• 한국식품과학회지
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• 제51권4호
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• pp.404-409
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• 2019

본 연구는 염산(hydrochloric acid; HCl)과 아염소산나트륨(sodium chlorite; $NaClO_2$)을 이용해 이산화염소 기체를 발생시키기 위한 최적조건을 확립하기 위해 수행되었다. 먼저 HCl (1 N)에 다양한 농도의 $NaClO_2$ ($50,000-500,000{\mu}g/mL$)를 반응시킨 결과, $100,000{\mu}g/mL$ 농도의 $NaClO_2$를 포함하는 이산화염소 용액으로부터 가장 고농도(695 mg/L)의 이산화염소 기체가 생성되었다. 이후 진행되는 실험은 이산화염소 용액(1 N HCl+$100,000{\mu}g/mL$ $NaClO_2$)을 사용하여 이산화염소 기체를 발생시켰다. 다음으로 상대습도(43, 85, 100%) 또는 온도(4, 12, $25^{\circ}C$)가 이산화염소 기체의 발생에 미치는 영향을 확인한 결과, 상대습도가 감소함에 따라 온도는 높아짐에 따라 이산화염소 기체 발생 농도도 높아짐을 확인하였다. 마지막으로 이산화염소 용액의 용량과 이산화염소 기체 생성량 사이의 관계식을 도출하였다. 본 연구의 결과는 향후 이산화염소 기체를 이용하여 식품 및 식품 접촉 표면을 살균하기 위한 프로그램을 개발하는데 있어서 유용한 정보를 제공할 것이다.

• 보존과학회지
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• 제35권3호
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• pp.217-225
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• 2019

왕흥사지 치미는 현존하는 우리나라 최고(最古)의 치미로 왕흥사의 동건물지 남측에서 상단이, 북측에서 하단이 출토되었다. 2개의 치미는 조형적 특징이 유사하고 동일한 건물지의 양쪽에서 출토된 점을 미루어 볼 때, 한 쌍의 치미인 것으로 판단되는데, 2점 모두 유실부가 큰 관계로 본래의 모습을 확인하지 못하는 아쉬움이 있다. 따라서 본 연구에서는 왕흥사지 치미의 역사적 가치 회복을 위해 3차원 스캐닝과 컴퓨터 수치제어 기술(computer numerical control, 이하 CNC)을 이용하여 유실부의 복원품을 제작하였다. 유실부 복원은 조형적 특성을 기준으로 진행되었으며, 특히 국내 치미에서 휘어짐 현상이 관찰됨에 따라 실제 편의 휘어지는 방향을 토대로 모델링데이터가 자연스럽게 휘어지도록 수차례 수정하였으며 상 하단 문양의 자연스러운 연결과 경계면의 이격이 발생되지 않는 것에 중점을 두어 진행하였다. 이를 통해 3D 스캐닝과 CNC를 접목한 복원 방법은 비접촉식으로 유물에 손상을 주지 않고 작업성과 재현성이 우수하여 유물 복원에 적합함을 확인하였다. 뿐만 아니라, 모델링 데이터는 반영구적으로 사용이 가능한 바, 유물의 특성에 맞게 활용된다면 향후 문화유산 복원분야를 비롯한 사이버 가상 전시, hands-on 전시와 같은 다양한 형태의 전시와 교구 및 기념품 제작 등 다양한 분야에서도 활발히 활용될 것으로 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.60-66
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• 2021

우리 주변에는 다양한 곤충들이 서식하고 있다. 요즘 가정에서 취미로 곤충을 키우거나, 약용 곤충을 산업적 이용을 위해 대량으로 사육하고 있기도 하다. 그리고 곤충들의 다양한 생육 특성을 이해하기 위한 다양한 연구들이 수행되어 왔다. 주로 실험실에서 환경요인을 변화시켜 생육 특성만의 변화를 실험한 연구들이다. 그러나 곤충의 경우에는 피부온도나 체온을 측정하는 것은 쉽지 않다. 특히, 날개를 가진 곤충들의 체온 혹은 피부온도에 대한 실험 결과가 매우 부족하다. 본 연구에서는 자연상태로 서식하고 있는 벌(꿀벌)과 나비(남방부전 나비)에 대하여 정지시와 비행시 등의 생체활동 조건에서 곤충들의 피부 온도를 비접촉식 온도 측정 방법인 열화상카메라를 이용하여 촬영 측정하였다. 실험으로 얻어진 결과를 정량적인 분석을 통하여 곤충별 피부온도와 생체 활동 특성의 관계를 규명하였다. 꿀벌은 비행, 꿀 채취, 그리고 자리 이동이라는 세 가지 중요 활동별로 다른 피부온도를 유지하고 있음을, 나비는 나방의 특성과 유사하게 비행을 위한 워밍업 단계를 실행함을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.973-979
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• 2020

