• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.246-254
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• 2022

본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀모델 개발을 수행하였다. 온실은 연중 안정적인 대량 생산을 위한 적절한 환경을 조성하기 위해 에너지 투입이 필요하다. 도시농업의 일종인 옥상온실 플랫폼을 통해 건물에서 버려지거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에서 사용할 수 있다. 옥상온실의 효율적인 운영을 위해서는 다양한 환경 조건에 대한 동적 에너지 분석이 선행되어야 하며, 온실에 도입되는 태양 에너지의 40-75%가 작물을 위한 에너지 교환이므로 필수적으로 고려되어야 한다. 한국기계연구원 내 옥상온실에서 여름철에 청경채를 재배하며 생장단계에 따른 에너지 교환을 분석하였다. 작물을 중심으로 미기상 및 양액 환경 분석과 생장 특성 조사를 수행하였다. 정식일수에 따른 엽면적지수를 추정하였으며, 개발된 수식은 결정계수 0.99로 분석되었다. 또한 작물에너지 흐름에 지배적인 잎 표면온도로부터의 현열부하와 증발산에 의한 잠열부하로 나누어 모델을 개발하였다. 엽온과 증발산량을 각각 다중 회귀모델을 이용하여 추정하고 실측한 값을 비교해 보았을 때, 평균 결정계수 0.95, 0.71로 분석되었으며, 이 모델을 이용하여 옥상온실의 에너지 부하를 동적으로 산정하기 위한 모델에 입력값으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제15권4호
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• pp.361-368
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• 2004

콤팩트디스크(CD-R; Compact DiskRecordable)를 성분별로 분리하여 제작하고, 다층 박막 구조를 만들어서 레이저빔의 에너지를 변화시켜 가면서 조사하여 각 성분 층에서의 최적 미소 점 마킹 조건과 홈 형성 과정에 관하여 연구하였다. 본 연구는 Q-스위치 Nd:YAG 레이저를 이용하여 준비된 각 시료의 표면에 27∼373 mJ 빔을 80 $\mu\textrm{m}$의 점적 크기로 조사하여 샘플에 형성된 흠 형태를 광학현미경(OM; Optical Microscope)과 광 결맞음 단층촬영기(OCT; Optical Coherence Tomography)로 비교-관찰하여 미소 점 마킹의 형성 과정을 분석하였다. 다층 박막에서 용융된 기판 층은 짧은 시간동안 충분한 열 흐름이 발생하여 증배의 형성을 야기하며, 반사 층과 염료 층 사이에 흡수된 에너지는 염료를 용융시키고 체적을 증가시켰으며, 증배가 식으면서 표면장력의 영향 및 레이저빔에 의한 순간적인 시편의 온도상승으로 기화와 반동압력에 의한 질량흐름 때문에 두 층의 경계면에서 홈과 외륜의 발생을 설명할 수 있었다. 따라서 다층 박막에서의 미소 점 마킹의 형성 과정은 표면장력, 용융 점성력, 층 두께, 다층 박막 성분 물질의 물리화학적ㆍ광학적 성질과 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권2호
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• pp.125-137
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• 2006

본 연구에서는 큰느타리버섯 재배사의 환경조절을 최적화하고 시스템 설계에 대한 기초자료를 얻기 위하여 진주인근에 위치한 샌드위치패널을 이용한 영구형 재배사 2동을 대상으로 2003년 11월부터 2005년 10월까지 재배사 내부에서 측정한 환경인자들을 중심으로 검토하였다. 실험지역의 외기온은 평년의 것과 대체로 비슷한 경향을 보였다. 시스템 변경전의 경우, 동절기에는 전체적으로 설정온도보다 낮게 유지되었고, 또 최상부와 최하부의 최대온도 편차도 $5.1^{\circ}C$ 정도로 상층이 가장 높게 나타났다. 그러나 시스템의 변경 후의 경우, 난방시 대체로 설정온도 범위에서 조절되는 경향을 보였고, 공기정체나 온도층의 역전현상이 나타나지 않았다. 상대습도는 시스템 변경 후, $80{\sim}100%$ 정도의 범위로서 권장상대습도 범위에 있었다. 전체 재배기간동안 탄산가스 농도는 $400{\sim}3,300mg{\cdot}L^{-1}$ 정도의 범위에 있었다. 조도는 권장조도보다 전반적으로 낮게 유지되고 있음을 알 수 있었고, 산도는 대체로 일정하게 유지되었다. 수확량은 전체적으로 일정하지 않았고, 포기재배의 경우가 상대적으로 등외품이 적었으며, 증수 효과도 있었다. 전력소비량은 계절별로 일정한 경향이 있음을 알 수 있었고, 하절기보다 동절기에 전력소비량이 현저히 많은 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권5호
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• pp.401-418
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• 2000

