• 한국지반공학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.23-32
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• 2013

해상풍력 기초로 사용되는 모노포드 석션 버켓기초의 지지력 거동에 대하여 원심모형실험과 수치해석을 통하여 연구하였다. 대상 구조물은 서해안 지역을 대상으로 검토된 해상풍력타워 기초로, 실트질 모래층에 설치하는 것으로 설계되었다. 원심모형실험에 사용된 모형지반은 대상 지반과 유사한 물성을 갖도록 조성하였다. 실험 가속 상태에서 소형 콘 관입시험과 벤더 엘리먼트를 사용한 전단파속도 측정을 통하여 물성을 평가하고 모사 대상 지반과의 유사성을 검증하였다. 원심모형실험으로 해상풍력 기초에 작용하는 하중을 재하하고 거동을 계측할 수 있도록 실험 시스템을 구축하였고, 모노포드 석션 버켓기초의 하중-회전각 관계를 통해서 지지력 거동을 평가하였다. 최적의 실험 조건을 선정 및 검증하기 위하여 수치해석을 수행하였으며, 모델의 자중, 모델과 경계면의 거리 및 지반 탄성계수의 변화에 따른 지지력 거동의 차이를 검토하였다.

• 에너지공학
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• 제22권4호
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• pp.362-369
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• 2013

이상유동은 원자력 발전소 내 노심과 석유 수송 등 여러 산업 분야에서 빈번히 관찰된다. 이상유동영역은 두 상의 성질과 유량의 차이, 그리고 유로의 구조에 따라 결정된다. 유동영역의 판별은 시스템 설계 및 안전 해석에 있어 중요하기 때문에 많은 이론과 실험 연구들이 수행되었다. 본 연구는 파이프 내의 이상유동장에서 각 이상유동영역 및 천이경계에서의 특징 파악을 위한 기초 연구로서, 30 mm의 내경을 갖는 수직관의 수직상향류 공기-물 이상유동영역을 고속카메라와 Wire-mesh sensor(WMS)를 이용하여 판별하였다. 또한 유동양식을 정량적으로 판별하기 위해 액막 두께를 적용하였다. 판별한 실험 데이터를 Taitel 외와 Mishima와 Ishii의 유동양식선도와 비교하였다. 실험을 통해 판별한 유동영역은 기존의 유동양식선도와 전체적으로 잘 일치함을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.13-21
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• 2014

혼화재로서 고로슬래그가 콘크리트의 전과정 환경영향에 미치는 효과를 정량적으로 평가하기 위하여, 3395개의 실내 배합 및 1263개의 레미콘 배합을 분석하였다. 콘크리트의 환경영향을 평가하기 위한 전 과정 평가 방법을 요약하면, 1) 고려된 시스템 경계는 요람에서 시공 전단계까지이며, 2) 재료, 운송 및 콘크리트 생산에서의 환경부하 평가는 국가 생애주기 데이터목록을 주로 기반으로 하였으며, 3) 환경부하는 분류화, 특성화, 정규화 및 가중치 단계를 거쳐 정량적인 환경영향 지표로 환산되었다. 콘크리트 전과정 환경영향은 주로 지구 온난화, 광화학 산화생성물 및 무생물 자원고갈의 세 범주로 분류될 수 있었다. 또한, 콘크리트의 환경영향 지표들은 주로 보통 포틀랜드 시멘트의 양에 의해 결정되었으며, 고로슬래그 치환율의 증가와 함께 감소하였다. 이를 고려하여, 콘크리트의 환경영향 지표들은 단위 결합재 양 및 고로슬래그 치환율의 함수로 간단하게 모델링 될 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권8호
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• pp.76-82
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• 2016

본 논문에서는 근거리장에서 NFS(near field scanning)를 사용한 차폐효율 평가 방법을 통해 CNT(carbon nanotube) 필름의 차폐 특성을 분석하였다. 차폐 특성 평가는 농도 5%와 1mm의 두께를 가지는 CNT 필름과 실제 IC package를 모사한 테스트쿠폰을 사용하여 CNT 필름과 테스트쿠폰과의 거리에 따른 전자파 차폐효율 및 측정 위치에 따른 차폐효율을 측정하였다. 그 결과 근거리장에서 측정된 차폐효율은 주파수에 따라 차폐효율이 달랐다. 테스트쿠폰의 중심에서 측정된 전기장 차폐효율은 fringing effect의 영향을 받는 패턴경계보다 전기장 차폐효율이 좋은 것으로 측정되었다. 이는 근거리장에서 측정된 차폐효율은 주파수뿐만 아니라 CNT 필름과 측정 프로브의 높이, 측정 위치와 같은 측정 환경에 영향을 받는 것을 보여준다. 결론적으로 근거리장에서 제안된 방법을 사용하여 측정한 차폐효율과 ASTM D 4935-10에 의해 측정된 차폐효율은 연관성을 찾기 어렵기 때문에 전장 시스템의 거리 영역에 따라 적절한 측정 방법을 고려하여 측정해야 한다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권1호
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• pp.63-69
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• 2015

