• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.167-174
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• 2010

본 논문에서는 사무용 의자의 틸트 동작시 요추지지 기능과 등의 미끄럼을 평가함으로써 등판 회전중심의 최적 위치를 연구하였다. 이를 위해 인체와 의자로 이루어진 수학적 모델을 이용하여 틸트 동작 시뮬레이션을 수행하였다. 착석된 인체 모델의 측면 상에서 고관절 중심을 포함한 42개의 위치에 등판 회전축 위치를 설정하고 각각 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 등판의 회전중심이 고관절에 위치한 의자 시작품과 좌판하부에 위치한 기존의 의자에 대해 동작분석 실험도 함께 수행하였다. 시뮬레이션 결과 등판의 회전중심이 고관절 중심에 가까이 위치할수록 틸트시 요추각도 변화량과 등의 미끄럼거리는 작아졌다. 한편 실험결과 착석자의 등과 등판사이의 이격변위와 미끄럼변위는 등판의 회전중심이 고관절 위치에 설계된 시작품에서 더 작게 측정되었다. 시뮬레이션과 실험결과로부터 등판의 회전중심이 인체의 고관절 위치에 가깝게 설계되면 틸트시 착석자의 요추를 효과적으로 지지해 줄 수 있음을 알 수 있었고 이때 착석자는 보다 편안하고 건강한 착석자세를 유지할 수 있다. 이 결과는 사무용 의자에서 등판 회전축 위치의 인간공학적 설계를 위한 가이드라인을 제공한다.

• 한국포장학회지
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• 제23권2호
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• pp.75-81
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• 2017

반찬이나 간식으로 이용되는 소비성이 높은 튀김어묵에 대해서 진공, 60% $N_2/40%$ $CO_2$, 100% $N_2$ 및 100% $CO_2$의 변형기체포장조건을 사용하여 저장성 향상과 유통기한 연장을 얻을 수 있는 가능성을 검토하였다. $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$의 온도 조건에서 저장하면서 품질변화를 측정한 결과 주요 품질열화요소로서 호기성 세균 증식임이 인지되었다. 호기성 세균수 성장을 Huang의 수학적 모델을 통하여 표현하고, 포장 및 저장온도조건에 따른 모델 parameter를 구하였고, 이를 사용하여 한계 미생물 수준에 도달하는 기간으로서 포장 및 온도 조건에 따른 저장유통기한을 설정하여 제시하였다. Arrhenius 방정식으로 표현된 미생물 성장의 온도의존성에서는 유도기의 역수에 대해서 활성화 에너지 139.4 kJ/mol, 성장속도에 대한 활성화 에너지는 41.8 kJ/mol로 얻어졌다. 변형기체포장의 효과에서, $10^{\circ}C$에서 100% 이산화탄소 포장이 호기성 세균 증식을 효과적으로 억제하여 함기포장에 비하여 약 2배의 유통기한을 확보하여 저장성을 향상시킬 수 있었다. 고이산화탄소 상태에서 저온의 온도 조건을 활용하여 저장유통기한을 연장할 수 있을 것으로 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.106-112
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트 시공줄눈 면의 전단마찰 내력을 합리적으로 평가하기 위하여 콘크리트 소성론의 상계치 이론에 기반한 수학적 모델을 제시하였다. 전단면에서 횡보강근의 전단전달에 대한 과대평가를 피하기 위하여 시공줄눈 면에서의 하중전달에 대한 스트럿-타이 모델에서 콘크리트 할렬 및 압괴의 한계상태로부터 전단마찰 내력의 상한값을 유도하였다. 제시된 모델은 시공줄눈 면에서 콘크리트 점착력과 마찰계수를 거친 면의 경우 각각 $0.27(f_{ck})^{0.65}$와 0.95를, 부드러운 면의 경우 각각 $0.11(f_{ck})^{0.65}$와 0.64로 결정하였는데, 여기서 $f_{ck}$는 콘크리트 압축강도이다. 직접전단에 대한 기존 문헌으로부터 수집한 146 실험데이터와의 비교로부터, 제시된 모델은 AASHTO 및 fib 2010 식에 비해 예측 값과 실험 값들의 비의 표준편차 및 변동계수에 대해 더 낮은 값을 보였다. 특히 전단마찰 내력 평가에서 기준식들의 상당한 과소평가 경향과 달리 제시된 모델은 실험결과와 잘 예측하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권3호
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• pp.242-248
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• 2007

