최근 무인기에 대한 관심과 수요가 높아지고 있는 가운데, 가동범위가 넓고 전략적으로 활용이 많은 고고도장기체공 무인기의 동력원개발이 연구 목표로 검토되었다. 기존 왕복동 엔진에 수소 연료를 적용하는 기술은 현행으로써 적용성이 용이하고 경제적이다. 수소는 중량당 에너지 밀도가 높아서 한 번 충전으로 장시간 운항을 지속할 수 있고 환경적인 측면에서도 무공해 연료라는 긍정적인 부분이 존재하기 때문에 적합하다고 평가된다. 하지만 현재 수소연료를 왕복동 엔진에 적용한 개발사례가 적은 편이라 향후 기술적으로 많은 연구가 필요한 것으로 판단된다. 항공기는 운항고도에 따라 공기밀도 저감으로 인한 냉각성능 저하 또는 복사열 감소에 의한 주변온도 강하로 과냉각이 될 수 있는 요인들이 존재한다. 따라서 본 실험은 냉각수온을 변화시켜서 이러한 주변온도 변화가 수소연료 엔진에 미치는 연소특성에 대해 살펴보았다. 역화에 의한 안정적인 운전 영역의 제한은 냉각수 온도변화에 의한 영향보다 공기과잉률에 의한 영향이 지배적으로 나타났으며, 냉각수 온도가 증가할 경우 충진효율이 감소하여 토크가 감소하고 냉각수 온도가 감소할 경우 열손실이 증가하여 열효율이 감소하였다.
소량의 misch metal과 Zr을 함유한 CuZnAI형상기억 합금의 변태온도에 미치는 열사이클 및 기계적 성질 변화에 대하여 고찰하였다. 합금원소 첨가에 따라 결정립에 매우 미세화 되었으며 용체화 처리후 100~$350^{\circ}C$구간에서 경도값 변화를 조사하기 위하여 post quench aging과 step quench aging처리한 결과 $200^{\circ}C$와 $250^{\circ}C$에서 최고의 경도값을 나타냈다. $M_f$온도이하에서 인당시험한 결과 파단강도와 연실율은 결저립이 미세할수록 증가하는 경향을 보였다. 또한 파단강도는 as quenching처리한 경우보다 post quench aging처리한 경우에 보다더 증가하였다. $\beta$-상에서의 시효는 $M_s$온도를 강하시켰으며 마르텐사이트상에서의 시효는 $A_s$ 온도를 증가시켰다. post quench aging 에 따른 $A_s$의 변화는 $\beta$에서의 회복율에 기여하였으며 변태온도 ($A_s-M_s$)히스테리시스는 열사이클에 의하여 증가하는 경향을 보였다.
냉동볶음밥 제조를 위한 선행 연구로 품종별 쌀(신동진, 백진주, 호품, 온누리 및 일미)에 대한 품종 특성을 조사하여 추후 냉동볶음밥 연구에 적합한 품종을 선정하고자 하였다. 품종별 쌀에 대한 일반성분 분석에서는 품종별 유의적 차이는 없었다. 품종별 쌀의 아밀로오스 함량은 온누리가 가장 높은 반면 백진주가 가장 낮았으며, 수분흡수지수는 온누리가 유의적으로 낮았다. 색도는 취반 및 냉동저장으로 인해 명도 및 적색도는 감소하였으나 황색도는 높아졌으며, 품종별로는 백진주의 황색도가 증가하였다. 5품종 쌀의 호화특성을 살펴본 결과, 최고점도, 최저점도, 최종점도 및 치반점도는 신동진이 가장 높았고, 강하점도는 백진주가 가장 높았다. 품종별 쌀의 물성변화는 냉동 저장으로 인하여 경도, 씹힘성 및 응집성은 감소한 반면, 부착성은 증가하였고, 품종별로는 신동진, 온누리 및 일미에서 냉동 저장으로 인한 물성변화가 가장 적었다. 주사전자현미경을 통한 품종별 쌀들의 미세구조를 살펴본 결과, 백진주 및 호품에서 냉동저장 및 해동과정에서 영향을 받았을 것으로 추정되는 조직 내 기공이 관찰된 반면, 신동진, 온누리 및 일미에서는 비교적 온전한 조직 구조를 관찰할 수 있었다. 이상의 결과로부터 냉동볶음밥 제조를 위한 적합 품종으로는 취반 및 냉동저장을 통해 색도, 물성, 호화특성 및 미세구조에서도 큰 영향을 받지 않은 신동진, 온누리 및 일미 품종이 적합할 것으로 판단된다.
