• 유기물자원화
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• 제27권2호
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• pp.67-73
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• 2019

본 연구에서는 유기성폐자원의 바이오가스 생산 및 이용을 최적화를 위해 현장시설의 정밀모니터링과 시설별 에너지수지를 분석하고, 현장문제 해결방안에 대해서 조사하여 전처리시설 및 발전기 등의 설계 및 운전 가이드라인을 제시하였다. 고품질화 정제설비 운영에 잦은 고장 및 효율 저하를 해결하기 위해서는 가스전처리가 필요하며, 탈황, 제습, 탈실록산, 분진 처리, 휘발성유기화합물 등의 처리공정이 있다. 이 공정들은 고품질화 공정에서도 제거되는 물질들이기에 가스 전처리에서는 정량적 가이드라인은 제시하지 않고, 정성적 가이드라인으로 처리공간에 운영하도록 제시하였다. 특히, 분진, 실록산 및 휘발성유기화합물 등은 가스 전처리에서 제거되지 않으면 고품질화 공정의 잦은 고장의 주원인이된다. 바이오가스 고품질화 공정에 대한 설계 운전 가이드라인은 전체 가스 발생량의 90 % 이상 이용, 2계열화, 여유율 10 % 이상 감안 등이 있으며, 품질기준[메탄함량(프로판 포함) 95 % 이상]을 제시함. 또한 균등한 바이오가스 유입을 위해 가스균등조 설치, 보조연료 균등투입 제어를 위한 열량자동조절장치 설치, 가스압축과정에서 다량 발생하는 수분 제거를 위한 고품질화 후단의 제습장치 설치, 겨울철 설비의 결빙 및 효율 저하 방지를 위한 보온설비 설치, 특히 멤브레인 설비는 실내 설치 등을 제시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.324-330
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• 2018

2007년 산업안전 보건법의 개정에 따라 우리나라도 유럽 및 일본과 같이 석면의 수입, 유통, 제조를 완전히 금지하였다. 이에 따라 현재의 석면의 문제는 기존에 시공된 석면 건축자재의 안전한 유지관리 및 친환경 해체, 그리고 폐기된 석면 건축자재의 안정적인 최종처리에 있다고 할 수 있다. 과거 우리나라는 매년 10만 톤의 석면을 사용하였으며, 이를 사용한 건축자재는 년간 100만 톤을 초과하였다. 이러한 석면 건축자재가 2006년까지 지속적으로 사용되었고, 이러한 자재는 향후 2044년까지 계속 유지될 것으로 환경부에서 예측한 바 있다. 석면 폐기물의 무해화 처리를 위한 사전 전처리 단계로 설치되어 있는 석면 건축자재에 침투성 경화제를 도포 하고, 해체 철거를 실시하면, 해체단계에서 석면의 비산을 억제하고, 무해화 단계에서 알칼리 공급 작용을 하여 무해화 처리 조건이 개선될 수 있다. 따라서 석면 건축자재에 침투성 경화제가 안정적으로 침투될 수 있어야 한다. 본 연구에서는 sodium silicate를 주성분으로 하는 침투성 경화제와 증류수의 희석 비율에 따른 침투 효과를 비교하고자 하였다. 시험결과 K성분의 침투에 따른 침투 깊이 평가가 가능할 것으로 판단되었으며, 증류수 희석 비율이 높을수록 침투효과는 커지는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 중밀도 수준의 폐석면 건축자재의 무해화를 위한 사전 전처리 방법의 제시가 가능할 것으로 사료되며, 향후 화학적 무해화를 위한 사전 전처리를 효율적으로 하기 위해서는 침투성 경화제와 중류수의 혼합비율의 최적화가 가장 중요한 요소인 것으로 나타났다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1006-1011
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• 2018

