• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.507-512
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• 2019

조도가 고령자의 인지력에 미치는 영향을 연구하기 위하여, 온도 $25^{\circ}C$, 상대습도 50RH% 및 기류속도 0.02m/sec의 측정실에서 조도를 100lux, 300lux, 600lux, 1000lux 및 1500lux로 변화시키면서 고령자의 뇌파, 집중력, 심박동변이 및 진동 이미지를 측정하였다. 활동이 활발한 남성 고령자 10명을 피험자로 선정하였다. 측정 조건은 의자에 착석하여 안정을 취하고 있는 1met의 활동량으로 하고, 착의량은 약 0.7clo로 통일하였다. 측정 결과 고령자가 1000lux에 있을 때 미드 베타파가 66.35%가 증가했고, 슬로우 알파파는 31.57%가 증가된 것으로 미루어 고령자에게 1000lux가 가장 쾌적한 조도라는 것을 알았다. 또한 집중력은 100lux에서 보다 1000lux에서 8.83%가 증가했고, 집중력의 패턴도 균일하게 유지되었다. SDNN은 100lux에서 보다 1000lux에서 74.94%가 증가하였다. 신경과민은 100lux에서 보다 1000lux에서 97.23%가 감소되었다. 이외에도 1000lux에서 HRT는 뚜렷하게 증가되었고, 공격성은 현저하게 감소되었다. 따라서 고령자가 1000lux에 있을 때 쾌적성, 집중력 및 심장 안정도 등이 가장 높아지는 것을 기반으로 향후 노인복지시설을 설계하는 경우에는 무엇보다도 조도를 가장 우선하여 설계를 해야만 고령자들의 안전과 자립도를 높일 수 있다고 판단된다.

• Wind and Structures
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• 제28권2호
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• pp.71-87
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• 2019

The yaw and interference effects of blades affect aerodynamic performance of large wind turbine system significantly, thus influencing wind-induced response and stability performance of the tower-blade system. In this study, the 5MW wind turbine which was developed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics (NUAA) was chosen as the research object. Large eddy simulation on flow field and aerodynamics of its wind turbine system with different yaw angles($0^{\circ}$, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$ and $45^{\circ}$) under the most unfavorable blade position was carried out. Results were compared with codes and measurement results at home and abroad, which verified validity of large eddy simulation. On this basis, effects of yaw angle on average wind pressure, fluctuating wind pressure, lift coefficient, resistance coefficient,streaming and wake characteristics on different interference zone of tower of wind turbine were analyzed. Next, the blade-cabin-tower-foundation integrated coupling model of the large wind turbine was constructed based on finite element method. Dynamic characteristics, wind-induced response and stability performance of the wind turbine structural system under different yaw angle were analyzed systematically. Research results demonstrate that with the increase of yaw angle, the maximum negative pressure and extreme negative pressure of the significant interference zone of the tower present a V-shaped variation trend, whereas the layer resistance coefficient increases gradually. By contrast, the maximum negative pressure, extreme negative pressure and layer resistance coefficient of the non-interference zone remain basically same. Effects of streaming and wake weaken gradually. When the yaw angle increases to $45^{\circ}$, aerodynamic force of the tower is close with that when there's no blade yaw and interference. As the height of significant interference zone increases, layer resistance coefficient decreases firstly and then increases under different yaw angles. Maximum means and mean square error (MSE) of radial displacement under different yaw angles all occur at circumferential $0^{\circ}$ and $180^{\circ}$ of the tower. The maximum bending moment at tower bottom is at circumferential $20^{\circ}$. When the yaw angle is $0^{\circ}$, the maximum downwind displacement responses of different blades are higher than 2.7 m. With the increase of yaw angle, MSEs of radial displacement at tower top, downwind displacement of blades, internal force at blade roots all decrease gradually, while the critical wind speed decreases firstly and then increases and finally decreases. The comprehensive analysis shows that the worst aerodynamic performance and wind-induced response of the wind turbine system are achieved when the yaw angle is $0^{\circ}$, whereas the worst stability performance and ultimate bearing capacity are achieved when the yaw angle is $45^{\circ}$.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.187-207
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• 2019

