• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.14-21
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• 2017

본 최근 지구의 온난화로 인하여 극한 홍수가 자주 발생하고 있으며, 기존 도시 유역의 우수배제시설 용량부족 등으로 도시홍수가 빈번하게 발생하고 있으므로, 주요 범람지역의 홍수량을 우회하거나 저류하여 홍수를 방지하기 위한 수로터널의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 교통기능과 수로기능을 동시에 갖춘 다기능 수로 터널의 설계 기준을 개발하기 위한 수리 실험 및 Flow3D를 이용한 수치모의을 수행하였다. 수치모의결과 동일한 수로 터널 구간 내 발생하는 마찰손실의 크기는 수치모의로 도출된 마찰손실이 이론적으로 계산한 마찰손실보다 더 크게 발생함을 관측하였으며, 이는 수로의 형상이 비원형인 경우에는 관의 기하학적 형상에 의한 흐름구조의 변화로 추가적인 마찰손실이 발생하는 것이 원인으로 판단된다. 마찰손실의 증가는 난류보다 층류에서 두드러졌다. 따라서 터널의 홍수량 흐름 시 마찰손실계수가 터널의 형상에 좌우되며, 실무에서 정확한 설계를 위해 방수로 터널의 형상을 주의 깊게 고려해야 한다는 결론을 내렸다. 이는 실제 방수로 터널 설계에 활용될 수 있는 기본 정보를 제공할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.127-133
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• 2013

산업사회의 발전에 필수적인 요소 중의 하나로서, 전력 에너지의 수요는 과학 기술의 발전에 따라 꾸준히 증가해오고 있다. 전력의 수요에 부응하기 위해, 고전압과 대용량을 감당할 전력설비기 필요하다. 튼튼한 바탕 위에서 전력을 생산 공급하기 위해서는 전기 시설은 신뢰성 있게 운전해야 한다. 전력 설비가 사고를 일으킬 경우 막대한 국가적 손실을 초래하게 된다. 국가 기간 산업 시설의 중추적인 기능을 하고 있는 전력 설비는 가능한 안정된 상태를 유지하면서 오랜 기간 동안 운전할 수 있어야 하며, 사고를 미리 예방할 수 있어야 한다. 전력을 전달하기 위한 수단으로서 사용되고 있는 케이블 설계 시 수명을 약 30년으로 간주하지만, 많은 경우의 실제 현장에서는 8~12년 정도에서 파괴 현상이 발생하여 재산상의 큰 피해를 초래한다. 본 논문은 운전 중 22kV 케이블 시스템의 열화 과정에 대한 연구를 통하여 열화의 원인을 파악하였으며, 와이블 분포만 따르는 것이 아니라 열열화 후 와이블 열화를 거쳐 부분 방전에 의하여 케이블이 파괴되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.232-241
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• 2017

본 논문에서는 대형화되고 기업화되어가고 있는 국내 축산농가를 위한 AGV와 스크류컨베이어 기반의 자동 소사료 공급시스템에 대해 소개한다. 제안된 자동 소사료 공급시스템은 최상단에 펠렛형 혼합 사료가 적재되는 호퍼부, 호퍼부에서 펠렛형 혼합사료를 배출부로 이송시키는 스크류컨베이어를 장착한 이송부, 벨트컨베이어로 구성된 배출부 및 시스템 이동을 위한 전자 유도선 주행방식의 AGV로 구성되어있다. 적재된 사료 무게는 이송부의 하부에 위치한 로드셀에 의해 측정된다. 개별 우사 셀에 설치되는 RFID TAG에 미리 저장된 사료 배출정보를 시스템이 읽어 정해진 양만큼의 사료를 시스템이 주행하면서 배출하게된다. 공급 배출 테스트시스템을 제작하여 사료의 공급 능력을 결정짓는 사료 이송부의 스크류 외경, 스크류 샤프트 외경, 스크류 피치 간격 등을 포함하는 스크류컨베이어 설계인자 도출을 하였으며 도출된 설계인자들을 최종 공급시스템 제작 시에 적용하였다. 사료 급이시스템을 제어하기 위해 DSP기반의 주제어기 및 공급시나리오에 따른 급이알고리듬도 함께 개발되었다. 실험을 통해 국내 우사에 사료공급조건을 만족시키기 위해 설정된 목표인 5 m의 거리를 0.1 m/sec의 속도로 주행하면서 7 마리가 수용되는 한 개의 우사에 필요한 총 21 kg의 사료를 초당 420 g으로 균일하게 공급이 가능함을 확인하여 개발된 축우용 무인사료공급시스템이 규격화된 국내 축산농가에 적용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제24권4호
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• pp.194-208
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• 2021