본 논문은 멀티비트 플라잉 커패시터의 전압제어를 이용한 3-레벨 벅 변환기를 제안한다. 기존의 3-레벨 벅 변환기는 플라잉 커패시터 전압을 제어하지 못하여 동작이 불안정하거나 플라잉 커패시터 전압을 제어하는 회로가 PWM방식에 적용되지 못하는 문제가 있었다. 또한 부하전류에 증가할 때 인덕터 전압에 오차가 발생하였다. 본 논문에서 제안하는 구조는 입력이 4개인 차동증폭기와 공통모드 피드백 회로를 이용하여 PWM모드에서 플라잉 커패시터 전압을 제어할 수 있다. 또한 3비트 플라잉 커패시터 전압 제어회로를 제안하여 부하전류에 따른 3-레벨 벅 변환기의 동작을 최적화할 수 있으며 슈미트 트리거 회로를 이용한 삼각파 생성 회로를 제안하였다. 제안하는 3-레벨 벅 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며 2.7~3.6V의 공급 전압 범위와 0.7V~2.4V의 출력 전압 범위를 갖는다. 동작 주파수는 2MHz, 부하전류 범위는 30mA~500mA이며 출력 전압 리플은 최대 32.5mV로 측정되었다. 측정 결과 130mA의 부하전류에서 약 85%의 최대 전력변환 효율을 보인다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.421-428
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• 2018

프리프레그 압축 성형(PCM, Prepreg Compression Molding) 공정을 최적화 하기 위해서 성형 해석을 통해 공정 시 나타날 문제를 사전에 예측할 필요가 있다. 해석 정확도를 높이기 위해서는 성형 물성을 구할 때 정확한 물성 측정이 필요하다. 그러나 대부분의 연구는 프리프레그의 압축 물성을 따로 구하지 않고 인장 물성과 동일하다고 가정하여 사용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 성형 해석의 정확성을 높이기 위해 섬유의 면내 압축 물성 실험법을 제시했으며 측정 결과, 섬유의 압축 강성은 인장 강성에 비해 약 $10^{-2}$배 낮게 측정되었다. 실제 프리프레그의 성형성을 모사하기 위해 경사면($110^{\circ}$)을 갖는 정사각형 컵 금형을 설계 및 제작하였고 이를 이용한 프리프레그 고온 압축 성형성 평가를 수행하였다. 압축 물성 영향성 확인을 위해 금형 내 취약 지점으로 예상되는 각 코너 부근에서의 전단각을 측정하였으며 동일한 위치에서의 해석 결과와 실험 데이터를 비교하였다. 비교 결과 섬유의 압축 물성이 반영된 해석 결과에서 실험값과 유사한 패턴이 관찰되었으며 면내 압축 물성 반영이 성형 해석결과의 정확도를 향상시키는 것을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.152-159
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• 2021

다양한 환경문제를 일으키는 휘발성 유기 화합물(volatile organic compounds, VOCs)은 산업 지대 및 도심의 실내외에서 다양하게 발생한다. 악취성 VOCs는 심미적 불쾌함과 더불어 인체에 심각한 영향을 미칠 수도 있다. 기존에 악취성 VOCs를 저감하는 방식에 비하여, 전기 분해를 통해 생산된 산화제를 이용한 수세정 방식은 오염 물질 저감과 동시에 산화제의 재생이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 염소계 산화제인 OCl^-을 생산하기 위한 최적 조건을 연구하였다. 산화 및 환원 전극의 종류와 전해질의 종류, 전해질의 농도 및 전류 밀도를 변화시켰다. 산화 전극은 Ti/IrO₂, 환원 전극은 Ti을 사용하였을 때 OCl^- 생산이 가장 우수하고 안정적이었다. 전해질의 OCl^- 생산 능력은 KCl과 NaCl이 유사하게 나타났으나, 경제적이고 쉽게 구할 수 있는 NaCl이 최적이라고 판단하였다. OCl^- 생산 속도가 우수하고 농도가 가장 높게 생산된 NaCl 농도 및 전류 밀도 조건은 0.75 M NaCl, 0.03 A cm^-2이었다. 하지만 전력 비용을 고려했을 때 본 실험에서는 1.00 M NaCl, 0.01 A cm^-2의 조건의 OCl^- 생산이 가장 효율적이었다. 실제 현장 적용시 오염물질의 농도 및 특성에 따라서 전류밀도를 조절하여 OCl^-을 생산하는 것이 바람직할 것이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.61-68
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• 2021

