• 한국환경생태학회지
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• 제34권5호
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• pp.466-482
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• 2020

본 연구는 도로에서 발생하는 미세먼지 농도가 도시 개발 형태에 따라 인접 생활권별로 어떻게 확산되는지 시뮬레이션을 통해 파악하고자 하였다. 연구는 경상남도 밀양시청 앞 6차선 도로를 중심으로 한 도로영향권 시가지를 대상으로 진행하였다. 시뮬레이션 프로그램인 ENVI-met 모델을 가로녹지 유무, 도로변 건축물의 높이에 따라 변수를 조정하여 미세먼지 농도의 확산정도를 파악하였다. 모델링 결과 도로변 건물이 고층으로 형성되어 있고 가로녹지가 조성되어 있는 경우 인접 생활권으로 확산된 미세먼지 농도가 가장 낮았으며, 다음으로는 고층건물군에 가로녹지가 없는 상태의 농도가 낮았다. 반면 저층건물군이 형성된 경우에는 가로녹지 유무에 관계없이 인접생활권으로 확산된 미세먼지 농도는 높게 나타났다. 고층건물의 경우 빌딩풍에 의해 건축물 주변으로 강한 바람이 형성되는 만큼 바람에 의해 미세먼지가 빠르게 외부로 확산되어 농도가 낮아지는 것으로 확인할 수 있었다. 반면 가로녹지 조성이 도로변 생활권에 미치는 미세먼지 저감효과는 뚜렷하지 않았다. 특히 도로변 건축물이 저층일 경우 가로녹지를 조성과 생활권미세먼지농도변화와 관련성은 없는 것으로 확인되었다. 본 연구는 미세먼지가 도로에서만 발생하는 것을 가정하여 모델링을 진행한 것으로 향후 다양한 변수에 따른 미세먼지 확산모형 연구 및 현장연구의 보완을 필요로 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.72-80
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• 2018

과학 및 공학 분야 등에서 유한체적법등과 같은 전산해석방법은 비약적으로 발전하여 주로 대학 연구실 및 기업 등에서 활용하고 있었으나 최근에는 대학의 교육과정에서도 전산해석방법이 도입되고 있다. 이것을 계기로 공학대학의 기계공학과등에서 전산유체동역학이 학부 3학년 또는 4학년에 개설되고 있다. 일반적으로 전산유체동역학에서 다루는 수치해석 예제는 상용 전산유체동역학 소프트웨어 회사에서 개발한 예제이다. 따라서 학부 학생들은 저학년에서 학습한 유체역학의 이론적 해와 전산유체동역학 강의에서 학습하는 수치해석 해를 서로 비교할 수 없는 상황이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유체동역학의 고전적인 해석 대상인인 정상 상태의 수평 원관 층류 유동의 이론적 배경을 설명한 뒤 ANSYS FLUENT를 이용하여 정상 상태의 수평 원관 층류 유동에 대한 수치해석 해를 구하여 이론적 해와 수치해석 해를 서로 비교하여 학생들의 전산유체동역학에 대한 개념을 확실히 다짐으로서 학생들의 현장적응능력을 높였으며 해당 강좌에 대한 강의 평가 결과 학생들이 전산유체동역학에 대한 이해력과 tutorial에 대한 만족도가 매우 높았다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.41-55
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• 2018

General polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) operates at less than $80^{\circ}C$. Therefore liquid phase water resulting from electrochemical reaction accumulates and floods the cell which in turn increases the mass transfer loss. To prevent the flooding, it is common to employ serpentine flow channel, which can efficiently export liquid phase water to the outlet. The major drawback of utilizing serpentine flow channel is the large pressure drop that happens between the inlet and outlet. On the other hand, in the high temperature polymer electrolyte fuel cell (HT-PEMFC), since the operating temperature is 130 to $180^{\circ}C$, the generated water is in the state of gas, so the flooding phenomenon is not taken into consideration. In HT-PEMFCs parallel flow channel with lower pressure drop between the inlet and outlet is employed therefore, in order to circulate hydrogen and air in the cell less pumping power is required. In this study we analyzed HT-PEMFC's different flow channels by parallel computation using previously developed 3-D isothermal model. All the flow channels had an active area of $25cm^2$. Also, we numerically compared the performance of HT-PEMFC parallel flow channel with different manifold area and Rib interval against the original serpentine flow channel. Results of the analysis are shown in the form of three-dimensional contour polarization curves, flow characteristics in the channel, current density distribution in the Membrane, overpotential distribution in the catalyst layer, and hydrogen and oxygen concentration distribution. As a result, the performance of a real area fuel cell was predicted.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권7호
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• pp.1779-1786
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• 2000

