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압전단결정을 이용한 소형 free-flooded ring 트랜스듀서의 성능 특성 예측 및 검증 (Analysis and verification of the characteristic of a compact free-flooded ring transducer made of single crystals)

  • 임종범;윤홍우;권병진;김경섭;이정민
    • 한국음향학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.278-286
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    • 2022
  • 본 연구에서는 압전세라믹 기반의 상용 Free-Flooded Ring(FFR) 트랜스듀서 대비 소형이면서 저주파 고감도 특성을 확보하기 위해, 높은 압전상수와 전기-기계 결합계수를 가지는 압전단결정 PIN-PMN-PT를 적용한 33-모드 FFR 트랜스듀서를 설계하였다. FFR 트랜스듀서의 광대역 특성을 확보하기 위해 비능동소자를 삽입한 링 구조를 적용하였으며, 3종의 비능동소자 소재 별 특성 해석 결과를 비교하여 최적의 소재를 선정하였다. 링 트랜스듀서의 특성 변화를 최소화하기 위해 오일 충진형 FFR 트랜스듀서로 제작하였으며, 음향시험을 통해 송신감도, 수중 임피던스 및 수평/수직 빔패턴이 해석결과와 잘 일치하는지 확인하였다. 해석 및 시험 결과를 비교한 결과, 송신감도는 공동공진 주파수에서 약 1.3 dB, 구조공진 주파수에서는 약 0.3 dB 차이를 보였다. 또한 상용 트랜스듀서 대비 높은 송신감도를 보유하면서도 직경을 약 17 % 축소하여 제작할 수 있었다. 이를 통해 소형이면서 고출력 특성을 가지는 압전단결정적용 FFR 트랜스듀서의 구현 가능성과 해석을 통한 특성 예측 방법의 유효성을 확인하였다.

복합발전 가스터빈 연소기용 저선회 노즐의 연료 분사 위치에 따른 배기배출 및 연소진동 특성 (Emissions and Combustion Dynamics with Fuel Injection Position for Low-swirl Nozzles of Gas Turbine Combustor)

  • 황정재;이원준;김민국;김한석
    • 한국가스학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.37-44
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    • 2022
  • 본 연구에서는 SN(Swirl Number)는 같지만 코어부와 스월러부의 질량유량비(m)가 다른 저선회 노즐 2종을 설계하여 상압 연소성능 시험을 수행하였다. 각 노즐에 대해 단열화염온도에 따른 연소성능 실험을 수행하였고 화염구조 특성, NOx 배출 특성, 연소진동 모드를 파악하였다. 화염구조가 크게 차이가 있었지만 CO 배츨 특성은 유사하였고 NOx 배출 특성도 화염구조보다는 연소진동과 더 큰 관련성이 있음을 보였다. 연료노즐의 위치를 변경하여 대류지연시간을 조절하면서 연소진동 및 NOx 배출 특성을 파악하였는데 대류지연시간이 연소진동 주기의 (3+4n)/4±1/4 (n=0,1,2,...) 영역에 들어올 때 진소진동이 강하게 나타나고 반대의 경우는 연소진동이 아주 약하게 발생함을 확인하였다.

LC/MS/MS를 이용한 계란 중 잔류 글루코코티코이드의 동시분석 (Simultaneous analysis of residual glucocorticoids in egg by LC/MS/MS)

  • 장미애;명승운
    • 분석과학
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    • 제22권4호
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    • pp.326-335
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    • 2009
  • 계란 중에 잔류하는 6 종의 글루코코티코이드 약물을 극미량으로 분석하는 방법이 개발되었다. 동시분석을 위한 시료 추출방법과 정제방법을 확립하였으며 액체 크로마토그래프와 질량분석기의 최적화 조건을 확립하였으며, 글루코코티코이드를 분석하기 위해서는 5 g의 계란에 초산 완충용액을 사용하여 시료의 pH를 5.2로 조절한 후 효소 가수분해를 위해 Helilx pomatia를 사용하였다. 혼합물을 원심분리하여 20 mL n-헥산으로 두 번 추출하였다. 다시 HLB 카트리지에서 메탄올에 의한 추출이 이루어진 후 연속해서 실리카 카트리지에서 메탄올/에틸아세테이트를 사용하여 정제하였다. 분석물질은 역상 HPLC/ESI-MS/MS로 분석하였으며 ESI는 음이온 모드를 사용하였다. 검정곡선의 상관계수는 0.99 이상을 나타내었고 검출한계는 $0.09-0.17{\mu}g/kg$ 이었으며 회수율은 55.7-69.8%이었다. 바탕 계란 중에서 실험된 유효성 검증방법에 근거하여 확립된 분석법은 계란 중 글루코코티코이드를 수 ${\mu}g/kg$ 농도까지 검출하는데 사용될 수 있을 것이다.

