청정생산기술사업 추진현황

김성덕(Sungduk Kim),이민용(Minyong Lee) Korean Society for Precision Engineering 2003 한국정밀공학회지 Vol.20 No.8

사면에서 토석류와 소단폭의 관계성에 관한 연구

김성덕(Sungduk Kim),오세욱(Sewook Oh),이호진(Hojin Lee) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.11

본 연구의 목적은 토석류 발생 가능성이 높은 산지에 소단을 설치하였을 경우 산지 하류에서의 토석류의 거동과 메카니즘을 측정하는 것이다. 수치모델은 질량보존 및 운동량 보존에 관한 방정식에 기초하여 유한차분법을 이용하여 수행되었다. 토석류거동을 측정하기 위하여 3가지 형태의 소단을 갖는 사면과 직선 사면에서의 토석류 변화를 비교하였다. 우선 하류단에서 소단폭의 길이 변화에 따른 직선 사면과 소단을 갖는 사면에 대한 유량과 토사체적 농도를 조사하였고, 공급유량 변화에 따른 소단을 갖는 사면에서의 유량과 토사체적 농도를 조사하였다. 소단을 갖는 수로에서는 소단폭의 길이가 길어질수록 소단으로 인해 토석류가 저유량 형태로 나타났으며, 고유량의 요동분포의 지속시간이 줄어들었다. 이는 소단이 토석류를 지연시키는 데 효과적인 것을 발견하였다. RMS비 비교 결과 소단을 갖는 사면이 직선 사면보다 유량이 적게 나타난 것을 확인하였다. 토사체적농도의 경우 소단폭의 길이가 길어질수록 변곡점이 나타나지 않고 완만한 형태의 그래프를 나타냈으다. 또한, 저농도의 토사와 물이 혼합되어 하류부로 유하하기 때문에 하류부에서의 토석류에 의한 피해를 저감시키는 데 효과가 있었다. 본 연구의 결과는 토석류 재해 예측 및 다양한 대책을 세우는 데 좋은 정보를 제공할 것이다. The purpose of this study is to estimate the behavior and the mechanism of debris flow at the end of mountain side when a berm was set on the inclined plane. The numerical model was performed by using the Finite Difference Method(FDM) based on the equation for the mass conservation and momentum conservation. In order to measure the behavior of the debris flow, the debris flow of a straight channel slope and the debris flow of channel slope with 3 types of berms were compared. First, the flow discharge and the sediment volume concentration at the downstream of the channel slope, depending on the various berm width and the different inflow discharges at the upstream of the channel were analyzed. The longer the berm width, the flow discharge at the downstream of the channel was decreased and the high flow fluctuation was reduced by a berm. And it means that a berm can effect for the delay of the debris flow. Through Root Mean Square ratio(RMS) comparison, the flow discharge of the channel slope with a berm was lower than that of a straight channel slope. The longer the berm width, for the sediment volume concentration, an inflection point did not show but mild curve. Because the low sediment concentration with water mixture by a berm continuously flow at the downstream end, it will be effect for reducing the disaster caused by debris flow. The results of this study will provide useful information in predicting and preventing disaster caused by the debris flow.

토석류 재해발생 시 레질리언스 강화를 위한 연구

김성덕(Sungduk Kim),이호진(Hojin Lee),장형준(Hyungjoon Chang),도현승(Hyonseung Dho) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회논문집 Vol.22 No.8

