强度の確率分布に及ばす才質の空間的變動の影響に關する硏究

김선진 橫浜國立大學 1992 국내박사

大氣中 PCB の擧動及びMass Balanceに關する硏究 : Study on the Behavior and Mass Balance of PCBs in Ambient Air

김경수 橫浜國立大 大學院 2004 해외박사

本論文には, 大氣中における PCB の金異性體分析を用い, 汚染程度やガス-粒子分配などの拳動及ど大氣を中心とした Mass Balance について行った硏究の內客を記した. 論文は6章構成であり, 第1章で序論を, 第2章で試料の探取と分析, デ一タの取得から得たPCB 組成について, 第3章で大氣中 PCBの拳動を, 第4章で大氣中 PCB の發生源と發生源からの寄を推定し, 第5章では大氣を中心とした Mass Balance について記し, 最後に第6章で結論を述べた. 第1章では硏究の背景と目的につて述べた. PCB(Polychlorinated Biphenyls)に開する基礎的な物理化學性質や毒性, いままでの汚染狀況などについて文默調査內容を記した. PCB は人類の經濟的な發達や生活の便利により, 麥歷器やコソデソサ-など世界的に幅廣く使われて來た化合物の-つである. 日本では PCB 製品として主に Kanechlor が使われて1972年までの國內での生産量は 5万9千トソ推定している. 現在は, はボリ監化ビフェニル廢棄物の適正は處理に開す特別措置法が定められ, 保管中 PCB廢棄物の分解處理への本格的な取り組みが始まつたばかりである. この法では廢棄物の處分期間を施行日(平成13年7月15日)から15年としている. また, PCB 濃度は減小しているが, に入つてくる. 1970年代から規制が始まって段タ環境中の PCB 濃度は減少しているが, 殘留性が極めて高いため非常長い間修複されないといぇだろう. 環境中に放出された PCBは主に大氣を經由しているごとや物質は物理化學的な性質により大氣と土壤や水などの媒體間の移動を繰り返していることや汚染が廣がっていくことなどが考えられるので, 大氣中 PCB の拳動を把握するのは重要である. ままで PC8はダイオキシソ類として毒性が强い12個の異性體を對象とした硏究が多かっだが, その拳動を把握すためにはより多い情報が必要となり, 本硏究で全異性體を測定した. 第2章では, 試料の探取と PCB の分析方法を述べ, その結果得らたデ一タを記した. 試料は橫添國大で大氣環境試料(大氣とその沈着物)を 2002 年 3 月 から 2003 年 2月まで持 續的測定した. また, 燒却排고がかスと Kanechlor試料や土壞試料も測定を行った. 分析液は 號存の締組みに則り, 試料の抽出からカラムによる3妨害物の除去過程を經て, 高分解能が スクロヌトグフ高分解能質量分析計(HRGC/HRMS)を用い, 內部標準法による定量を行った.その結果, 大氣, 大氣總沈着物, 燒却擄排ガス, 土壤中の平均PCB濃度(總沈着物は量)が得られた. また, PCB組成にっいて同族體組成は媒體ごとに異なり, さりな同じ大氣環境試料でも試料の採取時期によって異な組成が見られた. しかしながら, 異性체1組成では媒體ごと類似した傾向が見られた. 燒却爐排ガスは爐の種類, 燒却條件, 廢棄物, 排ガス處理などいるいるな條件の影響をうけてその組成にばらつきがあっとが, 異性體組成には多くの試料で比較的類似したと言える. このことから同族體間の擧動の違いが示峻された. 第3章ではがス-粒子分配などの大氣中 PCB の擧動について述べた. 各異性體のガス-粒子分配係數と過冷却液體蒸氣歷の間に log-logの負の相關が見られた온. また, この關係に降雨量などの氣象條件の影響が示峻された. この關係を基に蒸氣歷がら分配係數を予測することができる. ガス-粒子分配の氣溫變化について, 4監素化の同族體においてよい關係がられた. また, 3監素化同族體は年間通してほとんどガス態で存在した. しかしながら1と2 監素化同族體は實驗や分析の不確實性により明確な結果が得られなかった. この結果より, 任意の氣溫におけるガス-粒子分配係數を予測するバラメ-タを得た. 粒經別存在割合についてはその大半が 7.0㎛以上あるいは 1.1㎛以下の粒子存在し,1.1㎛以下の存在割合が高かつた. 大氣中 PCB の濃度と氣象條件との關係について, 重回歸分析출を用い解析を試みたが有意な結果が得られなかった. これにっいては, 比較的に長いサソプリング期間(1週間)によるさまざまな氣象バラメ-タの影響えられた. 第4章では主成分分析により大氣中 PCBの發生源を同定し, CMB法により各發生源からの寄與を定量的に推定しだ. PCBは, その異性體に209個が存在しているため, 分析から得られるデ-タは多變量である. 從って, そのデ一タの解析に統計的な多變量解析を用いた. 發生源解析の最終的な目的は, 各發生源がらの寄與定量的推定することである. しかしながらそば□には,글まず發生源の種類を最初に特定しておかなければならない. 實際デ-タの主成分分析の結果から發生源の種類を特するためには, 今まで知られていれ發生源の特徵を把握しておかなければならない. この發生源の情報をもとに實際デ一タの分析がら得られた結果の發生源が旣存の發生源か, それとも他の發生源かを判斷する. これまでには燒却爐把握ガス諸料中の Co-PCB 以外の異性體に關する情報は極めて低かったため, その特徵を把握するのが困難であった. そこで本硏究では燒却爐排ガスと Kanechlorの全ての異性體分析結果を用いクラスタ一分析と異性體組成の比較によりその特徵的な異性體を把握することにした. その後主成分分析と重回歸分析を用い, 發生源の同定や各發生源からの寄與率を推定した. 主成分分析結果, 主成分1は氣溫の變による揮發の違い, 主成分2は燃燒由來と解□された. また, 主成分1主成分 2の空間における異性體の位置 は各異性體と氣溫との相關關係によることが示唆された. 說明變數として Kanechlor 組成を揮發として, クラスタ-分析結果 Kanehclor と異性體組成が近い排スF-Bを除いた平均組成を燃燒として CMB 法により各發生源からの寄與を推定した. 重回歸分析より推定 濃度は實測の大氣中 PCB 濃度を精度よく再現することができたといえる. また, 低監素化同族體では揮發の與が, 高監素化同族體では燃燒の寄與が大きいし氣溫が高い時期は 揮發(Kanechlor)がらの寄與が大きい傾向が見られた. 第5章では大氣中 PCB を季節ごとに拳動の麥化を推定し, 關東地域を1つのボシクスと考えてモデル化し, 乾性·混性沈着, OHラジカル反應, 移流の拳動を氣溫の麥化と結び付け, その速度の比較, マスバラソス式による季節ごとの沈着量や發生量を推算した. 閨東地域の平均的な氣象□件を用いた場合, 乾性沈着の寄□さ最大きく,そのつぎ移流であった. また, 氣溫が低い(15度以下)の時は, 濕性沈着からの寄□も大きかった. さらに, 3監素化∼8監素化同族體の乾性沈着は氣溫の上昇に伴に上昇したが, 濕性沈着は逆に減少する傾向が見られた. モデルにより PCB 同族體間の大氣中擧動の違いを把握した. 實測の大氣デ-タや行政デ一タを用い, 關東地域にぉける大氣からの PCBの沈着量, 排出量を推定した. その結果, 關東地域にぉける年間大氣からの總沈看量は約 1,480kg, 年間PCB排出量は約 3,320kg と推算された. 行政デ一タからの推定については, 現段階で日本にぉけるPCB排出量の推定は, PC8排出原準單位が不明のものや, 活動量が不明な部分が多くあるため, 推計は困難であった. ただし, EPA(1998)の排出原單位を用いて推計した都市廢棄物燒却爐からの排出量は年間 35.6kg であり, 平井(2002)の安定器からの漏出原單位を用いて推計した, 關東地に休管されている安定器からの年間漏出量は 1.4g と推計された. モデルから得られたパラメ-タや排出量の검정については今の課題とした. 第6章は本硏究の結果をまとめた.

