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수리구조물이 부착된 관망에서의 천이류 해석에 대한 임펄스응답법과 특성선방법의 비교 연구 (Comparison Impulse Response Method with Method of Characteristics for Transient Analysis in a Pipeline System with hydraulic devices)

  • 송용석;장일;김상현
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1179-1183
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    • 2007
  • 관망 내에서 흐름의 연속 방정식과 운동량 방정식을 상 미분으로 전개하여 해석한 특성선 방법은 주로 가압 관망체계(Pressurized Pipeline System)에서의 부정류 해석(Unsteady Analysis)에 사용 된다. 그러나 이특성선 방법은 천이류 해석을 위한 관망 재구성 과정에서 Courant수 조건의 만족을 위한 관의 재배열에 천문학적인 계산용량과 시간이 필요하다는 단점이 있다. 이는 현장 적용 시 압력파 전파속도의 불확실성과 연계되어 상당한 장해요소가 되고 있다. 이에 대안적인 방법으로서 임펄스응답법이 개발되었다. 이는 경계지점에서 복소수 유량에 대한 복소수 수두의 비율로써 정의된 관망에서의 수리임피던스를 역퓨리에 변환에 적용하여, 주파수 영역의 수치를 시간 영역으로 변환하여 응답함수를 산출한 후, 산출된 응답함수와 구해진 경계지점에서의 유량과의 적분을 통하여 임의의 지점에서의 수두 및 유량을 계산하는 방법이다. 임펄스 응답법은 관 부속물관의 특성을 기술하는 수학적 표현의 난해함으로 인해 지금까지는 단일관에 대한 연구에만 국한되어 왔다. 본 연구에서는 임펄스응답법을 수리구조물이 부착된 관망에 적용하여 다양한 조건에서 천이류 분석을 시행하였다. 즉, 에어챔버 및 서지탱크와 같은 수리구조물을 각각에 대한 수리임피던스를 구하고, 가지관 및 통합 관성항으로 취급하여 수리구조물을 처리하였다. 그리고 이러한 결과를 특성선방법과 비교하여 그 적절성을 검증하였는데, 특성선 방법에 의한 모의 결과와 비교하였을 때, 일치하는 결과를 나타내었다. 임펄스응답법에 의한 모의 결과에서 감쇄효과를 과대평가하는 경향이 관찰되었다. 이는 임펄스 응답법의 가정에 기인한 것으로써 난류 상태의 흐름에서 상당한 불일치를 가져올 수 있으나, 수리 구조물에 의한 수격압이 감쇄되는 과정에서 대부분 흐름이 층류 상태로 전환된다고 가정 할 때는 상당한 적용성이 있다. 본 연구는 수리구조물이 부착된 관망의 해석함에 있어서 임펄스응답법의 적용이 가능함을 보였고, 이는 보다 복잡한 관망에서의 천이류 해석이 가능함을 시사한다.

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수목밀도와 유량에 따른 금강의 물리서식처 변화 분석 (Analysis of Habitat Conditions by Tree Density and Discharge in the Geum River)

  • 최미경;강태운;장창래
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제10권4호
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    • pp.250-257
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    • 2023
  • 하천에서의 수목은 생물다양성 증진의 환경적 기능과 하안을 보호하는 치수적 기능을 가지는 반면, 과도한 수목 발달로 인하여 사주가 고정화되고, 통수단면적이 부족해지는 부정적인 영향을 미치기도 한다. 본 연구에서는 실제 하천 현장조사를 통하여 수목밀도를 산정하고, 수목밀도를 반영한 2차원 수치모의 (Nays2D) 결과를 활용하여 유량과 수목밀도에 따른 하상변동이 생물 서식처 변화에 미치는 영향을 PHABSIM모의를 통하여 추정한다. 2가지 유량 조건 (평균 댐운영 방류량과 2년빈도 방류량)과 4가지 수목 밀도 조건 (2021년 수목 밀도, 밀도를 0으로 조정한 전체 벌채, 밀도를 0.5배 감소한 경우, 밀도를 2배 증가하는 경우)을 이용한 8개의 시나리오를 Nays2D모의를 수행하여 도출한 하상변동 결과를 PHABSIM의 입력자료로 활용하여 피라미를 대상으로 시나리오 별 가중가용면적 (WUA)을 산정하였다. 그 결과 수목이 없는 경우에 하상 변동이 더 현저하게 발생하게 되고, 그에 따라 피라미 서식 환경에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 추정할 수 있었다.

