• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.62-62
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• 2021

산업 고도화로 인하여 복잡하고 다양한 유기물의 사용량이 증가하였으며, 공공수역 내 새로운 오염물질이 유입됨에 따라 생화학적 산소요구량(BOD) 중심의 수질평가에 한계를 나타내었다. 이후 난분해성 물질을 고려한 유기물관리 정책과 총량관리의 필요성이 제기되었고 국내 하천과 호소에서는 총 유기탄소(TOC)를 유기물 관리지표로 설정하였다. 그러나 부영양 하천과 호소에서 TOC는 외부 부하뿐만아니라 식물플랑크톤의 과잉성장에 의해 증가할 수 있는 항목이므로 TOC 관리정책 추진을 위해서는 유기물의 기원에 대한 파악이 필요하다. 특히, 국내 하천에서 나타나고 있는 난분해성 유기물 오염도의 증가 추세에 대응한 실효성 있는 유기물 오염관리 정책을 수립하기 위해서는 다양한 유기물의 근원을 정확하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 금강 수계 최대 상수원인 대청호를 대상으로 3차원 수리-수질 모델을 적용하여 유기탄소 성분 별 유입과 유출, 내부생성 및 소멸량을 평가하고 저수지시스템에서의 유기탄소 물질수지를 해석하는 데 있다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 AEM3D 모델을 사용하였으며 2017년을 대상으로 입력자료를 구축한 후 보정을 수행하였고 2018년을 대상으로 모델을 검정하였다. 모델은 유기탄소를 입자성, 용존성, 그리고 난분해성과 생분해성으로 구분하여 모의하며 유기물질 성상별 실험결과를 이용하여 입력자료를 구축하였다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 4가지의 탄소성분과 조류 세포 내 탄소의 질량 변화율을 계산하였다. 이를 위해 외부 유입·유출부하율, 수체 내 생성(일차생산, 재부상, 퇴적물과 수체 간 확산) 및 소멸률(POC 및 조류 침강, DOC 무기화, 탈질)을 고려하였다. 모델은 2017년과 2018년의 물수지를 적절히 재현하였으며 저수지의 성층구조를 잘 재현해내면서 전반적인 수온, 수질을 적절하게 모의하였다. 연간 TOC 부하량 중 내부기원 부하량은 2017년 68.4 %, 2018년은 높은 강우량의 영향으로 55.0%로 산정되었다. 내부 소멸 기작 중 침전으로 인한 손실이 가장 높은 것으로 나타났으며, 2017년과 2018년 각각 31.3%, 29.0%로 나타났다. TOC의 공간분포는 Chl-a 농도 분포와 유사하게 나타났으며, 댐 설치로 형성된 정체수역은 유역의 유기물 순환에 많은 영향을 미치는 것으로 평가되었다. TOC 관리 정책 기초자료 확보를 위해서는 향후 유역-저수지 시스템을 연계한 유기물 물질순환 심층 연구가 필요하다.

• 분석과학
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• 제19권3호
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• pp.244-254
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• 2006

난연제는 불길이 확산하거나 초기에 발생하는 것을 억제하는 물질을 의미한다. 난연제로 사용하는 이중 브롬계 난연제인 PBDEs는 갑상선 호르몬 붕괴와 내분비계 교란을 유발하는 물질이다. 본 연구에서는 PBDEs의 분석을 위한 적절한 전처리 방법을 제안하였고, 어류와 패류 포함 총 8종과 서울과 제주 모유 각 20개를 대상으로 BDE-28, 47, 99, 100, 153, 154 및 183의 인체 내 축적 수준을 조사하였다. PBDEs 분석을 위한 전처리 방법으로는 어패류의 경우 알칼리 분해 추출법을 적용하는 것이 적합한 것으로 확인되었다. 다층 실리카겔 컬럼 정제는 50 mL의 헥산을 이용하여 방해물질을 제거한후, 100 mL의 헥산:디클로로메탄(9:1)로 용출시키는 것이 적합한 것으로 확인되었다. 활성탄 정제 과정은 100 mL의 헥산:디클로로메탄(3:1)으로 용출시키는 것이 적합한 것으로 확인되었다. 어패류를 대상으로 한 실험에서 광어는 습식 중량 기준 890 pg/g이 검출되어, 시료 중 가장 높은 PBDEs 축적 정도를 보였다. 생태는 40 pg/g이 검출되어 시료 중 PBDEs의 축적 정도가 가장 낮은 것으로 나타났다. 모유 시료에서는 서울과 제주 지역에서 지방 중량 기준 2,580 및 3,600 pg/g이 검출되었으며, BDE-153과 183은 모두 검출되지 않았다. 재산과 초산의 경우 3,200 및 3,000 pg/g으로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서 진행한 어패류 및 인체시료에서의 PBDEs 축적 정도를 파악한 결과, 외국에서 보고한 농도에 비해 낮은 수준을 유지하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.641-649
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• 2006

