• 대기
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• 제33권2호
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• pp.223-246
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• 2023

이 연구에서는 우리나라에 큰 피해를 끼치는 대표적인 위험기상 현상으로서 태풍, 집중호우, 가뭄, 한파, 강설, 그리고 강풍에 대한 지난 연구 논문을 정리하였다. 기상현상의 특징이나 국내 및 국외 연구 여건, 그리고 정리한 연구자의 관점이 다르기 때문에 일관된 형태로 과거의 연구 내용을 살펴보지는 못했다. 어떤 위험기상 현상에 대해서는 국내에 출판된 논문을 위주로 살펴봤고, 다른 현상에 대해서는 국내, 외 저널에 출판된 논문을 망라하였다. 태풍 연구 부분에서는 관측, 단기와 장기 예측 그리고 태풍 역학의 이해, 그리고 기후적 분석으로 나누어서 과거 연구의 활동을 살펴봤다. 집중호우 연구부분에서는 우리나라에서 발생하는 집중호우의 대표적인 형태인 고립된 뇌우형, 대류 밴드형, 스콜라인형, 그리고 구름성단형의 중규모 대류계 패턴 연구를 정리하였다. 중규모 특징을 분석하기 위해서 여러 수치모델 결과를 소개했으며, 우리나라와 다른 나라의 집중호우 형태도 비교했다. 끝으로 집중호우 현상의 장기변화에 대한 연구 결과를 소개했다. 가뭄 연구 부분에서는 가뭄의 생성, 발달, 소멸에 대한 변동, 가뭄의 세기와 기간을 객관적으로 결정할 수 있는 가뭄지수의 정의와 메커니즘 연구, 그리고 최근에 진행되고 있는 새로운 연구 트렌드를 소개하였다. 폭염 연구 분야에서는 한반도에 나타나는 폭염의 특징과 메커니즘을 조사했다. 일반적으로 폭염은 강한 상층 기압능의 확장과 블로킹이 작용해서 발생하는데, 우리나라의 경우에는 여러 연구에서 공통적으로 티베트 상층 고기압과 북태평양 고기압의 배치와 강도에 큰 역할을 하고 있음을 밝혔다. 폭염 예측과 미래 시나리오 개발에 관한 내용뿐 아니라 폭염의 영향과 피해를 예측하려는 여러 노력에 대한 연구결과를 소개했다. 한파 연구 부분에서는 우리나라에 영향을 끼치는 한파의 발생을 규명하고, 연관된 다양한 시간과 공간 규모의 기상 인자를 찾기 위한 여러 연구자의 노력을 정리하였다. 또한, 최근에 활발하게 진행되고 있는 연구 트렌드로서 북극 한파의 발생과 기후변화에 따른 한파의 변화 등의 연구도 정리하였다. 강설 연구 부분에서는 국내, 외 강설 연구 현황을 살펴서, 국내에서는 주로 영동지역에 내리는 강설에 관한 종관 분석과 지형분석 연구를, 국외에서는 호수(바다 포함)효과 연구가 광범위하게 이루어지고 있음을 알았다. 특히, 국내에서는 강설 특징을 밝히는 수치모델링 연구가 활발하게 이루어졌다. 이들 연구 결과를 증명하기 위한 집중관측의 필요성을 강조하였다. 강풍 연구부분에서는 먼저 우리나라 강풍 연구의 현황을 소개했다. 2000년 이후 전국적으로 바람의 관측자료가 확보되기 전까지는 바람이 강한 제주도와 영동지역을 중심으로 많은 연구가 이루어졌다. 특히, 산불 발생과 밀접하게 연관되어 있는 영동지역의 양간지풍에 관한 연구를 소개했다. 최근 들어 활발하게 진행되고 있는 최신 관측장비를 이용한 집중관측 연구 결과도 소개했다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.8-16
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• 2013

