• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.135-140
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• 2024

태양광발전시스템은 다른 재생에너지원과 비교해서 내구수명이 길어 유지점검이 거의 필요 없다고 하지만, 실제 태양광 모듈의 음영 발생, 온도상승, 미스매치, 오염·열화, 태양광 인버터의 고장, 누설전류 및 아크 발생으로 인하여 초기 설계 시에 기대했던 성능이 나오지 않는 경우가 발생한다. 따라서 이러한 시스템의 문제점 해결을 위해 단지 발전량 및 운전 현황에 대한 조사를 통하여 정성적으로 파악하거나 태양광발전시스템의 성능지수인 성능계수(PR, Performance Ratio)로부터 성능을 비교분석하고 있다. 그러나 큰 손실을 포함하고 있으므로 단지 성능계수만으로 태양광발전시스템의 성능 저하, 고장 혹은 결한 등의 이상 유무를 정확하게 판단하기가 어렵다. 본 논문에서는 주변 환경의 변화에 따른 태양광발전시스템 발전량 최적화를 위해 태양광 모듈의 음영 발생, 인버터 고장, 누설 및 아크에 대한 상태 진단 알고리즘을 연구하였다. 또한 연구된 알고리즘을 이용하여 영역별 상태진단과 이에 따른 발전량 최적화 운전에 대한 실증시험을 통한 결과를 고찰하였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제54권1호
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• pp.15-22
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• 2012

본 연구는 거세 한우의 비육 기간에 보리나 옥수수 위주의 농후 사료를 일당 증체량 0.7 kg/일에 필요한 TDN량 6.9 kg씩 급여하였을 때 장내 발효과정에 생성되는 메탄가스를 측정하는데 그 목적이 있다. 보리나 옥수수 급여구의 건물 섭취량은 차이가 없었으나 영양소별 섭취량은 보리와 옥수수의 영양성분의 차이에 의해서 보리 위주의 농후사료 급여구가 조단백질, 조섬유, 가용무질소물, 유기물, Neutral detergent fiber와 Acid detergent fiber의 섭취량이 유의적으로 섭취량이 높았고(p<0.05), 조지방과 조회분 섭취량은 옥수수 위주의 농후사료 급여구가 유의적으로 높았다(p<0.05). 각 영양소별 소화율은 보리나 옥수수 위주의 농후사료 급여 구 모두 건물, 조단백질, 조지방, 조회분 소화율에서 차이가 없었으나 조섬유, Neutral detergent fiber와 Acid detergent fiber 소화율은 보리 위주의 농후사료 급여 구에서 유의적으로 높았다(p<0.05). 호흡가스 발생량은 옥수수 위주의 농후사료를 급여했을 때가 산소 소모량 6.4% (p=0.32), 이산화탄소와 메탄생성량은 각각 15.4% (p=0.09)와 16.8% (p=0.09) 높은 경향이 나타났고, 메탄 배출계수는 보리나 옥수수 위주의 농후사료 급여 시 각각 43.6 (kg/Head/Year)과 50.9 (kg/Head/Year)로 산출되었다. 메탄전환계수는 보리와 옥수수 위주의 농후사료를 급여하였을 때 총에너지 섭취량은 각각 35.9 Mcal/d와 35.5 Mcal/d씩 섭취했고 메탄으로 손실된 에너지는 12.2 Mcal/d와 14.9 Mcal/d로 메탄가스 생성에 의한 메탄전환계수는 보리 위주의 농후사료 급여 구에서 4% (0.04 Ym)이었고, 옥수수 위주의 농후사료 급여 구에서 5% (0.05 Ym)로 나타났다. 따라서 위의 결과는 우리나라 한우의 사양 실정에 맞게 적용한 실험으로 향후 축산분야의 온실가스 저감을 위한 사양체계 및 메탄배출계수 산출연구에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.322-329
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• 2007

