• 대한기계학회논문집B
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• 제41권2호
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• pp.117-124
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• 2017

본 연구에서는 Coloring 기법을 적용한 Gauss-Seidel 해법의 연산 성능을 분석하기 위해 2차원과 3차원 전도 열전달 문제를 다양한 격자 크기에서 해석하였다. 지배방정식의 이산화는 유한차분법과 유한요소법을 사용하였다. CPU의 경우에는 상대적으로 작은 격자계에서 연산 성능이 좋으며, 계산에 사용되는 메모리의 크기가 캐시메모리보다 크게 되면 연산 성능이 급격히 떨어진다. 반면에, GPU는 메모리 지연시간 숨김 특성으로 인하여 격자의 수가 충분히 많을 때 연산 성능이 좋다. GPU에 기반한 Colored Gauss-Seidel 해법은 단일 CPU를 이용한 연산에 비해서 각각 최대 7배의 속도 향상을 보인다. 또한, GPU 기반에서 Colored Gauss-Seidel 해법은 Jacobi 보다 약 2배 빠름을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권2호
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• pp.129-142
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• 2023

본 연구는 2018년 4월부터 2022년 4월까지 Orbiting Carbon Observatory-2/3의 건조공기 이산화탄소 몰분율(column-averaged carbon dioxide dry-air mole fraction, XCO₂) 자료와 TROPOspheric monitoring instrument의 일산화탄소(carbon monoxide, CO) 및 이산화질소(nitrogen dioxide, NO₂) 연직컬럼농도(본 연구에서 XCO, XNO₂로 명명) 자료를 활용하여 한국과 중국의 도시 및 권역에 대해 CO와 CO₂, CO와 NO₂의 비율을 분석하고, 사회경제적 지표(인구, 차량 등록 대수, 지역내총생산)와 비율의 관계, 한국과 중국에서의 특성 차이를 제시하였다. 먼저 CO₂, CO 그리고 NO₂ 세 기체상 물질의 대기 중 체류시간 차이로 CO₂, CO는 배경값과 추세선을 제거한 ΔXCO₂, ΔXCO로 분석하였다. 지역별로 세 값을 비교한 결과 ΔXCO, ΔXCO₂는 중국 지역이 XNO₂는 한국 지역이 상대적으로 높은 값을 보였으며, 두 값의 비율(ΔXCO/ΔXCO₂, ΔXCO/XNO₂) 모두 한국보다 중국에서 높은 것으로 나타났다. ΔXCO/ΔXCO₂, ΔXCO/XNO₂와 사회경제적 지표는 양의 상관관계를 보였으며, 이는 도시 규모가 크고 경제활동이 활발할수록 대기오염기체 및 온실기체의 농도가 높다는 점을 시사한다. 한국과 중국의 비율 특성 차이를 분석하기 위해 두 나라의 지역별로 분석한 ΔXCO와 ΔXCO₂ 관계는 한국은 음의 관계성을 중국은 양의 관계성을 나타냈다. ΔXCO와 XNO₂의 상관성을 여름과 겨울에 대해 각각 살펴본 결과, 한국은 계절에 따른 ΔXCO 증감이 크지 않은 것에 비해 중국은 북동부 지역을 중심으로 계절에 따른 ΔXCO와 XNO₂의 증감이 크게 나타나며 관계성의 차이를 보였다. 이는 온실기체와 대기오염기체의 비율을 분석할 때, 계절 변동성 및 국가별 배출 특성을 감안해야 함을 시사한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권8호
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• pp.1248-1256
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• 2014