현재 전 세계적으로 석탄, 석유 등 화석연료의 사용으로 지구 온난화가 진행되고 있으며, IPCC는 지난 100년간(1906~2005년) 지구 지표기온이 $0.74^{\circ}C{\pm}0.18^{\circ}C$ 상승하였고 최근 50년간의 온난화 증가 추세($0.13^{\circ}C{\pm}0.03^{\circ}C$/10년)를 살펴보면 과거 100년간의 변화($0.07^{\circ}C{\pm}0.02^{\circ}C$/10년)에 비해 거의 2배가 증가 하였다고 발표하였다. 이러한 원인으로 폭염, 폭설, 폭우 및 슈퍼태풍 등과 같은 이상기후, 극한기후 현상이 지속적으로 증가 되고 있다. 또한 이로 인하여 사회기반시설의 파괴 및 손상, 인명피해가 급증하고 있으며 콘크리트 구조물의 경우 장기간 지속되는 극심한 기후변화에 따라 급속도로 노화되고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 기후변화에 적합한 기준 및 시공 기술 등이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 해결하고자, 콘크리트 양생에 영향을 미치는 온도, 습도, 일조량, 풍량 등 다양한 기후인자 요소 중 주요 요인인 온도와 습도를 다양한 케이스별로 실험을 실시하였으며, 각 케이스 별로 압축강도(3, 7, 28일), 할렬인장강도(3, 7, 28일)실험을 하였다. 그리고 실험 데이터를 바탕으로 콘크리트 시편의 성능을 평가하고 만족도 곡선을 작성하며, 이를 성능중심형설계방법(PBDM : Performance Based Design Method)에 적용하였다. PBD란 과거의 실험 해석과 현재의 실험 해석등의 여러 결과들을 합하여, 구조물에서 요구되는 재료 성능을 만족시키는 성능 기반형 설계법 으로써, 최근 전세계적으로 연구가 활발히 진행 중이다. 그리고 PBD의 최종 목적은 사용기간 중 구조물이 충분한 성능을 갖출 수 있도록 시공, 설계하는 것이며 이를 사용 할 경우 문제 해결에 있어서 다양한 방법을 제시 할 수 있고, 경제성과 기능성 면에서도 최대한의 효과를 이끌어 낼 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권5호
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• pp.345-352
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• 2016

높은 고도에서 운행되는 항공기는 -$50^{\circ}C$이하의 극저온 피로환경에 노출된다. 이때 반복하중을 통해 발생되는 크랙과 같은 미세결함은 항공기 구조물의 물성변화를 야기하고 구조물 파단과 같은 심각한 구조적 결함을 야기한다. 따라서 효율적인 구조물의 유지보수 및 수명 예측을 위해 구조물의 지속적인 상태진단이 필요하다. 본 연구에서는 실제 항공기 운행조건과 유사한 극저온 피로환경에서 항공기 날개의 구조 건전성 모니터링을 수행하였다. 초기 결함 탐지를 위해 사각배열 압전구동기 및 센서를 구조물 하단에 부착한 뒤, 유도초음파 기반 능동센싱 기법을 통해 손상에 의한 산란 및 반사파를 측정하였다. 이후 통계학적 모델 분석과 위상배열기법을 통해 손상 발생 시점을 파악 및 손상 위치 탐지를 실시하였다. 또한, 극저온 환경에서의 센서의 생존성 파악과 구조 건전성 모니터링 결과의 신뢰성 향상을 위해 센서자가진단을 실시하였다. 실험 결과, 제안된 기법을 통해 극한환경에서 운행되는 구조물의 초기 손상 탐지 및 손상 위치 탐지가 높은 정확도로 가능함을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.135-135
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• 2015