초등 과학 영재의 과학 탐구 능력 평가 사례 연구 : 관찰 및 추리, 실험 설계, 결론 도출 능력을 중심으로 (A Case Study on the Evaluation of Scientific Inquiry Ability of Elementary Scientifically Gifted Students : Observing and Inferring, Designing an Experiment, and Concluding)

  • 송신철;길지현;심규철
    • 과학교육연구지
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    • 제39권3호
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    • pp.376-388
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    • 2015
  • 본 연구에서는 초등 과학 영재들을 위한 과학 탐구 능력 평가 문항을 개발하고 이를 초등 과학 영재들에게 적용하여 그 활용성에 대해 살펴보고자 하였다. 과학 탐구 능력 평가 문항은 실험 기반의 형태로 '식물의 구조와 기능' 단원의 식물 관다발 구조에 대한 것으로 관찰 및 추리, 실험 설계, 결론 도출 영역으로 구성되어 있다. 그리고 평가 문항의 채점 기준은 관찰 및 추리 영역의 경우 쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 관다발 배열과 구조, 물관의 위치, 잉크에 식물을 담가 두는 이유 등의 요소를 가지고 상세화하였다. 실험 설계 영역의 경우 식물해부 방법, 실험 과정 구성 등을 요소로, 결론 도출영역의 경우는 실험 결과에 대한 예상, 예상과 결과에 대한 비교와 검증 등으로 상세화하였다. 이렇게 개발된 과학 탐구 능력 평가 문항을 대학부설 과학영재교육원에서 교육받고 있는 22명의 초등 과학영재들에게 적용하였다. 그 결과 과학영재들에게 활용 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다.

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EPG를 이용한 벼 재배품종별 벼멸구의 섭식행동특성 (Characteristics of Feeding Behavior of the Rice Brown Planthopper, Nilaparvata lugens, Using Electrical Penetration Graph (EPG) Technique on Different Rice Varieties)

  • 김남성;서미자;윤영남
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.177-187
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    • 2005
  • 충남지방에서 많이 재배되고 10개의 벼 품종을 대상으로 벼멸구(Nilaparvata lugens)의 섭식행동을 EPG 패턴으로 분석하였다. 또한 벼의 섭식시간과 감로분비량의 관계를 알아보고 측정한 EPG 패턴을 비교분석하였다. 벼멸구의 각 EPG type을 전기적인 특성에 따라 1-6까지의 6가지로 분류하였다. 이중 Type 1은 구침을 꽂지 않고 쉬거나 돌아다닐 때 나타나는 패턴이고 Type 2는 체관을 흡즙할 때 나타나는 패턴이고 Type 3은 처음으로 구침을 꽂을 때, Type 4는 타액 분비시, Type 5는 물관의 흡즙시, Type 6은 구침의 세포내 이동시 나타난다. 벼멸구의 각 품종에 대한 섭식시간은 금남벼에서는 짧은 시간동안 이루어졌고 동전벼, 대안벼, 동안벼, 대산벼에서는 오랜 시간 흡즙을 하였다. 또한 금남벼에서는 장시간 구침을 삽입하지 않는 시간이 길었다. 감로의 분비량은 동진벼에서 가장 많았고 금남벼에서 가장 적은 감로를 분비했다. 이 감로의 분비량은 체관의 흡즙시간과 비례하여 나타났다. EPG type과 감로의 분비량을 분석한 결과 벼멸구가 선호하는 품종은 동진벼, 동안벼, 대산벼, 대안벼 등이었고 그렇지 않은 품종은 금남벼, 다산벼, 남천벼 등이었다.