振動計測による異常診斷に關する硏究 : 回轉機械に關する幾つかの新しい手法の應用について = A study on fault diagnosis of machinery by vibration measurement : Application of several new methods to rotary machinery

김태구 橫浜國立大學 1998 해외박사

산업의 급속한 발달에 의새 산업설비는 복잡화, 거대화 해져 설비의 안전성 신뢰성의 확보가 한층 더 중요한 과제가 되고 있다. 설비의 고장은 위험을 동반함은 물론 제품생산의 코스트를 가중시키는 의미를 포함한다. 따라서, 기술시스템에 의한 이상의 진단과 검지기술의 중요성이 더욱 높아지고 있다. 이와 같이 중요성이 증가되는 있는 기계설비를 효율적으로 유지관리 하기 위해서는 이상의 검지 및 진단기술이 필요하게 되었다. 종래의 여러 가지 계측에 의한 진단방법이 있었으나 불필요한 정보가 계측계통에 포함되므로 진단의 정확성이 결여되고 신뢰성이 의심되어지는 문제점이 발생한다. 즉 설비의 고장의 원인을 명확히 진단, 최소의 비용과 시간 내에 복구 시켜 가동시켜야 한다. 즉 진단대상이 되는 설비의 상태를 정확히 정량적으로 파악하는 것이 중효한 것이다. 여기서, 산업의 전반에 걸쳐서 중요하게 사용되고 있는 회전기계(특히 본 논문에서는 베어링과 기어)를 이용, 크게 2가지의 방법에 대해서 검토했다. 즉 진동계측 장치로부터 얻어진 진동의 파형을 (1)신호처리기술에 의해 해석하는 이론, (2) 패턴인식의 방법으로부터 회전기계의 이상진단 및 검지하는 방법으로 이 두가지 방법을 비교 및 고찰을 하였다. 패천인식의 이론으로는 Neural Network과 Kullback Discriminatiion Information을, 변환이론으로는 기존 사용되어져 온 Fast Fourier Transform과 새로운 이론으로서 시간축의 영역까지 해석이 가능한 Wavelet Transform 이론을 본 논문에 적용하여 진단의 효율을 높이고 진단 대상에 맞는 새로운 진단시스템을 구축했다. 본 연구결과 기존의 방법보다 회전기계의 이상진단 및 검지의 효율성 및 진단의 신뢰성을 확보하고 이론적 배경을 통한 진단시스템을 구축했다. 즉 기존의 진단방법으로 검지 및 분류가 어려운 대상시스템에 대해서도 이상을 진단하고 효율적으로 검지할 가능성을 확인했다.