2010년부터 2015년까지 국내 과학영재교육의 연구동향 분석 : 문헌분석 대 사회네트워크분석 (Research Trends in Science Gifted Education from 2011 to 2015: Literature Analysis vs Social Network Analysis)

  • 윤진아;서혜애
    • 과학교육연구지
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    • 제40권3호
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    • pp.267-286
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    • 2016
  • 본 연구는 2010년부터 2015년까지 6년간 과학영재교육의 연구동향을 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위해 과학교육 및 영재교육 전문학술지 8종에 게재된 과학영재교육 관련 연구논문 총275편에 대해 문헌분석과 사회네트워크분석(Social Network Analysis: SNA)의 연구방법을 동시에 활용하여 연구동향을 분석하였다. 문헌분석에서는 분석틀로 연구주제, 연구대상, 연구방법의 분류범주를 설정하였으며, SNA방법에서는 논문별 제시된 영문 저자 키워드를 활용하여 연구동향을 분석하였다. 첫째, 문헌분석으로 분석한 결과, 연구주제는 인지적 특성(25.8%), 교육과정/프로그램(22.6%), 사회․정서적 특성(20.2%)의 연구가 많이 이루어지는 것으로 나타났으며, 연구방법에서는 조사연구(46.5%), 실험연구(18.8%), 프로그램 개발(10.6%), 상관연구(10.3%), 질적연구(6.4%)의 순으로 나타났다. 연구대상에서는 중학생 대상연구(33.7%)가 가장 많았고, 초등학생(30.6%), 고등학생(12.7%) 순으로 조사되었다. 둘째, SNA방법으로 분석한 결과, 과학영재교육 연구에서는 science gifted, gifted education, creativity의 3개 키워드를 중심으로 하는 네트워크가 형성되어 있었으며, 가장 빈번히 활용된 키워드는 science gifted, gifted education, gifted, creativity, science inquiry, perception, (creative) problem solving, science high school, scientific attitude, STEAM 으로 조사되었다. 셋째, 주제-키워드 이원모드(2-mode) 네트워크를 분석한 결과, 인지적 특성에 대한 연구는 인식, 사고양식, 과학적 논쟁, 과학탐구 등에 대한 연구가 많이 나타났다. 사회.정서적 특성에 대한 연구는 상관연구, 동기, 창의인성, 자기 효능감 등에 대한 연구가 주로 이루어지고 있는 것으로 나타났다. SNA방법은 연구내용을 구체적으로 분석, 제시함으로써 연구동향을 심층적으로 이해하고 해석할 수 있는 것으로 고찰되었다.

고출력 광섬유 레이저 기술의 현황 및 전망 (Current Status and Prospects of High-Power Fiber Laser Technology (Invited Paper))

  • 권영철;박경윤;이동열;장한별;이승종;루이스 알론소 바즈게즈 주니가;이용수;김동환;김현태;정윤찬
    • 한국광학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-17
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    • 2016
  • 최근 20 여년간의 괄목할만한 발전을 통해 단일 광섬유 레이저의 출력은 이미 kW 수준을 상회하고 있으며, 기존의 벌크 방식 레이저의 대체 기술로서 여전히 학계 및 산업계의 뜨거운 관심을 받고 있다. 본 논문은 이와 같은 광섬유 레이저의 괄목할만한 성장을 가능하게 한, 이터븀(Ytterbium) 혼입 이득 광섬유 사용 방식, 레이저 다이오드 펌프와 이중 클래딩 광섬유 구조를 통한 광학적 펌프 방식, 더 나아가서 양자결함을 최소화 하는 종렬 펌핑 방식 등 그 주요 요소 기술들을 개괄하고, 그 극한적 고출력화에 따른 발진 효율 및 특성 저하, 시스템 열화 및 불안정성 증대 등과 같은 고출력 광섬유 레이저 기술 자체가 직면하고 있는 다양한 기술적 문제점 및 그 완화 방안을 논의한다. 여기에서는 광섬유 레이저의 고출력화와 더불어 야기되는 다양한 형태의 광섬유내 비선형 현상, 광섬유 손상 및 모드 불안정 현상에 대한 논의를 포함한다. 이와 더불어, 전술한 다양한 출력 제한 현상을 극복함과 동시에 광섬유 레이저의 출력을 현격한 수준으로 더욱 증가시키기 위한 대체 방안으로 최근 주목을 많이 받고 있는 다중 빔 결합 기술에 대해 개괄적으로 논의한다. 특히, 분광형 다중 빔 결합 기술의 개념적 시스템 구성 요소 및 각 부문별 요구 기술에 대해 보다 심화된 논점을 둔다. 최종적으로 현 수준을 뛰어 넘는 광섬유 레이저의 출력 증대와 본 기술의 지속적 발전을 위한 앞으로의 발전 방향을 논의한다.