Most of traditional design processes of mechanical parts are regarded as sequential and discrete, since different kinds of softwas should be introduced. In this paper, we develop an integrated fram ework for virtual design and performance testing of an automobile seat. The system is composed of four modules, i.e. CAD, static analysis, dynamic analysis, and draft drawing module. In the CAD module, PRO/ENGINEER 3D seat model is created using parameters to be modified with the result of static and dynamic analysis. In the static analysis, headrest tere used in each design stage make it difficult to feedback their results to upstream process. These discrete processes may result in time loss and cost rise. In recent years, life cycle of product is reduced. To have competence with others, new concept design processt is simulated using ANSYS. In the dynamic analysis module, FMVSS201 test is simulated using DADS. Overall data flow is controlled by Motif. The advantage of the system is that even a novice can perform and review the whole design process, without a good hand at professional design/analysis S/W in each stage. The system also provides a virtual design space, where engineers in different development stage can access common data of design models. The concept could be applied to other fields and it could reduce time and money required in design process.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권2호
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• pp.167-177
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• 2021

Due to various benefits such as unlimited degrees of freedom, environment adaptability, and safety for humans, engineers have used soft materials with hyperelastic behavior in various industrial, medical, rescue, and other sectors. One of the applications of these materials in the fabrication of bending soft actuators (SA) is that they have eliminated many problems in the actuators such as production cost, mechanical complexity, and design algorithm. However, SA has complexities, such as predicting and monitoring behavior despite the many benefits. The first part of this paper deals with the prediction of SA behavior through mathematical models such as Ogden and Darijani, and its comparison with the results of experiments. At first, by examining different geometric models, the cubic structure was selected as the optimal structure in the investigated models. This geometrical structure at the same pressure showed the most significant bending in the simulation. The simulation results were then compared with experimental, and the final gripper model was designed and manufactured using a 3D printer with silicone rubber as for the polymer part. This geometrical structure is capable of bending up to a 90-degree angle at 70 kPa in less than 2 seconds. The second section is dedicated to monitoring the bending behavior created by the strain sensors with different sensitivity and stretchability. In the fabrication of the sensors, silicon is used as a soft material with hyperelastic behavior and carbon fiber as a conductive material in the soft material substrate. The SA designed in this paper is capable of deforming up to 1000 cycles without changing its characteristics and capable of moving objects weigh up to 1200 g. This SA has the capability of being used in soft robots and artificial hand making for high-speed objects harvesting.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권3호
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• pp.1115-1125
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• 2022

Nuclear power plant (NPP) is currently considered as one of the most reliable power sources. However, 182 of them are considered decommissioned and inactive including the one in Bataan, Philippines. The aim of this study was to investigate the acceptance of the reopening of Bataan Nuclear Power Plant (BNPP) by integrating the Theory of Planned Behavior and Protection Motivation Theory. A total of 815 Filipinos answered an online questionnaire which consisted of 37 questions. The Structural Equation Modeling (SEM) indicated that knowledge towards nuclear power plants was the key factor in determining people's acceptance towards NPP reopening. In addition, knowing the benefits would lead to positive perceived behavioral control (PBC) and attitude towards intention. Results showed that PBC and attitude are mediators towards the acceptance of people regarding the reopening of BNPP. If an individual's knowledge gravitates towards the perceived risk, then this can lead to the negative acceptance of the NPP reopening. On the other hand, if an individual's knowledge gravitates towards the perceived benefits, then this will lead to positive acceptance. This study is the first study that explored the acceptance of the reopening BNPP. Finally, the study's model construct would also be very beneficial for researchers, government, and even private sectors worldwide.

• 지능정보연구
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• 제24권3호
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• pp.177-198
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• 2018