電氣溶融痕による火災原因の鑑定法に關する硏究 : Study on identification method of fire cause by molten marks on elenctric wires

이의평 橫浜國立大學 2001 해외박사

In a building fire, electric molten marks (EMMs) are made to cords of electric appliances, fixed electric wires and the portable cords etc. in many cases. Moreover, also in a vehicles fire, EMMs are made to electric wiring. As described above, EMMs are often left in a spot of fire outbreak. They may give a big clue of fire cause when the fire is investigated after fire fighting. A molten mark formed by short-circuit which causes fire is called as the primary molten mark (PMM). A molten mark formed by short-circuit which is caused by fire is called as the secondary molten mark (SMM). However, the technique to distinguish between the PMM and the SMM has not been confirmed yet. Therefore, the identification methods of EMMs were studied systematically as follows. 1. The following two cases were experimentally studied as a fundamental research which is necessary to establish the method of distinguishing the Primary Molten Marks (PMMs) from the Secondary Molten Marks (SMMs); ① In order to research whether thermal histories affects the grain size of non-melted wire which is adjacent to EMMs or not, the grain size of copper wire exposed to various heating and cooling conditions is examined. ② In addition, it was also researched that there were some differences of properties in external features, cavities and metallographic structures of the PMMs and SMMs made under the several different conditions. As a result, the following were obtained. 1) The grain size of the copper wire has no relationship with the cooling conditions and spontaneous heat of wires prior to the heating, but depends on the highest heating temperature only. Therefore, it is ineffective to use the grain size to distinguish PMM from SMM. 2) It is unreasonable to discriminate between the PMMs and the SMMs by the external features and cavity distribution of the EMMs. 3) When the surface of the copper wire was oxidized after the exposition to the air, the oxidation structures, which reflect the effect of the oxidation before the production of EMMs, are observed from the EMMs. And oxidation structure is formed not only by oxidation of surface before short-circuit, but also by oxidation during coagulation after short-circuit through absorption of ambient oxygen. 4) It considered that the oxygen of the air is absorbed at the melting and coagulating process and then the oxidation structures could be found even when the oxygen concentration is low as in case of fire, since the oxidation structure was admitted by the ambient of oxygen concentration 2.5%. 2. The oxidation structure in an EMM has been often observed in electric wire of fire scene. In this study, I examined to estimate the surrounding temperature at the formation of an EMM by DAS (Dendrite Arm Spacing) and oxygen concentration in oxidation structure. The results were as follows; The DAS was dependent on functions of oxygen concentration and cooling rate. The oxidation structure in an EMM, even if it was exposed in fire again, did not change as long as it was not re-molten state. The surrounding temperature at the formation of an EMM was estimated by measuring DAS and oxygen concentration. 3. I studied the crystal structure of the carbon which was caught in PMMs and SMMs prepared artificially, and examined the difference in crystal structure between the PMMs and SMMs. I found that both graphitized carbon and amorphous carbon were found in the PMMs. However, only amorphous carbon could be found in the SMMs. This result shows that graphitized carbon can be used as an indicator of the PMMs. 4. In a fire site, there sometimes molten marks exist in blades of the attachment plug and the receptacle. When the fire cause is investigated, these molten marks have possibilities to become a big clue. However the technique to discriminate between the primary molten marks (PMMs) which are cause of fire and the secondary ones (SMMs) which are produced in the fire, has not been established yet. Therefore I artificially made PMMs and SMMs, and investigated how PMMs differs from SMMs. As a result, the followings were obtained. 