지구온난화와 도시 사막화에 따른 지표면의 온도 상승은 기상과 기후에 대한 실질적은 변화를 야기시킨다는 것은 경험적으로 잘 알려져 있다. 특히 사막화 지역에서는 사막 토양이 침투에 유리한 높은 기공성을 가졌음에도 불구하고 오히려 강우 시 강력한 유출(runoff) 현상에 의한 홍수가 빈번하게 발생하고 있다. 강수시 이러한 높은 유출 특성은 빠른 수분증발과 짧은 수자원순환주기에 의하여 집중호우를 발생시키고 지하수 자원을 고갈시키는 최악의 양극화 현상을 야기시키고 있다. 이러한 현상에 대한 물리적인 기전은 사막과 같은 토양에 높은 온도에 의한 강한 열적 부력현상에 의한 것으로 판단된다. 그러나 이러한 주제의 중요성에도 불구하고 이것에 대한 과학적인 연구가 제대로 이루어지지 않은 것으로 나타나고 있다. 본 논문에서는 이러한 현상에 대한 물리적인 가설에 대한 기전을 밝히기 위해 실험적인 연구와 수치 해석적 연구를 병행하였다. 실험적 연구를 위해 기공도 약 35%에 입도 2.0 mm를 가진 자갈성 모래를 가지고 토양 온도 변화에 따른 실험을 수행하였다. 온도 변화에 대한 구체적인 변수는 case 1의 표준상태의 경우에는 지표면의 온도를 $15^{\circ}C$로 하였고, case 2의 경우는 $70^{\circ}C$ 비교적 높은 고온을 선택하여 각각 10회의 반복실험을 시도하여 평균값을 취하였다. $70^{\circ}C$를 선택한 이유는 캘리포니아 Coachella Valley이 검은 모래가 화씨 191도(섭씨 88도)까지 상승한다는 경험적 자료에 기초하였다. 실험 결과 온도가 $70^{\circ}C$인 경우는 $15^{\circ}C$인 경우에 비하여 유출(runoff)이 온도상승효과에 의하여 약 5% 이상 실질적으로 증가하는 결과를 보였으며 지하로 침투하는 침투량(infiltration)은 빗물의 양을 동일한 양으로 표준화 하여 보정한 경우 온도가 낮을 때 상대적으로 30% 정도 증가하는 현상을 나타내었다. 이러한 결과는 지표면 온도 상승이 지하수 고갈과 그에 따른 지반강하에 중요한 인자가 될 수 있음을 시사한다. 수치해석의 결과는 실험 결과와 비교할 때 온도상승에 의해 약 4.6% 정도 유출이 증가되는 것으로 나타나 실험결과와 비교적 잘 부합하였으며 강우량에 따른 변수 연구의 경우도 물리적으로 일관성이 있었다. 이러한 기본적인 연구 결과에 기초할 때 향후 보다 실질적인 시스템에 대한 연구가 가능할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 동절기 시설원예용 하우스의 열환경, 난방방식별 에너지 소비 특성, 하우스내 열이동 프로세스자 난방효율에 대해서 중점적으로 검토하였다. 동절기 하우스의 벽체, 지붕을 통해 손실되는 관류열량을 정량적으로 계산하므로서, 하우스의 단열계획 및 난방에너지 절약을 유도할 수 있는 기초데이터를 제시하였다. 난방방식별 실내외 온도차와 에너지 소비량과의 관계를 정량적으로 도출하므로서, 쾌적성, 경제성을 고려한 최적의 하우스 난방방식 선정과 난방기 운용의 효율화를 유도하기 위한 기초자료를 제시하였다 난방방식별 실내외 온도차와 에너지 소비량과의 관계로부터 도출된 결과는 심야전력 난방이 온풍난방에 비해 난방효율이 현저히 높은 것으로 나타났다. 