과경 유관속 조직의 차이에 따른 '자옥'과 '흑보석' 포도의 수확기 과실 연화 (Differences in Softening of 'Shigyoku' and 'Heukboseok' Grapes during Harvest Period Appears to be Related to Differences of Pedicel Vascular Bundle)

  • 정명희;오진표;김준혁;박요섭;권용희;박희승
    • 원예과학기술지
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    • 제34권5호
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    • pp.692-700
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    • 2016
  • 본 연구는 수확기 과실의 연화 정도에 차이를 보이는 '자옥'과 '흑보석' 포도를 대상으로 과실 발달과 과실 품질 및 특히, 과경 유관속조직의 차이를 비교하고자 실험하였다. '자옥' 포도는 '흑보석' 포도에 비해 성숙이 20일 정도 빠르고 변색기 이후의 과실 비대가 크지 않으나 '흑보석' 포도는 1차 과실비대기와 2차 과실 비대기 모두 비대 양상이 두드러졌다. 변색기 이후 '자옥' 포도의 아표피를 구성하는 세포층수는 변화가 없었으나 '흑보석' 포도에서는 아표피층의 세포벽 분해가 계속 진행되어 점진적으로 경도가 하락하였으며 최종적으로 두 품종의 아표피를 구성하는 세포층수는 14.2와 9.0층으로 조사되었다. 가용성 고형물 함량은 '자옥' 포도가 평균 $19.5^{\circ}Brix$로 '흑보석' 포도의 평균 $17.0^{\circ}Brix$ 보다 높은 것으로 조사되었다. 과경의 물관부는 품종간 차이를 보이지 않았으나 변색기 이후 체관부의 평균 면적은 '자옥' 품종이 $19044.8{\mu}m^2$, '흑보석' 품종이 $10509.4{\mu}m^2$로 '자옥' 품종이 약 1.8배 정도 큰 것으로 나타났으며 이는 체관부를 구성하는 세포 수의 차이인 것으로 조사되었다. 체관부 세포의 수와 면적은 세포벽의 주 구성성분인 당을 축적하는데 영향을 미치는 것으로 생각되며, 경도를 늦은 성숙기까지 높게 유지하는데 유리하게 작용하는 것으로 판단되었다. 따라서 상대적으로 '흑보석' 포도가 수확기에 쉽게 물러지는 것은 체관부의 역할이 큰 것으로 생각되었다

몇 가지 약제처리에 대한 꼬마배나무이(Cacopsylla pyricola Foerster)의 섭식행동 변화 및 살충효과 (Changed in Feeding Behavior of Cacopsylla pyricola Foerster (Hemiptera: Psyllidae) and Activities of Several Insecticides)

  • 박민우;권혜리;유용만;윤영남
    • 농약과학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.72-81
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    • 2016
  • 꼬마배나무이의 섭식행동과 살충제를 처리하였을 경우 꼬마배나무이의 섭식행동에 미치는 영향을 알아보기 위하여 EPG 기술을 사용하여 기록하고 분석하였으며 약효실험을 실시하였다. 약제를 처리하였을 경우에 나타난 꼬마배나무이의 섭식행동의 패턴은 약제를 처리하지 않은 상태에서 나타나는 섭식행동의 패턴과 약제별로 출현 양상과 빈도가 다르게 나타났다. 배나무 잎에 서로 다른 약제 5종을 처리하였을 경우, 약제들 사이에 차이가 나타나는 패턴은, 첫째, 섭식을 하지 않는 파형 Np 시간이며, 가장 길게 나타난 것은 benfuracarb를 처리하였을 때이다. 둘째, 식물체에 침투할 때에 나타나는 파형 PA에 소요한 시간이 차이를 나타냈으며 가장 긴 시간을 필요로 한 경우는 flonicamid를 처리하였을 때이다. 셋째, 물관부에서 섭식할 때에 나타나는 파형 PG에 소요된 시간이 차이를 나타냈으며, 약제 중 물관부 섭식에 많은 시간을 소요한 경우는 deltamethrin과 fenitrothion을 처리하였을 때이다. 약제를 처리하여 EPG 기록한 결과 시간대별 꼬마배나무이의 섭식 소요 시간의 비율은 섭식을 하지 않는(Np) 시간의 비율이 식물체 침투(PA+PB), 유조직 침투와 섭식(PC1+PC2), 물관부 체관부 섭식에 소요하는 시간(PD+PE1+PE2, PG)에 비하여 더 많은 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 5 종류의 살충제 중, 직접처리 24시간 후 imidacloprid의 살충률이 가장 높았으며, 48시간 이후부터는 모든 살충제에서 100%의 살충률을 나타내었다. 간접처리한 결과, benfuracarb가 다른 살충제에 비해 높은 살충률을 기록했는데, 이는 EPG 섭식행동 실험결과에서 benfuracarb에 의해 구침을 빼고 있는 Np패턴의 시간이 가장 길게 기록된 것과 일치하는 결과를 보여주었다.

