• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1126-1139
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• 2014

도시화 및 산업화에 따른 온실가스의 증가로 전 세계적인 이상기후 현상이 빈번하게 발생하고 있으며, 국내에서도 이러한 현상의 하나로 홍수와 가뭄의 영향이 지속적으로 심화되고 있다. 기후변화는 이수, 치수, 환경 등 다양한 측면에서 물 관리 전반에 걸쳐 복잡성을 가중시키고 불확실성을 확대시키는 등 많은 영향을 초래한다. 또한 과거와는 달리 하천유지수량, 환경용수량 등 다양한 용수수요의 증가에 따라 제한된 가용수자원의 추가적인 확보를 위한 분석과 연구가 필요하다. 본 연구에서는 안동댐과 임하댐 유역을 대상으로 기후변화 시나리오와 토양수분 저류구조 Tank 모형을 이용하여 장기 유출량을 산정하였고, 연결도수로를 통해 병렬 연결된 안동댐과 임하댐의 저수지 연결모의운영을 수행하여 임하댐에서 안동댐으로 전환되는 추가 가용 수자원량을 분석, 비교함으로서 미래 기후변화가 가용수자원 확보에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 대표농도경로 기후변화 시나리오 중 RCP 6.0과 RCP 8.5를 이용하여 대상유역의 상세 수문자료를 생산하여 과거 유역의 관측 강수량 자료와 경향성을 분석한 결과 시나리오별 모두 5%~9%의 범위로 강수량이 증가하는 것으로 분석되었으며, 목적함수를 이용한 민감도 분석을 통해 가장 높은 적합도를 나타낸 개체군의 크기는 1000 이었으며 교차비율은 80% 이었다. 본 연구의 결과를 이용하여 미래 기후변화에 대응한 물 관리 측면에서 저수지 운영의 효과를 극대화하고 장기적으로 안정적이고 풍부한 용수공급 계획을 수립하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.9-16
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• 2013

최근 환경적 요인으로 친환경 에너지나 효율성이 높은 에너지관리 기술에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 열교환기는 역사가 오래된 기계장치 이지만 최근 온실가스 저감을 위해 항공기 등에 응용을 시도함에 따라 그 가치가 증가하고 있다. 또한 이러한 열교환기가 항공기 엔진에 적용될 경우 고온, 고압의 조건을 견디어야 함으로 기계적 건전성 평가는 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 관형 열교환기의 취약부인 브레이징 접합부의 국부적인 물성분포 분석과 유체-고체 연성해석을 통하여 구조적 안전성을 평가하였다. U자형 단일 곡관을 제작하여 해석과 실험을 통하여 신뢰성을 검증하였고 브레이징 조건 변경을 통하여 재료 분포를 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.129-134
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• 2021

최근 급속한 산업 발달과 생활수준의 향상으로 인하여 전력 수요가 점차 증대되고 있고 이러한 전력수요 급증에 의해 화석연료 의존도가 높은 우리나라의 경우 국제환경 규제에 의한 온실가스 배출량의 감축 및 동결은 바로 산업 활동의 위축을 가져오게 된다. 이에 따라 환경을 국가의 산업생산 활동과 연계시키고자 하는 선진국과의 경쟁에서 많은 어려움이 발생하고 있고 이에 대한 대책으로 대체 에너지의 개발이 세계적으로 큰 관심거리가 되고 있다. 이러한 새로운 발전방식 중 비교적 용량이 작은 소규모의 발전설비는 태양광발전 (Photovoltaic generation), 풍력발전 (Wind power generation), 연료전지발전 (Fuel cell generation) 등이 있다. 그중 실용화에 있어서 중요한 요소인 연속운전 및 높은 발전효율, 장기적인 내구성을 고려할 때 가장 주목을 받는 것이 연료전지이다. 연료전지 기술은 화석연료 사용에 따른 공해요인의 제거 및 전력산업 구조조정에 따른 분산형 전원으로서 개발 및 보급 가능성이 큰 새로운 형태의 발전방식으로 주목받고 있다. 따라서 본 논문에서는 연료전지에서 발생하는 직류전원을 입력으로 하여 최종적으로 우리 일상생활에서 사용하는 교류전원을 얻는 데 필요한 전력변환 회로를 설계하여 연료전지 발전시스템을 연구 및 구성하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.764-771
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• 2018