전자레인지 가열조리용 편의식품류는 레토르트 처리되어 장기간 저장 안정성이 부여되는 장점이 있는 반면, 높은 가열 조건으로 인하여 식품의 품질 저하뿐 아니라 내용물의 흡착에 의한 포장재의 착색이나 오렌지필과 같은 물리적 변화가 발생되기도 한다. 일부 매운 소스 제품들의 전자레인지 가열 조리 시 특정 부위에서 심한 포장재의 열 변형 현상이 확인되었다. 열화상카메라와 광섬유온도계를 이용하여 전자레인지 가열 중 포장재 내부의 온도 분포 및 변화 패턴을 관찰한 결과 내용물의 충진 경계인 액위선과 양 모서리 sealing 부위의 온도가 가장 높이 상승하여 hot spot이 형성되는 것을 확인하였고, 이때 온도는 순간적으로 최대 $190^{\circ}C$까지 상승하였다. 반면 내용물의 중심부에서는 온도 상승이 매우 느리게 이루어져 cold spot이 생성되었으며, 700W에서 2분 조리 후 도달 온도는 약 $55^{\circ}C$였다. 특히, 전자레인지 가열 시 내용물의 균일한 가열패턴을 보여주는 hot spot과 cold spot 사이의 온도 상승률은 최대 7,000배까지 차이를 보였다. 따라서 전자레인지 조리 시 내용물의 불균일한 가열로 특정 부위에 열이 집중되는 hot spot의 생성이 포장재 열 변형의 주요 원인으로 판단되었다. 이러한 가열 불균일성은 포장된 내용물에 함유된 당, 염, 수분과 같은 성분들이 점도에 영향을 주는 것에 기인하는 것으로 추측된다. 이러한 점도 변화는 궁극적으로 내용물의 물리적 또는 이온적 특성의 변화를 야기하고, 결과적으로 전자파가 내용물 내부로 침투하는 깊이가 감소되고, 이에 따라 내용물의 유전 특성과 대류 현상에 영향을 주는 것으로 판단된다. 그러나 전자레인지 조리 시 포장재 열 변형 문제의 완전한 해결을 위해서는 향후 포장된 내용물의 세부 성분 별 유전 특성에 대한 보다 세밀한 분석이 필요하며, 아울러 hot spot의 원인이 되는 식품 성분들의 적절한 함량 조절과 함께 포장재, 포장 형태 및 가열 조건 등에 대한 보다 포괄적이고 안정적인 포장시스템 설계와 개발이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.160-160
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• 2017