UHPLC-MS/MS를 이용한 과일류 중 클로로젠산 및 알부틴 동시분석법 개발 (Method Development for Determination of Chlorogenic Acid and Arbutin Contents in Fruits by UHPLC-MS/MS)

  • 최영주;전종섭;김운호;정유정;류지은;최종철;채경석;이진희;도영숙;박용배;윤미혜
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.413-420
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    • 2019
  • 본 연구에서는 chlorogenic acid 이성질체 9종과 arbutin을 분석하기 위하여, 전처리 과정과 UHPLC-MS/MS 동시분석 조건을 확립하였다. UHPLC-MS/MS에서 C18 column을 사용하여 15분 동안 분석할 수 있는 용매 조성을 만들고, 10가지 물질에 대한 정량, 정성 이온을 선택하여 negative 모드에서 분석하는 동시분석법을 확립하였고 과일류를 대상으로 추출, 진탕추출, 초음파 추출, 원심분리, 농축 등의 과정을 거치는 전처리법을 개발하였다. 기기분석과 전처리법에 대한 유효성은 특이성, 직선성, 정확성, 정밀성 그리고 검출한계 및 정량한계 등을 통하여 확인하였다. 회수율은 48.1-120.3%, intraday precision(RSD)는 0.4-7.9%, interday precision (RSD)는 0.0-7.2%로 확인되었다. 따라서, 본 연구에서 확립한 동시분석방법은 과일류 중 chlorogenic acid와 arbutin을 효과적으로 분석하는데 유용할 것으로 사료된다.

소형어선에 의한 가다랑어 (Euthynnus pelamis)의 어황과 수온 (Relationships between Fishing Condition and Sea Surface Temperature for Skipjack(Euthynnus pelamis) Caught by Small Fishing Boats)