자죽염(purple bamboo salt; PBS)을 제조하는 공정에 영향을 미치는 원염(갯벌천일염, MSS; 죽염, BS)의 종류, 대나무 첨가에 따른 BS의 이화학적 특성, 황 화합물, 미네랄 함량 및 환원력을 비교 분석하고, 이를 통해 PBS에 함유된 $SO_2$와 산화환원전위(ORP)의 발생 원인을 분석하였다. BS를 고온에서 용융시켜 제조한 PBS에서 630 ppm의 $SO_2$가 검출되었다. PBS의 원료 염과 RB에서는 $SO_2$가 검출되지 않았으나, 염화물, 황산염류, 탄산염류와 대나무(RB)를 함께 탄화시켜 $SO_2$ 검출 원인을 확인한 결과 황산칼륨에 의해 782 ppm이 발생하였다. BS의 $SO_2$는 BSRB1(13.88)~BSRB4(109.13 ppm)에서만 발생하였고 $SO{_3}{^{2-}}$는 MSSRB4와 BSRB2~BSRB4에서만 발생하였으며, 시간이 경과함에 따라 증가되는 경향을 나타내었다. $SO_4{^{2-}}$는 시간이 지남에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며 $SO_2$와 $SO_3{^{2-}}$가 많을수록 낮은 함량을 나타내었다. ORP는 모두 시간이 지남에 따라 증가하는 경향을 나타내었고 BS에서 더 높은 수준을 나타내었으며, BSRB4(-211.40 mV)에서 가장 높은 환원력을 나타내었다. 일반적 특성 중 불용분은 BS에서 더 높았으며 RB가 탄화되어 남은 물질들이 영향을 미친 것으로 판단된다. Ca, K, Mg의 경우 굽는 시간 경과에 따라 MSS는 감소, BS는 증가하는 경향을 나타내었다. BSRB4의 Ca는 1.4배, Mg는 1.5배 증가하였고 K 함량은 1.8배 더 높은 것으로 나타났다. 미량 미네랄은 굽는 시간 경과에 따라 MSS에서 Li, Al, Mn, Fe, Sr이 증가되었고, BS에서 Al, Fe, Ni가 증가하였다. 음이온(Cl, $NO_3$, Br)과 중금속(Pb, Cd, Hg, As)은 각 요인에 대한 영향을 받지 않았다. 결론적으로 BS의 기능성을 나타내는 환원력은 $SO_2$ 및 $SO_3{^{2-}}$와 같은 저분자 황화합물에 의한 것이며, 이는 한 번 굽는 과정을 거친 BS를 사용하고 이에 RB를 첨가하여 고온에서 용융하는 시간이 길수록 이들 황화물질이 많아져 환원력이 증가된다는 것을 의미하는 것이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권5호
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• pp.191-198
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• 2022

치과용 임플란트 재료로 주로 사용되는 지르코니아 및 티타늄 합금은 생체불활성 특징으로 인하여 골유착 및 골형성 능력이 떨어진다. 이러한 문제를 쉽고 간단하게 해결하기 위한 방법으로는 생체활성 물질을 표면에 코팅하여 생체 활성을 높이는 방법이 있다. 본 연구에서는 우수한 골결합 능력을 가진 실리케이트계 세라믹인 아커마나이트(Ca₂MgSi₂O₇)를 고상반응법으로 합성하고, SBF 용액 내 침적실험을 통하여 합성 아커마나이트 분말의 생체활성을 분석하였다. 고상반응 출발원료로는 탄산칼슘(CaCO₃), 탄산마그네슘(MgCO₃), 이산화규소(SiO₂) 분말을 사용하였다. 분말을 혼합 및 건조한 후, 가압 성형하여 디스크 형태로 만든 후, 고상반응 온도를 변화시키며 아커마나이트 상의 합성을 유도하였다. 합성된 아커마나이트 펠릿의 용해 및 생체활성 분석을 위하여 SBF 용액 내 침적 시키고, 침적시간에 따라 아커마나이트의 표면 용해 및 하이드록시아파타이트 석출을 분석하였다. 합성반응 온도가 높아질수록 아커마나이트 상이 뚜렷하게 나타난 반면에, SBF 용액 내 용해는 천천히 진행되었다. 합성된 아커마나이트 분말의 생체활성도는 대체적으로 우수하였으나, 그 중에서도 1100℃에서 고상반응 하여 합성한 분말에서 적절한 용해 및 하이드록시아파타이트 입자의 석출이 잘 일어나는 것으로 분석되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권4호
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• pp.217-225
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• 2023

본 연구에서는 금강 장동지구를 대상으로 홍수완충공간을 오프라인 저류지로 조성하여 운영하는 경우에 대해 홍수위 저감 효과를 1차원 부정류 수치모의를 통해 분석하였다. 특히 오프라인 저류지의 횡월류 위어 높이와 폭 (길이)의 변화에 따른 수위변화의 민감도를 분석하여 홍수관리시설 (제방) 설계에 필요한 정보를 정량적으로 제공하였다. 첨두 홍수량 및 홍수위를 기준으로 오프라인 저류지의 홍수조절효과를 분석한 결과, 공간적으로는 홍수완충공간 조성 예정지와 하류구간에서 홍수조절효과가 확인되었으며, 특히 하류에서 가장 큰 홍수저감 효과가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 횡월류 위어의 설계 조건별로는 50년 빈도 홍수위 기준의 월류고와 125 m의 횡월류 위어 폭 (길이)을 고려한 조건에서 가장 큰 홍수저감 효과가 나타났다. 오프라인 저류지 조성으로 최대홍수량 도달 시간이 지연되는 효과 또한 부정류 모의를 통해 제시하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권1호
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• pp.1-10
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• 2004

