• 해양환경안전학회지
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• 제20권6호
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• pp.768-773
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• 2014

본 연구에서는 메탄 대향류 확산 화염내 탄소나노튜브의 합성에 대하여 실험 및 수치적 연구를 수행하였다. 아세틸렌을 일정비율로 메탄에 혼합하여 연료 가스로 사용하였으며, 탄소나노튜브의 합성을 위한 촉매로서 페로센이 이용되었다. 주요 인자로는 메탄 연료에 대한 아세틸렌의 혼합비율이며, 2 %, 6 %, 10 %로 혼합하였다. 탄소나노튜브를 채취한 그리드 위의 탄소나노튜브 합성 특성은 SEM 이미지로 분석되었다. 수치해석에서 화학반응 메카니즘으로는 GRI-Mech 3.0 이 적용되었다. 수치결과로는 아세틸렌 혼합 비율이 증가할수록 화염 온도도 증가하며 CO 몰분율도 증가하는 것을 알 수 있다. 실험결과로는 2% 아세틸렌 혼합 화염이 6 % 및 10 % 혼합 화염과 비교해 탄소나노튜브 합성이 잘 이루어졌음을 알 수 있었다. 이것은 6 % 및 10 % 아세틸렌 혼합화염의 경우 과도한 카본 소스의 생성이 발생해 오히려 화염 내 카본소스가 촉매입자로의 공급을 방해하기 때문이라 생각한다. 이 결과로부터 양호한 질의 탄소나노튜브 생성을 위해서는 적정한 양의 카본소스가 생성되어야 한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.1-6
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• 2019

본 연구의 목적은 100kW급 연료전지 시스템의 열관리 성능을 실도로 운전조건에서 분석하여, 성능 해석 모델링을 개발하는 것이다. 개발된 모델을 적용하여, 열관리 시스템의 운전조건 변화에 따른 성능 변화를 고찰하고자 한다. 해석 모델링은 핵심부품들에 대한 성능 평가 데이터를 바탕으로, 성능에 영향을 주는 변수들로 개발하였다. 개발된 연료전지 열관리 시스템 해석 모델링으로 다양한 실차 운전조건에서의 최적 열관리 시스템에 대한 전력소비량을 분석하였다. 주요하게, 연료전지 열관리시스템 핵심부품(워터펌프, 냉각 팬, 3 Way Valve, 라디에이터)에 대한 성능 특성 분석 후 모델링을 진행하였다. 개발된 모델링으로 운전조건에 따른 유량 예측을 하였고, 실험값과 예측값과의 비교분석을 통하여서, 해석 모델링에 대한 검증을 진행하였다. 과도해석을 통하여서, 냉시동시 냉각수 온도가 특정온도까지의 소요시간을 예측하였다. 스택 운전조건에서 스택 입출구 온도가 적정 수준에서 움직이기 위한 열관리 시스템 운전조건에 대한 예측을 진행하였다. 그 결과를 바탕으로, 소모전력과 열방출량과의 비교분석을 하였다. 개발된 해석 모델링은 핵심부품들의 성능 변화시 연료전지 시스템 운전에 대한 영향도를 분석할 수 있도록 활용할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.694-701
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• 2018

FRP-보강근 콘크리트 부재들은 FRP-보강근이 철근에 비해 낮은 탄성계수와 부착강도를 갖고 있어 철근콘크리트 부재에 비해 과도한 균열폭의 가능성이 클 수 있다. 따라서 외국의 기준들에서는 FRP-보강근 콘크리트 부재의 균열제어를 위하여 허용균열폭의 제한규정을 두고 있는데, ACI 440.1R-15 설계지침에서는 최대 보강근 간격으로 제어하는 간접적인 방법으로 제안하고 있다. 그러나 제안식은 아직까지 장기하중이 균열폭에 미치는 시간종속적인 효과를 반영하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 장방형단면뿐만 아니라 T형단면의 FRP-보강근 콘크리트 보를 대상으로 장기실험을 통하여 얻어진 실험결과를 바탕으로 단면형태별 균열폭 특성을 구분하여 파악하므로 써 장기균열폭 예측모델을 제안하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다. 따라서 단면형태별로 각각 한 개씩 의 철근콘크리트 비교시험체를 포함한 4개의 장방형보와 4개의 T형 보로 구성된 총 8개의 시험체를 제작하여 시공하중의 영향을 고려한 1년간 4점 가력 장기휨실험을 수행하였다. 결과로서 시간종속적인 영향을 받는 순수장기균열폭은 철근 시험체에 비해 보강근의 탄성계수가 낮은 GFRP나 AFRP-보강근 시험체에서는 2.6~3.0배 증가하였으나 CFRP-보강근 시험체에서는 1.1~1.4배 증가에 그쳤다. 또한 즉시균열폭을 포함한 총장기균열폭은 장방형단면과 T형단면 시험체에서 평균적으로 각각 즉시균열폭의 약 2.4와 3.1배 증가를 보여주어 보수적으로 각각 2.5와 3.5의 시간종속계수를 구분하여 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.310-316
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• 2019