800 K와 1000 K에서 ordered $Ni_3Al(111)$ 합금표면과 산소기체와의 상호작용을 LEED, STM, HRBBLS, UPS, 그리고 PAX를 이용 고찰하였다. 산소가 없는 깨끗한 $Ni_3Al(111)$ 표면에 대한 LEED 측정결과 어떤 "$2{\times}2$" 패턴이 관측되었는데, 이는 규칙적인 벌크와 같은 terminated 표면구조를 가짐을 의미한다. 그러나 800 K로 유지된 같은 표면에 산소를 흡착시킨 후 LEED를 관찰하면 ($1{\times}1$) substrate spots 외에 산소에 의해 유발된 lattice spacing이 $2.93\;{\AA}$인 어떤 회전되지 않은 superstructure가 얻어졌다. 이를 자세히 규명하기 위해 HREELS와 UPS를 측정한 결과 threefold aluminum 자리에 산소들이 화학흡착됨을 알 수 있었고, 아울러 PAX 측정결과 흡착된 overlayer들이 어떤 oxide island 형태로 성장됨을 보여주었다. 그러나 실질적으로 $Ni_3Al(111)$ 표면에서는 그러한 자리들이 유효하지 않기 때문에 우리들은 oxide island 생성은 $Ni_3Al(111)$ 표면에 있는 aluminum overlayer들을 덮음으로써 성장되고 있다고 결론을 내렸다. 한편, 1000 K로 유지된 $Ni_3Al(111)$ 표면에 산소를 노출하면 ${\gamma}'-Al_2O_3$ 구조가 성장됨을 HREELS와 STM 측정결과로부터 알 수 있었다. 그리고 HREELS 측정결과, 800 K에서 산화는 매우 특이한 양상을 띄며 일어나고 있으나 정확하게 $Al_2O_3$ overlayer가 형성되는 경우와는 일치하지 않음을 알 수 있었고, 1000 K에서 산소노출 후 얻은 STM 영상 역시 oxide island 들이 형성에 기인된 어떤 "Strawberry" 구조를 보여주었으나 정확하게 $Al_2O_3$ overlayer가 형성되었는지는 규명할 수 없었다. 결론적으로, 800 K와 1000 K에서 $Ni_3Al(111)$ 합금표면위의 산소 상호작용결과 어떤 aluminum oxide overlayer의 island들이 성장됨을 확인할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제24권2호
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• pp.1-8
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• 2020

원심펌프는 통상적으로 임펠러를 고속으로 회전시켜 원심력을 통해 유체 에너지를 전달하는 설비로서 기화용 해수펌프, 공업용수 및 해수를 사용하는 소화펌프 등 많은 LNG 생산기지에서 사용하고 있는 주요 프로세스 설비이다. 현재 LNG 플랜트 현장에서의 펌프는 장기간 수요처가 원하는 공급량에 따라 운전조건이 변동되어 펌프의 성능이 저하되고 있다. 특히 펌프는 플랜트 현장에서 소비 전략량의 많은 부분을 차지하고 있어, 최적의 운전조건을 찾지 못한다면 장기간 플랜트 운영 시 막대한 에너지 손실비용을 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 펌프의 운전조건별 변동에 따른 유동해석 및 결과분석을 통하여 성능저하 요인을 파악하고 최적의 운전조건을 확인하는 기술이 필요하다. 실험기법을 통해 운전 효율성 평가를 하기 위해서는 현장의 운전조건과 실험장비 제작 등 상당한 시간과 비용이 발생되기 때문에 신속하고 정확한 전산유체역학(CFD) 기법을 활용하여 본 연구에서 결과를 도출하였다. 펌프의 성능이 현장의 사정에 맞지 않아 펌프 성능을 줄일 필요가 있는 경우, 회전수에 변화를 주거나 고점도 혹은 고형물이 함유된 특수액을 사용하는 방법 등이 사용된다. 특히 LNG 생산기지의 설비운영에 차질이 발생하지 않도록 하기 위해 단시간 내에 펌프의 기존 임펠러를 가공하여 필요한 성능 조건을 만족시키는 기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 펌프의 기존 회전차를 가공한 3D 모델링 형상을 적용하여 ANSYS CFX 프로그램으로 유동해석을 수행하였다. 유동해석 결과와 MATLAB 프로그램의 Curve Fitting Toolbox를 활용하여 수치 해석적으로 분석하여 회전차 외경수정 이론식을 검증하였다.