풍력이나 태양광 같은 재생에너지의 활용은 온실가스 감축과 경제성 확보를 얻기 위해서 많은 나라에서 피할 수 없는 선택이 되고 있다. 그러나 재생에너지의 간헐성 때문에 계통으로 연계되는 재생에너지의 비중이 커지게 되어 얻어지는 문제가 더욱 크게 부각되고 있다. 복합에너지시스템은 일반적으로 2개 이상의 재생에너지원이 서로 함께 사용되면서 시스템 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 에너지 공급에서 더욱 안정적이다. 전력시스템을 비교해 보면 복합에너지시스템의 제어 및 최적화는 모델링, 운전 및 운영계획의 요소가 더욱 어려워진다. 마이크로그리드시스템을 갖는 삼마도에 대한 복합에너지시스템 성능개선의 주 목적은 다양한 분산전원, 에너지저장장치, 전력계통의 신뢰성을 확보하기 위해서 상호 조화롭게 조정하는 것으로 운전비용을 줄이고 최상의 경제적인 이득을 얻기 위한 것이다. 본 논문은 최적의 마이크로그리드시스템을 갖는 개선된 삼마도 복합에너지시스템을 제안한다. 시험운전결과 ESS의 SOC 변동폭이 약 12%로 낮아졌으며, 태양광 발전제약이 제거되었고, 디젤발전기의 운전시간이 감소함을 확인할 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.141-148
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• 2021

일부 네거리나 혼잡도로에서 특정 시간대에 행인이 많고 도로가 막혀서 발생하는 교통사고가 적지 않다. 특히 인근에 학교교차로가 있어 바쁜 시간에 학생들의 교통안전을 지키는 것이 중요하다. 과거에는 교통 신호등을 설 계 했을 때 행인의 안전성을 고려하지 않고 자동차 인식과 교통 최적화에 대하여 연구 했다. 행인, 특히 학생들의 안전을 확보하는 전제에서 가능한 한 도로의 소통을 유지하는 것이 본 연구의 중점적인 연구 방향이다. 본 연구는 사람, 오토바이, 자전거, 자동차, 버스의 식별문제를 중점적으로 연구할 것이다. 조사와 비교를 통해 본 연구는 YOLO v4 네트워크로 목표물의 위치와 수량을 식별하는 것을 제시한다. YOLO v4는 작은 목표물의 식별 능력이 강하고 정밀도가 높으며 처리속도가 빠르다는 특징을 가지고 있으며, 데이터 수집 대상을 설정하여 이미지 집합을 훈련하고 테스트 한다. 움직이는 영상에서 목표물의 정확도, 실수율과 누락율에 대한 통계를 사용하여, 본 연구에서 훈련된 네트워크는 움직이는 이미지 속의 사람, 오토바이, 자전거, 자동차와 버스를 정확하게 식별 할 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제109권4호
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• pp.454-460
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• 2020

