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유한요소 소프트웨어 PyLith와 COMSOL Multiphysics<SUP>®</SUP>를 이용한 암석권의 전단열 수치 모사
김나원(Nawon Kim),김현섭(Hyeonseob Kim),소병달(Byungdal So) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
본 연구는 유한요소법을 이용하여 탄소성 암석권에서의 전단열 수치 모사를 진행하였다. 외부에서 가해진 힘이 제거되었을 때 원래 상태로 돌아오려는 탄성과 다르게 물체에 응력을 가했을 때 영구적으로 변형되는 성질을 소성(plasticity)이라고 한다. 탄소성 지각에 인장력이 작용하면 탄성 변형이 발생한다. 지각에 계속해서 인장력이 작용하면 탄성 변형의 형태로 축적할 수 있는 응력의 최대 한계인 소성 항복강도에 도달하게 되고 이를 초과하면 소성 변형이 시작된다. 이때 초과된 에너지는 소성 변형뿐만 아니라 전단열(shear heating)의 형태로 소산한다. 이때 전단열은 암석권의 국지적인 약대를 발달시킬 수 있는 기작 중 하나로 암석권의 온도를 높이고 강도를 낮춰 암석권의 파괴를 촉진시킬 수 있다. 이러한 응력과 변형의 집중으로 지구의 암석권에서 발생할 수 있는 전단대(shear zone)는 섭입 시작 및 인장 분지와 같은 대변형과 관련된 지질학적 현상에서 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 암석권의 변형 및 지진 단층 모사를 위해 유한요소 기법을 이용한 PyLith 솔버를 사용하였다. PyLith의 소성 변형 계산 능력을 검증하기 위해 항복강도를 조절하며 유한요소 소프트웨어인 콤솔 멀티피직스(COMSOL Multiphysics<SUP>®</SUP>)와의 비교를 진행하였다. 또한 PyLith 솔버에서 전단열이 구현되는지 확인하기 위해 기존에 진행되었던 수치 모사 연구를 벤치마킹했으며 이를 통해 분지 확장 모형과 전단열의 형태와 값이 기존 연구와 유사하게 구현되는 것을 확인하였다. 암석권에서 발생할 수 있는 국부전단대를 유한요소법을 이용해 수치모사 함으로써 판구조론 관점에서 대변형과 관련된 지질학적 현상에 대한 이해도를 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다.
도시고형폐기물 매립지 침출수에서 미세플라스틱의 분리·추출 방법에 관한 고찰
김나원 ( Nawon Kim ),이가영 ( Gayeong Lee ),김용진 ( Yong-jin Kim ) 한국폐기물자원순환학회 2023 한국폐기물자원순환학회지 Vol.40 No.4
Plastic waste is a widespread byproduct of industrial development. Once released into the environment, it degrades into microplastics, due to physical breakdown, photodegradation, chemical deposition, and biological degradation. These materials are found in various ecosystems, including rivers, lakes, beaches, estuaries, sediments, and waste incineration residues. Waste landfills are the main storage of plastic waste, and about 79% of the wasted plastics are accumulated alongside landfills and the natural environment. In addition, microplastics formed within landfills are mixed with landfill leachate and evacuated for a variety of factors. Various pretreatment methods have been proposed to separate and extract microplastics from landfill leachate. However, researchers’ methodologies significantly differ in the type of reagent for the density solution and the filter paper; consequently, there is no standardized method. Hence, this study aims to compare and classify various techniques suggested in previous studies that separated and extracted microplastics from leachate to find efficient methods that can be applied in the future. Furthermore, analytical items showing a correlation with the concentration of microplastics among environmental media were also considered and presented.
이가영 ( Gayeong Lee ),김나원 ( Nawon Kim ),김용진 ( Yong-jin Kim ) 한국폐기물자원순환학회 2023 한국폐기물자원순환학회지 Vol.40 No.1
The amounts of waste plastics continue to increase rapidly each year. Recycling, incineration, and landfilling are the main treatment and disposal processes of waste plastics. Indeed, although incineration has been used to decompose and remove plastic products, it is considered one of the main sources of microplastics (MPs). In recent years, various methods for extracting MPs from environmental media have been proposed by researchers. However, there is still no standardized method for the extraction of MPs. In this study, therefore, in order to efficiently extract MPs from incineration ash (i.e. bottom and fly ashes), separation solution, stirring method, and number of extraction were investigated. Except for the saturated NaCl saturated, good recovery rates were observed in the separation experiments with Oil + 5 g-NaCl/L and ZnCl<sub>2</sub> solutions, ranging from 63 to 80%. In addition, a good recovery rate was observed when using a magnetic stirrer, except for experiments with the ZnCl<sub>2</sub> solution. However, although the extraction was carried out three times in this study, MPs were still detectable, suggesting incomplete extraction of MPs. The obtained recovery rates were not higher than those reported in previous related studies, which might be due to the differences in the samples and the characteristics of MPs with different densities. During the separation process of supernatants, it is necessary to pay attention to the handling process of containers in contact with the samples, as MPs tend to stick to the container walls. Therefore, further related studies are required to develop effective methods for extracting MPs from incinerator ashes.