최근 경제재로서 수자원(Water Resources)의 속성이 공공재 성격을 동시에 띠면서 수자원기술의 측정과 성과 관리 체계를 확보하고 활용해야 할 필요성이 제기되고 있다. 그 동안 수자원기술의 평가는 대부분 순현재가치(NPV)나 비용편익효과(B/C)를 바탕으로 경제성 평가(Feasibility Study) 혹은 기술(환경)영향평가(Technology Assessment)로 수행되어 왔으며, 연구성과의 확산과 피드백을 받을 수 있는 기술 기반 사업의 경제적 가치를 객관적으로 평가하는 모델은 체계화되지 않았다. 그리하여, 본 연구에서는 K-water(한국수자원공사)가 담당하고 있는 수자원분야의 기술적 특성에 적합한 기술평가 체계를 구축할 필요성을 느끼고, 공익형 수자원기술에 대한 기술가치평가 모델을 개발하여 사례를 실증하고자 한다. 본 연구에 적용된 K-water 평가대상기술은 공공재로서, 사회전반에 기여한 가치 및 성과를 측정하고 관리할 수 있는 도구로 활용 가능하다. 예를 들면, 사회전반에 기여한 가치를 산출하여, 편익의 파급효과에 대한 성과 홍보자료, 혹은 비용 투입 당위성에 대한 근거자료로 활용할 수 있고, 공공기술의 특성상 대규모 연구개발 투입 비용에 대한 정당성을 확보할 수 있다. 따라서, 공공재를 다루는 한국의 대표적 공기업인 K-water가 사업 운영상의 전략을 수립하고 투입개발 비용에 대한 성과산출 근거 기반을 구축할 수 있을 것으로 판단된다. 본 고에서는 K-water가 담당하고 있는 수자원분야의 기술적 특성에 적합한 기술평가 체계를 기반으로, 공익형 수자원기술에 대한 기술가치평가 모델을 개발하여 사례를 실증하였다. 특히, 일본 산업기술종합연구소(AIST)의 평가방법론을 활용하여 연관 편익항목을 기준으로 비용계정에 매칭시킨 후, 기존의 비용-편익 접근법과 FCF(Free Cash Flow)법의 평가체계를 활용하는 'K-water 고유모델'을 제시하였으며 이를 통해 K-water 연구성과 관리체계 상의 파이프라인을 구축하는 동시에 "해수담수화" 관련 기술에 대한 검증을 수행하였다. 수자원 분야 기술의 특성을 반영한 웹기반 가치평가시스템의 설계 구성로직과 평가프로세스를 분석하며, 기술통합관리시스템 상의 공익형 및 수익형 기술가치를 산출하기 위한 각 모델별 참조정보 및 DB 연계로직도 살펴본다. 종래의 타 분야 기술가치평가 시스템이 지닌 재무적 데이터 기반의 사업가치 산출로직에 수자원 특성이 반영된 정성평가지표의 정량화 지수를 함께 반영한 하이브리드형 평가모듈과 실제 웹기반 평가의 UI 구성화면을 검토한다. K-water의 가치평가 모형은 공익형과 수익형 수자원 기술을 구분하여 평가하게 되는데, 먼저 수익형 기술가치평가는 "기술의 경제성"이라고 하는 특성상 외부 산업유형의 수익(Profit)특성을 반영하여 화면을 설계 가능하다. 예를 들어 K-water 기술인벤토리 수도부문 기술은 수처리 멤브레인과 같이 수익 지향 기술이 다수 분포된다. 반면에, 공익형 기술가치평가는 공공의 편익(Benefit)과 비용(Cost)특성을 반영하여 화면을 설계하게 되는데, 댐과 같이 편익을 지향하는 기술을 평가하는데 활용된다. 또한 본 고에서 제시된 비용-편익 기반의 공익형 기술가치평가 모형(K-water 고유 평가모델)에 대한 적정성 검토를 위해 사회적 수명(20년)을 지닌 수자원 기술의 편익흐름 추정으로부터 실제 사례에 적용해 보았으며, 향후에는 다양한 사업환경 특성을 반영한 비즈니스 모델별 평가모형 검증을 추가적으로 수행하고자 한다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제15권3호
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• pp.251-272
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• 2005

수학 수업에서 핵심적인 역할을 하는 과제의 인지적 수준은 교수${\cdot}$학습 과정 동안 다양하게 변할 수 있다. 이에 본 연구는 4개의 6학년 수학교실에서 '비와 비율' 단원에 제시된 주요 과제들을 대상으로 우리나라 수학교실에서 나타나는 과제 설정과 실행 패턴은 어떠한지, 그리고 그 패턴에 영향을 미치는 교실 요인은 무엇인지 면밀하게 살펴보았다. 분석 결과 초기의 높은 수준의 인지적 과제가 수업 내내 전반적으로 유지되는 경우도 있었으나, 여러 가지 요인에 의해서 의미와 연계되지 않은 절차, 비체계적인 탐구, 불충분한 탐구로 쇠퇴하는 경우도 있었다. 이에 본 연구는 수학 시간에 교사가 특히 주의해야 할 요인을 밝히고, 전반적으로 정적인 의미의 분석보다는 수학적 과제의 인지적 수준이 변화하는 과정에 대한 이해 및 분석의 중요성을 강조한다.