배경: 기존에 사용되고 있는 인공심폐기는 비박동성 펌프로 회로 내부에 형성되는 압력이 낮고 혈구 손상이 적어서 표준 인공 심폐기로 선호되고 있다. 그러나 많은 실험적 연구들을 보면 박동성 관류가 혈역학, 대사, 장기의 기능, 미세 순환에 대하여 비박동성 관류보다 유익함을 알 수 있다. 그러나 박동성 인공심폐기는 높은 회로 내부 압력과 혈구손상이 해결되어야 할 문제점으로 개발이 어려웠다. 이 연구의 목적은 국내에서 제작된 이중 박동성 인공심폐기의 안전성 및 유효성을 알아보는 것이다. 대상 및 방법: 6마리의 송아지를 대상으로 이중 박동성 인공 심폐기 실험을 하였으며, 완전체외순환을 시켰다. 체외순환은 상,하 대정맥과 대동맥 사이를 우회하였으며, 막형 산화기를 사용하여 혈액을 산화시켰다. 산화기는 좌우측 펌프 중간에 위치시켰다. 순환 시간은 4시간이었다. 동맥혈가스분석, 혈액검사, 혈장 유리 혈색소를 측정하였으며, 맥압과 회로 내부압력을 관찰하였다. 측정은 인공 심폐기 구동 전과 순환 1, 2, 3, 4시간째에 측정하였다. 결과: 동맥혈 가스분석상 pH, 이산화 탄소분압은 모두 정상 범위였으며, 동맥혈 산소 분압은 100 mmHg 이상의 충분한 산화를 보였다. 혈장 유리혈색소는 완전 체외순환하여 4시간이 경과하면서 15.87 $\pm$5.63 mg/㎗로 점차 증가소견을 보였으나 20 mg/㎗ 이내였다. 혈액검사소견상 뚜렷한 이상소견은 없었다. 순환전 수축기 혈압은 97.5$\pm$5.7 mmHg이었으며 시간 경과하여도 100 mmHg 이상의 혈압을 유지하였다. 확장기 혈압은 72.2$\pm$7.7 mmHg이었으며 시간 경과하여도 잘 유지되었다. 평균 혈압은 순환 전 83$\pm$9.2 mmHg이었으며, 시간 경과 시 증가된 소견을 보였다. 펌프의 유량은 3.3 L/min이상을 유지할 수 있었다. 완전체외순환 동안의 혈압의 변화를 보면 순환 전 심장과 유사한 동맥혈압을 보였다. 결론: 이중 박동 구조를 이용한 박동성 인공심폐기는 효과적인 박동성 혈류를 제공하면서 혈구 세포손상도 적었으며, 혈액학적 및 혈역학적인 면에서도 우수한 결과를 보였다. 따라서 모든 심장수술의 인공심폐기로 사용되어질 경우 말초장기에 생리적이고 안정적인 혈류를 공급할 수 있을 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제23권3호
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• pp.226-236
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• 2013

관형 알루미나 정밀여과와 이산화티타늄 광촉매 코팅 PP (polypropylene) 구의 혼성공정에서 질소 역세척 주기(FT)와 시간(BT)의 영향을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$)의 관점에서 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone)구를 사용한 기존 결과와 비교하였다. 일반적인 역세척 방법인 공기가 아닌 질소로 역세척을 한 이유는 공기에 포함된 산소에 의해 수질분석에 영향을 줄 가능성을 최소화하기 위한 것이다. FT가 짧아질수록 $R_f$는 감소하고, J와 $V_T$는 증가하였다. 용존유기물의 평균 처리효율은 82.0%로 PES 구 결과의 78.0% 보다 높았다. 이러한 결과는 광촉매 코팅 PP 구가 광촉매 첨가 PES 구 보다 효과적으로 용존유기물을 제거한다는 것을 의미한다. BT가 길어질수록 최종 $R_f$는 감소하고 최종 J는 증가하였지만, $V_T$는 BT 15초에서 최대값을 보였다. 탁도의 평균 처리효율은 BT 변화에 따라 특별한 경향을 보이지 않았다. BT가 6초에서 30초로 증가함에 따라 용존유기물의 처리효율은 11.8% 증가하여, PES 구의 결과보다 다소 크게 증가하였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제19권3호
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• pp.597-632
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• 2010

