• 제목/요약/키워드: Variable Density

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모듈 선체형 삼동 폰툰 보트의 구조설계 민감도 평가와 근사 최적화 해석 (Sensitivity Evaluation and Approximate Optimization Analysis for Structure Design of Module Hull Type Trimaran Pontoon Boat)

  • 최보엽;손창련;손준식;박민호;송창용
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제26권6_3호
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    • pp.1279-1288
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    • 2023
  • Recently, domestic leisure boats have been actively researching eco-friendly product development to enter the global market. Since the hulls of existing leisure boats are mainly made of fiber reinforced plastic (FRP) or aluminum, design techniques for securing structural safety by applying related materials have been mainly studied. In this study, an initial structural design safety assessment of a trimaran pontoon leisure boat with a modular hull structure and eco-friendly high-density polyethylene (HDPE) material was conducted, and sensitivity evaluation and optimization analysis for lightweight design were performed. The initial structural design safety assessment was carried out by creating a finite element analysis model and applying the loading conditions specified in the ship classification regulation to check whether the specified allowable stresses are satisfied. For the sensitivity evaluation, the influence of stress and weight of each hull structural member was evaluated using the orthogonal array design of experiments method, and an approximate model based on the response surface method was generated using the results of the design of experiments. The optimization analysis set the thickness of the hull structural members as the design variable and considered the optimal design formulation to minimize the weight while satisfying the allowable stress. The algorithm of the optimization analysis applied the Gradient-population Based Optimizer (GBO) to improve the accuracy of the optimal solution convergence while reducing the numerical cost. Through this study, the optimal design of a newly developed eco-friendly trimaran pontoon leisure boat with a weight reduction of 10% was presented.

동적재료모델을 활용한 S355NL강의 열간 변형거동 분석 (Hot Deformation Behavior of S355NL Steel Based on Dynamic Material Model)

  • 이성호;박동준;송종한;이채훈;이진모;이태경
    • 소성∙가공
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    • 제33권5호
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    • pp.348-353
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    • 2024
  • The S355NL steel has garnered attention as a structural material for applications in extremely challenging environments owing to its excellent mechanical properties. This study investigated the hot deformation behavior of S355NL steel through compression tests conducted in a temperature range of 900-1200℃ and a strain rate range of 10-3-1 s-1 to explore the optimal processing parameters. The flow behaviors consisted of an initial rapid increase and subsequent plateau with a marginal decrease in stress. This phenomenon was interpreted in terms of microstructural evolution, such as dislocation density and dynamic recrystallization. The efficiency of power dissipation and instability domains were derived using the dynamic material model based on the compression test dataset, providing a series of processing maps. In contrast to conventional processing maps plotted for a single strain value, this study has established ten maps at a strain interval of 0.1. This approach allowed for the consideration of continuously variable strain parameters, which is inherent to an actual metal-forming process. The efficiency of power dissipation was strongly governed by the high temperatures (≥ 1100℃). The strain rates barely affected the efficiency, but it primarily contributed to the instability domains. The application of high strain rates (≥ 10-1s-1) generated a region of negative instability due to the absence of dynamic recrystallization and the presence of cracks at grain boundaries.

황구지천 내 수달(Lutra lutra) 서식지 적합성 분석을 통한 관리 전략 제안 (Management strategy through analysis of habitat suitability for otter (Lutra lutra) in Hwangguji Stream)

  • 송원경
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.1-14
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    • 2024
  • Otters, designated as Class I endangered wildlife due to population declines resulting from urban development and stream burial, have seen increased appearances in freshwater environments since the nationwide ban on stream filling in 2020 and the implementation of urban stream restoration projects. There is a pressing need for scientific and strategic conservation measures for otters, an umbrella and vulnerable species in aquatic ecosystems. Therefore, this study predicts potential otter habitats using the species distribution model MaxEnt, focusing on Hwangguji Stream in Suwon, and proposes conservation strategies. Otter signs were surveyed over three years from 2019 to 2021 with citizen scientists, serving as presence data for the model. The model's outcomes were enhanced by analyzing 'river nature map' as a boundary. MaxEnt compared the performance of 60 combinations of feature classes and regularization multipliers to prevent model complexity and overfitting. Additionally, unmanned sensor cameras observed otter density for model validation, confirming correlations with the species distribution model results. The 'LQ-5.0' parameter combination showed the highest explanatory power with an AUC of 0.853. The model indicated that the 'adjacent land use' variable accounted for 31.5% of the explanation, with a preference for areas around cultivated lands. Otters were found to prefer shelter rates of 10-30% in riparian forests within 2 km of bridges. Higher otter densities observed by unmanned sensors correlated with increasing model values. Based on these results, the study suggests three conservation strategies: establishing stable buffer zones to enhance ecological connectivity, improving water quality against non-point source pollution, and raising public awareness. The study provides a scientific basis for potential otter habitat management, effective conservation through governance linking local governments, sustainable biodiversity goals, and civil organizations.