자동화 기술을 통한 한국형 스마트팜의 발전이 비약적으로 이루어지고 있는 가운데 무인화를 위한 지능적인 스마트 시설환경 관찰 및 분석에 대한 요구가 점점 증가 하고 있다. 스마트 시설환경에서 취득 가능한 시계열 데이터는 온도, 습도, 조도, CO2, 토양 수분, 환기량 등 다양하다. 시스템의 경계가 명확함에도 해당 속성의 특성상 타임도메인과 공간도메인 상에서 정확한 추정 또는 예측이 난해하다. 시설 환경에 접목이 증가하고 있는 지능형 관리 기술 구현을 위해선 시계열 공간 데이터에 대한 신속하고 정확한 정량화 기술이 필수적이라 할 수 있다. 이러한 기술적인 요구사항을 해결하고자 시도되는 다양한 방법 중에서 공간 분해능 향상을 위한 다지점 계측 메트릭스를 실험적으로 구성하였다. $50m{\times}100m$의 단면적인 연동 딸기 온실을 대상으로 $3{\times}3{\times}3$의 3차원 환경 인자 계측 매트릭스를 설치하였다. 1 Hz의 주기로 4가지 환경인자(온도, 습도, 조도, CO2)를 계측하였으며, 계측 하는 시점과 동시에 병렬적으로 공간통계법을 이용하여 미지의 지점에 대한 환경 인자들을 실시간으로 추정하였다. 선행적으로 50 cm 공간 분해능에 대응하기 위하여 Kriging interpolation법을 횡단면에 대하여 분석한 후 다시 종단면에 대하여 분석하였다. 3 Ghz에 해당하는 연산 능력을 보유한 컴퓨터에서 1초 동안 획득한 데이터에 대한 분석을 마치는데 소요되는 시간이 15초 내외로 나타났다. 이는 해당 알고리즘의 매우 높은 시간 복잡도(Order of $O=O^3$)에 기인하는 것으로 다양한 시설 환경의 관리 방법론에 적절히 대응하기에 한계가 있다 할 수 있다. 실시간으로 시간 복잡도가 높은 연산을 수행하기 위한 기술적인 과제를 해결하고자, 근래에 관심이 증가하고 있는 NVIDIA 사에서 제공하는 CUDA 엔진과 Apple사의 제안을 시작으로 하여 공개 소프트웨어 개발 컨소시엄인 크로노스 그룹에서 제공하는 OpenCL 엔진을 비교 분석하였다. CUDA 엔진은 GPU(Graphics Processing Unit)에서 정보 분석 프로그램의 연산 집약적인 부분만을 담당하여 신속한 결과를 산출할 수 있는 라이브러리이며 해당 하드웨어를 구비하였을 때 사용이 가능하다. 반면, OpenCL은 CUDA 엔진이 특정 하드웨어에서 구동이 되는 한계를 극복하고자 하드웨어에 비의존적인 라이브러리를 제공하는 것이 다르며 클러스터링 기술과 연계를 통해 낮은 하드웨어 성능으로 인한 단점을 극복하고자 하였다. 본 연구에서는 CUDA 8.0(https://developer.nvidia.com/cuda-downloads)버전과 Pascal Titan X(NVIDIA, CA, USA)를 사용한 방법과 OpenCL 1.2(https://www.khronos.org/opencl/)버전과 Samsung Exynos5422 칩을 장착한 ODROID-XU4(Hardkernel, AnYang, Korea)를 사용한 방법을 비교 분석하였다. 50 cm의 공간 분해능에 대응하기 위한 4차원 행렬($100{\times}200{\times}5{\times}4$)에 대하여 정수 지수화를 위한 Quantization을 거쳐 CUDA 엔진과 OpenCL 엔진을 적용한 비교한 결과, CUDA 엔진은 1초 내외, OpenCL 엔진의 경우 5초 내외의 연산 속도를 보였다. CUDA 엔진의 경우 비용측면에서 약 10배, 전력 소모 측면에서 20배 이상 소요되었다. 따라서 우선적으로 OpenCL 엔진 기반 하드웨어 가속 기술 최적화 연구를 통해 스마트 시설환경 실시간 시뮬레이션 기술 도입을 위한 기술적 과제를 풀어갈 것이다.

• 한국가축번식학회지
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• 제20권4호
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• pp.371-378
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• 1997

본 연구는 인체 락토페린(hLF)을 우유 중으로 생산하는 형질전환 젖소의 개발에 관한 것이다. 이를 위한 모델 시스템으로서 락토페린 cDNAdhk 소의 베타-카제인 프로모터를 이용하여 형질전환 생쥐를 개발하였다. 발현 벡터의 락토페린에 대한 발현효율을 증가시키기 위하여 2개의 재조합 인트론을 삽입하였다. 20계통의 형질전환 생지를 개발하였는데 유즙에서의 락토페린 발현량은 1~200$\mu\textrm{g}$/ml이었다. hLF RNA의 발현 양상을 유선조직을 포함하여 뇌, 신장, 간 조직 등에서 조사하였을 때, 오직 유선에서만 발현되었을 뿐 아니라 엑손/인트론 경계 부위에서 정확하게 splicing되었다. hLF를 생산하는 형질전환 젖소를 개발하기 위하여 위에서 기술한 DNA를 소의 수정란에 미세주입한 후, 외과적 또는 비외과적 방법으로 대리모에 이식하였다. 한편, DNA가 주입된 수정란의 상태가 임신율에 미치는 영향을 조사하였다. 수정란을 최우수, 우수, 보통 등 3등급으로 나누었을 때, 각각의 임신율은 38.9, 15.4, 14.3%로 나타났다. 현재까지 유전자가 주입된 수정란을 대리모에 이식하여 태어난 35마리의 송아지 중, 30마리는 형절전환되지 않았으며 나머지는 현재 분석 중에 있다. 이상의 결과로 본 연구자들은 DNA가 미세주입된 젖소 수정란의 배양과 이식에 필요한 제반 기술을 확립하였으며, 아울러 임신율에 영향을 주는 여러 인자들에 대한 연구도 함께 조사하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.427-434
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• 2015