자동차 편의 장치에 대하여 고객들은 높은 효율과 많은 기능을 요구하고 있으며, 이러한 자동차 어플리케이션에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 최근 자동차 편의 사양으로 개발된 무선충전기의 PCB(printed circuit board) 발열 성능 향상을 위한 열 유동해석에 관한 연구를 진행하였다. 무선충전기는 PCB의 전력 손실 및 열 저항의 특성 발열에 따라 충전의 성능이 급격히 저하된다. 따라서 열 유동해석 시뮬레이션을 통해 최적의 PCB 설계 및 부품의 실장 위치를 제안하고, 각 설계 단계에서 해석을 통해 디자인을 결정한다. 이후, 실제 환경 조건에서 해석결과 정합성 검증을 위해 시험을 수행하고 결과를 비교 분석한다. 본 논문에서는 HyperLynx Thermal와 FloTHERM 프로그램을 사용하여 PCB 모델링 및 과도 응답 열 유동해석을 수행하였다. 또한, 해석 및 측정 결과의 정합성 검증을 위해 적외선 열화상 카메라를 사용하여 시험을 진행하였다. 최종 결과 비교에서 해석과 시험의 오차는 10 % 이내로 확인되었고, PCB의 발열 성능도 향상되었다.

• Journal of the Korean Data Analysis Society
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• 제20권6호
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• pp.2829-2840
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• 2018

음이 아닌(non-negative) 측정값을 가지는 확률변수에 있어서, 영(0)이 과도하게 측정되는 자료를 반연속형(semi-continuous) 자료와 영-과잉(zero-inflated) 자료로 구분한다. 이러한 자료에서는 특정 확률 분포(probability distribution) 하에서의 확률보다 훨씬 큰 확률로 0을 관측하게 되는데, 연속형(continuous) 확률분포를 고려하는 경우에는 반연속형으로, 이산형(discrete) 확률분포를 고려하는 경우에는 영-과잉이라고 한다. 본 연구에서는 경계값(0)의 측정 여부에 관한 모형과 0보다 큰 확률변수에 대한 확률분포를 활용한 모형 등 두 개의 부문으로 이루어진 모형, 즉 2-부문 모형(two-part model)을 소개하고자 한다. 특히, 이산형 확률분포 중 포아송 분포와 음이항 분포를 고려한 영-과잉 회귀모형(regression model)을 설명하고 그 특성을 파악하고자 한다. 실증연구에서는 이러한 영-과잉 회귀모형을 활용하여 지난 10년(2009년부터 2018년) 간 한국의 여름철(6-8월) 폭염주의보(heat-wave advisory) 및 폭염경보(heat-wave warning) 발생일수를 적합하였다. 또한 공간예측기법 중 하나인 범용크리깅(universal kriging)을 이용하여 적합결과를 바탕으로 한 폭염 발생일수에 대한 예측지도를 작성하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.21-32
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• 2020

