• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.274-282
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• 2019

최근 빅데이터 과학은 사회현상 모델링을 통한 예측은 물론 강화학습과 결합하여 산업분야 자동제어까지 응용범위가 확대되고 있다. 이러한 추세 가운데 이미지 영상 데이터 활용연구는 화학, 제조, 농업, 바이오산업 등 다양한 산업분야에서 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 신경망 기술을 활용하여 영상 데이터의 시맨틱 분할 성능을 개선하고자, U-Net의 계산효율성을 개선한 DeepU-Net 신경망에 AutoML 강화학습 알고리즘을 구현한 NASNet을 결합하였다. BRATS2015 MRI 데이터을 활용해 성능 검증을 수행하였다. 학습을 수행한 결과 DeepU-Net은 U-Net 신경망 구조보다 계산속도 향상 뿐 아니라 예측 정확도도 동등 이상의 성능이 있음을 확인하였다. 또한 이미지 시맨틱 분할 성능을 개선하기 위해서는 일반적으로 적용하는 드롭아웃 층을 빼고, DeepU-Net에 강화학습을 통해 구한 커널과 필터 수를 신경망의 하이퍼 파라미터로 선정했을 때 DeepU-Net보다 학습정확도는 0.5%, 검증정확도는 0.3% 시맨틱 분할 성능을 개선할 수 있었다. 향후 본 논문에서 시도한 자동화된 신경망을 활용해 MRI 뇌 영상진단은 물론, 열화상 카메라를 통한 이상진단, 비파괴 검사 진단, 화학물질 누출감시, CCTV를 통한 산불감시 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권4호
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• pp.289-297
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• 2019

현재 건축물에 사용되는 접착제는 주로 유기질 재료인 에폭시 수지 접착제가 사용되고 있다. 유기질 재료인 에폭시 수지 접착제는 유기성 물질로 접착제 생산 시 유해물질이 발생하며, 시공 후에도 유해물질이 실내거주공간에서 높게 나타난다. 또한 건축물 화재 시 유기 재료에서 발생되는 다량의 일산화탄소가 인명피해로 이어진다. 본 연구는 순수무기계 재료인 산화마그네시아, 인산염, 붕사를 사용한 무기 접착재에 대해 기존 유기 접착제를 대체 할 무기 접착재로의 활용가능성을 평가한 연구이다. 적정 인산염 선정에 관한 실험과 지연제로서 활용한 붕사의 첨가율에 대한 특성을 실험한 결과 적정 인산염으로 제1인산칼륨이 도출되었으며, 붕사 첨가율에 따른 특성을 측정한 결과 KS F 4923의 품질기준과 비교하여 경화수축률과 가열변화율은 품질기준을 만족하였으며, 인장강도는 붕사 첨가율 4% 이상에서 만족하는 결과가 나왔지만 접착강도의 경우 품질 기준을 충족하지 못하였다. 향후 접착강도 증진을 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.619-625
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• 2019

저심도 터널에서는 온도차에 의한 부력을 이용한 자연배기시스템이 많이 사용되고 있지만 이는 연기배출을 인위적으로 조절할 수 없다. 그러므로 자연배기시스템에서는 수직환기구에서 연기 배출량이 설계된 연기 배출량보다 적어지는 Plug-holing 현상을 고려한 설계가 필수적이다. Plug-holing 현상은 터널과 수직환기구의 형상 위치, 화원의 위치와 발열량 등에 영향을 받는다. 본 연구에서는 터널과 자연 환기구의 단면적 비와 화원의 열방출률이 자연배기시스템에서 발생하는 Plug-holing 현상에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 분석하였다. 1/20 크기로 축소시킨 실험모델에서 터널과 수직환기구의 종횡비는 고정시키고 터널과 수직환기구의 단면적 비를 달리하여 Plug-holing 현상에 미치는 영향을 확인하였다. 화원의 열방출율은 0.55 kW, 0.98 kW, 1.67 kW로 고정시켰다. 실험결과, 연기 경계층온도와 수직환기구 내의 온도와의 비교를 통한 Plug-holing 발생을 판단하였고, 터널과 수직환기구의 단면적 비가 증가함에 따라서 수직환기구 하부의 유동과 온도분포 특성이 변함을 확인하였다. 터널 화재 시 Plug-holing 현상은 터널과 수직환기구의 단면적 비에 영향을 받으며 단면적 비가 클수록 Plug-holing 발생 가능성이 증가하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.450-457
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• 2018