지구 온난화로 인한 기후변화는 슈퍼 태풍의 발생빈도를 높이고 산지에서 토석류와 같은 다양한 형태의 토사재해를 야기한다. 본 연구는 태풍 등급에 따른 토석류 발생량 및 강우특성의 가중치에 따른 토석류 거동을 평가한 것이다. 토석류 해석은 시간 변화에 대한 유한차분법을 적용하였다. 태풍의 범주가 클수록 토석류 유량의 peak 값이 크고 도달시간도 빠르게 나타났다. 강수특성 가중치가 큰 경우 fluctuation 진폭이 크고 밴드폭이 넓게 나타났다. 경사면의 각도가 큰 경우 2~2.5배 이상 상승하였고, 토석류 유량의 fluctuation의 변동성이 확대되었다. 토석류의 유속은 모두가 급속도(Very rapid)에 해당하는 클래스에 속하였고, 토석류의 침식 또는 퇴적 속도의 분포는 초기부터 침식의 크기가 커졌으며 대규모의 침식이 발생하고 하류로 유하하는 것을 나타냈다. 이상에서 본 연구의 결과는 토석류 재해의 예측 및 구조물적 대책, 재해 취약지역에서 레질리언스 강화를 위한 대책을 세우는 데 중요한 정보를 제공할 것이다. Climate change caused by global warming increases the frequency of occurrence of super typhoons and causes various types of sediment disasters such as debris flows in the mountainous area. This study is to evaluate the behavior of debris flow according to the multiplier value of the precipitation characteristics and the quantity of debris flow according to the typhoon category. For the analysis of the debris flow, the finite difference method for time elapse was applied. The larger the typhoon category, the higher the peak value of the flow discharge of debris flow and the faster the arrival time. When the precipitation characteristic multiplier is large, the fluctuation amplitude is high and the bandwidth is wide. When the slope angle was steeper, water discharge increased by 2~2.5 times or more, and the fluctuation of the flow discharge of debris flow increased. All of the velocities of debris flow were included to the class of “Very rapid”, and the distribution of the erosion or sedimentation velocity of debris flows showed that the magnitude of erosion increased from the beginning, large-scale erosion occurred, and flowed downstream. The results of this study will provide information for predicting debris flow disasters, structural countermeasures and establishing countermeasures for reinforcing resilience in vulnerable areas.

명리(命理)의 과학적 한계와 철학적 전환

김성덕 ( Kim Sungduk ) 아시아문화학술원 2018 인문사회 21 Vol.9 No.2

본 연구는 동양 술수 문화인 명리가 오늘날 학문적 제도권에 진입하는 과정에서 ‘과학과 미신’ 사이에서 명확한 정체성을 요구받고 있는 바, 과학에서 요구하는 과학적 설명 방식을 통하여 명리의 정체성을 찾아보고자 한다. 이를 위한 연구 방법으로 명리의 이론 체계인 음양오행과 사주팔자 추론 방법을 과학적 설명 방식인 과학적 인과 이론과 확률적 인과 이론으로 접근했다. 연구 결과, 명리의 음양오행은 자연과학적 인과 관계가 아닌 철학적 인과 관계로 규명되었다. 명리의 사주팔자 추론 방법도 확률적 인과 이론에서 요구하는 최소한의 ‘약한 규칙성’마저 성립되지 않아 과학성이 입증되지 못했다. 이에 명리는 ‘과학과 미신’이라는 프레임에서 벗어나 새로운 해석적 전환이 필요하다. 명리에 내재된 중화사상(中和思想)은 철학적 가치를 가진 만큼 명리에 대한 정체성은 ‘철학치유적 가치’에서 찾아보도록 제언한다. 철학적 깊은 성찰이 보태어지면 인간에 대한 탐구가 더 풍부해지고 풍요로워질 수 있기 때문이다. 이에 따른 명리의 향후 과제는 명리와 철학치유를 접목한 철학치유 시스템을 연구해 나가는 것이다. The purpose of this study is to find the identity of Myeongrii(命理, A Law of Destiny). Today, Myeongri is being debated between science and superstition. The content of the study is to verify the theory of Myeongri by scientific explanations. Scientific explanations include scientific causation theory and probabilistic causation theory. As a result of the research, it was found that the theory of Myeongri is not related to the scientific causation. The future task of Myeongri is to leave the science and establish the identity of Myeongri. In order to establish the identity of Myeongri, a new Interpretive Turn must be made. In order to find identity, Myeongrii must get out of the frame of ‘science and superstition.’ Since then, a new Interpretive Turn of Myeongri is needed. The new Interpretive Turn of Myeongri is to look at philosophical emotion instead of scientific explanation. Therefore, it suggests that we should find the presence of Myeongri in the role of philosophy healing. Then the quest for human beings becomes richer. The future challenge of Myeongri is to study the healing system that links healing with philosophy. Because neutralization(中和) thought of Myeongri has philosophical value, Myeongri can develop into philosophy healing.