고성능 해양모델을 개발하기 위하여 적시 컴파일(Just-In-Time) 언어인 줄리아 언어를 사용하였고, 운동량 방정식의 해를 구하기 위해 연속완화법으로 푸아송 방정식을 푸는 코드를 작성하였다. 다음으로, 줄리아 계산 코드를 시험하기 위하여 두 가지의 모델을 구축하였다. 첫 번째로, 일정한 유량의 생성/소멸(source/sink) 조건을 시험하기 위해 단순한 수로 형태를 모델링하였고, 두 번째로, 조석 외력(tidal forcing) 및 전향력(Coriolis force), 난류확산계수로 인한 효과 등을 시험하기 위해 황해(Yellow Sea)를 단순화하여 모델링하였다. 모델은 두 가지 시나리오 안에서 총 8개의 실험안으로 테스트되었다. 테스트 결과, 시나리오 1에서 3가지 실험안의 수심 평균된 유속은 이론 값에 완벽하게 수렴하였고, 해저마찰로 인한 수직적 유속 구배를 잘 보여주었다. 또한 시나리오 2에서는 황해의 무조점과 우리나라 서해 중부와 남부 연안의 조석 특성을 잘 재현하였고, 전향력과 수직 난류확산계수에 따른 결과의 차이를 잘 보여주었다. 따라서, 줄리아 언어를 이용한 해양모델을 개발하는 데에 성공하였다고 판단되며, 이는 해양모델이 고전적인 컴파일 언어에서 적시 컴파일 언어로 성공적으로 넘어가는 단계에 오게 됐다는 것을 시사한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.638-643
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• 2021

농업분야를 비롯한 식품산업 등 다양한 산업에서 사용되고 있는 오일은 기능성 화장품 개발에도 주요한 원료로 사용되고 있다. 오일은 산소나 빛, 습기 또는 고온에 노출되면 화학적으로 불안정하고 산화되기가 쉬운 특징이 있어 이러한 환경에 그대로 노출되지 않도록 캡슐화하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 오일보다 밀도가 큰 냉매 안에 오일을 주입하면, 오일과 냉매의 밀도차로 인한 부력에 의해 오일이 떠오르면서 오일을 캡슐화 할 수 있는데, 본 연구에서는 이러한 방식의 오일 캡슐레이션 장비를 개발함에 있어 오일 캡슐화의 최적의 장비 구동조건을 찾기 위하여 다상유동에 대한 전산해석을 이용하여 오일 캡슐레이션 현상을 모사하였다. 냉매로는 물이나 세럼(Serum)을 이용할 수 있는 데, 상대적으로 점도가 상당히 작은 물을 냉매로 사용했을 경우는 오일과 물을 지속적으로 주입시키는 방식으로 장비를 구동하더라도 오일액적이 잘 생성됨을 알 수 있었으나, 점도가 매우 큰 세럼을 냉매로 사용했을 경우는 오일이 액적의 형태로 노즐에서 이탈되지 않고 길게 늘어지는 양상을 나타냈다. 세럼을 냉매로 이용한 경우는 오일을 연속으로 주입시키는 방법 대신 짧은 순간 빠르게 주입한 후 얼마의 시간동안 주입을 멈춰 부력에 의해 오일액적을 노즐로부터 이탈시키는 방법을 이용하면 오일액적 생성이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.1-8
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• 2021