1) Though cut fusion of two blades was made at the PMMs and the SMMs, cut fusion of single blade and melted mass of two blade were made at the SMMs. 2) DAS (Dendrite Arm Spacing) apparently differed between PMMs and SMMs. DAS of PMMs was 3.5∼14.0㎛, but DAS of SMMs(ambient temperature when molten marks were made : 450℃~ 900℃) was 24.5∼56.8㎛. 3) If DAS in molten marks can be measured, the ambient temperature when molten marks were made can be estimated from by the DAS, and the discrimination between PMM and SMM becomes possible. 5. One of main causes of electrical fire is short-circuit. The short-circuit due to thermal degradation is one main cause though there are many other causes. The circuit-short mechanism of PVC cords at defective heat loss was studied as following two cases: ① Temperature of the covering rises rapidly by joule heating etc., or ②Temperature of the covering rises slowly by thermal degradation at comparatively low temperature for a long time, then PVC cords are short-circuited. As a result, the followings were obtained: 1) Though PVC cord is not short-circuited in the rating current (20A) of divergence breaker when it is extended on the straight line and there is no defective heat loss at the room temperature, wound cord is short-circuited at the rating current of PVC cord regardless of the protection equipment such as the divergence breaker. 2) When temperature of the covering of PVC cord rises rapidly to nearly melting point by joule heat, PVC cord is short-circuited in a few minutes or less by the direct contacting with electrical wires of two poles due to softening and melting of the covering. On the other hand, when PVC cord is short-circuited due to the thermal degradation of a long term, it is short-circuited by absorbed moisture on CaCl_(2) or by insulation failure due to the decrease in the insulation resistance of the covering. 3)HCl generated by thermal degradation process reacts with CaCO_(3) which is added as filling of PVC covering, and hygroscopic CaCl_(2) is produced. The short-circuited mechanism by absorbed moisture on CaCl_(2) is certain, and the generation of CaCl_(2) can be quantitatively measured. As mentioned above, the identification methods of electric molten marks on electrical wires and in blades of the attachment plug and the receptacle were studied systematically. Moreover, the short circuit mechanism by thermal degradation of covering of an electric wire was also clarified. 消防では、「火災」から得られる原因と損害の調査によって、火災による人命の救濟と財産の保全を圖ることを目的として、火災調査を行っている。火災調査は、「火災の原因調査」と「火災及び消火のために受けた損害の調査」と分けられる。火災原因調査の中心とするところは、出火原因を究明することであるが、延燒擴大の原因や死傷者發生の要因を調査することも重要な範圍である。火災の原因調査は火災現象の究明はもとより、火災予防の施策ないし措置の成果を檢討し、その是正改善を圖り、もって火災予防の徹底に資することを目的としている。出火原因の究明には、①出火個所の判定、②出火した發火源の判定、③出火した經過などの判定のステップがある。 出火個所を明らかにした後、出火個所で考えられる發火源について消去法などによりその檢討がなされ、"出火した發火源" を明らかにする。出火した個所はある一定の範圍(空間)であり、その範圍內の個個の發火源についてその可能性を檢討する。 一般に建物火災や車兩火災などの場合は出火すると、大體天井の固定電線や室內のコ-ドや電氣製品などの電源コ-ドや製品の中の配線などに電氣溶融痕ができる。このように、出火した場所には電氣溶融痕が存在することが多いので、火災原因硏究明時には、この電氣溶融痕が過負荷など電氣的要因にできたもの(1 次溶融痕)かそれとも火災により被覆が燃やされて短絡したもの(2 次溶融痕)かを究明する必要がある。 しかしながら、1次ㆍ2次溶融痕の判別方法については、外觀、溶融痕中のボイド、炭化物卷き入み、表面分析などの方法が檢討されてきたが、まだ精度の高い判別方法は確立されていないのが現狀である。 そこで、1次ㆍ2次溶融痕の判別に關して樣樣な角度から1次ㆍ2次溶融痕にはどのような差があるかを檢討して、有效な判別方法を明らかにする硏究が必要であり、本論文では、1次ㆍ2次溶融痕の判別方法に關する、以下の4つの項目について檢討をした。 ① 溶融痕の外觀(形態、大きさなど)及び氣孔分布、溶融痕近傍の非溶融部の結晶粒度、そして酸化組織の出現條件 ② 酸化組織中の酸素濃度と樹枝狀晶の枝の間隔(DAS:Dendrite Arm Sparcing)によって生成時の雰圍氣溫度推定による方法 ③ 卷き入み炭化殘渣中の炭素結晶構造による判別方法 ④ プラグの刃とコンセントの受け刃の溶融痕跡中の金屬組織による判別方法 硏究結果は、以下のとおりである。 ① 從來、火災現場では電氣溶融痕の外觀や氣孔の分布をみて判斷する傾向が强かったが、これらの判別方法の有效性を樣樣な實驗により檢討したところ、電氣溶融痕の外觀や氣孔の分布によって判斷することは有效な判別方法ではない。 ② 溶融痕近傍の非溶融(銅線)部分の結晶粒度は、被熱履歷は殘さず最高暴露溫度のみに依存するので、1次溶融痕か2次溶融痕かの判別に利用できない。 ③ 酸化組織は短絡前の表面酸化により生じるばかりではなく、短絡して凝固する段階で雰圍氣中の酸素を吸收してもできる。 ④ 現場から採集した電氣溶融痕を硏磨して金屬顯微鏡で觀察するとしばしば酸化組織(銅と亞酸化銅の合金組織)が觀察される。この酸化組織中の樹枝狀の枝の間隔(DAS)と硏磨面の酸素濃度を測定すると、溶融痕生成時の雰圍氣溫度が推定できる。 ⑤ 電氣溶融痕の中には、多くの炭化殘渣が卷き入まれている。この炭化殘渣の成分は電線の被覆の成分であるPVCと充塡材に起因するC, Cl, Ca, Clなどである。1次溶融痕中にはグラファイト化炭素とアモルファス炭素が卷き入まれているが、2次溶融痕中にはアモルファス炭素しか卷き入まれていない。 ⑥ コ-ドにできる溶融痕ばかりでなく、プラグとコンセントにできる溶融痕についても、樹枝狀の枝の間隔(DAS)を測定すると、生成時の雰圍氣溫度が定量的に推定できる。 以上のように電氣溶融痕の判別方法を多角度から檢討し、體系的にまとめた。