• 원예과학기술지
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• 제33권5호
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• pp.647-657
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• 2015

원예시설의 환경설계 중 난방부하 산정방법에 대한 검증을 위하여, 대규모 플라스틱 온실에서 총난방부하와 틈새환기율, 지중전열량을 계측하여 계산결과와 비교 분석하였고, 지중전열 및 틈새환기가 온실의 난방부하에 미치는 영향을 검토하였다. 실험기간 동안 실내기온은 $13.3{\pm}1.2^{\circ}C$, 실외 기온은 $-9.4{\sim}+7.2^{\circ}C$의 범위를 보였으며, 우리나라의 난방 설계 외기온 범위에서 유효한 것으로 확인하였다. 가스트레이서법으로 측정한 틈새환기율은 평균 $0.245h^{-1}$로 나타났다. 온실의 피복면적에 일정한 환기전열계수값을 사용하는 방법은 온실의 규모에 따라서 문제가 있는 것으로 분석되었다. 따라서 환기전열부하는 온실의 체적과 틈새환기율을 이용하는 방법이 합리적인 것으로 판단된다. 온실 중앙에서 측정한 지중열류는 실내외 기온차에 따라 음으로 약간 증가하는 경향을 보이고, 온실 측면에서 측정한 지중열류는 실내외 기온차에 따라 양으로 크게 증가하는 경향을 보였다. 계측 결과를 바탕으로 온실의 외주부를 통한 열손실 개념을 도입한 새로운 지중전열부하 산정 방법을 개발하였으며, 검증결과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 관류열부하는 대체로 실내외 기온차에 비례하는 것으로 나타났으나, 열관류율은 작아지는 경향을 보였다. 따라서 관류열부하 산정시 설계조건에 따라 열관류율의 선택에 주의를 기울여야 할 것으로 판단된다. 실험온실의 열관류율은 평균 $2.73W{\cdot}m^{-2}{\cdot}C^{-1}$로 단일피복의 플라스틱 온실 대비 60%의 열절감율을 보이는 것으로 나타났다. 전체 난방부하 중에서 관류열부하가 84.7~95.4%, 환기전열부하가 4.4~9.5%, 지중전열부하가 -0.2~+6.3%를 차지하는 것으로 나타났다. 관류열부하는 실내외 기온차가 낮은 그룹에서 더 큰 비율을 차지하고, 환기전열 부하는 실내외 기온차가 높은 그룹에서 더 큰 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 지중전열부하의 경우 실내외 기온차가 낮은 그룹에서는 부하를 경감시키는 방향으로 작용하고, 실내외 기온차에 따라 부하를 증가시키거나 경감시키는 방향으로 작용하는 것으로 나타났으므로 이 기준 온도차의 선택이 중요한 것으로 판단된다. 지중전열부하에 비하여는 환기전열부하가 더 큰 비중을 차지하므로 에너지 절감을 위해서는 틈새환기율을 줄일 수 있는 대책이 필요한 것으로 판단된다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권4호
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• pp.263-271
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• 2010

간헐 CSR 측정법을 이용하여 FKM 오링의 노화 거동과 수명 예측에 관하여 연구하였다. Intermittent CSR 지그는 오링의 실제 사용환경을 고려하여 설계 제작하였다. 각 측정 조건에 따른 마찰 영향, 열 손실 영향 및 Mullins 효과에 의한 간헐 CSR의 응력 거동 변화를 관찰하였다. 오링의 노화 거동은 $60{\sim}160^{\circ}C$에서의 가속 노화 연구를 통하여 관찰하였다. 고온 영역($100{\sim}160^{\circ}C$)에서 오링은 선형 노화 거동을 나타내었으며, 아레니우스 관계를 만족시켰다. 이때의 활성화 에너지는 60.2 kJ/mol로 나타났다. 아레니우스 도식으로 부터, 오링의 예측 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 43.3 년과 69.6 년으로 나타났다. 시간-온도 중첩 원리를 이용하여 $60^{\circ}C$에서의 노화 거동을 관찰하였으며, 실험 시간을 절약 할 수 있었다. $60{\sim}100^{\circ}C$의 저온 영역에서의 활성화 에너지는 48.3 kJ/mol로 감소하였다. WLF(William-Landel-Ferry) 도식을 통하여 FKM 오링은 $100^{\circ}C$ 이하에서 비선형 노화 거동을 나타내는 것을 확인하였다. 시간-온도 중첩 원리로부터, FKM 오링의 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 19.1년과 25.2년으로 나타났다. 시간-온도 중첩 원리를 이용하여 예측한 오링의 수명이 아레니우스 관계에 의한 수명 보다 보수적인 것으로 나타났다.