본 연구에서는 도로 포장 유지관리에 필요한 핵심정보를 생산해 낼 수 있는 저비용·고효율 포장상태 모니터링 기술을 개발하고자 하였다. 특히 시각정보와 고가 센서에 의존하는 기존 장비의 단점을 보완하기 위해 소음과 인공지능 기반의 포장상태등급 평가시스템을 고안하였다. 시스템 개발을 위한 아이디어 정립부터 기능 정의, 정보흐름 및 아키텍쳐 설계 과정을 거쳤으며, 생산된 프로토타입에 대한 성능 검증과 활용 전주기에 대한 실증 평가를 수행하였다. 그 결과, 높은 수준의 인공지능 평가 신뢰도가 확보되었으며, 하드웨어와 소프트웨어적 요소 외에도 시스템 활용에 관한 짜임새 있는 가이드라인이 개발되었다. 또한 현장평가 과정을 통해 비전문가도 쉽고 빠른 조사와 분석이 가능하고, 직관적인 시각적 정보 제공을 통해 관리자의 업무 지원이 가능함도 확인하였다. 반면에 학습에 고려되지 않은 외부 조건에 대한 선행 판별 기술, 시스템 간소화, 가변 주행속도 대응 기술 등 기술의 완성도 제고도 필요함을 알 수 있었다. 본 연구를 시작으로 1960년대 이후 반세기 이상 지속되어온 포장상태 모니터링 기술의 새로운 패러다임이 제시되길 기대한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권3호
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• pp.168-178
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• 2022

본 연구에서는 선수부에 프로펠러를 갖는 수중운동체의 연직면 조종성능을 추정하기 위해 저항시험, 연직면 사항시험, VPMM 시험을 부산대학교 예인수조에서 수행하였다. 연직면 사항시험은 대각도에서 발생하는 횡교차력 성분을 고려하기 위해 -40도에서 40도 범위 내에서 수행하였다. 프로펠러의 회전 상태는 특정 rpm으로 회전하는 경우와 예인속도에 맞춰 자연스럽게 프로펠러가 회전하는 경우로 나눠 시험을 수행하였다. 구속모형 시험을 통해 수중운동체의 연직면 조종 유체력 미계수를 추정하였으며 최종적으로 동유체력 미계수를 기반으로 연직면 동적 안정성지수를 산정하고 프로펠러 회전 상태가 동적 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 본 시험 결과는 전방에 프로펠러를 갖는 수중운동체의 조종시험 참고자료로서 활용될 것으로 기대된다.

• 트랜스-
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• 제12권
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• pp.81-106
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• 2022

메타버스 시스템이 향후 초연결 사회의 촉매가 될 수 있을지는 인공지능 기술과 마찬가지로 연관 기술의 발전 속도와 사회적 활용 범위의 확장 여부에 달려 있다. 이 글에서는 이런 현실화 과정의 문제를 괄호치고, 기술 발전이 가속화될 경우 이 복합적인 기술-사회의 짝패구조가 영화의 미래와 연관된 인지생태학적 변화와 관련된 몇 가지 철학적-정치적 논점에 한정해 논의해 보고자 한다. 흔히 메타버스의 핵심은 '몰입도'에 있다고 보지만 인지생태학적으로 보면 한 장의 그림이나 사진의 몰입도는 '재현의 정확성'보다는 그것이 주는 메시지의 맥락적 연결성에 달려 있다는 점을 환기해 보면 정확한 판단은 아니다. 이런 맥락에서 볼 때 메타버스의 진정한 잠재력은 새로운 자연적-사회적-기술적 짝패구조의 형성 속에서 활성화될 인간 뇌의 다중지능적 연결 능력(증강-시뮬레이션, 외부-내부의 교차)의 변화라는 인지생태학적인 맥락에서 파악할 필요가 있다. 그리고 이런 인지생태학적 잠재력은 이미 오래 전부터 [현실의 모순/갈등(M1)-->허구적 변형을 통한 영화적 해결책(M2)-->관객의 소원-성취 욕망에 의한 선택적 해석(M3)-->현실의 변화(M1']라는 삼중 미메시스의 영화적 순환 과정에서 부분적으로 실현되어 왔다. 따라서 메타버스 시스템의 진정한 잠재력은 현실적인 분리/문제들과 이상적인 연결/해결 사이의 영화적 순환을 더욱 확장하고 심화시킬 수 있는가에 달려 있다. 이런 측면에서 보자면 발전된 메타버스는 피직스-메타피직스의 이상적 순환의 현대적인 기술적 버전으로 비유될 수 있을 것이다

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.405-412
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• 2022