본 연구에서는 PIV를 이용하여 측정한 평균유속장의 실험결과에 근거하여 10의 종횡비를 갖는 3차원 순수사각형제트의 거동을 고찰하였다. 장축상의 횡분포에서 안장형 분포가 관찰되었다. 점원개념으로부터 유도된 이론적인 중심선유속의 식은 측정된 중심선유속과 잘 일치하였으며 원류핵영역, 2차원영역, 그리고 축대칭영역의 분할을 제시하였다. 이러한 이론적인 중심선유속의 감소에 의해 분할된 2차원영역의 범위가 천이영역에 비해 상대적으로 작게 관찰되었다. 작은 종횡비를 갖는 사각형제트의 거동이나 실제 해양의 깊은 수심에서 다공확산관을 통해 방류되는 하 폐수의 거동을 예측하기 위한 2차원모형의 적용은 2차원영역을 지난 천이영역과 축대칭영역에서 중대한 오차를 야기할 수 있다. 2차원영역에서 가우스 상수가 보존되는 경향을 보였으며 2차원영역의 끝 지점에서 확장률이 감소함을 알 수 있었다. 중심선유속으로 무차원화 된 중심선 난류 강도는 초기에 급격히 증가하였고 높은 레이놀즈수에서 상대적으로 높은 난류강도를 보여주었다.

• 실천공학교육논문지
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• 제14권3호
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• pp.535-541
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• 2022

줌(zoom)은 COVID19 이후 비대면 온라인 수업 도구로 가장 대중적으로 사용되어 왔다. 하지만 최근 메타버스의 확산으로 인하여 수업 목적으로 메타버스 플랫폼의 활용이 증가하고 있다. 메타버스 플랫폼은 로블록스, 제페토, 스페이셜 등의 여러가지 유형이 있지만, 스페이셜은 온라인 강의실 생성과 다양한 학습 기능들을 제공하고 있고, 교수자와 학습자 또는 학습자와 학습자 간의 다양한 상호작용이 가능하기 때문에 대학 수업에서의 활용 가능성이 높다. 온라인 수업에서 스페이셜의 활용성을 높이기 위해서는 다양한 관점에서의 연구가 필요하고, 특히 줌과 비교한 스페이셜의 학습자경험을 비교 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 학습자 경험을 비교분석하기 위하여 사용성, 몰입감, 만족도의 정량 분석과 학습자 의견에 대한 정성 분석을 수행하였다. 사용성 평가를 위하여 SUS(System Usability Scale)를 활용하였고, 몰입감과 만족도 평가를 위하여 Magnitude Estimation 방법을 활용하였다. 줌과 스페이셜을 활용한 수업에 참여했던 35명이 본 연구의 피실험자로 참여하였다. 줌과 스페이셜에 대한 사용성과 만족도는 줌이 스페이셜보다 유의수준 0.05에서 더 높게 나타났다. 반면 수업에 대한 몰입감은 스페이셜이 줌에 비해 더 높게 나타났다. 학습자들은 줌을 스페이셜보다 더 편하고 만족스럽게 생각하였다. 하지만, 스페이셜은 온라인 강의실 생성과 다양한 학습 기능들을 제공하고 있고, 교수자와 학습자 또는 학습자와 학습자 간의 다양한 인터랙션과 재미요소를 제공하기 때문에 수업에의 몰입도가 높게 나타났다. 향후 스페이셜의 사용자 인터페이스와 인터랙션의 개선이 이루어진다면 대학 수업에서 줌을 대체할 수 있는 효과적인 수업도구로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.349-354
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• 2023