요즘 국내 외 농업 환경은 농업 인구의 고령화, 귀농 인구의 증가, 급격한 기후 변화, 농식품 유통 구조의 다양화, 수자원의 고갈 및 한정된 경작지 등 다양한 변화 속에 놓여 있다. 최근 농업을 둘러싼 다양한 환경 변화에 대응하기 위해 재배 전반의 작업이력인 작물 생육정보, 생육환경 및 농작업 일지 등과 같은 사항들을 쉽게 기록, 저장 및 관리하여 작물 생산량과 작업 효율을 높이기 위한 스마트 온실 실용화에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 논문은 작물의 근권부에서 측정할 수 있는 생장환경 데이터인 온도, 습도, 일사량. CO2 농도 등과 같은 생육에 필요한 상황정보를 수집하고 수집된 데이터를 모니터링 할 수 있는 시스템을 제안한다. 생장 작물의 근권 측정부에서 측정된 데이터와 센서로 측정된 생장환경 데이터인 온도, 습도, 일사량 등의 데이터를 취합하여 400MHz의 무선 통신 게이트웨이에 전송하는 시스템을 개발하였다. 전송된 데이터를 Cloud 기반으로 근권 환경 데이터를 모니터링 및 데이터를 시각화 할 수 있는 통합 SW 개발을 진행하였다. 데이터의 시각화를 위한 그래프 형식과 데이터 형식으로 모니터링을 할 수 있도록 하였다. 기존 스마트팜은 농장내의 데이터만을 이용하여 작물 및 시설관리를 하고, 본 연구는 전국의 농장의 날씨 및 생장환경을 수집 및 분석하여 가장 효율적인 생장환경을 제시한다.

• 한국조경학회지
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• 제47권3호
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• pp.49-59
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• 2019

본 연구는 토머스 제퍼슨의 버지니아대학교 식물원 구상의 배경과 내용을 고찰한다. 제퍼슨이 식물원 설립을 추진했던 시기가 유럽에서 식물원이 약용 식물원에서 진화한 때이자 미국에서 여러 식물원이 설립된 초창기라는 사실에 주목하여 동시대 식물원과 비교하여 버지니아대학교 식물원 구상의 특징을 짚어내고자 하였다. 이를 위해 19세기 전후 구미 주요 식물원의 역할과 공간 구조를 분석하여 경향을 파악하였다. 이와 함께 식물학과 식물원에 대한 제퍼슨의 관점과 식물원 구상안을 검토하며 버지니아대학교 식물원을 당대 사례와 비교 검토하였다. 연구 결과 그 배경은 18세기 후반 유럽에서 두드러지게 나타난 국가 경제를 견인하는 실용 과학으로서 식물 교육과 연구의 중요성에 대한 사회 인식, 그리고 식물학과 식물원에 대한 정보와 식물을 교환하는 네트워크에서 찾을 수 있다. 버지니아대학교 식물원 구상은 공공 식물원의 역할에 대한 식물학자 코레아의 의견이 바탕이 되어 제퍼슨에 의해 부지 조성과 개략적인 공간 구성, 식물 수급 방안을 포함한 실행 전략으로 발전되었다. 동시대 식물원 사이에서 버지니아대학교 식물원 구상이 지니는 특징은 다음과 같다. 첫째, 초본 이외에 교목 정원을 별도로 구성하고 의학이 아닌 식물학 연구와 교육을 강조했던 측면에서 18세기 후반 유럽 식물원의 약용 식물원에서 식물원으로의 진화와 같은 경향을 보인다. 둘째, 장식적 요소를 배제하고 온실 설치를 거부하며 지역 기후에 적합한 해외 실용 식물을 확산시키려 했다는 점에서 유럽과 미국의 많은 식물원과 다르다. 본 연구는 버지니아대학교 식물원 구상을 사례로 19세기 전후 식물원의 역사와 문화에 대한 이해의 폭을 넓히는데 기여한다는 점에서 의의를 지닌다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.388-395
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• 2019