  • 정동근;노홍길
    • 수산해양교육연구
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    • 제10권1호
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    • pp.15-30
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    • 1998
  • 일본(日本) 관동근해(關東近海)에서 끌낚시어업에 의해 어획되는 가다랑어의 어획량변동 및 어장의 형성과 수온과의 관계를 파악할 목적으로, 가다랑어를 주어획대상으로 하는 소형어선 38척의 7년간 (1982~1988년)의 일별 어획자료와 치바(千葉)현 수산시험장(水産試驗場) 발행의 어해황속보 자료를 이용하여, 가다랑어의 년별 및 어기별 어획량 변동과 어장형성과 수온과의 관계에 대해서 해석한 결과는 다음과 같다. 1. 가다랑어 년평균어획량은 151,375.1kg 였다. 어획량의 년변동은, 1984년까지는 증가하다가 1985년에는 50%이하로 감소하고, 1986년에 약간 회복된 이후 증감을 되풀이 하다가 1988년에는 1984년의 수준까지 회복하였다. 조업척수가 많은 해에는 어획량도 많아지는 경향은 있지만, 1985년에는 조업척수는 평관보다 많은데 어획량은 평균보다 낮다. 이것은 CPUE에 대해서도 마찬가지이다. 이것은 해에 따른 가다랑어의 내유량과 어장까지의 거리의 차이에 의한 것이라고 사료된다. 2. 가다랑어 어획량의 어기별변동은, 초어기(1, 2, 3월)의 일평균어획량은 894.6kg인 반면, 성어기(4,5월)에는 3,666.0kg으로 4배이상의 어획이 있다가, 종어기(6, 7월)에 접어들면서 767.9kg로 줄어들면서 어장이 점차 소멸한다. 초어기는 가다랑어의 북상기이기 때문에 연안해역에서의 어장의 형성은 충분하지 않고, 어장의 위치에 따라서 조업 불가능한 날이 많은 반면, 성어기에는 어장분포의 상태가 양호하기 때문에, 총조업일수, 일별조업척수, 어획량 및 CPUE는 다른 어기보다 높고, 안정되어 있었다. 3. 어장에서의 연평균수온은 $19.0{\sim}20.2^{\circ}C$의 범위이고, 1983년을 제외한 각 해의 평균수온은 $19.0{\sim}19.9^{\circ}C$이다. 소또보(外房)해역에서의 가다랑어의 적수온은 $19^{\circ}C$ 내외인데, 이 적수온대가 출현하는 시기와 장소를 추찰하는 일은 효율적인 조업을 하기 위한 중요한 요소이다. 소또보(外房)해역에서의 수온변동은 쿠로시오의 유형에 영향을 받고, 그위에 쿠로시오는 근해가다랑어 등 외양성어류의 어장형성에 매우 중요한 요소이다. 각 해의 조업기간중, 쿠로시오 유형이 B형(型) 또는 C형(型)으로 추이한 경우(1980년, 1984년, 1988년, 1991년)에는 비교적 어획량이 많다. 반면, 어기초의 쿠로시오 유형이 N형(型)으로 추이한 경우 (1980년, 1992년)에는, 조업첫날이 늦어져서 어기가 단축되기 때문에 흉어(凶漁)가 되는 경향이 있다. 또, 조업기간중 쿠로시오 유형이 N형(型) 주체로 추이한 경우에는(1981년, 1989년), 가다랑어의 어장이 형성되기 어렵게되어 흉어(凶漁)로될 경향이 있다. 4. 어장에서의 수온범위는, 3월이 $17.0{\sim}19.0^{\circ}C$, 4월이 $17.5{\sim}20.5^{\circ}C$ 그리고 5월이 $17.5{\sim}23.0^{\circ}C$로 점차 수온범위가 커지다가, 6월에는 $21.0{\sim}23.5^{\circ}C$$21.0^{\circ}C$ 이상의 수온대에서만 어장이 형성된다. 이것은 3월~6월에는 해면수온의 상승기인 동시에 가다랑어가 북상하는 시기에 해당되기 때문에 점차 어장까지의 거리도 가까워지고, 어장에서의 수온도 고온의 모드로 변해간다.

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컴퓨터 기반 평가와 지필평가 간 학생 응답 특성 탐색 -컴퓨터 기반 국가수준 학업성취도 평가 병행 시행 결과를 중심으로- (Exploring Differences of Student Response Characteristics between Computer-Based and Paper-Based Tests: Based on the Results of Computer-Based NAEA and Paper-Based NAEA)

  • 백종호;이재봉;구자옥
    • 한국과학교육학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.17-28
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    • 2023
  • 디지털 기반 지능 정보 사회로의 진입에 발맞추어 과학 교육과정에서는 과학과의 교과역량 함양을 강조하고 있으며, 역량 평가의 측면에서 컴퓨터 기반 평가가 관심을 받고 있다. 컴퓨터 기반 평가는 높은 실제성을 갖는 형태로 문항을 구현할 수 있고, 평가 결과를 데이터베이스로 축적하여 환류 체계를 구축함에 있어서도 이점이 있다. 다만, 평가 타당도 개선, 측정 효율성 저하, 관리 요소 증가 등의 문제를 해결할 필요가 있다. 본 연구에서는 학업성취도 평가가 지필평가에서 컴퓨터 기반 평가로 전환되는 과정에서 새로운 평가의 도입에 따른 학생들의 반응을 살펴보기 위해 2021년도에 시행된 학업성취도 평가의 지필평가와 컴퓨터 기반 평가의 병행시행 결과를 분석하였다. 특히, 동일한 문항을 평가 매체만을 변화시켰을 때 학생들의 성취에 미치는 영향, 컴퓨터 기반 평가의 장점을 살린 새로운 기능을 포함하여 문항을 구성했을 때의 변화가 학생들의 성취에 미치는 영향을 살펴보았다. 중학교 3학년 학생 7,137명이 지필평가와 2종의 컴퓨터 기반 평가 중 하나에 응시한 결과를 분석하였다. 평가 시행 후 집단별로 문항의 정답률과 변별도 평균을 산출하였으며, 학업성취도 출제 경험이 있는 과학교사 8명이 참여한 전문가 협의회를 통해 응답 특성에 대한 전문가 의견을 수렴하였다. 결과에 따르면 지필평가와 단순 모드 전환형 평가에서의 학생들의 성취 결과는 큰 차이는 없어 매체 효과가 거의 나타나지 않았다. 다만, 서답형 문항의 정답률이 컴퓨터 기반 평가에서 다소 높게 나타났음을 확인하였고, 이는 응답의 편이성과 관련되는 것으로 분석하였다. 한편, 컴퓨터 기반 평가 도입에 따라 새로운 기능들이 적용된 문항들에서 유사한 문항의 정답률과 차이가 10%p 이상인 문항들이 존재하였다. 학생들의 답지 반응을 분석한 바에 따르면, 이는 새로운 기능을 통해 마련한 혁신적인 문항들이 학생들의 이해 수준을 보다 세밀하게 파악한 결과로 볼 수 있었다. 결과를 토대로 컴퓨터 기반 평가를 도입하고 개발할 때 유의할 사항을 논의하고 시사점을 제시하였다.

