• 제목/요약/키워드: Water Flows

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설비공학 분야의 최근 연구 동향: 2014년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research: A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2014)

  • 이대영;김사량;김현정;김동선;박준석;임병찬
    • 설비공학논문집
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    • 제27권7호
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    • pp.380-394
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    • 2015
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2014. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of heat and mass transfer, cooling and heating, and air-conditioning, the flow inside building rooms, and smoke control on fire. Research issues dealing with duct and pipe were reduced, but flows inside building rooms, and smoke controls were newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for thermal contact resistance measurement of metal interface, a fan coil with an oval-type heat exchanger, fouling characteristics of plate heat exchangers, effect of rib pitch in a two wall divergent channel, semi-empirical analysis in vertical mesoscale tubes, an integrated drying machine, microscale surface wrinkles, brazed plate heat exchangers, numerical analysis in printed circuit heat exchanger. In the area of pool boiling and condensing, non-uniform air flow, PCM applied thermal storage wall system, a new wavy cylindrical shape capsule, and HFC32/HFC152a mixtures on enhanced tubes, were actively studied. In the area of industrial heat exchangers, researches on solar water storage tank, effective design on the inserting part of refrigerator door gasket, impact of different boundary conditions in generating g-function, various construction of SCW type ground heat exchanger and a heat pump for closed cooling water heat recovery were performed. (3) In the field of refrigeration, various studies were carried out in the categories of refrigeration cycle, alternative refrigeration and modelling and controls including energy recoveries from industrial boilers and vehicles, improvement of dehumidification systems, novel defrost systems, fault diagnosis and optimum controls for heat pump systems. It is particularly notable that a substantial number of studies were dedicated for the development of air-conditioning and power recovery systems for electric vehicles in this year. (4) In building mechanical system research fields, seventeen studies were reported for achieving effective design of the mechanical systems, and also for maximizing the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included energy performance, HVAC system, ventilation, and renewable energies, piping in the buildings. Proposed designs, performance performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment was mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment were related to the evaluation of work noise in tunnel construction and the simulation and development of a light-shelf system. The subjects of building energy were worked on the energy saving of office building applied with window blind and phase change material(PCM), a method of existing building energy simulation using energy audit data, the estimation of thermal consumption unit of apartment building and its case studies, dynamic window performance, a writing method of energy consumption report and energy estimation of apartment building using district heating system. The remained studies were related to the improvement of architectural engineering education system for plant engineering industry, estimating cooling and heating degree days for variable base temperature, a prediction method of underground temperature, the comfort control algorithm of car air conditioner, the smoke control performance evaluation of high-rise building, evaluation of thermal energy systems of bio safety laboratory and a development of measuring device of solar heat gain coefficient of fenestration system.

석유증진회수에 적합한 나노 에멀젼의 제조 및 필터링 시험 분석 (Fabrication and Filtering Test of Nanoparticle-Stabilized Emulsion to be Suitable for Enhanced Oil Recovery)

  • 손한암;이근주;조장우;임경철;김진웅;김현태
    • 자원환경지질
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    • 제46권1호
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    • pp.51-61
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    • 2013
  • 최근 나노기술을 이용한 석유증진회수기술은 미국을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 지금까지의 연구에서는 주로 다공성 매체 내 나노입자의 유동특성이나 나노 에멀젼 자체의 안정성 평가에만 중점을 두었으며, 다공성 매체 내 나노 에멀젼의 유동시 중요한 역할을 하는 나노 에멀젼과 공극의 크기 효과는 분석하지 않았다. 이 연구에서는 석유증진회수기술에 적용 가능한 나노기반의 에멀젼을 제조하였으며, 그 특성을 분석하였다. 또한 다공성 매체 내 나노 에멀젼의 유동특성을 파악하기 위해 필터링 시험을 통해 나노 에멀젼의 크기효과를 분석하였다. 연구결과 나노 에멀젼의 제조시 SCA(Silane Coupling Agent)나 PVA(poly Vinyl Aclohol)를 첨가하여 에멀젼을 제조할 때 안정성이 개선되며, 물에 비해 데칸의 비율이 높을수록 점성도가 높아지고, 액적크기가 증가하는 것을 확인하였다. 대기압조건하에서 수행한 필터링 시험에서는 분리된 물이 주로 통과하고 액적은 통과하지 못하는 것이 확인되었다. 이는 액적의 유동력이 필터에 작용하는 모세관압을 극복하지 못하였기 때문에 나타난 현상이다. 흡입압력을 작용한 필터링시험에서는 $60{\mu}m$ 크기 이상의 필터에서는 대부분 액적이 통과 하였으나, $45{\mu}m$ 이하의 필터에서는 통과비율이 급격히 저하되는 것을 확인하였다. 이러한 현상은 필터 공극 통과시 강한 전단응력에 의해 액적이 변형되거나 파괴되어 공극을 막기 때문에 나타나는 현상으로 보인다. 이 연구에서 밝혀진 기본적인 나노 에멀젼의 특성 및 필터링 시험 결과는 향후 안정적인 나노 에멀젼 제조나, 다공성 매체 내 잔류오일 회수연구에 중요한 역할을 할 수 있을 것이다.