비탈면 경사 변화에 따른 토석류 거동의 수치모의

김성덕(Kim, Sungduk),윤일로(Yoon, Ilro),오세욱(Oh, Sewook),이호진(Lee, Hojin),배우석(Bae, Wooseok) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.6

본 연구의 목적은 다양한 경사를 가진 비탈면에서 토석류의 거동과 메카니즘을 평가하는 것이다. 수치모의는 질량보존 및 운동량 보존에 관한 방정식에 기초하여 유한차분법을 이용하여 수행되었다. 토석류 유동 메카니즘은 토석류, 소류집합유동, 소류이동 등의 3가지 형태로 나눌 수 있다. 우선 하류부에서 공급유량의 변화에 따른 직선 사면과 2단 경사 사면에 대한 유량, 유동심, 토사체적 농도를 조사하였다. 공급유량이 적을수록 토석류가 도달한 직후에만 유량과 유동심의 상승이 있었고, 이후 감소하는 경향을 나타내지만, 공급유량의 증가로 인해 유량과 유동심의 곡선이 불안정하면서 높게 나타났다. RMS비 비교 결과 2단 경사 비탈면이 직선 비탈면보다 유량과 유동심이 적게 나타난 것을 확인하였다. 둘째, 2단 경사 비탈면에서 하류부의 경사각도 변화에 따른 유량, 유동심, 토사체적 농도를 조사하였다. 하류부 경사각도 14°와 16°사이의 유량과 유동심 곡선의 밴드폭이 다른 각도 사이보다 크게 나타났으며, 10초 이후에는 높은 값의 파동이 지속된다는 것을 확인하였다. The purpose of this study is to estimate the behavior and the mechanism of debris flow on the slope, which has specially various gradient plane. The numerical simulation was performed by using the Finite Differential Element method (FDM) based on the equation for the mass conservation and momentum conservation. The mechanism of flow type for debris flow is divided into three flow types which are stony debris flow, immature debris flow, and turbulent water flow, respectively. First, flow discharge, water flow depth, sediment volume concentration was investigated by variable input of flow discharge at the straight slope angle and two step inclined plane. As the input of flow discharge was decrease, flow discharge and water flow depth was increased, after the first coming debris flow only reached at the downstream. As the input of flow discharge was increased, the curve of flow discharge and flow depth was highly fluctuated. As the results of RMS ratio, the flow discharge and flow depth was lower two step slope angle than the straight slope angle. Second, the behavior of debris flow was investigated by the four cases of gradient degree at the downstream of slope angle. The band width of flow discharge and flow depth for 14° between 16° was higher than other gradient degree, and fluctuation curve was continuously high after 10 seconds.

흐름에 의한 관로의 세굴특성

김성덕(Kim Sungduk),안광국(Ahn Kwangkuk),이호진(Lee Hojin),이성민(Lee Seongmin) 한국지반환경공학회 2009 한국지반환경공학회논문집 Vol.10 No.7

