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저열유속에서 상변화를 수반하는 메탄의 유동거동특성 (The Flow Behavior Characteristics of Methane with Phase Change at Low Heat Flux)

  • 최부홍
    • 해양환경안전학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.96-103
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    • 2014
  • 극저온 액체 상태의 LNG는 주거용과 산업용으로 공급되기 전에 가스 상태로 변환된다. 이러한 재가스화 과정 중에 LNG는 $83.7{\times}10^4$ kJ/kg 정도의 많은 냉열에너지를 제공한다. 이 냉열에너지를 일부 선진국들에서는 질소, 수소, 헬륨과 같은 극저온 유체들의 액화, 제빙 및 냉방시스템에 이용하고 있다. 따라서 우리나라에서도 인천, 평택 및 통영 LNG 인수기지 주변에 LNG의 냉열에너지를 이용한 냉열에너지 회수시스템을 설립할 필요가 있다. 여기서는 저열유속상태에서 상변화를 동반하는 LNG의 유동거동 특성을 파악하기 위해 LNG의 85 %를 차지하는 메탄을 작동유체로 사용하였다. 또한 본 논문은 극저온 열교환기 내부를 흐르는 메탄과 질소, 프로판, R11 및 R134a의 유동경계에 영향을 주는 관 직경, 관의 경사각도 및 포화압력의 효과를 보여준다. 또한 여기서 얻어진 이론적 연구결과와 기존의 실험 데이터와도 비교 되었다. 그리고 메탄의 유동경계에 주는 파이프의 경사각도의 영향은 매우 큼을 알 수 있었다.

기체-액체 크로마토그래피에서 화합물의 머무름 지표의 예측에 관한 연구 (Prediction of Retention Indices of Various Compounds in Gas-Liquid Chromatography)

  • 차기원;이덕재
    • 대한화학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.108-121
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    • 1994
  • OV-1701 모세관 컬럼과 OV-1모세관 컬럼을 사용하여 컬럼온도 150, 180, $210^{\circ}C$에서 알칸, 방향족, 알코올, 아민, 케톤, 알데히드 및 고리 화합물의 머무름 지표값을 구하였다. 기능기에 의한 머무름 인자(GRF)와 구조변화에 따른 머무름 인자(SRF)는 기능기가 없는 비교 화합물로부터 계산하였다. f번째 기능기에 따른 $GRF_f$를 구하는 식은 $GRF_f\;=\;I_{obs}-(100Z +\sum\limits_{i{\neq}f}GRF_i+{\sum}SRF_i$)와 같다. 마찬가지로 f번째의 구조변화에 따른 $SRF_i$를 구하는 식은 $SRF_f\;=\;I_{obs}-(100Z + {\sum}GRFi + \sum\limits_{i{\neq}f}SRF_i$)와 같다. 계산된 머무름 지표값과 측정값과의 차이는 OV-1701컬럼에서는 ${\pm}2$, OV-1컬럼에서는 ${\pm}3$이내였다. 또한 온도변화에 따른 기능기와 구조변화에 따른 머무름 인자 $\Delta_{ xi}$$\Delta_{ yi}$값을 기능기가 없는 비교 화합물 로부터 계산하였다. f번째 기능기에 따른 $GRF_f$를 구하는 식은 ${\Delta}x_f$ = $\Delta'/^{\circ}C+ \sum\limits_{i{\neq}f}{\Delta}xi +{\sum}{\Delta}yi$ 와 같다. 마찬가지로 f번째의 구조변화에 따른$SRF_f$를 구하는 식은 ${\Delta}yi ={\Delta}'/^{\circ}C+{\sum}{\Delta}xi + \sum\limits_{i{\neq}f}{\Delta}yi$와 같다. 계산된 ${\Delta}xi$ 값과 측정값과의 오차는 OV-1701 컬럼에는 ${\pm}18%$, OV-1컬럼에는 ${\pm}17%$였다.