본 연구는 국내 일본잎갈나무림에서 법적·물리적·환경적·기술적 제약조건을 적용하여 실제 목재생산이 가능한 면적을 산출하고, 이를 대상으로 향후 50년간의 자원량과 목재생산 잠재량을 최적화하였다. 연구결과 전체 일본잎갈나무 면적(259천ha) 가운데 목재생산이 가능한 면적은 124천ha(48%)로 분석되었다. 향후 일본잎갈나무림에 대한 자원조성 및 관리 노력이 뒷받침되지 않을 경우, 안정적 목재생산을 담보하기 어려운 것으로 나타났다. 일본잎갈나무림의 목재생산 잠재량을 확대하기 위해 본 연구에서는 임도를 매년 705 km씩 신설하여 목재생산 가능지역을 확대하는 대안 1과 임도를 매년 1,000 km씩 신설하는 대안 2를 적용하였다. 분석 결과, 대안 1은 목재공급량이 현 수준을 유지하거나 5% 정도 증가할 경우 문제가 없으나, 10% 증가할 경우 임목축적이 정체되는 등 안정적인 목재공급에 한계가 나타났다. 반면 대안 2는 목재공급량이 10% 증가하여도 안정적 목재공급이 가능한 것으로 나타났다. 따라서 국내 일본잎갈나무의 안정적인 목재공급 및 생산 잠재량 확충을 위해서는 임도 확대 및 재조림 노력이 뒤따라야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.148-159
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• 2021

본 연구는 서울시를 사례로 들어 고교학점제 시행에 따라 일반고 학생들의 이동 거리 최소화와 학생 수용 최대화를 고려한 공동교육과정 과목을 개설하는 최적의 학교 입지를 탐색하는데 목적이 있다. 주요 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 30% 이상의 일반고에서 공동교육과정 과목을 개설하면 P-median 결과 학생들의 평균 이동거리는 625m 이하이며, MCLP 결과 모든 학생을 수용할 수 있는 것으로 나타났다. 둘째, 서울시에 입지한 전체 대학에서 공동교육과정 과목을 개설하더라도 모든 일반고 학생을 수용할 수는 없는 것으로 나타났다. 그러나 MCLP 결과 20% 이상의 대학에서 공동교육과정 과목을 개설하면 전체 대학에서 개설할 때와 동일한 수의 학생을 수용할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 서울시의 동남부 및 교통이 원활치 않은 지역에 입지한 일반고에 소속되어 있는 학생들이 공동교육과정 과목이 개설된 대학에 가기 위해서는 교육청의 지원이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구는 공간최적화 방법으로 공간적 문제 해결의 틀을 제시함으로써 공동교육과정 과목 개설학교 입지 선정에 있어 유용한 기초 자료로 활용될 수 있기를 기대한다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제54권1호
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• pp.116-128
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• 2021

본 연구에서는 초음파를 이용하여 농업 부산물인 피땅콩 겉껍질의 추출 조건을 최적화하고 추출물의 항산화능과 항비만 기능성을 측정하였다. 실험설계는 CCD를 이용하였고 독립 변수인 추출 시간, 추출 온도, 에탄올 농도에 따라 TPC, TFC와 RSA를 종속 변수로 설정하여 이들의 값을 최대로 하는 공통 조건을 예측하였다. 각각의 모델식의 R2값은 0.85 이상으로 적합하였으며, 추출 조건으로 추출 온도와 에탄올 농도가 TPC 및 TFC에 유의적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 반면 RSA는 에탄올 농도에 영향을 많이 받는데, 에탄올 농도가 높을수록 RSA가 높아지다가 최고점을 보인 후 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 최적 추출 조건인 추출 시간 35.8분, 추출 온도 82.7℃와 에탄올 96.0%에서 제조한 추출물의 TPC, TFC와 RSA의 실측치는 예측치와 유사한 값을 나타내어 회귀 방정식이 신뢰할 수 있음을 확인하였다. 추출물의 항비만 기능성 평가를 위한 GIA와 LIA 실험 결과는 각각 86.4%와 78.5%로 열수 추출물보다 높게 나타나 초음파 추출에 의한 생리활성 물질 추출이 효과적임을 알 수 있었다. 이로써 농업 부산물인 피땅콩 겉껍질로부터 고부가가치 생리활성 물질 생산 가능성을 확인하였고 식품, 화장품 및 의약품용 항산화와 항비만 기능성 소재 생산에 있어 원료 공급비용 절감과 효율적인 추출 공정 확보로 산업 전반에서 가격 경쟁력 확보와 환경문제 해결에 기여할 것으로 사료된다.