GC/ECD를 이용한 농산물 중 생장조정제 dichlorprop 잔류 분석법 확립 (Establishment of Analytical Method for Dichlorprop Residues, a Plant Growth Regulator in Agricultural Commodities Using GC/ECD)

  • 이상목;김재영;김태훈;이한진;장문익;김희정;조윤제;최시원;김명애;김미경;이규식;이상재
    • 한국환경농학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.214-223
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    • 2013
  • Dichlorprop(DCPP)는 phenoxyalkanoic acid계열로서 인체에 유해한 것으로 알려진 fenoprop, 2,4-D 및 daminozide의 대체 약제로 사용되어온 auxin 활성 생장조정제로 과수의 낙과 방지에 이용된다. 하지만, DCPP의 과다 사용은 과실의 숙기를 촉진시키며 연화 및 저장력을 현저히 저하하는 부정적인 영향을 나타내며, 제초제의 특성을 나타내기 때문에 농산물에 과다 사용하여 잔류허용기준을 초과할 경우, 인체에 유해할 수 있다. 따라서 본 연구는 생장조정제로 사용되고 있는 DCPP에 대하여 국내에 유통되는 농산물을 대상으로 잔류 실태 조사 연구를 실시하고자 기존 식품공전 분석법을 개선하여 신속하고 효율적인 분석법으로 재확립 하였다. 분석법 검증에 사용된 시료는 농산물의 메트릭스를 대표할 수 있는 농산물 5종(감귤, 감자, 고추, 대두 및 현미)을 사용하였다. 검체에 아세톤을 가하고 산성화시켜 추출한 후 산-염기 액-액 분배법을 이용해 추출, 정제 및 농축 과정을 거쳤다. 농축에 의해 얻어진 잔류물은 메탄올로 재용해한 후, 이중 2 mL를 취해 $BF_3$-메탄올 용액으로 메틸화한 후, 헥산 및 5% 염화나트륨을 사용해 최종 정제를 거친 용액을 헥산으로 재용해하여 GC/ECD에 주입하였다. 기기분석은 DB-17 중간 극성 칼럼과 운반 기체로 질소 가스를 사용하였고, split-less 모드 하에 $1{\mu}L$를 주입하여 승온 조건으로 ECD에 의해 측정하였다. 또한, GC/MS를 통해 확인시험을 수행 하였으며, 모든 검증은 CAC 가이드라인(CAC/GL 40, 1993) 규정에 따라 실시하였다. 그 결과, DCPP의 정량 한계는 모든 검체에서 0.05 mg/kg 수준이었고, 회수율은 감귤89.5-94.3%, 감자 79.4-87.4%, 고추 90.5-102.2%, 대두 78.8-101.1%, 현미 90.5-100.4%였으며, 변동계수는 감귤 2.5-9.5%, 감자 1.4-2.6%, 고추 2.7-3.9%, 대두 3.4-7.3%, 현 미 1.2-2.1%로 나타났다. 이상의 결과는 국제식품규격위원회 가이드라인 규정(CAC/GL 40, 1993)에 만족하는 수준으로, 새롭게 개선된 DCPP 분석법은 향후 국내 유통 농산물을 대상으로 한 생장조정제 DCPP의 잔류 실태 조사 연구에 활용될 계획이다.