덕트 주변의 수평 및 연직방향으로 다수의 열전대를 설치하여 온풍 난방시 덕트주변의 작물에 미칠 수 있는 고온피해 발생 가능성을 검토하였으나, 약 1$^{\circ}C$이내의 비교적 균일한 온도가 계측되므로서, 온풍에 의한 주변작물의 고온피해는 관측되지 않았다. 덕트 길이방향으로 일정간격마다 덕트내부에 열전대를 설치하여 덕트길이에 따른 온도하강 추이를 검토한 결과, 덕트 단위길이당 0.5~0.8$^{\circ}C$의 온도강하가 계측되었다.
본 연구는 식품의 동결시 동결기구의 설계 및 동결에너지의 효율적인 운용등을 위하여 동결상태에서 과일쥬스의 농도 및 온도변화에 따른 밀도변화를 예측하기 위하여 수행되었다. 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40%농도의 Orange Juice, Apple Juice, Grape Juice 및 Sucrose Solation을 시료로 하여 온도강하에 의해 동결팽창되는 부위를 제거하므로써 거기에 따른 무게변화를 $-5^{\circ}C$에서 $-40^{\circ}C$까지의 온도범위에서 $5^{\circ}C$ 간격으로 각각 측정하여 밀도를 산출하였다. 그리고, Heldman의 식을 이용하여, 위의 농도와 온도범위에서 각 과일쥬스와 Sucrose Solution의 Unfrozen water fraction을 계산하였다. 실험을 통해 측정된 밀도데이타와 Unfrozen water fraction 데이타를 최적화 컴퓨터 프로그램을 이용하여 10%에서 40%까지의 농도범위와 $-5^{\circ}C$에서 $-40^{\circ}C$까지의 온도범위에서 Orange Juice, Apple Juice, Grape Juice 및 Sucrose Solution의 밀도를 예측할 수 있는 모델을 수립하였다.
거북꼬리의 적정염색 조건을 구명하기 위하여 열수 및 알칼리추출물을 사용하여 염색조건에 따른 염착량(K/S) 및 Munsell의 색상(Hue), 명도(Value), 채도(Chroma)의 변화에 대하여 조사하였다. 면, 한지, 실크에 대한 열수 및 알칼리추출물 처리 염색물의 최대흡수파장(${\lambda}max$)은 400 mm였다. 염색조건에 따른 염착량은 온도와 시간 조건에서 실크 염색물이 높은 수치를 나타내었고, $80\;^{\circ}C$와 40분을 전후로 큰 변화를 보이지 않았다. 농도조건에서는 농도가 높을수록 급격히 증가하는 경향을 나타내었다. Munsell의 색상은 온도와 시간조건에서 알칼리추출물 처리 염색물은 YR (Yellow Red) 계열의 색상을, 열수추출물 처리 염색물은 R (Red) 계열의 색상을 나타내었으며 온도는 $80\;^{\circ}C$, 시간은 40분을 전후로 큰 변화가 없었다. 명도 및 채도는 뚜렷한 변화를 보이지 않았고 염색조건에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다. 따라서 거북꼬리추출물로 염색할 경우 최적 염색조건은 온도 $80\;^{\circ}C$, 시간 40분, 농도 100% (추출원액)로 조절하는 것이 바람직할 것으로 생각된다.