축제용흙의 함수비 변화에 의한 다짐율 및 수용계수 변화에 관한 연구 (A study of compaction ratio and permeability of soil with different water content)

  • 윤충섭
    • 한국농공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.2456-2470
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    • 1971
  • 수수자원(水水資源) 개발(開發)을 위(爲)한 Earth Dam이나 도로(道路)와 같은 흙을 주(主)로하는 많은 구조물축조(構造物築造)에 있어서 그 구조물성질(構造物性質)에 따라서 흙의 종류(種類)가 결정(決定)되며 때로는 흙의 성질(性質)에 따라서 구조물(構造物)의 설계(設計)가 달라진다. 특(特)히 저수(貯水)를 목적(目的)으로 하는 제당축조(堤塘築造)에서 중심점토재료(中心粘土材料)의 선정(選定)은 완전(完全)한 구조물(構造物)을 위(爲)해서 또 공사비(工事費) 절감(節減)을 위(爲)해서 대단(大端)히 중요(重要)한 문제(問題)라 하겠다. 이를 위해서 여러종류(種類)의 흙이 사용(使用)되고 있고 이들 흙의 제반(諸般) 역학적(力學的) 성질(性質)이 이미 실시(實施)된 많은 시험결과(試驗結果)로서 실제(實際) 설계(設計)에, 또 구조물(構造物) 안전도(安全度) 검토(檢討)에 응용(應用)되고 있으나 이들 결과(結果)는 그 흙의 최적함수비(最適含水比) 최대밀도(最大密度)에 대(對)한 것으로 실제(實際) 시공과정(施工過程)에서 볼 때 최과함수상태하(最過含水狀態下)에서 시공(施工)하기는 어려운 것으로 이런 경우(境遇)에 흙의 역학적성질(力學的性質)에 대(對)한 자료(資料)가 없어 설계(設計) 및 안전도(安全度) 검토(檢討)에 지장(支障)이 많은바 이를 위해서 본(本) 시험(試驗)을 실시(實施)하였다. 1. 시험(試驗)에 사용(使用)한 시료(試料)는 실제(實際) 저수지(貯水池) 축제재료(築提材料)로서 사용(使用)하고 있는 재료(材料)를 현장(現場)에서 채취(採取)하였다. 2. 본(本) 시험(試驗)은 농업진흥공사(農業振興公社) 농공시험소(農工試驗所)에서 실시(實施)하였다. 3. 본(本) 시험(試驗) 결과(結果)로서 다음과 같은 점(點)을 실제업무(實際業務)에 응용(應用)할 수 있다. 가. 현장함수비(現場含水比)를 알므로서 공사재료(工事材料)로서의 적부판단(適否判斷)을 내릴수 있다. 나. 함수비(含水比)가 변화시(變化時) 다짐율(率)과 투수계수(透水係數)를 알 수 있으므로 실제설계(實際設計) 및 시공관리(施工管理)에 적용(適用)할수 있다. 다. 시공(施工)된 구조물(構造物)의 다짐율(率)을 알므로서 이에 적합(適合)한 안정도검토(安定度檢討)를 할수 있다. 라. 도로(道路)와 같은 높은 지내력(支耐力)을 요(要)하는 구조물(構造物)을 위(爲)해서는 최적함수비(最適含水比) 내지 건조상태(乾燥狀態)가 좋고 저수지(貯水池)와 같은 지수(止水)를 요(要)하는 구조물(構造物)에서는 최적함수비(最適含水比) 내지 습윤상태(濕潤狀態)로 시공(施工)함이 좋다. 그러나 고소성(高塑性) 흙에서는 지내력(支耐力) 및 지수(止水)를 위해서 공(共)히 후자(後者)의 경우(境遇)가 좋다. 이상(以上)의 연구결과(硏究結果)가 완벽(完璧)하다고는 할수 없으나 본(本) 실험(實驗) 결과(結果)로서 함수비(含水比) 변화(變化)에 대(對)한 제반(諸般) 역학적(力學的) 성질(性質)의 변화상태(變化狀態)를 구(求)하기에 최선(最善)을 하였으므로 이 분야(分野)의 연구자(硏究者)나 설계자(設計者) 또는 시공자(施工者)와 같은 실무자(實務者)에게 다소(多少)의 도움이 된다면 큰영광(榮光)으로 생각 하겠다.