• 농업생명과학연구
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• 제53권5호
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• pp.137-143
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• 2019

본 연구에서는 단순 폐기 되는 농업폐기물(토마토, 고추, 파프리카)을 고형연료로 재활용하기 위한 열풍건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 쓰레기소각장 폐열을 열원으로 사용하는 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농산물 시장에서 구입한 남해산 시금치를 실험원료로 사용하였다. 열교환기에서 스팀 열교환에 의해 가열된 건조공기를 열풍으로 사용하여 절단 원료 투입량(126, 250, 300 kg), 원료교반여부(수동 교반, 수동 비교반), 건조방식(건조물 정치, 건조물 이송), 건조시간(0.25, 0.5, 0.6 hr)에 따른 건조특성을 파악하였다. 투입 원료의 함수율은 85.65%로 측정되었으며, 소각장 공급 스팀에 의해 열교환기에서 가열된 건조공기온도는 건조기에 투입된 실험원료의 퇴적고에 따른 압력저항에 의해 다소 차이를 보였으며 약 108 내지 144℃로 측정되었다. 동일 건조방식, 투입량, 건조시간, 건조공기온도에서 상하층간 원료를 교반하는 하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 2배 정도의 높은 건조속도를 보였다. 각 실험에서 건조용량은 약 500 kg/hr으로 나타났다. 국내 농산물 건조기 157개의 농업실용화재단 검사성적서를 기준으로 투입 에너지에 대한 건조 소요에너지 비를 나타내는 건조효율을 비교한 결과 국내 농산물 건조기 57.76%, 개발된 농업폐기물 건조기 33.46%로 기존 농산물 건조기에 비해 낮게 나타났다. 개발된 농업폐기물 건조기는 건조시간이 1시간 이내로 건조시간이 짧으며, 건조 중 많은 풍량이 손실되어 건조효율이 저하된 것으로 판단되었다. 소각장 폐열을 직접 건조열원으로 사용하는 경우 건조공기온도는 최저 160℃ 이상으로 예상 되는 바 건조용량이 크게 향상될 것으로 예측된다.

• 지능정보연구
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• 제29권1호
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• pp.79-105
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• 2023