국내에서 육종된 아밀로오스 함량이 다른 3가지 쌀 품종의 전분 특성을 살펴봄으로써 새로운 식품 소재의 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 전분의 분자 및 결정 구조적 특성과 소화 특성을 조사하였다. 새고아미 전분은 다산1호나 새일미에 비해 아밀로오스 함량, 아밀로펙틴의 짧은 사슬(DP 6-12) 함량, 페이스팅 온도, RS 함량이 유의적으로 높았으며 반대로 아밀로오스의 중합도, 아밀로오스와 아밀로펙틴의 분자량, 아밀로펙틴의 B1사슬(DP 13-24), 상대적 결정성, 입자표면 결정성(1047/1022), 팽윤력, 호화 온도($T_o$, $T_p$, $T_c$), 호화 엔탈피, 페이스팅 점도(최고점도, 최종점도, 강하점도, 치반점도), RDS 함량, eGI값이 유의적으로 낮았다. 다산1호는 새일미에 비해 낮은 RDS 함량과 높은 SDS 함량을 보였다. 두 쌀 전분의 소화율의 차이는 분자 구조적 특성(아밀로오스 함량, 아밀로오스 중합도, 분자량, 아밀로펙틴 분자의 가지사슬 길이 분포)과 결정 구조적 특성(상대적 결정성, 1047/1022, 호화 온도와 엔탈피)의 차이에 근거하였다. 결과적으로 3가지 국내산 쌀 품종들의 전분 분자 및 결정 구조적 특성과 소화율 결과는 다양한 유형의 쌀을 이용한 가공제품 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
먹는샘물 제조업체의 경우 주기적인 환경영향조사, 일취수량 제한, 그리고 취수량 및 수위, 수질(pH, EC, 온도)을 1시간 간격으로 계측하여 매월 보고하고, 정기 수질검사 등을 통해 엄격히 관리하고 있어 과잉 취수로 인한 지하수위 강하와 같은 문제가 발생하는 사례가 적으나 제조업체 주변 지하수관련 민원의 원인 제공자로 각인되고 있는 실정이다. 그러므로 환경영향조사의 물수지 분석 시 수문분야 전문가들의 평가에 부합하고, 비전문가에게도 쉽게 접근할 수 있는 기법의 제시가 필요하다고 판단된다. 따라서 샘물 취수정이 위치한 소유역의 지표수 수위 및 유출량을 측정하고 상시하천의 월별 기저유출량을 분리하였다. 또한 동일 유역의 지하수(취수정), 지표수, 강수의 산소, 수소 동위원소를 분석하여 지하수와 지표수의 함양특성에 관하여 추정하였다.
이산화탄소의 해양 지중저장에 대한 전산모사를 위해 실제 이산화탄소가 저장되는 해양 지중 저장층에 대한 3차원 전산모형을 개발하였다. 특히, 실제 저장층의 3차원 구조를 모사하기 위하여 공극의 크기를 불규칙(random)적으로 부여하는 수치적 방법을 고안하여 3차원 전산모형을 구성하였고, 이를 균일한 공극 구조의 경우와 비교하였다. 이렇게 구성된 3차원 공극모형 내의 초임계 이산화탄소 유동을 시뮬레이션하기 위하여 전산유체역학을 사용하였다. 이러한 초임계 이산화탄소의 시뮬레이션에는 실제 저장층의 환경 즉 온도 및 압력을 동일하게 모델링하여 적용하였다. 공극 구조가 $CO_2$의 유동에 미치는 영향을 살펴보기 위해, 세 가지 형태의 3차원 전산모형의 공극 구조 내부를 흐르는 초임계 이산화탄소 유동에 대한 수치해석을 수행하였으며, 특히 3차원 전산모형의 내부유동에 대한 압력강하 및 투수율을 계산하여 본 모형이 해양 지중저장의 전산모사에 적합한지를 판단하고, 이산화탄소 유량 증가에 따른 초임계 이산화탄소 유동의 특성을 살펴보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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