1. Production of the artificial zeolite from coal ash Coal fly ash is mainly composed of several oxides including $SiO_2$ and $Al_2O_3$ derived from inorganic compounds remained after burning. As minor components, $Fe_2O_3$ and oxides of Mg, Ca, P, Ti (trace) are also contained in the ash. These components are presented as glass form resulting from fusion in the process of the combustion of coal. In other word, coal ash may refer to a kind of aluminosilicate glass that is known to easily change to zeolite-like materials by hydrothermal reaction. Lots of hot seawater is disposing near thermal power plants after cooling turbine generator periodically. Using seawater in the hydrothermal reaction caused to produce low price artificial zeolite by reduction of sodium hydroxide consumption, heating energy and water cost. As coal ash were reacted hydrothermally, peaks of quartz and mullite in the ash were weakened and disappeared, and new Na-Pl peaks were appeared strengthily. Si-O-Si bonding of the bituminous coal ash was changed to Si-O-Al (and $Fe^{3+}$) bonding by the reaction. Therefore the produced Na-Pl type zeolite had high CEC of 276.7 $cmol^+{\cdot}kg^{-1}$ and well developed molecular sieve structure with low concentration of heavy metals. 2. Utilization of the artificial zeolite in agro-environment The artificial zeolite(1g) could remove 123.5 mg of zinc, 164.7 mg copper, 184.4 mg cadmium and 350.6 mg lead in the synthetic wastewater. The removability is higher 2.8 times in zinc, 3.3 times in copper, 4.7 times in cadmium and 4.8 times in lead than natural zeolite and charcoal powder. When the heavy metals were treated at the ratio of 150 $kg{\cdot}ha^{-1}$ to the rice plant, various growth inhibition were observed; brownish discoloration and death of leaf sheath, growth inhibition in culm length, number of panicles and grains, grain ripening and rice yield. But these growth inhibition was greatly alleviated by the application of artificial zeolite, therefore, rice yield increased $1.1{\sim}3.2$ times according to the metal kind. In addition, the concentration of heavy metals in the brown rice also lowered by $27{\sim}75%$. Artificial Granular Zeolites (AGZ) was developed for the purification of wastewater. Canon exchange capacity was 126.8 $cmol^+{\cdot}kg^{-1}$. AGZ had Na-Pl peaks mainly with some minor $C_3S$ peaks in X-ray diffractogram. In addition, AGZs had various pore structure that may be adhere the suspended solid and offer microbiological niche to decompose organic pollutants. AGZ could remove ammonium, orthophosphate and heavy metals simultaneously. Mixing ratio of artificial zeolite in AGZs was related positively with removal efficiency of $NH_4\;^+$ and negatively with that of $PO_4\;^{3-}$. Root growth of rice seedling was inhibited severely in the mine wastewater because of strong acidity and high concentration of heavy metals. As AGZ(1 kg) stayed in the wastewater(100L) for 4days, water quality turned into safely for agricultural usage and rice seedlings grew normally.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.5-14
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• 2016

최근 들어 경제적이고 친환경적인 에너지 활용을 위하여 지열에너지의 필요성이 점차 증대되고 있다. 특히 지열히트펌프 시스템(geothermal heat pump system)으로 불리는 지열 냉난방 시스템의 적용성이 계속 확대되고 있다. 이러한 지열히트펌프 시스템에서 지반의 열전도도와 열확산계수와 같은 지중 열물성은 설계 과정에서 매우 중요한 변수이기에 현장 열응답 시험(thermal response test)을 통해 지반의 열전도도를 산출해야 한다. 본 논문에서는 U와 2U 타입의 지중 열교환기를 매립지 지반에 설치한 후 48시간 동안 현장 열응답 시험을 수행하였으며 지반의 열전도도 뿐만 아니라 지반의 열확산계수를 비선형 회귀분석을 통해 산정할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 지중 열교환기가 설치된 지반의 시료를 채취하여 실내 열물성 실험을 수행하였으며 이를 현장 열응답 시험을 통해 도출된 지반의 열전도도 및 열확산계수 값과 비교하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.675-683
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• 2018