防災性を備えた都市基盤施設の計劃に關する硏究

백민호 橫浜國立大學 1999 해외박사

도시의 입구집중과 도시화의 진전속에 자연재해, 인위재해등 도시형재해의 발생시 도시의 안전성을 확보하기 위해서는 재해 발생에 따른 피해확산의 메커니즘과 재해에 강한 도시건설을 위해 지역의 특성에 맞는 도시기반시설의 정비 및 계획에 관하여 연구했다. 본 논문의 전체구성은 9장으로 되어 있으며 각 장의 요지는 다음과 같다. 서장 「연구목적과 필요성」 본 연구의 목적과 필요성을 정리했다. 제1장 「방재성을 고려한 도시기반시설의 계획에 관한 고찰」 기반시설의 사회적 배경과 과제를 정리하고 도시형재해의 특징과 피해확산의 메카니즘을 분석하여 도시기반시설의 방재성 확보의 중요성을 논하였다. 또한 시가지의 방재성향상의 의의, 도시기반시설의 방재개념 도입방법을 제시하고 본 연구의 논점을 정리했다. 제2장 「Lifeine 기능정지에 의한 재해피해지의 정성적분석」 고밀도 시가지역에서 재해발생시에 라이프라인기능 정지에 따른 일상생활의 영향과 기능확보의 필요성을 밝히기 위해 한신·아와지대지진(고베지진)의 현장을 대상으로 피해조사를 실시했다. 그 결과 지진재해에 의한 Life Line기능정지시의 문제점을 정리·분석하여 Lifeline의 기능확보와 계획의 방향성을 명확히 하여 종래에 없는 실증적인 연구성과를 정성적으로 정리했다. 제3장 「각종 건물의 비상시 정량적 분석에 관한 조사연구」 비상시(재해발생시)에 각 건물이 활동을 하기 위해 필요한 부하에 대해 동경도내의 건축물의 현장조사와 지역개발 및 건축설계를 전문직업으로하는 전문가를 대상으로 설문조사를 실시했다. 그 결과 전력, 상하수도, 정보·통신, 공조공조 등의 각 계통에 대해 비상시 건물이 기능을 유지하기 위해 필요한 에너지를 정량적으로 분석하여 건축물의 설계 및 도시개발에 따른 비상시원단위를 작성하여 제시했다. 제4장 「 동경도의 도시기반시설의 정비 및 지구특성에 관한 연구」 동경도를 대상으로 GIS의 500m mesh를 이용하여 각 mesh에 대한 도시기반시설의 구성과 에너지의 소비특성, 열부하량에 의한 지구분류를 통하여 도시기반시설의 정비면에서의 문제점과 지구특성을 명확히 했다. 제5장 「도시방재 기반시설을 위한 지구선정에 관한 연구」 GIS의 500m mesh를 이용하여 각 mesh에 일반시민이 주체가 되는 사적인 시점과 지역주민이 대상이 되는 공적인 시점으로 방재성 확보가 필요한 하는 지구를 선정하였다. 평상시에 대비한 비상시의 전력, 물의 필요량의 비율을 구하여 cluster분석에 의해 유형화하고 동경도의 지역위험도를 활용하여 cluster분석에 의해 지구를 유형화하였다. 그 결과 재해시에 방재성 확보요구가 높은 지구를 선정하여 도시방재기반정비의 요구를 명확히 했다. 제6장 「기존시가지의 방재성확보 필요성에 관한 연구」 동경도의 기존시가지을 대상으로 건물위험도, 피난위험도, 화재위험도, 인적위험도의 평가기준을 적용하여 비상시에 위험성이 높아 기능확보의 요구가 높은 지역에 대해 방재시스템을 제안했다. 제7장 「도시재해시 방재거점과 기반시설의 계획에 관한 연구」 실제로 정비되어 있는 방재거점의 기반시설등을 검토분석하여 향후 도시기반시설의 방재성 확보를 위한 계획방향을 제시했다. 제8장 「결론」 본 연구의 결과 및 결론을 요약했다.