본 연구에서는 동공 반응 데이터를 수집하여 공감의 사회 감성을 객관적이고 정량적으로 추정하는 데 목적이 있다. 52명(남 26명, 여 26명)의 피험자가 실험에 참여하였다. 실험은 30초의 참조 데이터 측정 후, 공감 유무에 따라 얼굴 표정 모방 과제와 자발적 표현과제로 구분되어 두 사람은 상호작용하였고 동공을 촬영하였다. 이진화 및 원형 윤곽선 검출법의 영상처리를 활용하여 동공 데이터를 수집하였고, 이상 데이터 제거 기법을 활용해 눈 깜빡임 노이즈를 제거하였다. 공감 유무에 따른 동공 크기 데이터는 정규성 검증 및 독립표본 t 검정을 통해 통계적 유의성을 확인하였다. 분석 결과, 공감하는 경우(M ± SD = 0.050 ± 1.817)와 공감하지 않은 경우(M ± SD = 1.659 ± 1.514) 동공 크기가 통계적으로 유의미한 차이를 보였다(t(92) = -4.629, p = 0.000). 판별분석을 통해 동공 크기에 따른 공감 유무를 추정하는 규칙을 정의하였고, 새로운 실험참가자 12명(남 6명, 여 6명, M ± SD = 22.84 ± 1.57세)을 대상으로 규칙을 검증(추정 정확도 75%)하였다. 본 연구에서 제안한 동공 크기 데이터를 이용한 공감의 사회 감성 추정 기술은 비접촉식 카메라 기반의 기술로 스마트 글래스와 접목되어 다양한 가상 현실 분야에 활용도가 높을 것으로 기대된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.496-502
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• 2020

전자출결관리시스템의 경우 일부 대학 및 교육기관에서 시범적으로 도입, 운영하고 있다. 그러나 대부분의 관련시스템은 기존의 바코드 및 마그네틱 카드시스템을 설치, 운영하고 있으며, 비접촉식 RF카드를 도입하여 강의실의 출결관리를 하고 있으나 인식거리(5cm이하) 문제, 학생들의 출결을 위한 매번 카드를 리더기에 읽혀야하는 체크과정을 요구함으로 학생들의 강의실 이용의 혼잡 발생 등의 문제점을 야기 시켰다. 또한 한번 체크한 기록을 가지고 한 과목의 강의시간에 활용하므로 중간이석(조퇴, 두 번째 강의시간 결석 등) 상황에 실시간으로 대응 할 수 없다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서 제안된 다양한 모바일 출결 시스템들 또한 스마트폰의 애플리케이션만을 활용하여 출석여부를 확인하기 때문에 중간 이석 및 대리 출석 등과 같은 문제들을 본질적으로 해결하지는 못하는 실정이다. 본 논문에서는 가상의 경계로 구분된 영역에 대해서 사람, 사물 등의 진입과 진출을 감지하는 측위 기반 기술인 지오펜싱 기술을 이용하여 수강생이 스마트폰을 가지고 지오펜스로 설정된 강의실을 드나들 때 출입기록을 자동으로 기재하도록 설정하여 중간 이석 및 대리출석 문제를 해결하는 스마트 출결시스템을 제안한다. 그리고, 강의실에 입장할 때 스마트폰의 기능 일부를 제한(무음, 진동, 인터넷 사용)하여 스마트폰을 통해 발생되는 의도하지 않은 실수들을 미연에 방지할 수 있는 기능 또한 제공한다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.47-54
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• 2021

입상 활성탄(GAC)에 대한 Acid Fuchsin (AF)의 흡착을 염료의 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH 를 흡착변수로 실험하여 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. pH 변화실험에서 활성탄에 대한 AF의 흡착은 pH 3과 11에서 모두 흡착이 증가하는 욕조형을 나타냈다. AF의 흡착평형자료는 Freundlich 등온식에 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 활성탄이 AF를 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 흡착공정은 유사 이차 반응속도식이 오차율 7.88% 이내로 잘 맞았다. Weber와 Morris 모델의 Polt에 따르면 두 단계의 직선으로 구분되었다. stage 2 (입자내 확산)의 기울기가 stage 1 (경계층 확산)의 기울기 보다 작아서 입자내 확산속도가 느렸다. 따라서 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. AF의 활성화 에너지(13.00 kJ mol-1)는 물리흡착공정(5 ~ 40 kJ mol-1)에 해당하였다. 활성탄에 의한 AF 흡착의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K에서 모두 음의 수치를 나타냈으며, 온도가 증가할수록 자발성이 더 높아졌다. AF 흡착은 흡열반응(ΔH = 22.65 kJ mol-1)으로 나타났다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권1호
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• pp.22-31
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• 2021