임진강 상류 북한지역에 위치한 황강댐은 약 3억 5천만m³ 규모의 저수지를 가지고 있으며, 하류로의 발전방류 이후 방류량 일부를 도수하여 예성강 유역의 생활, 공업, 농업용수를 공급하고 있는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 황강댐의 유역변경식 용수공급으로 인해 임진강 하류로 흘러내려 오는 유량이 감소하여 우리나라의 용수공급, 하천유지유량, 수질 및 생태환경에 부정적인 영향을 미치고 있다. 하지만 남북접경지역의 특성상 수문자료의 공유가 원활하지 못하고 황강댐의 운영방식을 알 수가 없으므로 하류부 남한측 지역의 피해위험이 상존하고 있다. 이에 본 연구에서는 광학 원격탐사 영상을 기반으로 보정된 수문모형과 물수지 분석을 통해 장기유출 개념의 월별 도 수량을 산정하였다. 2019년 1월부터 2021년 9월까지의 물수지 분석결과 황강댐의 평균 도수량은 29.2m³/s로서 이는 연간 9.22억 톤에 해당하는 수자원 양이며, 황강댐에 유입되는 연평균 유입량인 20.2억 톤 중 45.6%를 차지한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권3호
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• pp.111-115
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• 2005

화석연료소비로 인하여 대기 중의 온실가스농도가 계속해서 증가하고 있는 추세이며, 이에 따른 기상이변, 생물다양성감소와 해수면 상승등 예상치 못한 기후 변동이 계속 발생하고 있다. 본 기술논문에서는 온실가스의 대부분을 차지하는 $CO_2$를 심해양(2,000 m이상)에 친환경적으로 처리하는 기술(심해분사법, 해저저류법, 해저지중처리법)에 대해 비교연구를 수행하였다. 뿐만아니라 $CO_2$ 처리기술의 유효성 평가, $CO_2$ 처리기술의 환경영향 평가기술, $CO_2$ 해양처리에 관한 국제법적, 사회적 수용여부와 국내 연구방향 및 기대효과등에 관하여 논하였다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.394-401
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• 2022

Polyvinylidene chloride-resin(PVDC-resin)와 polyvinylidene fluoride(PVDF)의 두 폴리머 전구체는 열분해 과정을 통해 마이크로 다공성 탄소로 변환되어 되므로 이온 흡/탈착으로 전하를 저장하는 슈퍼커패시터용 전극재료로 유리하다. 더욱이, 두 전구체를 구성하는 여러가지 이종원소들은 탄화 후 작용기를 형성하여 추가적인 전하저장에 기여할 수 있으므로, 탄화 시 생성되는 작용기에 대한 분석은 에너지 저장용 탄소소재를 개발하는데 중요하다. 본 연구에서는 두 폴리머 전구체를 탄화시킨 후 생성된 작용기를 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 다양한 pH의 전해질에서 탄소 전극의 전기화학 거동 관찰을 통하여 확인하였다. 산성(1 M H₂SO₄) 전해질에서 측정된 두 탄소 전극의 비전기용량은 생성된 quinone 작용기의 패러데익 충/방전 반응 덕분에 중성 전해질(0.5 M Na₂SO₄)에서보다 증가하였다. 특히, PVDC-resin으로부터 합성된 탄소는 매우 작은 마이크로 기공이 표면에 형성되어 있어 전해질 이온의 흡착을 어렵게 하므로, PVDF로부터 합성된 탄소 전극에 비해 낮은 용량을 보인다. 염기성 전해질(6 M KOH)에서 두 탄소 전극 모두 3가지 전해질 중 가장 높은 비전기용량이 측정되었는데, 이는 구성하는 전해질 이온들(K⁺, OH^-)이 두 탄소에 형성된 마이크로 기공으로 흡/탈착이 용이하게 일어나는 동시에 패러데익 충/방전 반응으로 추가적인 전하가 저장되었기 때문이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권5호
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• pp.345-356
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• 2022