水素吸藏金屬の劣化擧動に關する實驗および數値解析による檢討 : Study on Deterioration of Hydrogenized Materials by Experimental and Numerical Analyses

정영관 橫浜國立大學 2001 해외박사

トリクロロエチレソの氣相中光觸媒分解におけゐ二酸化チタソの光觸媒活性に關すゐ硏究

김종순 橫浜國立大學 1998 해외박사

이산화티탄(TiO₂) 광촉매(光觸媒)에 관하여 많은 기초연구 및 실용화를 위한 연구가 10여년간 행하여져 왔다. 수중에서의 오염물질, 예를들면 유기염소화합물을 광촉매분해반응에 의해 완전히 무기화시킬수 있다는 기초연구결과가 얻어졌다. 더욱이, 90년대 초부터는 발암성이 우려되는 휘발성유기염소화합물중의 하나인 트리클로로에칠렌(C₂HCl₃)의 기상중에서의 광촉매분해에 관한 연구가 시작되었다. 기상중에서의 광촉매반응은 반응속도가 수중에서의 반응과 비교해 빠르고, 실용화를 위해서도 유용하다고 생각할 수 있게되었다. 한편, 광촉매반응은 표면반응이므로, 광촉매의 전처리와 보존조건이 유기오염물질의 분해율에 영향을 미칠 가능성이 클 것으로 예상된다. 그러나, 지금까지의 연구에서는 광촉매의 처리와 광촉매 활성과의 관계에 관하여는 거의 보고되지 않았다. 본 연구에서는 Sol-Gel법으로 만든 TiO₂박막을 이용하여, TiO₂광촉매의 전처리와 광촉매활성, 그리고 그 보존조건과 광촉매활성과의 관계를 명확하게 하고, 트리클로로에칠렌의 기상중 광촉매분해에서의 반응속도 및 반응기구를 규명하는 것을 목적으로 했다. 본 논문은 전6장으로 구성되어있다. 제1장 서론에서는 유기오염물질의 광촉매분해의 연구현황과 광촉매반응의 응용에 관하여 정리함과 함께, 본 연구의 목적을 밝히고, 본 논문의 구성에 관하여 서술하였다. 제2장에서는 Sol-Gel법에 의한 이산화티탄 광촉매의 제작에 관하여 서술하였다. TiO₂분말을 이용하면, 반응 후, 분말의 수거분리가 필요하다. Sol-Gel법 등으로 TiO₂를 고체표면등에 고정화하면 광촉매를 연속적으로 사용 가능하다. 그러나 광촉매의 활성은 광촉매의 제작조건에 의해 크게 다르게 나타난다. 이 장에서는 TiO₂박막의 제작방법 및 제작조건과 광촉매활성과의 관계를 기상중에서 트리클로로에칠렌을 분해하여 조사하였다. 제3장에서는 이산화티탄의 전처리방법과 광촉매활성에 관하여 서술하였다. TiO₂박막은 원리적으로는 연속적으로 장시간에 걸쳐 사용이 가능하다. 이러한 광촉매의 전처리와 보존조건은 광촉매활성에 영향을 미칠 가능성이 크다. 이 장에서는 트리클롤로에칠렌의 기상중 광촉매분해에 있어서 광촉매활성과 TiO₂광촉매의 전처리조건과의 관계에 관하여 조사하였다. 특히, 자외선에 의한 TiO₂광촉매의 전조사는 광촉매활성을 크게 향상시킬 수 있다는 것을 알았다. 제4장에서는 이산화티탄의 보존조건과 광촉매활성에 관하여 서술하였다. TiO₂광촉매의 보존온도가 광촉매활성에 미치는 영향을 조사하였다. 또, 광촉매의 가열보존시간과 광촉매활성과의 관계에 대하여도 조사하였다. 광촉매활성은 보존시간이 길어짐에 따라 서서히 작아졌다. TiO₂광촉매의 보존시간이 길어진 경우에 관하여, 앞장에서 서술한 전처리조건이 광촉매활성에 미치는 영향을 조사하였다. 제5장에서는 트리클로로에칠렌의 기상중 광촉매분해반응에 있어서의 반응기구에 관하여 서술하였다. 지금까지 발표된 기상중에서의 트리클로로에칠렌의 광촉매분해에 대한 반응기구는 일치하지 않는 점이 많았다. 이 장에서는 반응에 미치는 인자, 광강도, 수분, 광촉매의 사용량등을 변화시켜, 반응중간체와 생성물을 조사하고, 반응기구를 알아보았다. 특히, 이미 다른 연구그룹에 의해 발표된 반응기구와 비교를 하여, 이 반응의 반응기구를 명확하게 하였다. 제6장의 결론에서는 본 연구에서 얻은 지견을 총괄하였다.