연구목적: 2016년 9월 경주 이후 구조물 및 비구조물의 지진 안전성 및 내진성능에 관한 문제가 이슈화 되고 있으며, 특히 배관 시스템의 경우 구조요소 보다 지진 발생시 내진성능에 있어서 취약하다고 볼 수 있다. 스프링클러 배관 시스템과 같은 비구조적 구성요소의 손상으로 인해 지진 발생 및 이후에 상당한 경제적 손실이나 생명 손실을 초래 할 수 있다. 연구방법: 본 연구는 Triple Friction Pendulum Bearings (TPBs)을 설치한 건물 배관 시스템을 이용한 소방 배관 시스템의 내진성능평가를 제시한다. Kobe, Kocaeli, GyeongJu 지진을 고려하여 지반 운동의 불확실성을 고려하였다. 연구결과: 빌딩 시스템과 파이핑 시스템의 첫 번째 모드는 각각 약 5.8Hz와 약 2.742Hz로 나타났으며, 또한 TPBs 시스템이 적용된 배관 시스템의 최대 변위는 Kobe, Kocaeli 및 GyeongJu 지진의 경우 각각 49%, 14.4%, 21.5%가 감소한 것으로 나타났다. 결론: 따라서 건물 배관 시스템에서 지진 격리 시스템을 사용하면 지진이 심할 때 TPB가 없는 일반적으로 설치된 걸물 배관 시스템보다 지진 위험을 줄일 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.623-631
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• 2021

국내외 해상 위험·유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances) 물동량 증가와 함께 HNS 유출 사고가 빈번히 발생하고 있다. HNS는 전 세계적으로 약 6,000여 종으로 대부분 유독한 성질을 가지므로 이러한 유출 사고 발생은 해양 생태계 파괴를 비롯하여 폭발 및 화재 등으로 인한 인명 및 재산피해를 유발한다. 따라서 해상 HNS 유출 사고를 대비하여 파장에 따른 HNS 분광 라이브러리 구축 및 탐지 알고리즘을 개발해야 한다. 본 연구에서는 프랑스 현지에서 지상 HNS 유출 실험을 진행하였다. 초분광센서 관측을 통해 파장에 따른 톨루엔 라이브러리 스펙트럼을 구축하였으며, 분광혼합 알고리즘을 활용하여 초분광 HNS를 탐지하였다. 전처리 과정으로 주성분 분석을 적용하여 노이즈 제거 및 차원 압축을 수행하였으며, N-FINDR 기법을 통해 영상을 대표하는 톨루엔과 해수의 엔드멤버 스펙트럼을 추출하였다. 스펙트럼 기반의 톨루엔 및 해수의 점유비율을 계산함으로써 모든 픽셀의 HNS 탐지 정확도를 확률로 제시하였다. 최대 탐지 정확도를 가지는 점유비율 선정을 위해 418.15 nm 파장의 복사도 영상과 비교하였으며, 그 결과 약 42%의 비율에서 99% 이상의 정확도를 나타내었다. 해상 HNS 유출은 높은 위험성으로 인해 사람이 쉽게 접근할 수 없는 한계를 지닌다. 본 HNS 실험과정 및 탐지 결과는 초분광 원격탐사에 기반한 HNS 오염 해역 추정에 도움이 될 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권4호
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• pp.287-295
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• 2022

저고도 궤적의 장사정포 위협이 대두됨에 따라 이를 방어할 요격 시스템의 개발이 시작될 예정이다. 이러한 장사정포의 공격을 방어하는 문제는 전형적인 동적 무기 표적 할당 문제다. 동적 무기 표적 할당 문제에서는 한 시점에서의 의사결정 결과가 이후 시점의 의사결정 과정에 영향을 주며, 이는 마코브 의사결정 모형의 특징이기도 하다. 장사정포의 공격을 방어하기 위한 의사결정 과정에 허용되는 시간은 공격자와 방어자의 거리를 고려할 때 저고도 궤적의 동시 다발성 발사체에 대한 대응은 수 초 이내에 결정되어야 하나, 짧은 시간 내에 마코브 의사결정 과정으로 최적해를 구하는 것은 불가능하다. 본 논문에서는 장사정포 공격을 방어하는 동적 무기 표적 할당 문제를 마코브 의사결정 문제로 나타내고, 3가지 시나리오를 작성한 후 근사적 동적계획 방법을 적용하여 요격이 가능 시간 안에 해의 도출이 가능한지를 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 도출된 해의 품질을 검증하기 위하여 각 시나리오에 대하여 근사적 동적계획을 적용한 결과와 Shoot-Shoot-Look 방법을 적용한 결과를 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 장사정포의 방어 시나리오에 대하여 근사적 동적계획의 결과가 Shoot-Shoot-Look 방법을 이용한 결과보다 우수함을 보였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권4호
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• pp.337-348
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• 2007

아산만에서 장마기 전 후 수온, 염분, 영양염, chlorophyll ${\alpha}$ 농도와 중형동물플랑크톤 등에 대해 분포의 특성과 이들 간의 관계를 파악해 보았다. 장마기에 담수 유입에 의한 환경 변화는 동물플랑크톤과 식물플랑크톤(chlorophyll ${\alpha}$) 분포에 직접적인 영향을 주었다. 장마기에 유입된 담수로 인해 영양염 농도는 높아졌고 동물플랑크톤 개체수는 크게 감소하였다. 반면, 식물플랑크톤(chlorophyll ${\alpha}$)은 장마기 종료 시점에 생체량이 증가하였다. 이는 방조제로부터 유출수 증가에 따른 동물플랑크톤 감소와 영양염 유입의 증가가 나타난 후 식물플랑크톤의 생체량이 증가하는 생물학적 과정이 연결되어 나타난 것으로 판단된다. 동물플랑크톤의 분포는 수온 변화에 따라 종별로 다른 양상을 보여 봄철 우점종과 여름철 우점종으로 구분 지을 수 있게 하였다. 이는 수온이 역시 중요한 분포요인이 됨을 보여준다. 그러나 장마로 인한 염분 변화는 전체 동물플랑크톤의 분포에 큰 영향을 주었으며 특히, Noctiluca scintillans, Acartia pacifica, Sagitta crassa에게는 수온보다 장마로 인한 염분 변화가 더 크게 작용한 것으로 판단되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.314-321
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• 2024