Tubes are of extreme importance in industries as for fluid channels or wave guides. Furthermore, some weapon systems such as cannons use the tubes as gun barrels. To increase the service life of such tubes, a protective coating must be applied to the tubes' inner surface. However, the coating methods applicable to the inner surface of the tubes are very limited due to the geometrical restriction. A small-diameter cylindrical magnetron sputtering gun can be used to deposit coating layers on the inner surface of the large-bore tubes. However, for small-bore tubes with the inner diameter of one inch (~25 mm), the magnetron sputtering method can hardly be accommodated due to the space limitation for permanent magnet assembly. In this study, a new approach to coat the inner surface of small-bore tubes with the inside diameter of one inch was developed. Instead of using permanent magnets for magnetron operation, an external electro-magnet assembly was adopted around the tube to confine the plasma and to sustain the discharge. The electro-magnet was operated in pulse mode to provide the strong axial magnetic field for the magnetron operation, which was synchronized with the negative high-voltage pulse applied to the water-cooled coaxial sputtering target installed inside the tube. By moving the electro-magnet assembly along the tube's axial direction, the inner surface of the tube could be uniformly coated. The inner-surface coating system in this study used the tube itself as the vacuum chamber. The SS-304 tube's inner diameter was 22 mm and the length was ~1 m. A water-cooled Cu tube (sputtering target) of the outer diameter of 12 mm was installed inside of the SS tube (substrate) at the axial position. The 50 mm-long electro-magnet assembly was fed by a current pulse of 250 A at the frequency and pulse width of 100 Hz and 100 usec, respectively. The calculated axial magnetic field strength at the center was ~0.6 Tesla. The central Cu tube was synchronously driven by a HiPIMS power supply at the same frequency of 100 Hz as the electro-magnet and the applied pulse voltage was -1200 V with a pulse width of 500 usec. At 150 mTorr of Ar pressure, the Cu deposition rate of ~10 nm/min could be obtained. In this talk, a new method to sputter coat the inner surface of small-bore tubes would be presented and discussed, which might have broad industrial and military application areas.

• 한국지리정보학회지
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• 제11권4호
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• pp.32-40
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• 2008

온난화는 오늘날 발생하는 다양한 기상재해와 이변의 원인으로 전 세계적으로 중요한 문제점 중에 하나이다. 눈과 빙하는 지구온난화의 영향을 가장 쉽게 보여주는 예이며, 이것들은 높은 반사도 특성으로 지구 냉각에 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)센서의 자료를 이용하여 히말라야 산맥내의 만년설 모니터링을 수행하였다. 만년설 감시를 위해서 NDSI(Normalized Differenced Snow Index)를 사용하였으며, NDSI는 위성 영상내에 눈을 감지하기 위해 가시와 단파적외 영역에서 눈의 반사도 특성 차이를 이용한 밴드비율이다. 본 연구에서는 2001년, 2003년, 2006년, 2007년의 9월부터 12월까지의 NDSI를 산출하여 만년설을 감시하였으며, 막연하게 알고 있던 고산지대 만년설에 대한 온난화의 영향을 정량적으로 검증하였다. 검증 결과 2007년이 비해 2001년에 잔설지역이 9월 $71,481km^2$, 10월 $92,760km^2$, 11월 $333,916km^2$ 각각 감소한 것으로 나타났다.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제46권1호
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• pp.19-27
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• 2013

Objectives: This study was conducted to investigate the relationship between heat-related illnesses developed in the summer of 2012 and temperature. Methods: The study analyzed data generated by a heat wave surveillance system operated by the Korea Centers for Disease Control and Prevention during the summer of 2012. The daily maximum temperature, average temperature, and maximum heat index were compared to identify the most suitable index for this study. A piecewise linear model was used to identify the threshold temperature and the relative risk (RR) above the threshold temperature according to patient characteristics and region. Results: The total number of patients during the 3 months was 975. Of the three temperature indicators, the daily maximum temperature showed the best goodness of fit with the model. The RR of the total patient incidence was 1.691 (1.641 to 1.743) per $1^{\circ}C$ after $31.2^{\circ}C$. The RR above the threshold temperature of women (1.822, 1.716 to 1.934) was greater than that of men (1.643, 1.587 to 1.701). The threshold temperature was the lowest in the age group of 20 to 64 ($30.4^{\circ}C$), and the RR was the highest in the ${\geq}65$ age group (1.863, 1.755 to 1.978). The threshold temperature of the provinces ($30.5^{\circ}C$) was lower than that of the metropolitan cities ($32.2^{\circ}C$). Metropolitan cities at higher latitudes had a greater RR than other cities at lower latitudes. Conclusions: The influences of temperature on heat-related illnesses vary according to gender, age, and region. A surveillance system and public health program should reflect these factors in their implementation.