鉛リポザイムの構造と活性の相關に關する硏究

김미희 橫浜國立大學 1997 해외박사

리보자임(ribozyme)은 RNA효소로써 RNA를 배열 특이적으로 절단할 수 있으므로 암 및 바이러스의 유전자 발현을 제어하는 약제로서의 응용이 기대된다. 이러한 응용을 위해서는 리보자임의 반응메커니즘과 그 성질을 파악할 필요가 있다. 최근 실험관내 진화반응실험을 통해 Mg()존재하에 Pb()에 의해서 절단되는 리드리보자임 (lead ribozyme)이 발견되어 보고되었다. 리드리보자임은 소형이면서 Pb()존재 하에서만 RNA절단활성을 갖는데. 이러한 높은 금속이온 특이성은 다른 리보자임에서는 보이지 않는다. 이러한 특성은 리보자임의 반응메커니즘을 밝히는 데 있어 매우 흥미로운 현상이다. 그러므로 본 연구에서는 리드리보자임의 활성과 구조를 조사해 반응메커니즘을 밝히는 것을 목적으로 했다. 먼저 14-mer의 기질부분과 12-mer의 효소부분의 2개의 RNA사슬로 구성되는 리드리보자임을 디자인하고 화학적으로 합성했다. RNA절단활성을 조사한 결과 절단반응은 Pb()존재 하에서 일어나지만 Mg()농도에 의해 촉진 또는 억제되는 것이 밝혀졌다. 그리고 절단부위의 수산기를 메톡시기로 치환한 절단되지 않는 기질을 도입해, CD와 NMR을 이용하여 금속이온이 리드리보자임의 구조변화에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 두 금속이온은 각각 동일 2부위에 결합하나, 각 부위에서의 결합친화력의 차이로 Pb()에 의한 절단이 Mg()농도에 의해 제어되는 것이 시사되었다. 또한 NMR에 의한 구조해석으로부터 두 금속이온이 더욱 강하게 결합하는 부위를 동정할 수가 있었다. 이상의 절단반응, CD 및 NMR의 결과를 토대로 리드리보자임의 반응 메커니즘을 제안하였다.

水中 exploding wire により勵起される高レイノルズ數渦輪の實驗的硏究

장인성 橫浜國立大學 1996 해외박사

본 연구는 증기폭발의 현상을 규명하는 소과정의 일부로서 연구되어진 Exploding wire의 현상을 이용하여 세선폭발시 발생되는 고속열유체 현상에 관한 내용이다. 특히 자연현상에 있어서 가장 일반적인 유체운동 형태의 하나인 渦운동의 기본성질을 지금까지 실험실에서 실현 불가능하였던 고레이놀즈수 영역에서 수중을 전파하는 와륜에 대하여 실험적으로 연구하였다. 와륜의 생성메카니 즘은 초기조건과 경계조건에 따라 다르며, 생성된 와륜의 기본적인 성질은 와륜발생장치의 기하학적인 면에 강하게 의존하게 된다. 본 연구에서는 와륜의 발생방법으로서 피스톤을 이용한 종래의 기계적방법 과는 달리 수중에 가는 금속선을 설치하여 순각적인 폭발을 이용하였다. 이 같은 방법에 의해 생성된 와륜은 수중에서 금속세선 폭발시 발생하는 기포의 팽창에 의한 유체의 고속유동에 따른 것이다. 따라서 와륜에 대한 충격시간 이 종래의 연구에 비해 매우 짧기 때문에 고레이놀즈수 (∼ 10의 5승)와륜의 생성이 가능하게 된다. 이러한 발생방법에 의해 생성된 와륜의 중심부에는 유체의 고속유동에 따라 캐비테이션이 발생하며 공기가 존재하는 특징을 가지 고 있다. 이와같은 특징은 레이놀즈수가 10의5승의 오다의 영역에 있어서도 안정한 와륜을 형성시키고, 그 전파특성은 비점성유체의 이론으로서 설명할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 수중에서 금속세선 폭발시 초기단계에 형성되는 플라 즈마와 주위유체와의 열전달에 의해 생성되는 기포의 운동해석, 기포의 팽창 과 와륜생성과정의 관측, 와륜의 전파속도, 와륜에 따른 유체의 회전운동과 와도의 측정, 와륜과 벽과의 상호작용, 그리고 금속세선 폭발에 의한 금속미 립자의 제작등이 1㎲에서 1ms의 시간 분해능을 가진 각종 고속도 촬영장치에 의한 관측을 기본으로 하여 고레이놀즈수의 와륜의 물리적 특성이 해석, 분석 되어 있다. The investigation of laminar name structure has a significant role in the modeling ofturbulent combustion by introducing the namelet concept that is valid under cenain conditions.Several aspects of the lanlinar names are investigated experimentally and nunlehcally. Systematically reduced reaction mechanisms are useful in reducing the computationaleffort with a decrease in the number of species, and for investigating narne structure byasymptotic methods. Such advantages are applicable in the simulation of turbulent reactingnows in which the magnitudes of the time scales of the nuctuating now field rapidly. reduced mechanism is derived Hames. The mechanism has beenvalidated by comparison of the Hame structures and burning velocities and fDund to k in goodagreement with experimental results. Stretched laminar names have attracted considerable attention in the modeling ofturbulent combustion with laminar Hamelet concept in recent years. They become useful byconsidering the hct that the local Hamelets correspond to a distribution of strained rates·rrhename structure determines the distribution of heat release across a name front. Therebre,attention is focused on the impact of suppressants on the radiative heat loss from a name andgaining insight into the complex interactions that impact the global heat release in names. Transient processes can have a beneficial influence on pollutant forITlation. For thisreason, we investigate the change of the NOx emission in a burner stabilized Hame under theefkct of acoustic waves. NO2 emission intensities are investigated at various hequenciesusing a nonintrusive measuren]ent technique. This diagnostic device can be made as pan of afeedback loop for automated control of combustion systems. Flame-vortex interaction studies are perbrmed with a simplined model employing thefield or interface equation. The purpose is to exanline changes in name shape and structurecaused by a vodex, and its innuence on the NO enlission index. XX1l