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조선시대 예산 목리유적 회격묘의 재질 및 제작특성과 석회의 산지 해석 (Interpretation of Limestone Provenance, Materials and Making Characteristics for Lime-Soil Mixture on Tomb Barrier of the Yesan Mokri Site in Joseon Dynasty)

  • 이찬희;조지현;김지영
    • 보존과학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.471-490
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    • 2016
  • 조선시대 목리유적 회격묘의 재료학적 특성과 물성을 분석하여 석회의 제조기법 및 회격의 제작과정과 원료산지를 검토하였다. 회격의 건조밀도는 1호 회격묘 남벽이 $1.82g/cm^3$로 가장 높고, 공극률은 25.20%로 최저값을 보였다. 건조밀도와 공극률은 반비례 관계를 보이나, 일축압축강도는 2호 회격묘에서 $182.36kg/cm^2$로 최대강도를 보였으며 공극률 및 밀도와 상관관계는 보이지 않았다. 회격의 석회혼합물은 주로 황갈색 기질에 $200{\sim}600{\mu}m$의 석영, 장석 및 운모류와 방해석으로 이루어져 있다. 특히 회격에서는 하이드로탈사이트 및 포틀란다이트가 검출되나 토양에서는 고령석이 동정되었다. 회격의 모든 석회는 $600{\sim{800^{\circ}C$에서 탄산칼슘의 탈탄산반응에 기인한 대대적인 중량감소와 다양한 흡열피크가 나타났다. 회격의 산출상태와 광물조성 및 열분석 결과로 보아 석회의 조성온도는 $800^{\circ}C$ 내외로 추정된다. 회격묘는 삼물(석회, 세사, 황토)의 혼합조성으로 인해 넓은 주성분원소 범위를 보이며 작열감량 또한 22.5~33.6 wt.%로 나타났다. 회격의 석회와 골재의 함량이 불균질하고 부분적으로 양생이 충분히 이루어지지 않은 것으로 밝혀져 기술수준은 다소 낮았던 것으로 판단된다. 목리유적 일대에서는 석회의 원료인 석회암질암의 분포가 여러 곳에서 확인되며 상업적으로 석회를 생산한 예산 및 홍성지역의 석회석 광산과 근거리에 있다. 석회 원료는 목리유적 인근의 산지에서 공급되었을 것으로 판단된다.

Tin-Cobalt 합금 도금공정에서 도금물성 향상을 위한 최적 용액조성 디자인 (Plating Solution Composition Control of Tin-Cobalt Alloy Electroplating Process)

  • 이승범;홍인권
    • 공업화학
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    • 제17권2호
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    • pp.150-157
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    • 2006
  • 최근 들어 크롬대체 도금공정의 필요성이 대두되고 있는 가운데, 크롬도금과 색차가 적고 기계적 특성이 우수하며 환경 친화적인 주석 계 합금도금의 사용이 확대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 Sn-Co 합금도금공정을 바탕으로 광택제, 착화제로서 glycine 사용에 대한 연구를 수행하고자 하였다. Sn-Co 합금도금과 glycine 첨가에 따른 물리적 특성 및 표면 광택측정을 위해 Hull-cell 분석 및 도금표면분석을 수행하였다. Hull-cell 분석결과 glycine의 첨가량이 증가함에 따라 광택특성은 우수한 것으로 관찰되었으며, 표면광택성이 가장 우수한 도금조건으로는 $50^{\circ}C$, pH = 8의 조건에서 전전류 공급량 1 A로 1 min간 도금한 경우 음극전류밀도 $1A/dm^2$인 영역을 추천할 수 있었다. 동일조건의 pilot 실험을 $10{\mu}m$ 두께로 Ni하지 도금 후 Sn-Co 합금도금액 기본조성인 0.03 M $SnCl_{2}{\cdot}2H_{2}O$, 0.05 M $CoSO_{4}{\cdot}7H_{2}O$, 0.7 M $K_{4}P_{2}O_{7}$의 혼합 용액에서 수행하 였다. $0.2{\sim}0.6 {\mu}m$의 도금두께를 갖는 Sn-Co 합금도금 표면의 기계적 특성과 도금표면의 성분분석 결과 glycine의 첨가량이 15 g/L일 때 우수한 밀착성, 내식성, 내마모성을 보였다. 따라서 Sn-Co 합금도금공정에 glycine을 첨가한 용액을 크롬도금공정의 최적 도금용액으로 추천할 수 있었다.