도심지 급경사지에서 토석류 범람 특성 및 사방댐 기능 (Debris flow characteristics and sabo dam function in urban steep slopes)

  • 김연중;김태우;김동겸;윤종성
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권8호
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    • pp.627-636
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    • 2020
  • 과거의 토석류 재해는 도시로부터 멀리 떨어진 산지지형에서 주로 발생하여 다른 자연재해 보다 비교적 피해가 적은 재해로 저평가 되었다. 하지만 도시화가 진행됨에 따라 도심속 산지지형에 많은 주거지 및 주요 시설물 등이 건설되면서 많은 환경적 변화와 기후변화에 따른 강우량의 증가로 토사재해의 발생 빈도가 꾸준히 증가 하고 있어 토석류에 대한 위험 리스크가 고조되고 있다. 특히 급경사지로 지정된 지역에서 토석류 범람 특성 및 저감대책에 관한 연구는 아직 미비하다. 따라서 우리나라 환경에 적합한 독자적인 방재 기술을 확보하기 위한 연구와 여러 방재 정보의 업데이트 및 개량이 요구되며 우리나라 지형 특성을 고려할 수 있는 독자적인 기술이 필요하다. 본 연구에서는 우리나라 급경사지로 지정된 지역을 대상으로 방재성능목표에 따른 토사 유출량을 산정하고 그에 따른 독자적인 모델을 개발하여 토석류 영향평가와 피해저감에 탁월한 사방댐의 기능 평가를 목적으로 한다. 사방댐 평가를 위해 개발한 2차원 토석류 모델의 신뢰성 확보를 위해 수리모형실험과의 비교 검증 결과 잘 일치하는 것으로 나타났으며 이 결과로부터 모델의 신뢰성을 확인하였다. 또한, 급경사지 주변의 지역적 특징을 고려하기 위해 평면 2차원 토석류 모델을 구축하여 직접 피해지역에 도달하는 토석류의 흐름 특성을 분석하였고, 피해저감을 위해 설치한 사방댐의 제원(높이) 및 설치장소에 따라 토석류가 하류로 전달되는 흐름 특성을 분석하였다. 특히 사방댐 설치장소가 토석류의 흐름이 발생하는 약 20° 이상의 지역에서는 사방댐의 기능이 현저히 떨어지는 것을 확인하였다.

보 개방에 의한 하도의 지형변화 과정 수치모의 분석(세종보를 중심으로) (Numerical analysis of morphological changes by opening gates of Sejong Weir)