표면영상유속계는 영상을 이용한 비접촉식 유속계로 최근에는 넓은 범위의 유속 및 유량을 간편하게 측정하기 위해 드론을 이용한 표면유속 측정 연구 또한 수행되고 있다. 하지만 드론을 이용한 표면유속 측정 시 영상 변환 및 화소 당 물리거리 산정을 위해 참조점을 영상에 담아야 하기 때문에 드론의 비행 고도와 촬영 영역에 한계를 가지게 된다. 따라서 드론 영상을 이용한 하천 유속 측정의 강점인 공간적 자유성을 최대한 확보하기 위해 참조점이 필요 없는 표면유속 산정 기법의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 드론의 위치 및 드론 장착 카메라의 제원만을 이용한 무참조점 표면유속 산정 기법을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 표면유속 산정 기법의 검증을 위해 안동 하천실험센터에서 표면유속을 산정한 뒤 FlowTracker로 측정한 유속, 기존에 표면유속을 산정하는데 사용하던 참조점을 이용하는 표면유속 산정 기법으로 구한 표면유속과 비교하였다. 비교결과 기존 표면유속 산정 기법으로 구한 유속과는 평균적으로 약 4.70%의 차이를 보였으며, FlowTracker로 측정한 유속과는 평균적으로 약 4.60%의 차이를 보이는 것을 확인하였다. 향후 본 연구에서 개발한 기법을 이용하면 비행고도와 촬영 영역, 분석 영역에 구애받지 않고 효과적으로 드론을 이용하여 표면유속을 측정할 수 있을 것으로 기대한다.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.155-160
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• 2021

메타물질은 자연발생 물질에서 발견되지 않는 특성을 만들 수 있는 여러가지 요소들의 복합체로, 힘의 방향을 변환하거나, 음의 강성을 만들거나, 진동 및 충격 특성을 바꿀 수 있다. 제작이 용이하고, 수직방향의 진동과 충격을 저감시키는데 탁월한 성능을 지닌 우드파일 메타물질의 경우, 충격 저감을 위해 충격 전달에 영향을 끼치는 변수에 대한 기초 연구가 필요하다. 최근 기하학적 요소에 따른 충격저감에 대해 연구가 진행되고 있지만, 재료적 변수가 충격저감에 끼치는 영향에 대한 연구는 미흡하다. 본 논문에서는 우드파일 실린더의 기하학적 특성(적층각도, 직경, 길이)과 재료적 특성(탄성계수, 비중, 포아송 비)을 변수화하여 유한요소해석이 진행되었다. 유한요소해석을 통해 우드파일 실린더가 충격을 전달하는 양상을 확인하고, 주효과도 분석을 통해 충격 힘과 에너지의 저감에 대한 변수 별 영향이 고찰되었고, 고속 푸리에 변환(FFT)을 통해 주파수 대역에 대한 분석이 진행되었다. 충격 힘과 진동을 저감시키기 위하여 실린더의 접촉 면적에 영향을 주는 변수들이 크게 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.589-604
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• 2021

워터젯 암반 굴착공법은 물과 연마재만을 사용하는 친환경 및 비접촉식 굴착방법으로 다양한 장점을 가지고 있다. 최근에는 기존 천공 공법의 문제점을 보완하고 분진 방지, 소음 저하 등의 이유로 워터젯 공법의 활용이 증가하고 있다. 워터젯 굴착효율을 증대시키기 위해서는 복수의 노즐을 운용하는 것이 유리하다. 복수의 노즐을 사용할 경우, 노즐 운용방법에 따른 굴착성능과 형상을 분석하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 노즐각, 노즐 간 수평거리, 이격거리를 노즐 운용변수로 정의하고 굴착성능과 형상을 분석하였다. 실험결과, 노즐각과 이격거리가 증가할 때 굴착깊이는 감소하였고 유효 굴착깊이는 증가하는 경향을 보였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 노즐 삽입에 필요한 굴착형상 기준을 제안하고 기준에 따른 최적 노즐 운용변수를 도출하였다. 본 연구결과는 향후 암반 천공용 다중 워터젯 노즐 개발 시 유용한 기초연구로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.40-47
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• 2021

본 연구에서는 확대머리 정착이음을 갖는 연결부의 상세에 따른 구조거동을 유한요소해석을 통해 분석하였다. 복잡한 접촉조건과 비선형 거동을 나타내는 연결부의 유한요소해석을 위하여 외연적 동해석을 활용한 준정적 해석 기법을 적용하였다. 기존 실험결과와 해석결과를 비교하여 유한요소모델의 정확성을 검토하였으며, 준정적 해석 기법은 확대머리 연결부의 비선형성을 잘 반영하는 것을 확인하였다. 다양한 정착길이, 횡방향 철근지수를 갖는 21가지 유한요소모델을 활용하여 구조해석을 수행한 결과 정착길이와 횡방향 철근지수의 증가는 강도와 연성도를 증가 시키는 것을 확인하였으나, 충분한 구조성능을 확보하기 위해서는 두 가지 설계변수 모두 일정수준을 확보해야 함을 확인하였다. 최근 개정된 확대머리 정착이음 설계기준에서는 정착길이와 횡방향 철근지수를 모두 고려하는 설계식을 제시하고 있으며, 본 연구의 결과에서도 정착길이 뿐만 아니라 횡방향 보강철근이 매우 중요한 영향을 미치는 것을 확인하였다.