The purpose of this study is to suggest structural model and analyze design factors for the development of small greenhouse standardization model. The average dimensions of small greenhouse desired by urban farmers were 3.3m in width, 1.9m in eaves height, 2.7m in ridge height, 5.7m in length. The cladding materials for small greenhouse were preferred to glass, PC board and plastic film, framework to aluminum alloy and steel, and heating method in electrical energy. In addition, it was analyzed that small greenhouses need to develop structural model by dividing them into entry-level type and high-level type. The roof type that was used for entry-level type was arch shape, framework was steel pipe, cladding material was plastic film. On the other hand, high-level type was used in even span or dutch light type, framework with square hollow steel, cladding materials with glass or PC board. In consideration of these findings and practicality, this study developed four types of small greenhouses. The width, eaves height, ridges height, and length of the small greenhouses of even span type, which were covered with 5mm thick glass and 6mm thick PC board were 3m, 2.2m, 2.9m, and 6m, respectively. The small greenhouse of dutch light type covered with 5mm thick glass was designed with 3.8m in with, 2.2m in eaves height, 2.9m in ridges height, and 6m in length. The width, eaves height, ridges height, and length of the arch shape small greenhouse covered with a 0.15mm PO film were 3m, 1.5m, 2.8m, and 6m, respectively.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.707-725
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• 2021

에너지경영시스템은 생산 중심으로 발전하는 한국의 경제구조에서 에너지경영의 역할을 강조하여 지속 가능한 에너지 절약 및 온실가스 감축에 기여하고 있다. 에너지 성과에 대한 측정 방법론을 이해하는 것은 기업이 성공적인 에너지경영시스템을 구축하는 데 핵심 요소이지만, 적용 방법론, 적용 가능성 및 실제 활용도를 조사하려는 시도는 국내에서 찾아보기 어렵다. 본 연구는 에너지경영시스템에 관한 국제표준인 ISO 50006에서 제안한 4가지 에너지 성과 지표(EnPI)인 ①측정 된 에너지 값, ②측정 된 값 간의 비율, ③ 선형 회귀 모델, ④ 비선형 회귀 모델에 초점을 맞추어 에너지성과 측정에 대한 이해를 심화시키고, 효과적으로 확산시키기 위한 정책과 적정 관리 지표를 제시하는 것을 목표로 한다. 41명의 전문가들의 설문조사를 통해 수집된 데이터를 활용하여, EnPI에 대한 선호도와 산업 분류별, 조직규모, 전문가 유형별로 EnPI의 주요 선책 기준을 분석하였다. 연구 결과에 따르면 가장 선호되는 EnPI는 측정 된 값과 측정 된 에너지 값 사이의 비율이며 EnPI를 선택하는 기준은 사용 편의성이 가장 중요하다고 분석되었다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.93-103
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• 2021