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기체상태의 CO2 주입시 주입관내 상변화 및 유동 특성의 수치해석적 연구 : 포항분지 해상 중소규모 CO2 지중저장 사업에 적용 (Numerical Analysis of Phase Behavior and Flow Properties in an Injection Tubing during Gas Phase CO2 Injection : Application of Demonstration-scale Offshore CO2 Storage Project in the Pohang Basin, Korea)

  • 정우동;성원모;한정민;송영수;왕지훈
    • 한국가스학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.10-18
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    • 2021
  • 대수층에 이산화탄소를 저장하는 기술은 높은 저장능력과 경제성 때문에 지구 온난화를 완화하는 가장 효율적인 방법중 하나이다. 포항분지 해상 중소규모 CO2 지중저장 실증은 심부 대수층에 CO2 를 저장하는 사업으로 대규모 CO2 저장에 필요한 실증요소 기술을 개발하고 검증하는데 목적이 있다. 이 사업의 초기 설계 단계에서 도전적으로 직면하는 문제중 하나는 CO2 를 주입하는 주입관에서 주입성을 확보하는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 주입량, 압력, 온도, CO2 의 상변화 및 그에 따른 열역학적인 물성값 등을 계산하여 주입 조건을 계산하였다. 본 연구를 위해 기체 상태의 CO2 를 주입관에 주입하여 기체-액체-초임계 상의 상변화 거동 및 유동 특성의 변화를 OLGA 프로그램을 이용하여 수치해석적으로 분석하였다. 결과를 통하여 CO2 의 주입 시스템과 대수층의 공저압을 연계하는 주입조건을 제시하였다.

해양미생물 Cellulophga sp. J9-3이 생산하는 베타-아가레이즈의 분리 및 생화학적 특성 (Purification and Biochemical Characterization of β-agarase Produced by Marine Microorganism Cellulophga sp. J9-3)

  • 김다솜;김종희;지원재
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.329-336
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    • 2021
  • Cellulophga sp. J9-3은 셀룰로스 분해능력을 갖으며, Flavobacteriaceae 과에 속하는 그람-음성 호기성 해양 세균이다. 또한, J9-3 균주는 고체 및 액체 배지에서 한천을 가수 분해 할 수 있으며, 배지에 첨가한 아가로스(agarose)에 의해 아가레이즈(agarase)의 생산이 현저하게 유도되는 특성을 보였다. Cellulophga sp. J9-3의 세포 배양액으로부터, 황산암모늄 침전 및 3 단계의 컬럼 크로마토그래피를 연속적으로 수행하여, 한 개의 agarase 단백질, AgaJ93을 순수하게 정제하였다. 정제된 AgaJ93은 아가로스에 대한 분해 활성이 가장 강하였으며, starch에 대해서도 아가로스 대비 약 22% 정도의 분해 활성을 나타냈다. AgaJ93은 아가로스를 분해하여 사이즈가 큰 올리고당 중간체를 경유하여, 최종산물로 네오아가로테트라오스와 네오아가로헥사오스까지 분해함을 확인하였으며, 이는 AgaJ93이 endo-type β-아가레이즈 임을 의미한다. AgaJ93은 pH 7.0, 35℃에서 최대 활성을 나타냈고, Co2+ 이온에 의해 6배 이상의 활성증가를 보였다. AgaJ93의 N-terminal sequence 분석 결과, AgaJ93은 Cellulophaga sp. W5C의 내열성 endo-type β-아가레이즈 Aga2와 82%의 상동성을 보였으나, 두 효소의 생화학적 특성이 달랐다. 따라서, AgaJ93은 기존에 보고된 β-아가레이즈 들과는 다른 신규의 아가레이즈 일 것으로 예상된다.