• 펄프종이기술
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• 제33권1호
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• pp.73-79
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• 2001

Stricter environmental demands have increased the need to replace conventional C/D bleaching sequence by chlorine-free sequence. Permanganate is well known as a powerful oxidant and have been used industrially in variable fields. However, it has considered to be difficult to use permanganate as a bleaching reagent because of its strong oxidative effect decreasing the viscosity of pulps extremely. We have tried to use permanganate as a bleaching reagent for KP under the mild condition and it was clear that pernanganate oxidized lignin remained in pulps selectively and increased pulp brightness decreasing K number of pulps with small degradation of cellulose. We have employed the neutral condition in the permanganate bleaching process in this study. In this case, permanganate was converted to manganese dioxide after bleaching reaction. The manganese dioxide is remained in the treated pulp fibers because of its insolublity in water. So it was required to reduction the manganese oxide to manganese ion by using reductants with acid. In this paper, we proposed to use oxalic acid as a reducing reagent converting manganese oxide to manganese ion after bleaching reaction. Oxalic acid plays the role as a reductant and a acid, so post-treatment after bleaching became to be easy by using oxalic acid. On the study using lignin model compounds, it was clear that permaganate react with phenols firstly, after that oxalic acid reduce the manganese oxide to manganese ion in the mixture of permanganate, phenols and oxalic acid. Several lignin model compounds ($\textit{p}$-hydroxybenzaldehyde, vanillin, syringaldehyde, veratraldehyde) are selected to elucidate the effect of substituents on reaction rate and its mechanism with permanganate including oxalic acid in this study. Except for veratraldehyde, the rate of oxidative degradation of phenolic compounds by permanganate with oxalic acid are higher than neutral condition. Especially, the degradation rate of $\textit{p}$-hydroxybenzaldehyde are strongly dependent on pH of reaction mixture. On the other hand, the degradation rate of veratraldehyde are decreased with decreasing pH and main degradation product is veratric acid. This result indicate that pH of bleaching liquor should be kept over 2 to degrade of non-phenolic lignin in the pulps effectively in permanganate bleaching.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.216-227
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• 2004

A new cavitating model by using bubble size distribution based on bubbles-mass has been proposed. Both liquid and vapor phases are treated with Eulerian framework as a mixture containing minute cavitating bubbles. In addition vapor phase consists of various sizes of vapor bubbles, which are distributed to classes based on their mass. The bubble number-density for each class was solved by considering the change of the bubble-mass due to phase change as well as generation of new bubbles due to heterogeneous nucleation. In this method, the bubble-mass is treated as an independent variable, and the other dependent variables are solved in spatial coordinates and bubble-mass coordinate. Firstly, we employed this method to calculate bubble nucleation and growth in stationary super-heated liquid nitrogen, and bubble collapse in stationary sub-cooled one. In the case of bubble growth in super-heated liquid, bubble number-density of the smallest class based on its mass is increased due to the nucleation. These new bubbles grow with time, and the bubbles shift to larger class. Therefore void fraction of each class is increased due to the growth in the whole class. On the other hand, in the case of bubble collapse in sub-cooled liquid, the existing bubbles are contracted, and then they shift to smaller class. It finally becomes extinct at the smallest one. Secondly, the present method is applied to a cavitating flow around NACA00l5 foil. Liquid nitrogen and liquid oxygen are employed as working fluids. Cavitation number, $\sigma$, is fixed at 0.15, inlet velocities are changed at 5, 10, 20 and 50m/s. Inlet temperatures are 90K in case of liquid nitrogen, and 90K and 1l0K in case of liquid oxygen. 110K of oxygen is corresponding to the 90K of nitrogen because of the same relative temperature to the critical one, $T_{r}$=$T/T_c^{+}$. Cavitating flow around the NACA0015 foils was properly analyzed by using bubble size distribution. Finally, the method is applied to a cavitating flow in an inducer of the LE-7A hydrogen turbo-pump. This inducer has 3 spiral foils. However, for simplicity, 2D calculation was carried out in an unrolled channel at 0.9R cross-section. The channel moves against the fluid at a peripheral velocity corresponding to the inducer revolutions. Total inlet pressure, $Pt_{in}$, is set at l00KPa, because cavitation is not generated at a design point, $Pt_{in}$=260KPa. The bubbles occur upstream of the foils and collapse between them. Cavitating flow in the inducer was successfully predicted by using the bubble size distribution.