본 연구는 시멘트 산업의 CO₂ 저감을 위한 가장 핵심적인 기술 중 CCU(Carbon Capture, Utilization)를 적용하여 이산화탄소의 활용을 극대화 시키기 위한 일환으로 이산화탄소 양생 환경에서의 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트를 대상으로 하여 탄산화 반응 촉진제의 혼입 유·무에 따른 재령 별 탄산화 깊이 변화와 이에 따른 기초 물리 특성변화를 검토하고자 하였으며, 콘크리트 분야에서 CO₂ 고정량을 평가하기 위하여 가장 범용적으로 사용하는 벙법인 고온에서의 CaCO₃ 탈탄산을 평가하는 열분석 방법을 적용하여 중량 감소율에 따른 결과를 평가하였다. 평가결과, 시멘트 페이스트에 CRA 혼입에 따라 두 가지의 환경조건에서 모두 압축강도 성능이 소폭 감소하는 경향이 나타났지만, 탄산화 깊이 확산성능에 있어서 CRA의 혼입으로 경화체 내의 탄산화 깊이가 상당 부분 증가하는 경향을 확인하였다. 또한, 항온항습기 양생 조건, 탄산화챔버 양생 조건의 순서로 Plain 대비하여 각각 23.8 %, 40.77 %만큼의 중량 감소율이 증가한 경향을 확인하였기에 CRA 첨가에 따른 우수한 CaCO₃의 생성량을 확인할 수 있었으며 CO₂의 농도가 증가할수록 그 생성량 또한 증가하는 것으로 확인하였다. 이는 소요성능 수준 이상의 성능을 만족할 수 있을 것으로 사료되며, 탄산화 저감을 목표로 하는 모든 CCU 기술에 재료적 측면으로 접목 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.244-248
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• 2023

최근 많은 정보를 신속하게 전달하기위한 방법으로 디스플레이의 역할은 아주 중요하며 다양한 색을 자연색에 가깝게 재현하기 위한 연구가 진행 중이다. 특히 정확하고 풍부한 색을 표현하기 위한 방법으로 발광 구조에 대한 연구가 진행되고 있다. 기술의 고도화, 디바이스의 소형화로 인해 작지만 높은 시인성과 에너지 소모에서 높은 효율을 가진 디스플레이의 필요성이 지속적으로 증가되고 있는 실정이다. OLED의 효율을 향상시키기 위해서는 운반자 주입의 향상, 전자와 정공이 수적인 균형을 이루며 효율적으로 재결합 할 수 있는 소자의 구조, 발광 효율이 큰 물질의 개발 등 OLED의 효율을 향상시키고자 하는 노력은 다방면에서 진행되고 있다. 본 연구에서는 7층 적층구조 배면발광 청색 OLED 소자의 전기적 특성 및 광학적 특성을 분석하였다. 소자는 제작이 용이하며, 고효율 및 고휘도화가 가능한 Blue 발광물질인 4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl : Ir(difppy)2(pic)를 사용하였다. OLED 소자 제작은 SUNICEL PLUS 200 시스템을 이용하여 5×10-8 Torr 이하의 고진공 상태에서 In-Situ 방식으로 증착하였다. Electron or Hole Injection Layer(EIL or HIL) Electron or Hole Transport Layer(ETL or HTL) 등이 추가된 5층 구조에 Electron or Hole Blocking Layer(EBL or HBL)을 추가한 7층 구조로 실험을 진행하였다. 제작한 소자의 전기적, 광학적 특성을 분석한 결과 EBL 층과 HBL층을 삽입하여 색의 확산을 방지한 소자는 색 순도가 우수하게 나타났다. 본 연구결과를 이용하여 청색 OLED 디스플레이 소자의 연구 개발 기초 및 실용화에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.705-720
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• 2023

국내에서는 지속적인 상수도 수질사고 발생으로 인해 수돗물 수질에 대한 이용자 불신이 확산되고 있다. 특히, 수질사고 외에도 수돗물에 포함된 염소 성분 등으로 인해 맛, 냄새 등에 대한 이용자들의 수질민원 또한 지속적으로 발생하고 있다. 따라서 상수도 사업자들은 이용자에게 공급되는 잔류염소농도가 충분히 잔류하면서도 과도하게 유지되지 않도록, 시간적(Scheduling) 및 공간적(Rechlorination) 관점에서 상수관망 내 잔류염소농도가 균등하게 분포하도록 다양한 방법을 검토 및 적용하고 있다. 본 연구에서는 상수관망 해석을 통한 월별 잔류염소농도 최적 관리 방법의 일환으로, 대규모 상수관망시스템을 대상으로 Lab-scale 실험을 통한 수체반응계수, EPANET 수질해석을 통한 관체반응계수 등 관망 수질반응계 수를 온도별로 추정하고, 온도별 수질반응계수를 바탕으로 염소투입농도 조건에 따른 월별 잔류염소농도 분포 현황을 분석하였다. 분석 결과, 온도 조건이 달라짐에 따라 잔류염소농도 하한 및 상한기준을 만족시킬 수 있는 효율적인 염소투입농도 조건 또한 달라지므로, 월별 잔류염소농도의 공간적 분포를 고려하여 구체적이고 정량적인 염소투입 계획 수립이 필요한 것으로 판단된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.27-33
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• 2023