벼 도열병균(稻熱病菌)의 원형질체(原形質體) 생성(生成)에 미치는 2-Mercaptoethanol과 복귀(復歸)에 미치는 삼투압 안정제(安定劑)의 영향(影響) (Effects of 2-Mercaptoethanol on the Protoplast Formation and Osmotic Stabilizers on the Protoplast Reversion of Pyricularia oryzae Cavara)

  • 김흥태;정후섭
    • 한국균학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-6
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    • 1989
  • 벼 도열병균(稻熱病菌)(Pyricularia oryzae)을 감자 액체배지(液體培地)에서 $27^{\circ}C$, 48시간(時間) 배양(培養)한 후(後), 균사체(菌絲體)에 Driselase, ${\beta}-Glucuronidase$, Cellulase, Macerozyme R-10의 혼합(混合) 효소(酵素) 액(液)을 처리(處理)한 30분후(後)부터 원형질체(原形質體)가 형성(形成)되었다. Race KJ101이 KI315a보다 더 많은 원형질체(原形質體)가 형성(形成)되었다. 2-Mercaptoethanol을 혼합(混合) 효소액(酵素液) 처리전(處理前), 균사체(菌絲體)에 전처리(前處理) 함으로써 3시간(時間) 후부터 줄어들던 대조구(對照區)보다 원형질체(原形質體) 형성량(形成量)을 증가(增加)시킬 수 있있다. 특히 2-Mercaptoethanol 10mM처리(處理)에서는 효소액(酵素液) 처리(處理) 5시간(時間) 후(後)에 최대(最大)의 원형질체(原形質體) 형성량(形成量)을 보였으나 200-mM 처리구(處理區)에서는 오히려 원형질체(原形質體) 형성(形成)을 억제(抑制)하였다. 균사체(菌絲體)로부터 형성(形成)된 원형질체(原形質體)를 $27^{\circ}C$의 액체배지(液體培地)(2.5% yeast extract, 2% dextrose)에서 진탕 배양(培養)하면 5시간(時間) 후(後)부터 크게 세가지 형태(形態)로 재생(再生), 복귀(復歸)되었다. Yeast와 같은 연쇄(連鎖) 사슬형태(形態)로 되거나, 연쇄(連鎖)사슬의 선단부에서 발아관(發芽管)과 유사(類似)한 균사체(菌絲體)가 형성(形成)되거나, 혹은 처음부터 발아관(發芽管)과 같은 균사(菌絲)가 형성(形成)되었다. 삼투압 안정제(安定劑)를 첨가(添加)한 고체(固體) 배지(培地)에 도열병균(稻熱病菌)의 원형질체(原形質體)를 접종(接種)하여 $27^{\circ}C$에서 5일간 배양(培養)하면 정상적(正常的)인 균사체(菌絲體)로 복귀(復歸)되어 균총(菌叢)을 형성(形成)하였다. 이때 사용(使用)한 Mannitol, Sorbitol, KCI, $MgSO_4$ 등의 삼투압 안정제중(安定劑中)에서 0.6M KCI을 감자한천배지(寒天培地)에 첨가(添加)했을 때 33.4%의 가장 높은 복귀율(復歸率)을 보였으나, 물 한천배지(寒天培地)에서는 삼투압 안정제(安定劑)의 종류(種類)와는 관계(關係)없이 원형질체(原形質體)가 정상적(正常的)인 균사체(菌絲體)로 복귀(復歸)하지 못하였다.

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고추 역병에 대한 아인산 (phosphorous acid)의 방제 효과 (Effect of Phosphorous Acid on Control of Phytophthora Blight of Red Pepper)