2020년 7월 30일 대전광역시 서구 A 아파트에서 새벽에 발생한 집중호우로 차량 78대와 아파트 2개 동이 침수되어, 사망 1명, 이재민 56명의 피해가 발생하였다. 본 연구에서는 1차원 관거-2차원 지표 흐름(1D-2D) 통합 해석 모형인 H12 모형과 고해상도 지표면 자료를 이용하여 침수 사상을 재현하고, 원인을 분석하였다. 또한, 침수 재해 발생 이후 A 아파트 주위에 설치된 침수방어벽의 침수 방어 효과를 분석하였다. 분석 결과, 좁고 가파른 유역형상, 주변 대비 고도가 낮은 대상 지역의 지형적 요인과 폭우로 인해 상류로부터 급속히 발생한 유출이 하류 저지대에서 배수되지 못해 발생한 침수 재해로 분석되었다. 침수방어벽의 효과를 분석하기 위해 고해상도 지표면 입력자료를 변경하여 침수방어벽 설치 전후를 모의하여 비교한 결과, 설치 후 A 아파트 단지 내 침수 수위가 낮아져 홍수 저감효과가 뛰어난 것으로 평가되었다. 본 연구를 통해 초고해상도 물리 기반 모형을 이용한 침수 원인 분석 및 저감 대책의 정량적 평가가 가능함을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권8호
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• pp.631-636
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• 2011

등부표의 등명기에 안정적으로 전력을 공급하는 것은 매우 중요하며 전력공급이 안정적이지 못하면 해난 사고를 발생시킨다. 태양광 발전 환경은 해상에서 큰 차이가 있음에도 불구하고, 등부표의 태양광 발전 시스템은 육상의 독립 발전 시스템의 설계 기준에 따라 설계되고 있다. 또한 등부표가 갖는 구조적인 특성을 반영하지 않고 태양광 발전 설비의 용량을 설계하고 있다. 그러므로 해상 환경에 맞지 않는 잘못되 설계로 인하여 발전량이 부족하게 되어 축전지가 과방전하게 된다. 축전지가 과방전하면 등명기에 안정적인 전력을 공급하지 못한다. 본 논문은 태양광 기반의 등부표의 설계 기준을 나타내었다. 3개월 동안 등부표 전력 시스템의 태양광 발전 전력, 소비 전려, 축전지 전압을 측정하였다. 또한 수집한 자료를 바탕으로 해상 등부표 전력운용을 분석하였다. 분석 결과 육상 설계 기준의 태양광 발전 전력과 등부표의 실제태양과 발전 전력이 다르다는 것을 확인하였다. 분석 결과를 바탕으로 등부표의 전력 시스템 설계 기준을 제안한다.

• 상하수도학회지
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• 제34권3호
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• pp.211-220
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• 2020

When domestic sewage and rainwater runoff are discharged into a single sewer pipe, it is called a "combined sewer system." The sewage design standards in Korea specify the flow velocity based only on the volume of rainfall; therefore, sedimentation occurs on non-rainy days owing to the reduced flow rate and velocity. This sedimentation reduces the discharge capacity, causes unpleasant odors, and exacerbates the problem of combined sewer overflow concentration. To address this problem, the amount of sewage on non-rainy days, not just the volume of rainfall, should also be considered. There are various theories on sedimentation in sewer movement. This study introduces a self-cleansing velocity based on tractive force theory. By applying a self-cleansing velocity equivalent to the critical shear stress of a sand particle, sedimentation can be reduced on non-rainy days. The amount of sewage changes according to the water use pattern of citizens. The design hourly maximum wastewater flow was considered as a representative value, and the velocity of this flow should be more than the self-cleansing velocity. This design method requires a steeper gradient than existing design criteria. Therefore, the existing sewer pipelines need to be improved and repaired accordingly. In this study, five types of improvement and repair methods that can maximize the use of existing pipelines and minimize the depth of excavation are proposed. The key technologies utilized are trenchless sewer rehabilitation and complex cross-section pipes. Trenchless sewer rehabilitation is a popular sewage repair method. However, it is complex because the cross-section pipes do not have a universal design and require continuous research and development. In an old metropolis with a combined sewer system, it is difficult to carry out excavation work; hence, the methods presented in this study may be useful in the future.

• 한국농공학회논문집
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• 제65권2호
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• pp.21-33
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• 2023

While the main purpose of irrigation reservoirs is to supply agricultural water, the needs of environmental flow and flood control has been expanded. The agricultural reservoirs have been operated in the form of carry-over system until now. Therefore, the supply of agricultural water is difficult when the storage rate is not sufficiently secured after large volume of irrigation. In addition, there are regulation of the upper storage rate for some large reservoirs during the flood season, but lower storage rate is not regulated. Accordingly, this study aims to evaluate the capacity of agricultural water and environmental flow supply by setting the management lower storage rate of reservoir. The changes in the supply of agricultural and environmental flow was simulated according to the three different regulating lower storage rate scenarios. As a result, it was judged effective in terms of water supply managing the lower storage rate up to 30% when the initial storage rate of farming period is above annual average for the Naju reservoir considering existing water management practice. If the lower storage rate would have been controlled above 30%, the supply of agricultural water might be increased and non-effective discharge amount would be decreased compared to other scenarios during dry period of 2016-2018.