지구온난화와 기후변화 등의 유례없는 기상이변으로 전 세계 곳곳이 극심한 몸살을 앓고 있으며, 경제적 손실 또한 눈덩이처럼 불어나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2016년 '파리기후변화협정(The Paris Agreement)'이 체결되어 지구의 평균온도 상승을 1.5℃ 아래로 유지하기 위한 정부간 협의체가 결성되었으며, 우리나라도 2050년 탄소중립을 선언함으로써 기후재앙을 막기 위한 노력을 진행하고 있다. 특히, 온실가스 배출로 인한 기온상승은 수출 의존도가 높은 우리나라 경제는 물론 환경과 사회 전반에 부정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다. 또한, 교통수단의 다변화가 가속화되면서 수단선택의 변화도 크게 증가하고 있는 가운데 저성장 시대의 개발 패러다임이 도시재생으로 변화함에 따라, 노선의 수요 감소, 선형 개량, 도심 철도의 외곽 이설 등에 영향을 받아 증가하고 있는 철도 유휴부지 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 한편, 철도 유휴부지를 활용한 태양광발전은 '재생에너지 3020'의 태양광발전 목표를 일부 달성하면서도, 입지를 둘러싼 환경훼손과 주민 수용성 문제에서 자유로워질 수 있는 장점에도 불구하고, 설비실태나 설비계획에 있어 미진한 상황이다. 이에, 본 연구에서는 국가철도공단과 재생에너지클라우드플랫폼에서 제공하는 데이터를 활용하여 태양광발전 설비 설치가 가능한 적합 유휴지를 발굴 및 분석하는 알고리즘을 개발하고, 사용자가 원하는 조건을 고려한 잠재적인 적합 지역을 탐색 및 도출함으로써, 개발 초기 설비나 확충 등에 소요되는 막대한 비용을 절약할 수 있는 방안을 마련하고자 하였다. 본 연구는 다양한 군집분석을 활용하여 철도 유휴부지에 태양광발전 설치입지를 도출할 수 있는 최적의 알고리즘을 개발하고, 면적, 설치용량, 발전량, 예상수익 등이 모두 높은 '태양광발전 설치 적극권장 지역' 202곳을 도출하였다. 이를 바탕으로 경제와 환경을 동시에 고려한 관점에서 의사결정자의 합리적인 판단을 도울 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.78-83
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• 2005

지난 10년 동안 유전체 내부에 형성된 나노미터 크기의 규소알갱이는 발광센터로서 주목 받아왔다 나노미터 크기인 결정질 규소의 엑시토닉 전자-홀의 쌍들이 발광결합에 기여한다고 여겨진다. 그러나 규소결정에 존재하는 여러가지 결함들은 비발광 천이의 경로가 되어 나노규소결접립의 발광천이와 경쟁하여 발광효율을 저하시키는 요인이 된다. 이러한 결정 결함들은 고온 열처리과정에서 대부분 소멸되나 $1000^{\circ}C$ 이상의 공정 에서도 나노규소와 유전체의 계면에 존재하는 결함들은 나노규소결정립의 발광을 억제하게 된다. 일반적으로 수소로서 규소결정립의 계면을 마감처리하게 되면 규소결정립의 발광효율이 획기적으로 향상되나 불행하게도 매질 내 수소의 높은 이동성으로 말미암아 후속 열처 리 과정에서 수소마감효과는 쉽게 손실된다. 따라서 본 연구에서는 온도가역적인 수소 대신 인을 이온주입 방법으로 첨가하여 수소와 같은 계면 마감효과를 얻으며 또한 후속 고온공정 에 대한 내구력을 증대시켰다. 모재인 산화규소 기판에 400keV, $1\times10^{17}\; Si/cm^2$와 그 주위에 균일한 함량을 도핑하기 위하여 다중에너지의 인을 주입하였다. 규소와 인을 이온주입 후 Ar 분위기에서 $1100^{\circ}C$ , 두 시간의 후열처리를 통하여 규소결정립을 형성하였으며 향상된 내열효과를 시험하기 위하여 Ar 분위기에서 $1000^{\circ}C$까지 열처리하였다. 인으로 마감된 나노미터 크기인 규소 결정립의 향상된 광-발광(PL)효과와 감쇄시간, 그리고 발광파장의 변화에 대하여 논의하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권2호
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• pp.339-348
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• 2004