  • 이용세;류연주;조정상;임태헌;장태현
    • 한국환경농학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.180-185
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    • 2001
  • 아인산 (phosphorous acid, $H_3PO_3$) 고추역병균 (Phytophthora capsici)에 대한 생물활성을 in vitro와 in vivo에서 검정하였다. 아인산이 1,000 및 10,000 ${\mu}g$ a.i./mL 농도로 첨가되었을 경우 액체배지와 고체배지에서 무처리구에 비하여 97%이상 균사 생장이 억제되었으나, 10 ${\mu}g$ a.i./mL 농도의 경우 액체배지에서는 무처리구에 비하여 46.2%, 고체배지에서는 4.9% 생장이 억제되었다. 액체배지에서 균사생장에 대한 $EC_{50}$은 12.0 ${\mu}g$ a.i./mL 였다. 아인산의 100 ${\mu}g$ a.i./mL 농도에서 유주자낭의 형성은 무처리구에 비하여 89.1% 억제되었다. 아인산이 10,000 및 1,000 ${\mu}g$ a.i./mL 농도로 첨가되었을 경우에 고추역병균의 유주자낭 발아율은 각각 0% 및 15.3% 발아하여 97.3% 발아한 무처리구에 비하여 100%와 84.3% 발아가 억제되었으며, 100 ${\mu}g$ a.i./mL 농도에서는 54.3%가 발아하여 44.2% 발아가 억제되었다. 10 ${\mu}g$ a.i./mL 농도에서는 90.9% 발아하여 6.6% 발아가 억제되었으나, 유주자낭은 발아하여도 정상적인 발아관의 신장에 이은 균사생장이 이루어지지 않고 균사신장이 극히 저조하거나, 비정상적인 형태를 나타내었다. 온실에서 아인산제제의 고추역병발생억제 효과를 검정한 결과 아인산제제는 $77.0{\sim}62.0%$의 방제가를 보였다. 고추를 포장에서 관행 재배하면서 아인산제제의 효과를 검정한 결과 무처리구와 비교하였을때 54% 역병발생이 억제되어 아인산의 병발생억제효과가 있는 것으로 나타났다. 아인산이 고추 생육에 미치는 영향을 조사한 결과 무처리구에 비해 초장은 108.5%, 한 주당 고추 열매 수는 123.8% 무게는 119.7% 생육이 증진되었다.

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고급산화공정용 유전체 장벽 플라즈마 반응기의 성능 개선 (Performance Improvement of Dielectric Barrier Plasma Reactor for Advanced Oxidation Process)

  • 김동석;박영식
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.459-466
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    • 2012
  • 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge; DBD) 플라즈마의 처리 성능을 개선시키기 위하여, 플라즈마+ UV 공정과 기-액 혼합기의 적용에 대해 연구하였다. 처리 대상물질로는 표백효과에 의해 육안으로 쉽게 확인이 가능하고 분석이 간편한 OH 라디칼 생성의 간접 지표인 N, N-Dimethyl-4-nitrosoaniline (RNO)이었다. 기본 플라즈마 반응기는 플라즈마 반응기 [석영관 유전체, 티타늄 방전(내부) 전극, 및 접지(외부) 전극], 공기와 전원 공급장치로 구성되어 있다. 플라즈마 반응기의 개선은 기본 플라즈마 반응기에 UV 공정과의 결합, 기-액 혼합기의 적용에 의해 이루어 졌다. 플라즈마+ UV 공정의 UV 전력 변화(0~10 W), 기-액 혼합기의 존재 유무와 형태, 공기 유량(1~6 L/min), 산기관 기공 크기 범위(16~$160{\mu}m$), 액체 순환 유량(2.8~9.4 L/min) 및 개선된 플라즈마+ UV 공정에서 UV 전력의 영향 등이 평가되었다. 실험 결과 플라즈마+ UV 공정은 기본 플라즈마 반응기보다 RNO 처리율이 7.36% 높아진 것으로 나타났다. 기-액 혼합기의 적용이 플라즈마+ UV 공정보다 RNO 처리율이 더 높은 것으로 나타났고, 기-액 혼합법에 따른 RNO 분해는 기-액 혼합기 > 펌프 순환 > 기본 반응기의 순으로 나타났다. 산기관 형 기-액 혼합기에 의한 RNO 처리율 증가는 17.42%로 나타났다. 최적 공기 유량, 산기관 기포 크기 범위 및 순환 유량은 각각 4 L/min, 40~$100{\mu}m$와 6.9 L/min으로 나타났다. 기-액 혼합기 플라즈마+ UV공정의 경합으로 인한 시너지 효과는 미미한 것으로 나타났다.