최근 기후변화로 인한 물 부족 현상이 발생하고 있으며 저수지의 녹조 발생으로 농업용수의 물 관리 필요성이 증대되고 있다. 기존의 녹조 방지는 많은 사람이 현장에 투입돼 운영되고 보트를 통한 이동으로 최적의 살포 시간을 놓치고 있다. 이를 해결하기 위해서는 오염을 사전에 차단하고 시간 내 이동하여 균일하게 복합 미생물을 균일하게 살포하는 기술이 필요하다. 방제 드론은 농약 살포에 활용되고 있으며 방제 드론을 활용하여 녹조 방지 업무에 적용이 가능하다. 본 논문에서는 해양 방제 시스템 구축을 위한 기초연구로 저수지 환경 적용을 위해 수행되었으며, 그 결과물의 하나로 방제 드론에 사용 가능한 핵심기술인 드론 전용 노즐의 특성을 산출하였다. 특히, 기존의 농업용 방제 드론이 제시된 살포 간격 내에서 농도가 불균일하다는 단점이 있음을 파악하였고, 이를 보완하기 위해 노즐 위치선정 및 노즐 살포 균일도를 산출하였다. 실험 결과를 바탕으로 저수지 환경의 녹조 감시 시스템 구축의 핵심 알고리즘을 개발하고 추후 해양 방제 업무 적용에 활용이 가능하도록 정밀 방제 기술을 제안한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제12권9호
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• pp.263-272
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• 2023

산업용 IoT는 대규모 연결을 통해 데이터 수집, 교환, 분석과 함께 산업 분야의 생산 효율성 개선에 중요한 요소이다. 그러나 최근 산업용 IoT의 확산으로 인해 트래픽이 폭발적으로 증가함에 따라 트래픽을 효율적으로 처리해줄 할당 기법이 필요하다. 본 논문에서는 산업용 IoT 환경에서 성공적인 태스크 처리율을 높이기 위한 2단계 태스크 오프로딩 결정 기법을 제안한다. 또한, 컴퓨팅 집약적인 태스크를 셀룰러 링크를 통해 이동 엣지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing: MEC) 서버로 오프로드 하거나 D2D(Device to Device) 링크를 통해 근처의 산업용 IoT 장치로 오프로드 할 수 있는 하이브리드 오프로딩(Hybrid-offloading) 시스템을 고려한다. 먼저 1단계는 태스크 오프로딩에 참여하는 기기들이 이기적으로 행동하여 태스크 처리율 향상에 어려움을 주는 것을 방지하기 위해 인센티브 메커니즘을 설계한다. 메커니즘 디자인 중 McAfee's 메커니즘을 사용하여 태스크를 처리해주는 기기들의 이기적인 행동을 제어하고 전체 시스템 처리율을 높일 수 있도록 한다. 그 후 2단계에서는 산업용 IoT 장치의 불규칙한 움직임을 고려하여 비정상성(Non-stationary) 환경에서 멀티 암드 밴딧(Multi-Armed Bandit: MAB) 기반 태스크 오프로딩 결정 기법을 제안한다. 실험 결과로 제안된 기법이 기존의 다른 기법에 비해 전체 시스템 처리율, 통신 실패율, 후회 측면에서 더 나은 성능을 달성할 수 있음을 보인다.

• 전기화학회지
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• 제27권1호
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• pp.32-39
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• 2024

인산형 연료전지(PAFC)의 전기화학적 성능에 영향을 미치는 핵심 부품은 전극 촉매, 전해질 매트릭스 및 기체확산층(GDL) 등이 있다. 또한 전극의 성능 향상을 위해 GDL 위에 미세다공층(MPL)을 적용하는 방법도 있다. MPL은 주로 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에서 전극 내부의 수분 관리와 접촉 저항 저감을 위한 중간 완화층 역할을 한다. 본 연구에서는 MPL이 PAFC 전극의 성능에 미치는 영향을 확인하기 위해 MPL이 없는 GDL과 MPL을 적용한 GDL로 전극을 제작하여 단위전지의 내부 저항과 분극 곡선을 서로 비교하였다. 본 실험 결과에서 MPL을 적용하였을 때 전극의 출력 밀도가 170.2 mW/cm²에서 192.1 mW/cm²으로 향상되었다. MPL은 PEMFC에서와 같이 PAFC 전극에서도 매트릭스와 전극에서 액체 전해질과 물 관리에 효과적으로 작용하고 전극 내부의 물질 전달이 향상되어 전극 성능이 향상된 것으로 판단된다. 또한, MPL의 적용으로 PAFC 전극의 내부 저항이 감소하였고 장기 운전시에도 안정적인 성능을 지속적으로 유지하는 결과로부터 PAFC 전극에도 MPL을 적용하면 전극 성능을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.