기후변화 대응과 탄소배출 저감에 대한 심각성 및 필요성이 중요시 되면서 세계 각국은 온실가스를 감축하고자 하는 노력을 지속하고 있다. 다양한 노력들 중 탄소기반 연료 사용 시 발생되는 이산화탄소를 포집하여 활용하는 CCUS에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 관점에서 CCUS와 함께 활용될 수 있는 가압 순산소 연소에 대한 연구도 여러 연구자들에 의해 진행되고 있다. 본 연구는 가압 순산소 연소의 화염 구조와 오염물질 배출과 관련된 기초적인 정보를 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 대향류 확산 화염 모델을 이용하여 압력 및 산소분율에 따른 연소의 특성을 분석한 결과, 압력이 높을수록 화학 반응의 활성화로 인한 반응율의 증가로 연소 온도가 증가하고 화염두께는 감소한 반면, 산소분율이 높을수록 반응율 증가 및 산화제 운동량 변화에 따른 확산의 영향으로 연소 온도 및 화염두께 모두 증가하였다. 이와 관련된 열방출 반응을 3가지 구간으로 구분하여 분석한 결과, 특히 산소분율이 증가할수록 산화제 측면에서 나타나는 화학 반응이 혼합분율에 따라 크게 두 개의 영역으로 세분화되는 특성이 나타났다. 또한, NO의 생성 메커니즘에 따라 구분된 배출지수(EINO)를 분석하였고, 각 해석 조건에 따른 NO의 생성 경향을 제시하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.153-160
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• 2021

아산화질소(Nitrous oxide, N2O)는 지구온난화 물질의 하나로 이산화탄소에 비해 지구온난화효과가 310배 강하고 분해하는데 120년이 소요되기 때문에 오존층 파괴에 주범으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 N2O를 저감하기 위해 고온 열분해 기술을 적용하여 N2O 저감 공정에서 발생하는 NOx 배출 특성에 대해 조사하였다. 고온 유동장을 형성하기 위해 동축 분젠 예혼합 화염을 열원으로 채택하였으며 실험 변수로는 노즐출구속도, 동축류 속도 및 N2O 희석률로 설정하였다. 실험 결과, NO 생성률은 노즐출구속도 및 동축류 유량에 관계없이 N2O 희석률이 증가함에 따라 증가하였다. N2O의 경우에는 연소 불안정성(Kelvin Helmholtz 불안정)이 억제된 안정된 예혼합 화염에서 다량으로 배출되었는데, 이는 화염 면 부근에서 감소된 N2O의 체류시간으로 인해 열분해 시간이 충분하지 않기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 N2O의 저감 효율을 증진시키기 위해서는 K-H 불안정성이 발생되는 노즐출구속도를 선정하여 화염 면 부근에서 발생되는 와류(toroidal vortex) 형태의 유동 구조를 형성하는 것이 N2O의 체류시간을 증가시키는데 효과적인 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제31권6호
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• pp.587-594
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• 2021

2050년에는 증가하는 인구의 수요를 충족시키기 위해 70%의 식량이 더 필요할 것이다. 해결책 중에서는 배양육이나 청정육이 소비자를 위한 지속 가능한 대안으로 제시되고 있다. 과학자들은 줄기세포와 조직 공학 분야에서 축적된 지식과 도구를 세포 기반 고기의 개발에 활용하기 시작했다. 배양육은 몇 개의 세포로 가축 근육의 복잡한 구조를 재현하는 것이다. 세포는 배양 배지에서 배양된 후에 분열되기 시작할 것이며, 이것은 영양소와 호르몬 그리고 성장 요인을 제공한 것이다. 배양육은 도살되지 않는 것을 목표로 하기 때문에 이러한 종류의 배양에 대한 첫 번째 문제는 혈청이다. 그래서 죽은 송아지의 피로 만든 매개체를 사용하는 것은 모순이다. 그 혈청은 고가인데 배양육 생산 비용의 상당 부분을 차지한다. 배양육의 안전과 관련된 긍정적인 측면은 밀폐된 공간에서 사육되고, 비인도적 도살되는 동물로부터 생산되지 않아 발병 위험이 없어지고 예방접종, 윤리적 이슈가 필요없다는 점이다. 배양육의 생산은 환경 친화적인 것으로 제시되는데, 이는 기존의 육류 생산에 비해 온실가스를 덜 생산하고 물을 덜 소비하며 땅을 덜 사용하게 되어 있기 때문이다. 이 진전이 기존의 육류 및 육류 대체물과 비교하여 인공 육류가 경쟁력을 갖기에 충분한지 지켜볼 일이다.