본 연구에서는 흐름에 의한 관로의 세굴특성을 조사하기 위해서 수리모형실험을 실시하였다. 관경 45㎜, 60㎜, 90㎜의 관에 대해서 유속을 0.2㎧에서 0.5㎧까지 변화시켜 가면서 45회의 실험을 실시하였다. 관로 주변에서 세굴의 발달과정을 관찰하였고, 관경과 유속 변화에 따른 평형세굴심을 관찰하였다. 실험결과에 의하면 평형세굴심은 유속과 관경에 비례하는 것으로 나타났다. 관경이 평형세굴심에 미치는 영향이 유속의 영향보다 큰 것으로 나타났다. 상대세굴심과 Reynolds 수, Shields 수, Froude 수사이의 상관성을 분석하였다. Froude 수와 상대세굴심이 0.900의 높은 결정계수를 갖는 것으로 나타났다. This study is to investigate the characteristics of scour around pipeline in current and hydraulic model tests were performed. All the model test are 45 cases, which were conducted with velocities of 0.2 ㎧ to 0.5 ㎧ and pipe diameters of 45, 60, 90 mm. The developments of scour around pipeline were observed and equilibrium scour depths were recorded due to variation of pipe diameter and current velocity. According to the results, the equilibrium scour depth was proportional to current velocity and pipe diameter. The effect of diameter of pipeline on the equilibrium scour depth was bigger than current velocity. The correlations of relative scour depth and dimensionless number such as a Reynolds number, Shields number, and Froude number were analyzed. The Froude number and the relative scour depth had a high correlation of 0.900.

토석류 유동층에서 토사체적 농도 특성에 관한 연구

김성덕(Sungduk Kim) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회논문집 Vol.15 No.12

본 연구의 목적은 산지에서 세립사가 포함된 유동체 혼합물이 다양한 경사 각도를 갖는 수로에서 공급유량의 변화에 따른 토사체적농도를 분석한 것이다. 수치모델은 질량보존 및 운동량 보존에 관한 방정식 그리고 세립토와 조립토 방정식에 기초하여 유한차분법을 이용하여 수행되었다. 비탈 경사면 각도 변화에 따른 토사농도 비교에서 경사가 급할수록 토사체적 농도의 급격한 변곡점이 나타났다. 공급유량의 변화에서는 공급유량이 많을수록 Fluctuation이 발생하였고, 토석류의 상태가 난류형으로 변하여 토사가 부유사 형태로 변화되었다. 이는 토석류의 이동속도가 빠르게 됨을 알 수 있다. 포화된 조립토의 변화에 따른 비교에서는 그 길이가 길수록 고농도가 발생하였으므로 사면 안정을 위해서는 사면에서의 침식 가능 여부를 먼저 판단해야 된다. 본 연구의 결과는 강우 변화에 따른 비탈면 하류단에서의 유동체 혼합물의 토석류에 의한 재해를 예측 및 다양한 경사의 비탈면을 갖는 산지 밑에서의 토석류에 의한 재해에 대한 정보를 제공할 것이다. 또한 사면 안정 시 효율적인 사면 경사각도로 설치하는 것과 사면에서의 침식 방지 등에 있어 토석류와의 관계성 분석 및 토석류 재해를 막기 위한 다양한 대책을 세우는 데 효과적인 정보를 제공할 것이다. The purpose of this study is to estimate the sediment volume concentration of the liquified-solid mixture which is included fine sediment fractions, according to the variance of the channel slope and the water supply. The numerical model was performed by using the Finite Differential Element Method (FDM) based on the equation for the mass conservation, momentum conservation and the equation of coarse sediment an fine sediment. In comparison of varying the channel slope, the deeper the channel slope, the inflection point of the sediment concentration was occurred rapidly. In comparison of variance of the water supply, as the water supply increases fluctuation with high sediment concentration. In this situation, debris flow changes to the turbulent flow and the sediment becomes to be floated. In comparison varying the length paved saturated sediment, the longer the length, the high concentration of sediment occurred, for the safety of the slope it is needed to check the possibility of the erosion in the slope by debris flow. The results of this study will provide useful information in predicting of the disaster by the liquified-solid mixture and in prevention of the debris flow with various the slope in the mountain side.