국화 수확 후 관리기술의 최근 연구 동향 (Current Research Trend of Postharvest Technology for Chrysanthemum)

  • 김수정;이승구;김기선
    • 한국자원식물학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.156-168
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    • 2012
  • 절화국화는 수명이 1-2주이며, 최대 3-4주까지 유지되고 수확 후 호흡증대와 노화가 급격하게 진행되지 않는 non-climateric 식물로서 에틸렌에 대한 감수성이 낮은 작목이다. 절화는 주로 잎이 위조, 황화되고 수분의 이동이 방해되어 엽록소가 퇴화되고 잎의 노화가 촉진되어 개화되지 못하므로 품질이 떨어진다. 절화의 수명은 품종, 수확전 재배조건, 수확 후 온도, 습도, 광, 수질 등 외부요인 및 기질의 공급, 체관 및 물관의 흡수력 유지, 에틸렌과 같은 호르몬, 효소활성 변화 등의 내부요인에 의해 좌우된다. 국화 품질지표는 꽃과 줄기가 구부러짐이 없고 절간간격 및 잎 크기의 상하가 일정하며 균형이 잘 잡힌 것이어야 하며, 화형, 화색이 품종 본래의 특성을 갖추고 모두 양호하여야 하며 병해충 피해가 확인되지 않으며, 절화 수확시기가 적기인 것이여야 한다. 스탠다드 국화는 꽃봉오리가 5-6cm일 때 수확하고, 스프레이 국화는 40% 개화상태인 2-4개의 봉오리가 균일하게 개화하면 수확한다. 이 때 토양 기부에서부터 10 cm 위로 잘라 목질화된 줄기를 제거하며 줄기 아래쪽의 잎을 1/3정도 제거하여 수분흡수가 잘 이루어지도록 한다. 수확 후 절화를 등급별로 나누게 되는데 절화의 길이와 무게, 꽃의 개화상태를 기준으로 한다. 스탠다드 국화는 병해충이 없고, 줄기가 구부러짐이 없고, 잎 크기가 균형이 잘 잡히고 절화장이 80 cm, 절화줄기 1개의 무게가 70 g이면 가장 우수한 1등급이며, 스프레이 국화는 절화장과 절화무게가 각각 70 cm, 60 g이고, 개화는 2-4륜이 개화하고, 병해충이 없는 깨끗한 상태인 경우가 1등급이다. 절화수명을 연장하기 위하여 물올림과 동시에 전처리제를 사용하는데, STS, GA, BA, 1-MCP, Chrysal, 살균제, sucrose 등이 이용되고 있다. 절화의 호흡감소, 부패감소, 변색지연, 증산억제를 위해 예냉을 $5{\sim}7^{\circ}C$에서 4시간 이상 하는 것이 좋다. 절화국화는 PE필름으로 포장해서 상자에 넣으면 $2^{\circ}C$에서 2주간 저장이 가능하고, 습식에서는 3주간 저장이 가능하다. 포장이 끝난 국화는 저온차량를 이용하여 수송 상차 및 하역비 절감을 위해 2상자씩 묶어 출하한다. 소비자가 신선한 꽃을 오랫동안 감상하는 위해 HQS, 탄산수, sucrose 등을 이용하여 수확 후 후처리를 한다. 절화 국화의 소비 및 이용을 다변화하기 위해서는 유통 품목과 품종의 다양화, 유통체계의 정비, 산지 생산자-소매자-소비자의 정보교류 등이 필요할 것이다.