압력강하 및 가스 흡착 질량 등 주요 변수의 동적거동을 예측하였다. CFD에서 다공성 물질을 적용할 때 사용하는 Ergun 방정식 대신 Granular와 Packed bed를 사용하여 활성탄 적용 가능 결과를 확인하였으며 시간에 따른 흡착 및 유속에 따른 흡착의 유동 해석에 대한 동적 모사를 수행하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.293-304
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• 2004

침전지는 수처리 공정에서 중요한 조작 중 하나이며, 침전지내에서는 응집과 침전이 일어남에 따라 입자의 크기분포가 변하는 복잡한 현상이 발생한다. 따라서 침전지의 효율적인 설계나 운영을 위해서는 이러한 현상에 대해 이해해야만 하며, 침전효율의 극대화를 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 침전지내의 흐름을 모의하기 위하여 범용 CFD 프로그램인 FLUENT를 이용하였으며, 침전효율을 평가하기 위하여 FLUENT에서 제공되는 입자추적기법을 사용하였다. 또한 침전지의 형상을 지나치게 단순화시키는 기존의 연구와는 달리 본 연구에서는 실제 현장에서 사용되는 규모와 침전지내 인자들 (유입부 정류벽, 유출부 트라프 등)이 수치모의에 최대한 반영되었으며, 현장실험의 결과를 바탕으로 민감도 분석을 수행해 수치모의에 사용되는 매개 변수들을 보정하였다. 민감도 분석 결과 입자의 직경이 입자의 밀도에 비해서 민감도가 큰 것으로 나타났고, 침전효율이 실헐결과와 가장 잘 일치할 때의 직경값을 결정해본 결과 입자의 직경값이 26.5 $\mu\textrm{m}$로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권9호
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• pp.1019-1027
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• 2009

A noncompartmented microbial fuel cell (NCMFC) composed of a Mn(IV)-carbon plate and a Fe(III)-carbon plate was used for electricity generation from organic wastewater without consumption of external energy. The Fe(III)-carbon plate, coated with a porous ceramic membrane and a semipermeable cellulose acetate film, was used as a cathode, which substituted for the catholyte and cathode. The Mn(IV)-carbon plate was used as an anode without a membrane or film coating. A solar cell connected to the NCMFC activated electricity generation and bacterial consumption of organic matter contained in the wastewater. More than 99% of the organic matter was biochemically oxidized during wastewater flow through the four NCMFC units. A predominant bacterium isolated from the anode surface in both the conventional and the solar cell-linked NCMFC was found to be more than 99% similar to a Mn(II)-oxidizing bacterium and Burkeholderia sp., based on 16S rDNA sequence analysis. The isolate reacted electrochemically with the Mn(IV)-modified anode and produced electricity in the NCMFC. After 90 days of incubation, a bacterial species that was enriched on the Mn(IV)-modified anode surface in all of the NCMFC units was found to be very similar to the initially isolated predominant species by comparing 16S rDNA sequences.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.831-838
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• 2016

최근 해안공학분야에서 식생을 활용하는 연안방재시스템에 관한 관심이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 쓰나미-식생 비선형 상호작용에 의한 파동장과 유동장을 해석하기 위하여 식생항력에 따른 에너지소산을 직접 해석할 수 있는 3차원 수치파동수조를 기존의 3-D N-S solver (LES-WASS-3D ver. 2.0, HYMO-WASS-3D)를 토대로 개발하였다. 그리고 기존의 실험결과와 비교 및 검토를 통한 수치파동수조의 적용성을 평가하였다. 그 결과 레이놀즈수에 따라 능동적으로 추정되는 항력계수를 고려한 경우가 평균 항력계수를 적용한 경우보다 실험에서 얻어진 각 지점의 시간파형을 잘 재현하였다. 또한 식생밀도 및 입사파고에 따라 계산된 고립파의 전달률이 실험의 측정값과 높은 일치도를 나타내었다. 이로써 본 연구에서 식생에 의한 항력으로서 동적항력계수를 적용한 3차원 수치파동수조의 타당성 및 유효성을 확인하였다.