양극의 경사각 효과에 따른 조사야 X-선 강도 분포 (Distribution of X-ray Strength in Exposure Field Caused by Heel Effect)

  • 장근조;김남훈;이준행;이상복
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제5권5호
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    • pp.223-229
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    • 2011
  • X선은 X선관 내 음극측 전자(electron)를 빠른 속도로 가속시킨 다음 진행하는 전자의 흐름을 저지극(target)에서 차단시킬 때 에너지의 변환을 일으켜 발생한다. 가속된 고속의 전자가 저지면에 충돌하는 실제면적을 실초점(actual focal spot)이라 하고, 실초점의 크기를 X선이 나오는 방향인 중심선(central ray)측에서 관측할 경우 축소되어 작게 보이는데 이때의 초점을 실효초점(effective focal spot)이라고 한다. X선관 방사각에 따라 음극 측의 강도가 양극 측 보다 높게 나타나 X선 강도가 균등하지 않다. 이러한 효과를 경사각 효과(heel effect)라고 하며, 경사각 효과로 인하여 환자가 받는 피폭의 정도는 양극의 각도, 즉 실효초점의 크기에 따라 달라지게 된다. 본 논문에서는 실효초점의 크기와 그에 따른 환자 피폭선량의 상관관계를 알아보고 실효초점의 크기에 따른 균질선량 분포를 위한 효과적인 조사야를 제시하고자 한다. 결론적으로 초점크기에 따라서 평균적으로 -8cm ~ 0cm 범위에서 효과적인 조사야 범위를 찾을 수 있었고, 평균 선량률은 0.019 R/min이 나왔다. 이 범위를 이용하면 환자에게는 적은 피폭선량으로 균등한 흑화도 및 해상력을 가진 영상을 얻을 수 있을 것이다.

융복합을 활용한 지적장애 청소년의 복합트레이닝 운동강도가 렙틴, 성장호르몬, IGF-1 및 신체조성에 미치는 영향 (The Effect of Exercise Intensity in Complex Training on leptin, growth hormone, IGF-1, body composition in middle school with intellectual disability Through Convergence)

  • 장홍영;최승권
    • 디지털융복합연구
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    • 제14권10호
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    • pp.483-497
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    • 2016
  • 본 연구는 8주간의 복합트레이닝 운동 강도가 지적장애 청소년의 렙틴, 성장호르몬, 인슐린유사성장요인-1(IGF-1), 신체조성에 미치는 영향을 비교 분석하기 위한 목적으로 수행되었다. 연구의 대상은 경도 지적장애 청소년 총 26명으로 고강도운동 집단 9명, 중강도 운동 집단 9명, 저강도 운동집단 8명을 선정하였다. 복합 트레이닝 운동강도에 따른 차이를 비교하기 위해 트레이닝 처치 전 사전 값을 공변인으로 하고 각각의 운동 강도를 독립변인으로 하였으며, 렙틴, 성장호르몬, 인슐린유사성장요인-1, 신체조성에 대한 변화를 종속변인으로 하였다. 자료 분석은 공변량 분석을 실시하였으며, 효과크기 ${\eta}^2$(eta)를 산출하였다(p<.05). 분석된 자료를 통하여 얻어진 결론은 다음과 같다. 첫째, 성장기에 있는 지적장애 청소년들에게 동일한 운동량이 주어졌을 때 운동 강도별에 따라 렙틴은 중강도에서 가장 많이 감소하고, 성장호르몬의 증가는 중강도에서 가장 많이 증가하며, IGF-1의 증가는 저강도에서 가장 많이 증가하는 것으로 나타났다. 둘째, 신체조성에 있어 체지방량의 증가는 저강도가 가장 효과적이며, 체지방량의 감소는 중강도에서 가장 효과적이고, 골밀도의 증가는 저강도에서 가장 효과적인 것으로 나타났다. 또한 후속저인 연구에서는 성별, 개인별 운동수행 능력에 따른 구분을 통한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

만발형 골화석증에 대한 증례보고 (OSTEOPETROSIS Tarda : CASE REPORT)