본 연구는 부산에 거주하는 폐경전 30대, 40대 성인직장여성을 대상으로 요추와 대퇴부 3부위의 골밀도상태를 평가하고, 생리적 특성 및 1일 활동량, 주중, 주말의 옥외활동시간, 기호성 음료의 섭취 등의 생활습관을 조사하여 골밀도와의 관계를 파악함으로써 성인직장여성들의 골다공증 예방을 위한 영양교육의 기초자료를 얻고자 실시하였다. 평균 골밀도는 요추(Ll4) 1.02 g/$\textrm{cm}^2$, 대퇴경부 0.76 g/$\textrm{cm}^2$, 와드삼각부 0.69 g/$\textrm{cm}^2$, 대퇴 전자부 0.66 g/$\textrm{cm}^2$이었다. 대퇴경부와 와드삼각부 부위의 골밀도는 정상 성인 골밀도의 90%이하였으며, 대퇴경부의 골밀도는 동일 연령군의 골밀도 표준값의 90%이하였다. 대퇴경부의 골밀도는 T값으로 판정했을 때 30세군, 40세군 모두 골량감소(osteopenia)에 해당되었다 평균연령은 37세였으며, 초경나이는 14.83세, 생리주기는 30.41일, 출산횟수는 1.94회였으며, 초경연령은 와드삼각부(p<0.05)와 유의한 음의 상관관계를 보였으며, 출산횟수는 요추 L3, L4부위 (p<0.05, p<0.01)의 골밀도 및 Ll4(p<0.05)의 평균 골밀도와 유의한 양의 상관관계를 보였다. 1일 평균 활동종류별 생활시간은 직장활동시간 7.86시간, 수면시 간 7.16시간, 기타 신변잡일 시간 6.40시간, 가사활동시간 2.55시간, 운동시간 0.14시간이었으며, 1일 평균 활동계수, 휴식 대사량, 에너지소비량은 각각 1.54, 1326.75 ㎉, 2038.81 ㎉였다. 옥외 활동시간은 1일 평균 주중에는 51.23분, 주말에는 60.74분, 주 전체적으로 53.95분으로 1시간이하였다. 기타 신변잡일 활동시간은 대퇴경부와 대퇴전자부(p<0.05, p<0.05)의 골밀도와 유의한 음의 상관관계를 보였으나, 주말의 옥외활동시간과 주 총 옥외활동시간은 각각 요추 L14 골밀도(p<0.05, p<0.05)와 유의한 양의 상관관계를 보인 것으로 나타나 주말과 주 총 옥외활동시간이 많을수록 요추 골밀도가 유의하게 증가하였음을 알 수 있다. 월 평균 코카콜라 4.51 cup, 커피 32.66 cup, 녹차 13.87 cup, 맥주 1.84 cup, 와인 0.4 cup 섭취하였으며, 녹차섭취 횟수는 대퇴경부와 와드삼각부(p<0.05, p<0.05)의 골밀도와 유의한 양의 상관관계를 보였으며, 와인의 섭취횟수는 대퇴경부(p<0.05)의 골밀도와 유의한 양의 상관관계를 보였으나, 콜라섭취횟수는 요추 L1 (P<0.05) 부위의 골밀도와 유의한 음의 상관관계를 보였다. 이상의 결과에서 폐경전 성인직장여성들인 본 조사대상자들의 경우 대퇴경부 골밀도는 T값으로 판정했을 때 30세군, 40세군 모두 골량감소에 해당되어 대퇴경부의 골밀도는 이미 30대부터 우려되는 수준임을 알 수 있다 그리고 직장생활에 따른 출산횟수 감소, 옥외활동시간감소, 녹차, 와인, 콜라 등의 기호성 음료식품의 섭취기회 증가 등은 직장여성들의 골밀도에 영향을 미칠 수 있는 요인으로 보인다. 따라서 직장여성의 건강증진을 위해 30대부터 골다공증 예방사업을 실시할 필요가 있는 것으로 보이며, 골밀도손실을 예방하기 위해 주중에 실내 활동이 많은 성인직장여성들의 경우 정적인 기타 신변잡일 활동시간은 가능한 줄이고 주말 옥외 활동량의 증가와 더불어 골밀도의 증감과 관련이 있는 것으로 보이는 녹차, 와인, 콜라 등의 기호성 음료식품의 적절한 섭취 등 생활습관 요인에 대한 영양교육이 필요할 것으로 보인다. 비록 본 연구가 부산지 역의 적은 인원수를 대상으로 짧은 기간에 실시되어 연구결과를 일반화하기에는 제한이 있으나, 본 연구결과는 폐경전 성인직장여성들의 골밀도상태에 대한 기초자료로 제시될 수 있겠으며, 골밀도상태에 관련된 생리적 요인 및 생활습관요인들에 대한 결과는 성인직장여성들의 골다공증 예방을 위한 영양교육에 구체적인 도움이 될 수 있으리라 생각된다.