자동차 전기장치 시스템을 최적화하기 위해서는 차량용 납축전지의 충전 및 방전 거동을 예측할 수 있는 모델링 기술이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 차량용 12-V 납축전지의 충전 및 방전 거동을 예측할 수 있는 2차원 모델링을 수행하였다. 이 연구에 사용된 수학적 모델에는 전기화학반응 속도론, 전해질의 유동, 대류에 의한 이온의 전달현상, 전극의 시간에 따른 공극률의 변화 등이 고려되었다. 모델링의 신뢰성을 검증하기 위하여 방전 및 충전실험을 수행하였다. 방전실험은 $25^{\circ}C$에서 C/5, C/10 및 C/20의 방전율에 대하여 수행하였고, 충전실험은 $25^{\circ}C$에서 정전류-정전압 방법으로(제한전류 30A, 제한전압 14.24 V) 수행하였다. 모델에 근거하여 예측된 충 방전 거동은 충 방전 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 2차원 모델링을 통하여 충 방전이 진행되는 동안 실제로 측정이 불가능한 납축전지 내부의 전류밀도, 전해액의 농도 및 충전상태(state of charge; SOC)의 분포를 예측할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권3호
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• pp.11-23
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• 2020

본 연구에서는 정선 신예미 광산 철광석을 대상으로 볼밀에 의한 분쇄 및 단체분리 특성을 파악하고자 하였다. 자력 선별을 통해 얻은 세 가지 품위의 시료에 대해, 볼밀 단일 입도 분쇄실험 및 비선형 계획법을 이용한 역산법으로 물질수지방정식을 구성하는 분쇄 함수 인자를 도출하였다. 그 결과 철광석 품위의 증가에 따라 분쇄율은 감소하였으며, 입도 민감도는 감소하였다. 이는 철광석 내의 자철석 입자가 미소 균열의 전파를 지연하는 효과에 기인하는 것으로 판단된다. 분쇄 분포 관찰 결과, 품위가 증가할수록 압축 및 충격 파괴가 주된 파분쇄 메커니즘으로 나타났으며, 이는 입자 내부 자철석 입자의 응력 분산 효과에 기인하는 것으로 판단된다. 분석 결과 단체분리도는 품위 증가 및 입도 감소에 따라 증가하였다. 분쇄함수와 입도-단체분리도 관계를 이용, 분쇄진행에 따른 단체분리도 변화를 예측할 수 있는 모델을 수립하였으며, 본 연구를 통해 도출한 분쇄함수들에 실제 운전 조건에 따른 스케일업 인자 적용 시, 실제 광산 공정에서의 분쇄시간에 따른 입도 및 단체분리도를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.75-90
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• 1995

본 연구에서는 riser 내부의 유체흐름에 의해 발생하는 유체력이 심해저 riser의 동특성에 미치는 영향에 관해 조사하였다. riser의 비선형 동적해석을 위해 riser 내부의 유체흐름을 시스템에 포함하여 수학적 모델을 개발하였으며 유도된 모델에 Galerkin의 유한요소근사법과 시간증분자를 적용함으로써 수치해석을 위한 모델을 개발하였다. 또한 시스템의 자유도를 줄이고 비선형모델의 수치해를 얻기 위해 행해지는 반복계산을 줄이며 정확도를 높이기 위해 riser의 축방향 extensibility 조건을 사용 하였다. 관내부 유체 흐름으로 인한 riser의 동특성에 미치는 영향을 상부 인장력, 조류속도, 파주기 등과 같은 여러 영향요인들을 변화시키면서 조사하였다. 수치해석 결과 내부류체 흐름으로 인한 영향을 줄이기 위해서는 riser의 상부에 인장력을 riser의 허용내력 한도내에서 증가시키는 방법이 있으나 심해저로 갈수록 인장력 증가에 한계가 있기 때문에 riser 주위에 부체를 부착시키는 방법이 제시된다. 이 이외에도 riser의 해석시 대변형으로 인한 비선형성을 고려하게 되면 내부 유체흐름이 riser의 동특성에 미치는 영향을 증가시킴을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.653-660
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• 2001