• 한국측량학회지
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• 제38권4호
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• pp.295-304
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• 2020

IPCC는 기상이변의 예방 대책의 중요성을 권고하였으며 폭염은 주요 예방대책수립 주제 중 하나이다. 일반적으로 예방대책수립을 위한 기존 연구는 지형적 특성과 사회적 특성을 따로 구분하여 폭염취약지역을 도출하였으나 본 연구에서는 공간, 지형적 특성뿐만 아니라 사회적 특성을 함께 고려하여 폭염취약지역을 분석하고자 하였다. 에너지 사용량, 인구밀도, 정규식생지수, 수변이격거리, 태양복사량, 도로분포를 변수로 하여 점검하고, 여러 회귀모형 중 가장 적합한 모형인 Spatial Lag Model을 선택하여 사용가능한 변수를 추출하였다. 그리고 Fuzzy 이론에 기초하여 각 변수에 대한 폭염 취약정도를 분석하고, 6개의 변수를 중첩분석하여 최종적으로 폭염취약지역을 도출하였다. 연구 대상지는 폭염의 영향이 큰 대구광역시를 선정하였으며, 취약지역의 경우 기존 도심지이며 수변 및 식생에 영향을 적게 받은 대구 서구, 남구, 달서구에 주로 분포되어있음을 확인하였다. 이를 통해 대구광역시의 폭염 저감을 위한 정책적 지원에 있어 공간적, 사회적 특성을 모두 고려해야 함을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제26권1호
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• pp.46-62
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• 1989

최근 현대 선박해양연구소 구조연구실에서 4,800대 적재 자동차 전용운반선 2척에 대하여 울산 미국간 각각 왕복 1항차에 걸쳐 실선계측을 수행하였다. 계측의 주요 목적은 자동차 운반선의 부분 횡격벽의 횡강도 검토 및 항해중 파랑하중에 대한 선체 응답의 연구등이다. 계측된 data를 가지고 단기 응답해석(short-term analysis)을 하였는데 항해중 선체에 발생하는 응력의 진폭의 분포는 대체로 Rayleigh 분포를 잘따르고 있다. 그리고 횡격벽에서의 응력은 상갑판의 선측 방향 수평가속도와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 단기 응답해석에서 얻어진 결과를 가지고 선박 운항시 발생 가능한 최대 응답치를 얻기 위하여 장기 응답해석(long-term analysis)을 수행하였다. 해석결과중 본 계측 대상선의 Fr.132 부분 횡격벽의 응력집중 부분에서 10년 동안의 예측 최대응력은 약 $2,150kg/cm^2$이었고 이 부분에 대한 예측 피로수명은 약 200일 이었는데 이 값은 실제 본선이 처녀해항후 crack손상을 입은 기간과 잘 일치하고 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.77-84
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• 2022