아미노산(酸) 발효부산물(醱酵副産物)의 농업적이용(農業的利用)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the use of glutamic acid fermentation residuum in agriculture)

  • 오왕근;오재섭;이규하
    • 한국토양비료학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.97-103
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    • 1975
  • 아미노산발효부산(酸醱酵副産) 유기물(有機物)의 비효화(肥料化)를 위(爲)하여 부산유기질액(副産有機質液)과 유기질분말비료(有機質粉末肥料)를 퇴비(堆肥)와 대비(對比) 무우와 배추를 공시작물(供試作物)로 재배시험(栽培試驗)을 하는외(外)에 토양(土壤)의 물리성(物理性)에 준 영향(影響)의 일부(一部)를 조사(調査)하였다. 1. 질소비료(窒素肥料)로써의 아미노발효부산(酸醱酵副産) 유기질액(有機質液)과 유기질분말비료(有機質粉未肥料)는 요소(尿素)와 동등(同等) 또는 그 이상(以上)의 효과(郊果)를 보였다. 2. 아미노酸 발효부산(酸醱酵副産) 유기질액(有機質液)과 분말비료(粉末肥料)는 토양(土壤)을 산성(酸性)으로 하는 경향(傾向)이 있으며 이 경향(傾向)은 유기질분비(有機質粉肥)가 더 크다. 3. 철(鐵)과 붕소(硼素)를 위주(爲主)로 한 여러 미량요소(微量要素)(망강, 아연, 동(銅), 붕소등(硼素等))를 첨가한 아미노발효부산(酸醱酵副産) 유기질액(有機質液)은 원액(原液)보다 배추의 수량(收量)을 높이는데 유효(有效)하였다. 4. 아미노발효부산(酸醱酵副産) 유기질액(有機質液)은 액체(液體) 또는 고체(固體) 복합비료원(複合肥料源)이 될 수 있을 것으로 판단되었다.

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골격근 심실의 역학 (Skeletal Muscle Ventricle Mechanics)

  • 오중환
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제32권5호
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    • pp.428-432
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    • 1999
  • 배경: 전기적인 자극에 의하여 골격근의 피로현상이 극복됨으로써 골격근을 심장보조장치에 이용할 수 있게 되었다. 인공심장이나 심실보조기구는 에너지원의 전원장치가 크고 거추장스러운 단점이 있어 아직 해결해야될 문제이다. 반면 골격근을 이용한 심실보조장치는 에너지원으로 환자 자신의 골격근 수축력을 이용할 수 있는 장점이 있어 이의 임상응용 가능성을 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 8예의 광배근을 이용하여 골격근 심실의 모형을 만들었다. 물이 담긴 라텍스 주머니를 골격근이 한바퀴 반 감싸도록 고안하였고 골격근의 수축압력은 연결된 관을 통하여 변환기에 기록되도록 하였다. 전극은 흉배신경 주위에 설치한 후 Itrel 7420 박동기에 연결하였다. 프로그래머로 박동기를 조절하였으며 3.0Volt, cyclic burst, 0.31초 on time, 6.0초 off time의 자극을 주었다. 라텍스 주머니 내에 액체의 양을 25cc 씩 증가시키면서 전부하의 변화에 따른 골격근 심실의 박출량과 압력 및 수축력을 측정하였다. 결과: 골격근 심실의 전부하가 0인 경우 일회박출량은 76.3ml 이고, 전부하가 점차 증가함에 따라 일회박출량이 감소하는 경향을 보였다. 전부하가 75cc 이상이 되면 일회박출량은 70ml 이하로 감소하는 양상을 볼 수 있었다. 압력을 측정한 결과도 전부하가 75cc 이하인 경우 정상의 혈압과 비슷한 107mmHg 이상의 혈압을 보이고 있으나 전부하가 100cc 이상 증가하는 경우 혈압이 100mmHg 이하로 감소하는 것을 볼 수 있었다. 또한 최대의 골격근 수축력은 50cc의 전부하에서 16.6 W/kg의 힘을 분출하였다. 결론: 골격근 심실은 전부하의 변화에 따라 정상 심장보다도 강한 박출량과 압력의 변화를 관찰할 수 있었으며 임상 응용의 가능성을 볼 수 있었다.