  • 장창래;박태효;강태운;옥기영
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권8호
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    • pp.629-641
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    • 2021
  • 본 연구에서는 2차원 수치모형(Nays2DH)을 적용하여 금강에 건설된 세종보를 중심으로 보 개방 후에 홍수량 변화에 의한 하도의 지형변화 과정을 분석하였다. 이를 위해 부등류, 부정류(단일사상), 연속홍수사상을 수문특성을 반영한 흐름조건으로 수치모의를 수행하였다. 부등류 수치모의 조건은 유황에 따른 정상유량으로 상류단 경계조건을 가정하였다. 부정류와 연속홍수사상의 경우에는 실제 홍수사상들로부터 정규 수문곡선 (normalized hydrograph)을 산정 한 후, 시나리오에 따른 첨두유량으로 정규 수문곡선을 재구성하여 상류단 유량으로 가정하였다. 본 연구에서는 지형학적 변화를 정량적으로 평가하기 위해 하상기복지수(BRI)를 산정하여 시간에 따른 하상변동을 분석하였으며, 연구지역의 항공사진과 수치모의 결과를 정성적으로 비교하였다. 부등류 수치모의 결과, 각 유황별 유량이 증가하면 하폭 대 수심의 비는 감소하고, 사주의 이동속도는 증가하였다. 하상기복지수는 초기에는 증가하지만, 시간이 증가함에 따라 변화량이 작아졌다. 또한 유량이 증가하면 하상기 복지수가 증가했다. 부정류 수치모의 결과 사주의 이동속도는 유량의 변화에 따라 감소했다. 또한 첨두홍수에 대한 지형적 반응에서 시간지체(time lag)가 발생했다. 즉, 부정류에서는 하상고의 변화는 수리학적 조건에 대하여 위상지연(Phase lag) 이 나타났다. 연속홍수사상 발생에 의한 부정류 수치모의 결과에서는 각각 첨두홍수 발생에 따른 사주의 이동속도는 홍수발생이 반복됨에도 불구하고 급격하게 감소했다. 또한 부정류 수치모의 결과와 마찬가지로 위상지연이 나타났으며 사주의 이동속도는 지수적으로 감소하는 특성을 보였다. 하상기복지수는 시간경과에 따라 증가하였으나, 첨두홍수가 연속으로 발생하였음에도 불구하고 하상기복지수의 증가율은 완만하였다. 본 연구를 통해 하천의 수문특성을 반영한 지형변화 과정을 수치모의를 수행하여 분석하였으며, 이를 통해 흐름특성에 따른 하상변동의 정량적인 예측모의를 현장에 적용할 수 있는 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

풍수지리로 본 대순진리회 여주본부도장 (Daesoon Jinrihoe Yeoju Headquarters Temple Complex as Viewed within Feng-Shui Theory)

  • 신영대
    • 대순사상논총
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    • 제33집
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    • pp.91-145
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    • 2019
  • 본 논문은 구천상제를 신앙의 대상으로 여기고 음양합덕·신인조화·해원상생·도통진경을 종지로 하여 상생의 등불, 수도의 터전, 인존시대를 여는 대순진리회 여주본부도장을 풍수학의 형기(形氣)적 이치를 통해 개벽공사 성지(聖地)임을 밝히고자 하였다. 그러기 위해서는 이를 입증할 수 있는 대순진리회 여주본부도장의 지리적 위치, 산수의 음양관계, 지맥(地脈)의 행도(行度) 과정 등 풍수지리 전반에 걸쳐 고찰이 필요하다 하겠다. 동시에 인간개조와 정신개벽으로 포덕천하(布德天下), 구제창생(救濟蒼生), 지상천국(地上天國) 건설을 목적으로 포덕(布德)·교화(敎化)·수도(修道)의 기본사업과 구호자선사업·사회복지사업·교육사업의 3대 중요사업을 추진해오고 있는 대순진리회 여주본부도장이 후천개벽의 인존시대를 열어갈 풍수적 적지임을 말해주는 용(龍), 혈(穴), 사(砂), 수(水)의 상호작용에 관한 연구도 매우 중요하다. 종단의 중심인 여주본부도장은 배산임수(背山臨水)의 풍수적 국세를 두루 갖추고 있다. 인류 해원상생(解冤相生)의 중심인 대순진리회 여주본부도장에 대한 풍수적 고찰을 통하여 풍수적 상징성과 보은상생(報恩相生)의 윤리 실천을 통해 미래를 밝혀 나갈 생왕지지(生旺之地)에 대해 탐색하고, 팔방(八方)의 상서로운 기운이 모인 이곳 본부도장의 영험한 명당국세의 수도처적(修道處的) 지세와 형국, 맑은 수기(水氣)와 어울린 지맥(地脈), 산수유정한 국세, 용혈사수(龍穴砂水)의 이치에 부합한 여주본부도장의 풍수적 입지를 밝히고자 했다. 따라서 본 논문의 주제인 대순진리회 여주본부도장의 풍수적 입지와 관련하여 현장을 중심으로 산과 물의 흐름을 풍수지리 이치에 근거하여 살피고 주변의 산세가 어떤 형태로 호응하고 있는지를 전반적으로 살펴보았다. 여주본부도장을 중심으로 사신사(四神砂)인 청룡, 백호, 주작, 현무 등의 포국(布局)과 입지의 연관성을 고찰하고자 형기론(形氣論)을 중심으로 전래 된 전통 지리서(地理書) 등을 토대로 여주본부도장의 풍수적 연구의 타당성을 뒷받침하고자 했다.