해저 전력케이블은 수면 아래로 전력을 운송하는 송전케이블이다. 최근 해저케이블은 해상의 재생에너지인 풍력, 파력 및 조류시스템 등의 전력을 육지로 전송하며, 이 케이블이 위치하는 장소에 따라 해저에 매설하거나 해저면에 놓여진다. 전력케이블은 극한 환경에서 이용되어 왔기 때문에 가혹한 조건들과 온도 및 강한 조류를 견디도록 제작되나, 해저조건은 해상케이블에 대해 수 많은 종류의 심각한 손상을 만들기에 충분한 조건을 갖는다. 이러한 원인은 전력전송을 중단시키는 케이블 손상을 가져온다. 본 논문에서는 케이블에 대한 설계기준과 시공절차와 난제 그리고 케이블 전환 접속시스템에 대하여 연구한다. 설계된 해저케이블의 규격은 154kV 기존 케이블 1회선과 신규 케이블 2회선 등 3회선으로 구성되고, 선로당 100MVA 전력용량을 갖는다. 해저케이블 매설깊이를 결정하고 기존 및 신규 케이블을 함께 배치하는 방법을 연구하였다. 지중선로에 대한 해저케이블의 전력용량 허용값을 계산하였고 그 결과 케이블 선로당 100MW 이상의 전력용량을 갖는다는 것을 확인하였다.

• 한국광물학회지
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• 제30권2호
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• pp.59-70
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• 2017

$SiO_2$는 지각과 맨틀을 구성하는 풍부한 물질로 고압 상태의 $SiO_2$ 원자구조를 결정짓는 전자구조적 특성에 대한 상세한 이해는 지구 내부의 탄성과 열역학적 성질에 대한 통찰을 제공한다. $SiO_2$처럼 경원소(low-z)로 이루어진 지구 물질의 고압상 전자구조는 in situ 고압 XRS (x-ray Raman scattering) 실험을 통해 연구되어 왔다. 하지만 기존의 고압 실험 방법으로는 물질의 국소 원자구조와 XRS 스펙트럼 간 상관관계를 밝히는데 한계가 있다. 이를 극복하고 더 높은 압력에서 존재하는 $SiO_2$에 대한 XRS 정보를 얻기 위해 밀도 범함수 이론(density functional theory; DFT)에 기반을 둔 제1원리(ab initio) 계산법을 이용한 XRS 스펙트럼 계산 연구들이 진행되고 있다. 비탄성 X-선 산란에 의하여 원자핵 주변 1s 오비탈에 만들어지는 전자-정공(core-hole)은 경원소 물질의 국소 전자구조에 크게 영향을 미치기 때문에 O K-edge XRS 스펙트럼 형태를 계산할 때 중요하게 고려해야 한다. 본 연구에서는 온-퍼텐셜 선형보충파(full-potential linearized augmented plane wave; FP-LAPW) 방법론에 기반하는 WIEN2k 프로그램을 사용하여 ${\alpha}-quartz$, ${\alpha}-cristobalite$ 그리고 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$에 대한 O 원자 전자 오비탈의 부분 상태밀도(partial density of states; PDOS)와 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하였다. 또한, $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$의 O 원자 PDOS의 전자-정공 효과의 적용 여부에 따른 차이를 비교하여, 원자핵 부근 전자구조 변화에 따른 PDOS의 피크 세기와 위치 변화가 크게 나타났다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 각 $SiO_2$ 구조의 O K-edge XRS 스펙트럼이 각 $SiO_2$ 구조에서 계산된 O 원자의 $p^*$ 오비탈의 PDOS 결과와 매우 유사한 형태를 갖고 있음을 확인하였다. 이는 O K-edge XRS 스펙트럼이 갖는 대부분의 특징적인 피크들이 O 원자의 점유 1s 오비탈에서 $2p^*$ 오비탈로의 전자전이에 기인하기 때문이다. 본 연구의 결과는 $SiO_2$에 대한 정확한 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하는데 있어 전자-정공 효과를 고려해야 한다는 사실을 보여준다. 또한, 실험적으로는 재현이 어려운 고압 환경에 존재하는 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$ (~63 GPa)에 대한 O K-edge XRS 스펙트럼 계산을 통해, 제1원리 계산이 고압상 물질의 물성 연구에 이용될 수 있다는 사실을 보여준다.