본 논문에서는 주파수합성기에서 가장 큰 잡음원인 VCO 및 각 단에서 발생하는 위상잡음 의 offset주파수에 따른 변화를 예측하기 위해 2303.15MHz의 주파수합성기를 설계하고 Lascari의 예측방법 을 이용하여 모델링 하였다. 또한, VCO에서 발생되는 여러 중첩 형태로 된 위상잡음중 저주파대역에서 문제가 되는 1/f noise를 3차 시스템에서 분석하였다. 3차 시스템에서는 해석이 복잡하므로 수학적인 분석을 통하여 1/f noise를 예측한다는 것이 어렵지만 pseudo-damping factor의 도입으로 3차 시스템에서의 1/f noise variance의 해석이 용이 하도록 시도하였고 이를 2차 시스템과 비교.분석하였다. 그 결과, tcxo의 경우 위상잡음이 루프 통과 전 10 kHz offset 주파수에서 -160dBc/Hz, 루프 통과 후 -162.6705dBc/Hz, 100 kHz offset 주파수에서 -180dBc/Hz, 루프 통과 후 -560dBc/Hz로 VCO의 위상잡음에 비해 offset주파수에 따라 루프 통과 후 급격히 감쇠 됨을 알 수 있었다. 2차와 3차 시스템에서의 잡음대역폭과 그 variance factor를 연관하여 3차 시스템에서 의 variance가 2차 시스템의 variance보다 크게 발생함을 알 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.259-264
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• 2013

전신방사선조사는 소아백혈병의 치료 방법 중 하나인 조혈모세포이식의 전처치로 이용되고 있으며, 현재 조직보상체를 사용하여 치료를 시행하고 있다. 그러나 조직보상체의 조건에 따라 인체 내부 장기에 미치는 영향을 직접 평가하는 것은 어려움이 있다. 이에 본 연구는 수학적 모의피폭체를 사용하여 방사선의 에너지와 선원과 환자와의 거리(source surface distance, SSD), 조직보상체와 환자와의 거리 변화에 따라 인체 장기의 선량을 평가하였다. 그 결과, 표면선량은 에너지 4 MV, SSD 280 cm, 조직보상체와 환자와의 거리 30 cm일 때 5.84 G/min 으로 가장 높은 수치를 나타내었다. 또한 조직보상체와 환자와의 거리가 30 cm 이하였을 때 TBI에서 가장 이상적인 선량분포를 나타냄을 알 수 있었다.

• 환경영향평가
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• 제29권6호
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• pp.403-413
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• 2020

최적의 염소 소독 전략을 구축하기 위해 8개의 연립 준선형 편미분방정식으로 구성된 수학적 모형이 제안되었다. 다차원 수치 프로그램을 개발하기 위해 상류 가중 유한요소법을 사용하였다. 프로그램은 세 가지 유형의 반응기에서 측정된 농도에 대해 검증되었다. 16개의 실험 결과에 대해 경계 조건 및 반응 속도를 보정하여 측정된 값을 재생시켰다. 모델링 결과로부터 8개의 반응 속도계수가 추정되었다. 반응 속도계수는 pH 및 온도로 표현되었다. 반응 속도계수를 추정하기 위해 수치 오차의 제곱의 합을 최소화하는 자동 최적 알고리즘의 프로그램을 개발하고 모형에 결합하였다. 최종 사용지에서 염소 및 오염물의 농도를 최소화하기 위해서는 정수장의 염소소독공정으로부터 최종 사용지까지의 수질 변화를 모형에 의해 예측하고 이를 기반으로 유입수 수질에 따라 염소소독공정을 운영하는 실시간 예측 제어 시스템이 필요하다. 본 모형을 이용하여 정수장에 이러한 시스템을 구축할 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.412-420
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• 2023

본 연구는 red mud와 fly ash 기반 geopolymer 흡착제(RFGPA)를 소성 온도 변화(200, 400, 600 ℃)에 따라 제조하고 소성 온도가 methylene blue (MB)의 흡착에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), 및 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 분석을 통해 제조한 RFGPA의 특성을 조사하였다. MB를 이용한 소성 온도에 따른 RFGPA의 흡착 kinetics 결과 약 72시간에 MB 흡착 평형에 도달하였고, 흡착 isotherm 결과 MB 농도가 증가함에 따라 흡착 정도가 증가하는 경향을 보였다. 또한, RFGPA에 대해 소성 온도가 증가할수록 MB 흡착량이 감소하는 것을 확인하였다. RFGPA의 MB 흡착메커니즘을 확인하기 위해 수학적 모델식에 적용한 결과 상대적으로 Freundlich와 Sips 모델이 Langmuir 모델 보다 더 적합한 것을 확인하였다. 제조한 RFGPA 내에 존재하는 Fe₂O₃에 대한 MB의 광분해 효과를 확인하기 위해 dark condition 및 visible condition에서 MB 분해 정도를 분석한 결과 visible condition에서 분해속도가 dark condition보다 약 3배 빠른 것을 확인하였다.