지구온난화의 주요 원인이 되는 온실가스 증가는 화석연료의 사용과 세계 각 지역에 분포된 산림의 벌채 및 파괴에 주로 기인하고 있다. 화석연료의 연소는 대기에 탄소를 증가시키는 반면에 산림자원과 더불어 화석연료 소비의 감소를 초래하는 연료용 목재의 사용은 대기의 탄소를 일정하게 유지하는 역할을 수행한다. 특히, 목조 주택과 목조구조물, 그리고 산림을 구성하는 나무는 지하에 매장된 화석연료처럼 대기로부터 탄소를 흡수하여 저장하는 기능을 한다. 따라서 본 연구는 지구온난화의 완화를 위해 산림자원이 기여하는 현안들을 논의하기 위해 목재시장, 화석연료시장, 탄소순환 과정을 결합한 통합모형을 개발하였다. 본 연구는 이산시간 적정제어이론을 사용하여 통합모형에 포함된 내생변수들의 적정시간경로와 운동방정식, 그리고 정상상태에서의 해를 도출하였다. 본 연구는 이 결과를 바탕으로 대기에 축적되는 탄소를 줄이기 위해 규제당국이 교부하거나 부과할 보조금 및 조세의 적정규모를 규명하였다. 아울러 본 연구는 대기에 축적되는 탄소로 인해 발생하는 사회적 비용의 증가가 내생변수들에 미치는 영향을 분석하기 위해 시뮬레이션을 시도하였다. 그 결과 본 연구는 기존연구들이 제안한 연구결과와는 달리 사회적 비용의 증가가 산림자원의 적정수확기간에 미치는 영향이 매우 미약하다는 사실을 발견하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권3호
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• pp.195-203
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• 2010

본 논문은 통합채광시스템의 동력학 해석을 다루고 있다. 통합채광시스템은 채광선, 수직양광관, 중간 저장 장소인 버퍼, 유연관, 자항식집광기로 구성되어 있다. 자항식집광기와 버퍼는 6자유도의 강체로 가정하였으며, 수직양광관과 유연관의 동적거동 해석을 위해 집중질량 매개방법을 이용한 이산화 모델을 적용하였다. 채광선에 대한 운동은 포함시키지 않았지만 경계조건을 통하여 채광선의 움직임을 표현하였다. 연약한 해저면을 주행하는 차량에는 연약지반 역학 모델을 적용시켰다. 수직양광관-버퍼, 버퍼-유연관, 유연관-자항식집광기의 연결에는 회전구속과 볼 구속조건을 사용하였다. 연성 동력학 모델의 운동방정식을 유도하기 위해 국부좌표계를 사용하였으며, 4개의 오일러 매개변수를 사용하여 각 시스템의 자세를 표현하였다. 통합 채광시스템의 운동 방정식 해를 구하기 위해서 증분-반복법을 적용하였으며, 시간영역 적분기는 newmark-${\beta}$를 사용하였다. 통합 채광시스템의 동적 거동 해석을 수치해석을 통해 분석하였다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.304-310
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• 2020

다양한 건축재료에 광촉매(TiO2)를 적용하기 위하여 TiO2-mayenite를 제조하였다. TiO2는 졸-겔법을 사용하여 titanium isopropoxide (TTIP)와 urea를 1:1의 비율로 고정하여 합성하였다. 그 후 온도범위 400 - 700 ℃로 소성하여 온도에 따른 특성을 분석하였다. TiO2의 물리 및 화학적 특성은 BET, TGA 그리고 XRD를 통해 분석되었다. 질소산화물 제거 실험은 KS L ISO 22197-1에 의거하여 1 시간 동안의 NO의 농도변화를 측정하여 확인하였다. 제조된 입자들은 600 ℃ 이하에서 아나타제 결정구조를 나타내었고, TiO2 (urea)-400에서 2.35 µmol h-1의 가장 높은 질소산화물 제거율을 나타내었다. TiO2-mayenite는 TiO2 분산 용액을 스프레이하는 방법(s/s)과 졸-겔 상태의 용액을 스프레이 하는 방법(g/s)으로 제조하였다. BET와 XRD 분석을 통하여, 제조된 TiO2-mayenite는 졸-겔 상태의 용액을 스프레이 하여 제조한 5-TiO2 (g/s) 입자가 열처리에도 결정구조를 유지하는 것을 확인하였다. 또한 질소산화물 제거 실험에서도 5-TiO2 (g/s)-500 입자에서 0.55 µmol h-1의 가장 높은 제거율을 나타내었다. 결론적으로 TiO2-mayenite를 제조하기 위하여 TiO2는 졸-겔 상태에서 mayenite에 결합시켜야 결정구조를 유지하며, 높은 질소산화물 제거 능력을 나타내는 것을 확인하였다.