동해 한국대지 코어퇴적물의 특성과 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 초기비를 이용한 퇴적시기 규명 (Sedimentary Characters of the Core Sediments and Their Stratigraphy Using $^{87}Sr/^{86}Sr$ Ratio in the Korea Plateau, East Sea)

  • 김진경;우경식;윤석훈;석봉출
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제12권4호
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    • pp.328-336
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    • 2007
  • 동해 한국대지의 정상부 해저산 사면에서 획득한 코어퇴적물의 퇴적상 분석, 입도와 구성성분 분석, $^{87}Sr/^{86}Sr$ 초기비를 이용한 연대측정을 통하여, 세 단계에 걸친 코어퇴적물의 퇴적과정을 해석하였다. 코어의 하부 구간인 Unit I-a (코어깊이 $465{\sim}587cm$)는 주로 폭풍파에 의해 재동된 천해성 탄산염퇴적물로 이루어져 있으며, 이매패류와 부유성 유공충의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 초기비를 분석한 결과, 퇴적물의 생성시기가 약 $13{\sim}15Ma$(마이오세 중기)로 나타났다. 이는 당시 이 지역 일대가 폭풍파의 영향을 받는 천해환경이었음을 의미한다. Unit I-b (코어깊이 431$\sim$465 cm)는 저탁류에 의해 운반된 퇴적물로 이루어져 있으며, 이매패류와 부유성 유공충의 생성연대는 각각 약 $11{\sim}14Ma$, 약 $6{\sim}13Ma$인 것으로 분석되었다. 이로부터 11 Ma까지는 이 지역 일대가 천해환경을 유지하고 있었으나 그 이후로는 침강하기 시작하였음을 알 수 있다. 그러나 부유성 유공충은 11 Ma 이후에도 지속적으로 생성되어 퇴적물 내에 공급되었으며, 이렇게 생성된 퇴적물들은 연안이나 사면과 같은 근해역에 퇴적되어 있다가 6 Ma 경에 저탁류에 의해 사면 아래로 재동되어 퇴적된 것으로 해석된다. Unit II (코어깊이 $0{\sim}431cm$)는 주로 원양성 퇴적물로 이루어져 있으며, 부유성 유공충의 생성연대가 약 1 Ma로 분석되어, 이로부터 Unit I-b와 Unit II 사이에 약 5 Ma 정도의 결층(hiatus)이 있는 것을 알 수 있다. 또한 Unit II가 퇴적되었던 1 Ma 경에는 이 지역 일대가 충분히 침강하여 현재와 같이 수심 600 m 이상의 심해저환경을 이루고 있었으나, 때때로 주변의 급경사의 사면으로부터 암설류나 저탁류에 의해 조립질 천해퇴적물이나 화산쇄설물 등이 재동되어 퇴적된 것으로 해석된다.