이 연구의 목적은 다양한 혼화재를 기반으로 목표 $CO_2$ 저감율 뿐만 아니라 콘크리트 초기 슬럼프, 공기량 및 28일 압축강도와 같은 종래의 요구 사항을 만족하는 $CO_2$ 저감 콘크리트의 합리적인 배합 설계 절차를 확립하는 것이다. $CO_2$ 배출과 콘크리트의 압축강도에 혼화재가 미치는 영향을 평가하기 위해, 실내 배합 및 레미콘 공장 데이터(전체 12537 배합표)를 분석하였다. 콘크리트의 배합에 따른 $CO_2$ 배출량 평가를 위해 고려된 시스템 경계는 재료 채취 및 가공에서부터 레미콘 공장에서 콘크리트 생산단계까지이다. 구축된 12537 콘크리트 배합 데이터를 사용한 비선형 회귀 분석을 통해 혼화재의 종류 및 치환율, W/B, S/a와 같은 콘크리트 배합 설계를 결정할 수 있는 간단한 모델식을 제시하였다. 또한, 주어진 콘크리트 배합에 대한 $CO_2$ 배출량은 제안된 모델식을 이용하여 직접 계산 될 수 있다. 결국, 개발된 배합 설계 절차는 레미콘 분야에서 $CO_2$ 저감 콘크리트의 초기배합표를 결정하는데 효율적으로 이용될 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.201-210
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• 2014

이 연구는 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$ 평가를 위한 단계적 모델을 제시하였다. 고려된 시스템 경계는 원료채취에서부터 재활용까지로서, 구성재료, 운송, 레미콘 공장에서의 계량 및 배합, 구조물의 사용 및 해체, 폐콘크리트의 파쇄 및 재활용까지를 포함한다. 구조물의 운영(40년) 및 재활용(20년) 단계에서 탄산화에 의한 $CO_2$ 포집양은 탄산화 깊이를 예측하기 위해 제시된 모델로부터 산정하였다. 제시된 $CO_2$ 평가모델에 기반하여 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$양을 직접적으로 평가할 수 있는 성능평가표를 구체화하였다. 제시된 성능평가표를 이용한 사례분석 결과 보통포틀랜드 시멘트(OPC)가 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$ 양에 미치는 기여비율은 약 85%이었다. 탄산화에 의한 $CO_2$ 포집양은 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$ 양에 약 15~18%로 평가되었는데, 이는 OPC 생산으로부터 배출된 양의 약 19~22%에 해당된다. 결국, 제시된 $CO_2$ 성능평가표는 콘크리트 구조물의 각 단계에서 $CO_2$ 배출 또는 포집을 쉽게 결정할 수 있는 가이드라인으로서 설계 또는 시공 시 효율적으로 이용될 수 있다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.509-529
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• 2019

본 연구는 강변여과수 취수를 위한 충적우물에서의 필터재의 역할과 이중필터 취수정의 적용성 및 개선효과를 평가할 목적으로 수행하였다. 토층으로 이루어진 하천변의 자유면대수층에서 필터 조건을 달리 하여 실규모의 이중필터 취수정과 단일필터 취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 대수성 시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 수위강하특성, 투수특성, 적정 양수량 및 우물 효율을 평가하였다. 결과적으로, 이중필터층을 형성시켜 주는 것은 대수층과 필터층의 경계부에서 지하수 유동의 완충작용을 하여 유입되는 지하수의 급격한 속도변화를 최소화하는 효과를 나타내는 것으로 추정된다. 이는 난류 발생을 최대한 억제하여 보다 넓은 범위의 지하수를 효과적으로 취수정 내부로 유입시키는 역할을 하고 이로 인하여 취수량이 단일필터 취수정에 비해 높음에도 불구하고 주변 지하수위의 변화를 줄일 수 있는 것으로 보인다. 또한, 이중필터의 설치만으로도 기존 시스템(단일필터 취수정) 대비 투수성, 적정 양수량, 우물 효율이 개선됨을 시험을 통해 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 앞서 수행한 다양한 연구와 종합하여 충적대수층에서의 이중필터 취수정 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 마련하는데 활용할 계획이다. 또한, 강변여과수에 주로 적용되고 있는 단일 필터 취수정 및 방사상집수정과 대비하여 이중필터 취수정 적용 효과에 대한 객관적 입증 자료로의 활용이 기대된다.