최근 천연골재의 고갈로 순환골재의 재활용 확대가 절실한 상황에 도달하였다. 순환골재 생산 공정에서 발생된 미세균열 및 표면에 부착된 시멘트 페이스트는 순환골재 재활용의 가장 큰 걸림돌로 작용해 왔는데, 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 순환골재의 pH 저감에 효과적으로 알려진 일인산 암모늄 수용액을 활용하였다. 다양한 농도의 일인산 암모늄 수용액을 활용하여 순환잔골재의 분사 및 침지처리를 실시하였고, 처리 전 후의 물성 변화를 관찰하였으며, 최종적으로 모르타르 시험체를 제작하여 압축강도를 평가하였다. 실험 결과에 따르면, 일인산 암모늄 수용액 분사 및 침지처리를 하는 경우 순환잔골재의 흡수율은 증가하고 pH는 감소하였다. 내부의 공극 및 균열에 존재하는 수산화칼슘 및 에트링가이트는 용출되었으며, 수산화인회석의 생성으로 인해 진밀도가 상승하였다. 흡수율의 증가에도 불구하고, 모르타르 시편의 압축강도 또한 증가하였는데, 이는 분사 및 침지처리과정에서 용출된 수산화칼슘 및 에트링가이트의 제거와 순환잔골재 표면에 존재하는 미세분말의 세척으로 인한 부착강도의 증가가 주요한 원인으로 파악되었다. 일인산 암모늄 수용액의 농도가 과다한 경우(침지: 15 % 이상, 분사 20 % 이상), 모르타르의 압축강도는 저하하는 현상을 보였는데, 이는 수화생성물의 과도한 용출에 의해 증가한 흡수율과 관련된 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제25권5호
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• pp.481-486
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• 2014

이 연구에서는 피페라지노메틸-비스-포스폰산, 메틸피페라지노메틸-비스-포스폰산, N,N-디메틸렌디아미노메틸-비스-포스폰산으로 처리된 중밀도섬유판의 연소성을 시험하였다. 15 wt%의 알킬렌디아미노알킬-비스-포스폰산 수용액으로 중밀도섬유판에 3회 붓칠하여 실온에서 건조시킨 후, 콘칼로리미터(ISO 5660-1)를 이용하여 연소 특성을 고찰하였다. 그 결과, 알킬렌디아미노알킬-비스-포스폰산으로 처리한 시험편이 무처리 시험편과 비교하여 연소 억제성을 향상시켰다. 특히 알킬렌디아미노알킬-비스-포스폰산으로 처리한 시험편은 연소속도 감소에 의하여 무처리 시험편과 비교하여 각각 지연된 착화시간(148 s~116 s), 긴 불꽃소멸시간(633 s~ 529 s), 그리고 낮은 총열방출률($61.1MJ/m^2{\sim}67.0MJ/m^2$)을 나타내었다. 따라서 알킬렌디아미노알킬-비스-포스폰산으로 처리한 시험편은 중밀도섬유판 시험편에 비하여 낮은 연소성질을 나타내었다. 그러나 피페라지노메틸-비스-포스폰산으로 처리한 시험편은 무처리 시험편과 비교하여 높은 최대열방출률($75.7kW/m^2$)을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.63-70
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• 2010

석유화학공업에서 발생한 2종류의 금속산화물계열 폐 촉매(Ni-Mo, Co-Mo)를 휘발성유기화합물(VOCs) 제거를 위한 촉매 연소 공정에 재이용하였다. 특히 폐 촉매의 재생방법에 따른 VOCs 제거효과를 검토하여 최적의 재생 조건을 살펴보았다. 폐 촉매는 1) 산 수용액, 2) 알칼리 수용액, 3) 세정액 및 4) 스팀(steam) 등을 이용하여 재생 처리하였고, 재생 처리 전-후의 이들 촉매의 물리화학적 특성 변화는 질소흡착등온선, X-선 회절분석기(XRD) 및 에너지분산 X-선 분광기(EDS)를 갖춘 주사현미경(SEM)으로 조사하였다. Benzene 산화반응 실험 결과 폐 촉매는 VOCs 연소 촉매로 재이용 가능성이 높았다. 그리고 이들 폐 촉매의 활성은 전처리 조건에 따라 다르게 나타났으나, 두 폐 촉매 모두 0.1 N $C_2H_2O_4$ 용액으로 처리할 때 활성이 가장 좋았다. 또한 최적 조건(0.1 N $C_2H_2O_4$)에서 처리한 촉매는 다른 방향족 화합물(Toluene/Xylene) 처리에도 충분히 적용할 수 있었다.