세계적으로 대규모 인프라 구조 건설 시장이 확대됨에 따라 극한지 및 극서지와 같은 극한 환경에서의 토목 구조물 시공이 계획 혹은 시공 중에 있다. 이에 따라 구조물의 지지력 확보를 위한 말뚝 기초의 시공이 필수적이나 극한지 및 극서지의 지반 변형 가능성으로 인해 말뚝 기초의 안정성 및 기능 상실이 우려된다. 따라서 본 연구에서는 새로운 형식의 말뚝 기초를 개발함으로써 지반 변형에 대응하고자 하며, 극한지 및 극서지에서 발생 가능한 지반 변형을 크게 융기 및 침하로 구분하였다. 지반 변형 대응형 말뚝은 강관 말뚝 내부에 수축 및 팽창이 가능한 실린더가 삽입된 형태로 융기 및 침하 과정에서 실린더의 거동에 따른 말뚝 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 수치해석 결과 지반 융기는 말뚝의 과도한 인장응력을 발생시켰으며, 실린더의 팽창 조건은 말뚝에 작용하는 인장 응력을 분담해 주어 전체적으로 말뚝에 작용하는 축 응력을 감소시켰다. 지반 침하는 부주면 마찰력 발생에 따른 말뚝의 압축응력을 증가시켜 주었는데, 실린더는 중립점 이하에 위치하여 수축 거동 시 최적의 효율을 보여주었다. 하지만 지반 변형 대응형 말뚝 시공 시 수축 및 팽창량은 상부 구조체의 허용 변위 범위를 준수하여야 하며, 설계 시 이에 따른 고려가 필요할 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제31권3호
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• pp.129-140
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• 2022

개발사업에 대한 환경영향평가는 다양한 이해관계자가 사업특성 및 지역의 환경현황 등을 반영하여 협의를 도출하는 과정으로서 협의내용의 이행은 지역 환경의 지속가능성 확보를 위한 전제조건이다. 사업계획은 사회적·환경적 여건이 변화될 경우 이에 대응하기 위해 변경할 수 있으며, 환경영향평가 협의가 완료된 사업 계획을 변경할 경우에는 협의내용을 변경하는 절차(변경협의)가 제도적으로 마련되어 있다. 개발사업의 변경협의 현황과 주요 변경 내용 등을 조사·분석한 결과 산업단지의 변경협의가 가장 많았으며 이에 따라 환경영향이 가중되고 있다. 변경협의 운용 현황과 사례분석을 통하여 고찰한 결과 산업단지 변경협의의 주요 원인은 입주업종의 형식적 수요예측, 특별법에 따른 과도한 행정절차의 생략 및 간소화 그리고 환경영향평가 협의의 용이성 및 기간 단축을 위한 편법적 변경협의 제도 이용의 세 가지로 요약될 수 있다. 본 연구는 잦은 산업단지 변경협의로 인한 환경성 악화와 환경영향평가 기능 저하를 방지하기 위하여 다음과 같은 방안을 제안한다. (1) 중요한 사항을 변경하는 변경협의의 경우 주민수용성 확보를 위한 주민의견 수렴 절차를 제도적으로 보장하며, (2) 「산단절차 간소화법」의 합리적 개정을 통하여 산업단지의 계획의 적정성 및 입지의 타당성을 제고하고 (3) 산업단지에 대한 객관적 수요관리를 위한 실수요 검증의 평가기준 및 방법을 개발하며, (4) 변경협의에 대한 평가 가이드라인을 마련하는 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.249-257
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• 2022

본 논문은 직접해법 기반 FETI 알고리즘의 개선 방안을 제시하였다. 개선 대상은 FETI-local로, 해당 알고리즘은 국부 Lagrange 승수를 통해 부영역 간 경계 문제를 정의한다. 부영역 경계 강성 및 하중 계산 단계의 경우, 전체 역행렬 계산 등 과도한 비용을 요구했던 기존 알고리즘을 Boolean 행렬 특성을 활용한 선택적 역행렬 성분 계산으로 개선하였다. 전역 경계 행렬식 계산 단계의 경우, 기존 단일 프로세서 연산을 다중 프론탈 기법 기반 병렬 연산으로 대체하였다. 제시된 FETI-local 알고리즘의 성능 개선은 64만 자유도 수치 예제를 통해 검증되었으며, 기존 대비 최대 97.8%의 계산 시간 감소가 달성되었다. 또한, 기존 대비 안정적이고 개선된 확장성이 가속 지표를 통해 확인되었다. 추가로, 432만 자유도의 대용량 계산 성능 비교가 제시된 알고리즘과 상용 프로그램인 ANSYS 간에 수행되었다. 그 결과, 계산 시간 측면에선 ANSYS가 우수하였으나, 프로세서 수에 따른 가속 성능 증가율 측면에선 제시된 알고리즘이 우수한 것이 확인되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.414-422
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• 2022