ECDSA 검증이 가능한 효율적인 WAP PKI용 POP 프로토콜

김성덕 ( Sungduk Kim ),김승주 ( Seungjoo Kim ),원동호 ( Dongho Won ) 한국정보처리학회 2006 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.13 No.1

POP는 공개키 인증서의 발급과정에서 인증기관(CA)이 신청자가 제출한 공개키에 대응하는 비밀키를 가지고 있는가와 선택한 암호 알고리즘 및 용도에 적합한 연산을 수행할 능력이 있는 가를 확인하는 절차를 의미한다. WAP PKI에서는 POP 확인을 위해 암호화용 인증서는 WTLS 프로토콜을 수행하고, 전자서명용은 signText()함수를 이용하여 전자서명을 생성하도록 정의하고 있다. 이런 방식은 WTLS 프로토콜의 수행과 전자서명의 생성과정에서 많은 연산과 통신 부담이 발생한다. 본 논문에서는 ECDSA에 기반한 Signcryption 방식을 이용하여 효율적으로 POP를 검증하는 방식을 제안한다.

혐기/호기 접촉여과대를 이용한 자연형 하천호안공법의 비점오염 저감 특성 연구

장형준,김성덕,Chang, HyungJoon,Kim, SungDuk 한국방재안전학회 2019 한국방재안전학회 논문집 Vol.12 No.1

It is an urgent issue to manage and reduce non-point pollution sources for improving the water quality of stream and lakes in rural areas. In this study, in order to reduce non-point pollution sources in rural area, Gabion mattresses was proposed to provide protection of riverbanks with anaerobic and aerobic area. The utilization of this was assessed by lab scale model test and pilot plant test. After filling the inside of the gabion mattresses with aggregate, the filtration zone under anaerobic and aerobic conditions was formed to treat the contaminants. In addition, vegetation was deposited on the surfae of the gabion to prevent the inflow of soil and to promote purification by the plant. COD and nitrogen content (T-N, $NH_4{^+}$, -N, $NO_3{^-}N$) were monitored in model and field tests. The lab scale model test showed removal efficiency of 17% of TCOD, 35% of SCOD, 14% of TN, 62% of $NH_4{^+}$, -N, and 33% of $NO_3{^-}$ N. Also, pilot plant test showed removal efficiency of 24% of TCOD, 29% of SCOD, 47% of TN, 50% of $NH_4{^+}-N$, 33% of $NO_3{^-}$, N and 29% of TP. 농촌지역 하천이나 호소수 수질 개선을 위한 비점오염원의 관리 및 저감은 시급한 현안이다. 본 연구에서는 농촌지역의 비점오염 저감을 위하여, 개비온 매트리스호안공에 혐기/호기의 구역을 적용한 자연형 비점오염처리 하천호안을 제안하고, 이의 축소모형 실험(1/6 축적) 및 현장 적용(가로2.0 m 세로 3.0 m 높이 0.4 m의 3단 격벽의 호안)을 통하여 활용성을 평가하였다. 개비온 매트리스 내부에 골재를 채운후 차수 격벽을 설치하고, 호안 법면의 자연 경사를 활용하여 혐기/호기 조건의 여과대를 조성하여 오염물질을 다단으로 처리하였다. 또한 호안공의 표면에 식생을 활착시켜, 토사의 표면 유입을 차단하고, 추가적으로 식생에 의한 정화 기능을 도모하였다. 본 호안공의 축소모형 및 현장 적용에서의 화학적산소요구량(COD) 및 질소성분(T-N, $NH_4{^+}-N$, $NO_3{^-}-N$)의 모니터링 결과, Lab Scale에서는 TCOD 17%, SCOD 35%, TN 14%, $NH_4{^+}-N$ 62%, $NO_3{^-}-N$ 33%의 제거효율을 나타내었고, pilot plant 시운전에서는 TCOD 24%, SCOD 29%, TN 47%, $NH_4{^+}-N$ 50%, $NO_3{^-}-N$ 33%의 제거효율을 나타내었으며, pilot plant 시운전에서는 29%의 TP 제거효율도 달성하였다.

항만건설이 파랑변형에 미치는 영향

김봉주(Bongju Kim),이호진(Hojin Lee),김성덕(Sungduk Kim),장형준(Hyungjoon Chang) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2021 No.10