2段打ちへッディングの最適化に關する基礎的硏究

신영우 橫浜國立大學 1992 해외박사

헤딩가공이란 원형단면의 봉재를 금형으로 가공하여, 볼트라든지 리벧의 머 리형상의 제품을 만드는 프레스가공의 한 방법이다. 헤딩가공에는 소재를 재 결정온도이상으로 가열하여 가공하는 열간가공과 실온에서 가공하는 냉간 가 공이 있다. 보통 직경 25미리미터 이하의 소재를 가지고서, 대량생산되는 제 품을 만드는 가공의 경우에는 냉간으로 가공하는 경우가 많다. 헤딩가공시 생기는 결함으로서는 변형부의 중심부에 생기는 미소결함과 효면에 횡방향 혹 은 종방향으로 생기는 쪼개짐등이 있다. 표면에 생기는 결함은 제품의 불량 이 되지만 변형부 중심에 생기는 미소결함은 볼트결합체의 정적파괴의 중요한 요인이 되며, 볼트의 두부파손의 원인이 된다. 헤딩가공에 있어서의 가공조 건과 제품결함의 관계에 대하여는 여러 가지 연구결과가 있으나, 실제 제품의 헤딩가공에 사용되는 가공조건은 Billigmann이 1950년경에 발표한 펀치 형상 의 선정기준을 각 메이커가 다년간의 경험을 통하여 축적한 기술적 know-how 와 경험으로 적의수정하여 결정하고 있다. 그러나 최근에 모든 제품에서처럼 헤딩가공제품에도 다품종 소량생산의 요구가 커지고 있는 추세이며, 이 경우 에는 제품의 형상이 Billigmann의 가공조건에 없는 경우가 많고, 이러한 제품 에 있어서의 가공조건은 시행착오적인 실험을 되풀이하여 결정된다. 이러한 관점에서 본논문에서는 2단헤딩가공에 있어서의 최적가공조건을 선정하는 방 법을 확립하는 기초적연구로서 강소성유한요소법에 의한 헤딩가공의 수치해석 을 행하여 그 결과와 가공조건 선정시의 각종 인자들과의 비교검토를 행하여, 수치해석에 의한 최적가공조건 선정의 방법을 모색하고 있다. 본 논문은 본 문 5장으로 구성되어 있고 각 장의 개요는 다음과 같다. 제1장에서는 본 논문의 수치해석에 쓰여진 강소성 유한요소법 프로그람의 이론 및 특징 등에 대하여 기술하고 있다. 제2장에서는 2단헤딩가공의 실험 을 통하여 2단헤딩의 기초적 변형기구 및 가공조건과 내부변형상태의 관계를 검토하고, 만들어진 다단헤딩가공 해석용 프로그람의 해석결과와 실험결과를 비교검토하여 프로그람의 신뢰성을 확인하고 있다. In every computer simulation of a physical system, the first consideration is the selection of an appropriate mathematical model, a collection of mathemat-ical constructions, characterized often by partial differential equations, which portrays, in mathematical terms, theories on the behavior of the system. In general, the choice of the model is the perogative of the analyst and is made on the basis of experience, judgement, and familiarity of the analyst with the problem at hand. Obviously, the success of a numerical simulation of a physi-cal event depends strongly on the suitability of the model itself, notwithstand-ing the quality of the solution obtained from a specific model. Nevertheless, throughout the history of the computational sciences, the appropriateness of various classical models is rarely contested until after a simulation is made and results are compared with other data. This dissertation explores the idea of adaptively selecting appropriate models for an important class of problems; the analysis of stresses and de-formations of thin elastic structures. Classical models of such structures are based on so-called plate and shell theories, and can lead to simulations that are significantly in error. The study considers the development of hierarchical models in which mathematical models of varying sophistication are produced parametrically by changing the assumed variation in the displacement fields in a thickness direction identified with the geometry of thin bodies. This is referred to as the Q-approximation, Q being the order of the polynomial approximations through the thickness. Elsewhere, hpversion finite element approximations are employed. The highest level of sophistication in the hierarchy is defined as the three-dimensional linear elasticity in this study. To assess the quality of various models, methods for a posteriori error estimation are derived. These produce estimates that are used in an adaptive strategy that enables the analyst to automatically select an appropriate model for the problem under study. Moreover, different models may be used at different portions of the structure to capture the behavior with a near minimum number of degrees of freedom. It is found that so-called locking phenomena can occur in such models owing to the disproportionate scale interacting in certain convergence processes. A study of locking and of methods to counter it is also included in this work. The study presents systematic computational procedures, based on mathematical analyses, for the automatic selection of models and the a posteriori evaluation of their suitability for a significant class of engineering problems.