본 연구의 목적은 국내 대표적인 농경잔류물인, 볏짚과 보릿짚을 이용하여 헤미셀룰로오스 부분의 최대 가용화를 위한 산 촉매 열수 분별공정의 타당성을 조사한 것이다. 1.2-2.9 범위의 반응가혹도(CS; Combined reaction severity)에서 다양한 분별 조건들을 사용하여 초기 반응조건 기준을 설정했다. 볏짚의 경우, 160 ℃의 반응온도, 0.75%(w/v)의 H₂SO₄, 20분의 반응시간, 그리고 1:15의 고체/액체 비율을 가진 반응 조건에서 56.6%의 헤미셀룰로스 당 수율을 얻을 수 있었으며, 보릿짚의 경우, 150 ℃ 반응온도, 0.75%(w/v) H₂SO₄, 15분의 반응시간, 1:10의 고체/액체 비율에서 83.0%의 헤미셀룰로스 당 수율을 얻었다. 따라서, 볏짚과 비교하여 보릿짚의 경우 산촉매 열수분획을 효과적으로 수행할 수 있었다. 분별과정 후 남은 분획된 고형분은 볏짚과 보릿짚에서 각각 48.5%와 57.5%였다. 분별된 볏짚과 보릿짚의 XMG(Xylan+Mannan+Galactan) 함량은 17.3% 및 17.6%에서 6.0% 및 2.6%로 각각 감소하였으며, 이는 원료 짚 기준으로 각각 16.7% 및 8.5%에 해당한다. 또한, 보리 짚의 산촉매 열수분별 과정에서 과도한 분해로 인해 셀룰로오스 및 XMG의 5.6% 및 8.5%만 손실된 반면, 볏짚의 셀룰로오스 및 XMG 손실은 6.4% 및 26.6%이었다. 볏짚의 헤미셀룰로스 당은 산 촉매 열수 분별공정중, 다소 높은 반응가혹도로 인해 심하게 과분해된 것에 기인한다.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.203-213
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• 2019

본 연구는 대학생의 스마트 폰 사용 및 음란물 접촉에 따른 불안, 성 태도, 그리고 성 행동을 비교하고자 하였다. 110명의 대학생이 인구학적 특성, 스마트 폰 사용시간, 음란물 접촉 시간, 불안, 성 태도, 성 행동에 대하여 설문조사를 실시하였으며, 누락 및 불완전한 응답을 제외한 102부의 설문을 분석하였다. 수집한 데이터는 SPSS 22를 이용하여 독립 t 검정 또는 카이제곱 검정을 통하여 분석하였다. 연구 결과, 남성은 여성보다 음란물 접촉 시간, 성 태도와 성 행동이 유의하게 더 높았다(p<.05). 거주유형이 자취 또는 기숙사일 때 집에서 거주하는 경우보다 스마트폰 사용시간, 불안, 성 행동에서 유의하게 더 높은 수치를 보였다(p<.05). 종교의 유무에 따른 변수 수치의 차이는 없었다(p>.05). 학업 성취도 수준에 따른 변수 수치의 차이는 없었다(p>.05). 스마트 폰 사용 시간이 3시간 이상인 자는 3시간 이하인 자보다 음란물 접촉 시간, 불안, 성 태도, 성 행동에서 유의하게 더 높은 수치를 보였다(p<.05). 음란물 접촉 시간이 높은 학생은 낮은 학생보다 불안과 성 행동에서 유의하게 더 높은 수치를 보였다(p<.05). 본 연구의 결과는 스마트 폰 과사용 및 음란물의 과도한 접촉을 경험하고 있는 학생을 위한 중재 프로그램 개발에 기초자료로 쓰일 수 있을 것으로 보인다.