기문(記文)을 중심으로 고찰한 임대정원림(臨對亭園林)의 입지 및 조영 특성 (Location and Construction Characteristics of Imdaejeong Wonlim based on Documentation)

  • 노재현;박태희;신상섭;김현욱
    • 한국전통조경학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.14-26
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    • 2011
  • 임대정원림은 전라남도 화순군 남면 사평리 상사마을 끝자락에 서북향하여 자리하는데, 16C 남언기에 의해 조성된 고반원을 기반으로 1862년 사애 민주현에 의해 작정되었으며, 봉정산과 사평천을 배산임수하여 풍수적으로 번영과 행복을 상징하는 학체형국(鶴體形局)의 서출동류하는 길지이다. 공간구성은 '사애선생장구지소'로 각자된 표석과 향나무가 어우러져 있는 앞뜰(전원(前園))과 정자와 방지원도형 연못을 포함하는 '대상부(臺上部)'의 내원(內園), 신선도를 둔 2개의 연못으로 이루어진 '대하부(臺下部)'의 수경원(水景園) 그리고 봉정산 수림과 외남천(사평천) 및 농경지를 포함하는 외원(外園) 등 총 5개 권역으로 구성됨으로써 임대정을 중심으로 위요 중첩된 원림적 속성이 강하게 표출된다. 시문과 현장조사 결과, 임대정원림은 안분지족의 의미를 담고 있는 기임 등 임수대산(臨水對山)한 터에 수심양성의 거점을 경영코자 했던 은일처로서의 장구지소, 귀거래를 위한 별서원림, 대자연의 도와 일체화를 이루고자 한 세심처(洗心處) 등의 작정동기가 확인되며, 애련설에 근거한 향원익청(香源益淸)적 개념의 피향지와 읍청당, 방지원도 그리고 도합 3개로 이루어진 삼신선도의 신선사상 등 다양한 의경 요소가 함축된 원지(園池)를 보이고 있다. 임대정원림의 경관처리기법으로는 봉정산의 원경과 달빛 투영미를 의도한 인경(引景), 사방에 펼쳐진 산수경관과 문화경관의 환경(環景), 대경(對景)으로서 도입된 목가적 전원의 차경, 수륜대로의 앙경(仰景)과 연못으로의 부경(俯景), 정자와 오솔길에서 취할 수 있는 정관(靜觀)과 동관(動觀), 계류수와 연못 등 수경공간의 인경(隣景), 버섯 또는 우산처럼 보이도록 유도된 임대정으로의 관경(觀景), 버드나무 어우러진 연못의 간경(看景), 격물치지의 의미를 담아 관념을 대입한 암각글씨의 의경(意境), 해돋이와 해넘이를 동시에 취할 수 있는 취경(取景) 등이 중첩되어 펼쳐지는 다양한 경관기법이 발견된다. 건립 초기에는 주로 은행나무, 대나무, 버드나무, 소나무, 잣나무, 전나무, 뽕나무, 가래나무, 오동나무 그리고 매화와 연 등의 식물이 도입된 것으로 보이는데, 전반적으로 유가적 품격을 반영하거나 도가적 풍류관, 미래번영을 염원하는 봉황사상 등이 내재된 의미경관적 면모를 엿볼 수 있다. 더불어 연못 주변에 도입된 열식법, 정자 주변에 펼쳐진 총식과 환식법, 녹음수를 활용한 점식법, 기념식수한 오동나무 등의 고식법, 소나무와 전나무를 양과 음으로 대응시킨 대식법 등 다양한 식재기법을 추적할 수 있다.

경주 옥산구곡(玉山九曲)의 위치비정과 경관해석 연구 - 이정엄의 「옥산구곡가」를 중심으로 - (A Study on the Consideration of the Locations of Gyeongju Oksan Gugok and Landscape Interpretation - Focusing on the Arbor of Lee, Jung-Eom's "Oksan Gugok" -)