  • 권종필;양규호
    • 대한소아치과학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.473-478
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    • 1999
  • 골화석증은 드문 유전성 질환으로서 신체 모든 골에 걸쳐 골밀도가 증가한다. 1880년 Newman이 처음 보고하였고, 이후 Jacksh가 언급한 바 있으나 1904년 $Albers-Sch\ddot{o}nberg$에 의해 체계적으로 보고되었다. 골화석증은 그동안 Marmoknochen, $Albers-Sch\ddot{o}nberg$ disease, marble bone disease, osteosclerosis fragilis generalosata등으로 불리웠다. 골화석증의 원인은 현재로서는 명확히 밝혀지지 않았지만, 골조직의 정상적인 흡수작용이 장애를 받아서 상대적으로 골밀도가 증가되어 나타난 것으로 보고 있다. 골화석증은 대개 악성형인 선천형(Osteopetrosis congenita)과 양성형인 만발형(Osteopetrosis tarda)의 두가지 형태로 분류되어지며, 최근에는 그 중간형태인 intermediate recessive form이 보고되었다. 상염색체성 열성유전되는 선천형인 경우에는 좀 더 증상이 심하며, 생후 몇 개월내에 진단된다. 상염색체성 우성유전되는 만발형인 경우에는 그 증상이 훨씬 양호하여 자각증상이 거의 없을 수도 있어서 신체 다른 부위에 골절이 있을 때 여러 검사를 하다보면 비로소 발견되기도 한다. 골밀도가 계속 증가함에 따라 골수강이 기능이 저하되어 빈혈등의 혈액병변이 생기며, 신경주위의 골의 과다성장으로 신경학적 병변이 나타난다. 또한 골의 강도가 계속 증가하여 골은 쉽게 골절된다. 이러한 골절은 만발형 환자들의 첫 번째 증상으로 나타나기도 한다. 저자는 치아동요, 치아의 조기탈락, 맹출지연을 주소로 본원에 내원한 환아로서 골화석증으로 진단되었기에 이에 보고하는 바이다.

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한국 남동해역 내대륙붕 이토대 퇴적물의 물리적 성질 (Physical Properties of Mudbelt Sediments in the Southeastern Inner Shelf of Korea)

  • 김길영;김대철;서영교;박수철;최진혁;김정창
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제4권4호
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    • pp.338-348
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    • 1999
  • 한국 남동해역 내대륙붕 이토대(mudbelt) 퇴적물의 물리적 성질을 연구하기 위하여 이토대지역 총 14개 정점에서 피스톤시추기를 이용하여 해저 퇴적물을 채취하였다. 시추퇴적물은 실험실에서 각 코어별 일정한 깊이로 퇴적물의 조직, 물리적 성질 및 음파전달속도를 측정하였다. 표층퇴적물의 조직 중 평균입도는 연구지역의 남쪽지역인 울산 앞바다에서 북쪽으로 갈수록 등수심선과 거의 평행하게 감소하는 경향을 보인다. 물리적 성질인 습윤전밀도와 공극율 그라고 속도 등의 분포 형태도 평균입도 분포와 유사하게 변화하는 경향을 뚜렷하게 보여주어 퇴적물의 입도가 물성에 큰 영향을 끼치고 있음을 알 수 있다. 이러한 퇴적물의 조직 및 물성의 분포특성은 낙동강 및 한반도 주변에서 공급된 세립질 퇴직물이 연안류나 대마난류 등에 의해 해안선을 따라 북동쪽으로 이동하면서 분급화되어 북쪽으로 갈수록 점진적으로 조립질에서 세립질로 변해가는 퇴적과정을 보여주는 것으로 해석된다. 퇴적물의 조직, 물성 및 속도등의 수직적인 변화도 최적후의 다짐작용보다는 퇴적물의 조직에 의해 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 조직 및 물성간의 상관관계를 보면 비교모델로 시용한 북태평양 대륙붕 및 사면퇴적물은 물론 남해대륙붕 퇴적물과 전반적인 경향은 유사하나 절대값의 차이가 있다. 즉 같은 조직 및 물성값에 대해 본 연구지역의 속도가 더 높다. 이러한 결과는 퇴적물의 기원에 기인한 광물조성 및 퇴적환경의 차이와 본 연구지역에 비교적 흔한 가스함유퇴적층의 존재로 인한 가스의 방출로 퇴적물의 공극비가 감소하여 높은 속도감을 보이는 것으로 사료된다.

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