태양광발전시스템의 운영에 따른 손실은 설치 환경 뿐 만 아니라 운영 및 관리 방법에도 크게 영향을 받는다. 태양광발전시스템은 세계적으로 다양한 기후 조건에서 설치되고 있기 때문에 설치 위치의 특성에 맞는 운영 및 유지보수 기술이 필요하다. 기존의 태양광 발전효율과 관련된 연구에서 고온, 먼지 축적, 강수량, 습도, 풍속 등 환경 요인별로 단기적인 손실에 대한 영향의 정량화는 활발히 이루어진 반면 장기적인 운영 관점에서의 전반적인 영향에 대한 분석은 제한적이다. 본 연구에서는 태양광 발전의 전력 흐름에 따른 손실 분류체계를 재분류하고 주요 손실요인에 대한 장기 운영에 따른 종합 효율 모델을 도출하였다. 기후 조건이 구분되는 각 지역에 대한 사례조사를 통하여 발전량 손실을 추정함으로써 효율 개선 잠재량을 분석하였다. 분석 결과, 오염 손실 개선을 위한 연평균 잠재량은 도하는 26.9%, 데스벨리 7.2%, 서울 3.8%로 타나났다. 열화 손실은 누적 손실로 20년차에 6.6%로 나타났다. 온도 손실으로 인한 연평균 잠재량은 연평균 도하 2.9%, 데스벨리 1.9%, 서울 0.2%로 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제37권3호
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• pp.209-219
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• 2021

본 연구에서는 도심지에 위치한 숭례문을 중심으로 유입류 풍향 조건에 따라 변화되는 풍환경을 수치해석하였다. 이를 위해 지리정보시스템 자료와 전산유체역학 모델을 이용하여 대상영역의 상세 바람장을 수치모의하였으며, 벡터장, 3차원 바람속도성분, 풍속장 등에 대한 흐름특성을 분석하였다. 대상영역에서는 건물협곡을 따라 흐르는 바람길의 형성과 건물에 의한 바람의 회전 및 와류 등 급격한 풍향의 변화가 모의되었으며, 그 영향으로 숭례문 주변에서는 유입류의 풍향에 의존하지 않는 복잡한 흐름의 양상이 나타났다. 숭례문 지점에서의 풍속은 지표풍(지상 2 m)과 비교하여 상층마루 높이(지상 14 m)에서 평균 3배 이상 강하게 형성되었고, 유입류가 동풍인 경우에 전반적으로 높게 나타났으며, 숭례문의 남동 측면이 상대적으로 바람에 의한 영향이 클 것으로 예측되었다. 본 연구를 통하여, 고층건물 및 고밀도 건물군 등 인공구 조물에 의한 바람길 및 빌딩풍 등의 형성이 도심지에 위치한 건축문화재에 미치는 영향을 파악하고 대책을 마련하기 위한 상세 풍환경 평가의 필요성이 제시되었다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.23-29
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• 2023

미세유체 반응기(microfluidic reactor)는 다양한 분야에 적용할 수 있는 새로운 기능성 재료합성을 위해 상당한 발전이 이루어지고 있다. 지난 10년 동안, 미세유체 반응기는 크기, 모양, 조성 및 표면 특성과 같은 물리화학적 (physicochemical) 매개변수를 제어할 수 있는 최종 사용자를 위한 방법론이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 원심력 기반의 미세유체 반응기를 개발하였으며 이를 통해 유도되는 원심력을 이용하여 유체의 흐름을 제어하고 합성되는 다기능성 입자의 다양한 크기 및 조성제어를 수행하였다. 원심력 기반 미세유체 반응기는 실험실에서 쉽게 구할 수 있는 미세바늘, 미세원심분리 튜브, 대용량 원심분리 튜브의 조립을 통해 제작된다. 원심분리기의 회전 속도, 알긴산 전구체의 농도, 칼슘이온의 농도, 그리고 주사침과 칼슘 수용액 간의 거리와 같은 실험적 제어변수 조절을 통해 쉽고 재현성 있게 크기제어가 이루어진 미세입자의 합성이 가능할 뿐만 아니라 복잡한 기술이나 첨단 장비 없이 대량생산이 가능하였다.