  • 펑홍쉬;강태호
    • 한국전통조경학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.26-36
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    • 2018
  • 본 논문은 경주 옥산구곡의 위치와 경관 해석에 대한 연구이다. 옥산구곡은 회재(晦齋) 이언적(李彦迪)을 향사하는 옥산서원 앞을 흐르는 자계천(紫溪川, 자옥천(紫玉山)) 즉, 옥산천(玉山川)에 설정(設定)된 구곡으로 본 연구에서는 옥산구곡을 대상으로 문헌조사와 디지털 기기 분석을 통해 현장 실측분석을 수행하여 옥산구곡의 위치 및 설정상황을 확인하였다. 특히 Trimble Juno SB GPS로 측정한 구곡의 경위도와 같이 Google Earth Pro 및 지리정보원이 공개한 옥산구곡의 수치지형도를 이용해서 옥산구곡의 정확한 위치를 확정하였다. 문헌연구 및 현장조사를 통하여, 옥산구곡의 위치 비정 및 경관 해석 결과는 다음과 같다. 첫째, 퇴계 이황의 9세손 이야순(李野淳)은 이언적 사후 270년인 1823년 봄에 옥산서원을 방문하였다. 이때 이야순의 제안으로 이언적의 후손 이정엄(李鼎儼), 이정기(李鼎基), 이정병(李鼎秉) 등과 여러 선비들이 함께 옥산구곡을 처음 설정하고 함께 "옥산구곡가"를 창작했다. 이정엄의 "옥산동행기"는 옥산구곡의 설정할 때의 상황을 알려주는 결정적 자료이다. 둘째, 대부분의 구곡원림은 일반적인 시인묵객이 경영한 원림이 아니고 정통 성리학자들이 경영한 원림이다. 이언적과 이황의 후손이 "옥산구곡가"를 함께 창작한 것은 이언적이나 이황이 정통 주자학을 계승했다는 점에 대한 후손들의 자긍심의 한 표현이다. 셋째, 이정엄의 "옥산동행기"에는 "옥산구곡가"의 설곡 과정과 구곡가 창작 과정은 매우 구체적으로 기록되어 있는데, 구곡가의 설곡과정과 그때의 상황이 이처럼 구체적으로 드러난 것은 희귀한 사례라고 할 것이다. 넷째, 기존에 알려진 옥산구곡 제8곡과 제9곡의 위치를 새롭게 비정하였다. 확정된 제8곡 탁영대의 위치정보는 북위 $36^{\circ}01^{\prime}08.60^{{\prime}{\prime}}$,동경 $129^{\circ}09^{\prime}31.20^{{\prime}{\prime}}$이다. 9곡 사자암은 고문헌을 참고하여, 동서의 두 계곡이 모이는 아래쪽 바위로 비정하였다. 그 위치는 북위 $36^{\circ}01^{\prime}19.79^{{\prime}{\prime}}$, 동경 $129^{\circ}09^{\prime}30.26^{{\prime}{\prime}}$이다. 다섯째, 이정엄의 "옥산구곡가"에 나타난 경관요소와 경관현상은 형태요소, 의미요소, 풍토요소로 나누었다. 그 결과 이정엄의 조영관은 산수를 이상향으로 생각하는 점과 자연에 한가하게 노니는 심정과 아울러 무상감을 확인할 수 있었다. 여섯째, 경관요소와 경관현상들의 출현빈도를 살펴본 결과, 이정엄의 구곡가에서'물'과 '산'은 구곡원림을 조영하는 절대적인 요소였다. 따라서 이 구곡가에는 신선사상(神仙思想) 및 은거사상(隱居思想)이 내재되어 있는 것은 물론 산수간의 조화를 통해 자연과 하나가 되는 물아일체의 사상과 성리학적인 수행관을 살필 수 있었다.

수치모델을 이용한 진해만 내 소규모 내만의 해수교환율 비교 (Comparison of Seawater Exchange Rate of Small Scale Inner Bays within Jinhae Bay)