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레이저를 이용한 분무 가시화 (Spray Visualization Using Laser Diagnostics)

  • 윤영빈
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
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    • pp.87-112
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    • 2005
  • 분무를 정량적으로 측정하는 것은 노즐의 설계와 개발을 위해서 뿐만 아니라 연소 시스템 전반의 효율 및 불안정성의 제거, 공해 저감 등의 요구 조건을 만족하기 위해서 중요하다. 이를 위해 이전에는 분무장 내에 수집관을 삽입하는 기계적 패터네이터(Mechanical Patternator)와 같은 삽입식 측정 방식을 이용하여 왔으나, 최근에는 고속카메라, Malvern particle analyzer, PDPA, 광학 패터네이터(Optical Patternator)와 같은 분무장을 교란시키지 않으면서도 빠른 측정이 가능한 가시화 기술들이 적용되고 있다. 특히 광학 패터네이터는 레이저 평면광을 이용하여 분무를 측정하는 비삽입식 기술로 단시간 내에 분무장 내 액체 연료의 질량 및 액적 크기의 단면 분포를 동시에 얻어낼 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 분무 액적들의 수밀도가 증가하는 경우에는 이들 액적에 의한 입사광 및 신호 감쇠, 다중산란 등에 의한 오차가 심하게 발생하여, 기존의 PDPA, PLIF 등의 광학 기법으로는 충분히 신뢰할 만한 결과를 얻기가 어렵게 된다. 이러한 분무를 정량적으로 측정하기 위해서는 입사광의 감쇠뿐만 아니라 분무장 내 액적들에 의한 신호의 감쇠 과정에 대한 고려가 필요하다. 주면 액적들의 영향을 최소한으로 줄이기 위해서는 레이저 평면광을 사용하는 광학 패터네이터와 달리 레이저 광선을 분무장에 조사하여 고압에서 나타날 수 있는 다중 산란에 의한 오차를 최소화할 수 있다. 이러한 이미지 처리 기법을 이용하는 광학 선형 패터네이터(Optical Line Patternator)를 이용하여 기존 레이저 계측기법으로 측정이 곤란하였던 고압 환경 하에서의 스월 동축형 인젝터의 분무 특성을 해석할 수가 있다. 2015(년도) 6,388, 2025(년도) 13,367, 2035(년도) 18,756, 2045(년도) 22,595, 시장점유율 증가로 인한 수출액 증가분 누적(억원) : 2015(년도) 3,411, 2025(년도) 8,847, 2035(년도) 14,433, 2045(년도) 18,005 또한 시나리오 비교평가를 실시하여 본 결과, 본 연구에서 정의한 순편익 누적(Cumulative Net Profit) 변수를 적용하면 현재 연구비 추세 대비 $30\%$ 까지 연구비를 증가 시키는 것이 효율적임을 알 수 있었다.성, 생산 용이성, 제품 디자인의 우수한 정도가 a=0.01 수준 하에서 유의적으로 추정되었다. 이들 변수들 중에서 품질경쟁력에 가장 큰 영향을 미치는 측정변수는 제품의 기본 성능, 수명(내구성), 신뢰성, 제품 디자인의 순서로 추정되었다. 이것은 한국 제조업이 아직 산업 디자인이 품질경쟁력에 크게 영향을 미치는 성숙단계에 이르지 못하였음을 의미한다. (2) 제품 디자인에게 영향을 끼치는 유의적인 변수는 연구개발력, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TPM, 6Sigma 운동, QC 등)이며, 제품 디자인은 우선 품질경쟁력을 높여 간접적으로 고객만족과 고객 충성을 유발하는 것으로 추정되었다. 상기의 분석결과로부터, 본 연구는 다음과 같은 정책적 함의를 도출하였다. 첫째, 신상품 개발과 혁신을 위한 포괄적인 연구개발 프로젝트를 품질 경쟁력의 주요 결정요인(제품의 기본성능, 신뢰성, 수명(내구성) 및 제품 디자인)과 연계하여 추진해야 할 것이다. 둘째, 기업은 디자인 경영 마인드 제고와 디자인 전문인력 양성을, 대학은 디자인 현장 업무를 통하여 창의력 증진과 기획 및 마케팅 능력 교육을, 정부는 디자

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