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3차원 수치해석기법을 이용한 우수배수시스템 배수층의 체적공극과 투수도 결정
염성일(Seong Il Yeom),박성원(Sung Won Park),안정규(Jungkyu Ahn) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.8
최근 도시화로 인한 불투수면의 증가는 지표 유출수를 집수하여 배수하는 기존의 배수시스템의 부담을 증가시킨다. 이러한 방식의 우수배수시스템은 표면유출수와 함께 이송되는 각종 쓰레기, 낙엽, 등의 부유물질에 의해 배수면적이 감소하는 구조적 한계를 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 새로운 형태의 배수시스템이 개발 및 적용되고 있다. 본 연구는 3차원 전산 유체역학 프로그램 중 하나인 ANSYS CFX를 이용하여 투수성 포장 하부에 위치한 배수층의 체적 공극과 투수도 결정을 위한 모의를 각각 수행하였다. 모의결과 35% 체적공극을 가진 배수층의 배수구 유속이 20%, 50%에 해당하는 배수층보다 큰 값을 보여 체적공극과 배수성능 사이의 상관관계는 없는 것으로 파악되었다. 투수도는 구성물질의 입경에 따라 결정되며, 5가지 조건을 모의하여 배수구 유속을 분석한 결과 입경 2 mm의 사질토가 사용성과 시공성 측면에서 가장 적절하다고 분석되었다. 본 연구는 배수층의 적절한 체적 공극과 구성물질의 입경을 제시하였고 이러한 조건을 갖는 배수층이 침수피해를 저감 및 방지의 측면에서 유리할 것으로 판단된다. The increase in impermeable pavement from recent urbanization has resulted in an increase in surface runoff. The surface runoff has also increased the burden of the existing drainage system. This drainage system has structural limitations in that the catchment area is reduced by the waste particles transported with the surface runoff. In addition, the efficiency of the drainage system is decreased. To overcome these limitations, a new type of drainage system with a drainage layer was developed and applied. In this study, various volume porosity and permeability of the lower drainage layer were simulated using ANSYS CFX, which is a three dimensional computational fluid dynamics program. The results showed that the outlet velocity of the 35% volume porosity was faster than that of the 20% and 50% cases, and there was no relationship between the volume porosity and drainage performance. The permeability of the drainage layer can be determined from the particle size of the material, and a simulation of five conditions showed that 2 mm sand grains are most suitable for workability and usability. This study suggests appropriate values of the volume porosity and particle size of the drainage layer. This consideration can be advantageous for reducing and preventing flood damage.
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신유정 ( Yu Jeong Shin ),김용인 ( Young In Kim ),김정건 ( Jung Gun Kim ),염성일 ( Seong Il Yeom ),이도균 ( Do Gyun Lee ) 한국물환경학회 2021 한국물환경학회지 Vol.37 No.5
The use of water purifiers has been increasing every year due to increased drinking water safety concerns raised by the water pollution accidents occasionally reported. Currently, more than 10 million water purifiers have been distributed in Korea, and the estimation of the purifier sales reaches two million units per year. As a result, the number of used water purifier filters that must be replaced on a regular basis has gradually increased. However, regardless of the considerations for the capacity of used filters remaining, water purifier filters were replaced and collected at regular intervals. The high cost of disposal of the used filters by landfill or incineration were required. Thus, in this study, the current status and trends of recycling technologies for used water purifier filters were reviewed. It is noted that there was insufficient statistical data to understand the current status of the difference between the number of used water filters discarded and the number of those recycled. Most studies on the recycling of old water purifier filters have concentrated on pretreatment and cleaning methods for sediment filters and membrane filters, with the goal of extending the lifespan of used filters. Further, the study suggested future study directions on the recycling of used water purifier filters, which could be useful information on establishing environmental policy to promote the recycling of used filters.
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