  • 김남수;강훈;권민선;장효상;김종구
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.74-85
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    • 2016
  • 진해만의 소규모 내만인 당항포만, 당동만, 원문만, 고현성만, 마산만에서의 해수교환율 평가를 위하여 EFDC 모델을 이용해 진해만 전체의 해수유동을 재현하고, 라그랑지(입자추적) 및 오일러(염료확산) 모델기법을 병행하여 해수교환율을 각각 산정하였다. 그 결과 입자추적 방법으로 산정한 해수교환율은 당항포만에서 60.84%로 가장 높고, 마산만에서 30.50%로 가장 낮게 평가되었고, 염료확산 방법으로 산정한 해수교환율은 당항포만에서 45.40%로 가장 높고, 마산만에서 34.65%로 가장 낮게 평가되었다. 당항포만에서 해수교환율이 가장 좋은 이유는 좁은 만 입구로 인한 유속의 가속화 때문이며, 입자추적 방법의 경우 입자가 빠져나갔다가 다시 들어오기 힘든 형태적 특성 때문으로 판단되었다. 한편, 라그랑지 입자의 경우 낙조류에 의해 만을 빠져나갔다가 창조류에 의해 다시 유입될 때 온전한 입자가 그대로 유입하지만, 염료의 경우에는 만을 빠져나간 후 다시 유입하더라도 외해수에 의해 희석되어 유입하기 때문에 염료확산 방법으로 산정한 해수교환율이 전반적으로 더 높게 나타나는 경향을 보였고, 두 가지 방법에 의해 산정된 해수교환율은 같은 조건에서 비교하더라도 상대적으로 전혀 다르게 나타났다. 따라서, 해수교환율을 평가할 때에는 이 두 가지 방법을 병행하거나, 연구의 목적 및 해역의 특성을 충분히 고려하여 모델링 기법을 선정해야만 보다 합리적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 폐쇄도 지수와 라그랑지 및 오일러 방법으로 산정한 해수교환율을 비교한 결과, 폐쇄도 지수가 높을수록 수치모형 기법에 상관없이 해수교환율이 높게 나타났다. 따라서, 폐쇄도 지수가 만의 폐쇄성을 지시하는 지수로 사용하기에 적합하지 않고 수정 및 보완이 필요하다고 판단되었다.

Fe-loaded zeolite를 이용한 칼럼 실험에서의 Cd & Cr(VI) 동시제거 반응성 평가 (Simultaneous Removal of Cd & Cr(VI) by Fe-loaded Zeolite in Column System)

  • 이아라;이승학;박준범
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권1호
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    • pp.14-22
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    • 2006
  • Cd과 Cr(VI)으로 동시에 오염된 지하수 정화에 반응벽체 공법을 적용하기 위하여 환원능과 흡착능을 동시에 가지는 새로운 반응 물질인 Fe-loaded zeolite의 반응성을 실내 주상실험을 통해 평가하였다. Cd과 Cr(VI)을 동시에 포함한 오염용액을 반응물질이 충진된 칼럼에 주입하고, 이 칼럼을 통과한 유출수에서의 Cd과 Cr(VI) 농도를 측정하여 파과곡선을 얻는 방법으로 본 주상실험을 수행하였다. 유출수의 농도 분석 결과 Cd의 파과는 Cr(VI)의 파과곡선이 완료되는 시점까지 전혀 관찰되지 않아, 반응물질의 전반적인 효율은 Cr(VI)에 대한 반응성에 의해 결정됨을 알 수 있었다. Cr(VI)의 파과곡선은 파과 시작점이 다소 지체되고 파과의 진행 속도도 느려지며 파괴곡선의 상대농도 값이 1까지 증가하는 양상을 나타내었다. 이러한 Cr(VI) 파과곡선의 양상을 정량적으로 묘사하기 위하여 형상계수라고 하는 새로운 계수 ${\alpha}$${\beta}$를 정의하고, 이를 오염물질의 이동방정식에 적용함으로써 파과곡선의 지체 정도와 기울기 정도를 나타내었다. 초기 주입 용액의 농도가 증가할수록 ${\alpha}$값은 감소하였고, 이로부터 파과곡선의 시작 시점이 빨라 지는 것을 알 수 있었다. 또한 초기 주입 용액의 속도가 증가할수록 ${\beta}$ 값이 감소하였으며, 이로부터 파과곡선의 기울기가 점차 가팔라지는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 Fe-loaded zeolite를 반응벽체 내 반응물질로 적용할 경우, Fe-loaded zeolite는 지하수 상에 존재하는 서로 다른 이온 형태의 중금속인 Cd과 Cr(VI)을 효과적으로 동시에 제거할 수 있음을 획인하였으며 이때, Fe-loaded zeolite를 통한 Cr(VI)의 파과는 지하수 흐름이 빠를수록 파과의 진행이 더욱 급격히 나타날 것이며 오염농도가 높은 지하수일수록 파과의 시점이 빠르게 나타나 반응물질은 그 사용 한계 에 다다르게 될 것임을 예측할 수 있었다.