친환경 건축과 우리나라의 전통문화에 관심이 많아지면서 현대한옥에 대한 관심이 꾸준히 증가하고 있다. 최근 식당, 커피전문점, 숙박업소 등 상업용 현대한옥이 주목을 받으면서 많은 사람들이 직 간접적으로 한옥을 경험한 적이 있으며, 주거용으로 현대한옥 거주에 대한 호감을 갖고 있는 것으로 나타났다. 하지만 한옥은 현대식 공동주택과 비교해 냉 난방 등 에너지관리, 보안, 유지관리 등 현대 생활에 필요한 주택 주요 기능 편의성이 떨어진다. 그런 이유로 한옥에 대한 관심과 호감 증가가 주거용 현대한옥의 실제 주거로 이어지지 않고 있다. 본 연구는 주거용 현대한옥에 스마트홈서비스를 적용하여 불편함을 개선할 방안에 대한 연구로 다음의 방법으로 연구를 진행하였다. 주거용 현대한옥의 유형과 문제점에 대한 사례 및 문헌연구를 통해 종합하였고, 스마트홈서비스의 최근 기술 동향과 현재까지 개발 및 시판된 기술을 선행연구사례와 문헌조사를 통해 알아보았다. 이를 바탕으로 주거용 현대한옥의 불편함을 스마트홈서비스에 적용 시 불편함을 해소해줄 스마트홈서비스의 리스트와 적용 방안을 도출하였다. 본 연구를 통해 주거용 현대한옥을 연구하는 후속 연구자들에게 참고가 될 수 있기를 희망한다.

• 감성과학
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• 제21권2호
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• pp.137-144
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• 2018

본 연구에서는 가변 통기성 스마트 의류의 제작을 위해 필요한 형상기억합금 액추에이터의 작동 조건을 파악하였다. 의복의 개방, 폐쇄와 같은 양방향 작동 시 형태 변형 시에만 전력을 소모하는 저전력 소모 액추에이터 개발을 위해 복수 채널의 일방향 형상기억합금을 이용하여 스위치로 작동되는 액추에이터를 설계하였으며 가장 효율적으로 작동할 수 있는 와이어의 직경과 전압인가 단위시간을 도출하였다. 선행연구 결과 도출된 양방향 작동이 가능한 일방향 형상기억합금의 직경 범위 내에서 Arduino 스위치를 제작하여 3.7V 전압인가 시 변화량을 분석한 결과 $0.4{\Phi}$의 액추에이터가 가장 적합한 것으로 나타났다. $0.4{\Phi}$ 형상기억합금와이어를 사용한 양방향작동 액추에이터의 개방, 폐쇄에 필요한 최적전압인가 시간을 도출하기 위해 액추에이터의 최대개방, 최소폐쇄 도달 전압인가 시간으로부터 50ms씩 감소, 증가 시키며 냉각 후 액추에이터의 내경을 비교하는 방식으로 측정한 결과 개방 동작에 필요한 최적 전압인가 단위시간은 4,100ms로 나타났다. 각 채널간의 발열에 의한 간섭을 최소화하기 위한 양방향간 작동 시 필요 딜레이 분석을 위해 상온에서 형상기억합금에 최적 전압입가 시간인 4.1초 동안 전원을 공급하고 가열 후 냉각까지의 과정을 열화상카메라로 촬영하여 형상기억합금 와이의 온도가 냉각시의 상변태온 이하로 하강하는 시점을 파악한 결과, 액추에이터의 양방향간 작동 딜레이는 1.8초 이상이 확보되어야 함을 파악할 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권5호
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• pp.417-423
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• 2020

건축물의 에너지 소비 중 40%인 냉·난방을 줄이기 위해 외피 단열향상이 중요시되고 있다. 이에 기존 단열재를 개선하기 위해 진공단열패널VIP(Vacuum Insulation Panel)을 건축물에 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만 VIP는 보수보강이 불가능해 이를 개선한 금속진공단열패널을 고려하였다. 금속진공단열패널의 심재는 진공압력을 버티고, 낮은 열전도율을 가져야 하므로 기포콘크리트를 채택하였다. 하지만 예비 실험을 통해 기포의 양이나 성질에 의해 0.001torr에 도달하는 시간이 다른 것을 확인하였다. 이러한 영향은 기포제의 종류 및 기포 슬러리 밀도 등에 의해 진공도달시간이 달라질 것이라 판단하여 최적 기포콘크리트 조건이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 금속진공단열패널의 심재인 기포큰크리트의 기포제 종류 및 기포 슬러리 밀도에 따라 진공도달시간 및 열전도율 변화를 측정하여 심재로 적용 가능한 기초적 자료를 제시하는 것을 연구목적으로 한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권1호
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• pp.10-18
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• 2012

최근 만들어지고 있는 거주공간은 단열성능 향상을 통한 냉난방 에너지 절약을 위하여 더욱 기밀해지고 있다. 이로 인해 일상생활 중에 발생하는 수분의 인위적인 배출과 외부공기의 인위적인 유입이 줄어듦에 따라 건축내장재의 자연조습기능에 대한 관심이 증대하고 있다. 본 연구에서는 열처리된 잣나무의 흡 방습성능을 평가하고 이에 영향을 미치는 인자들을 분석하였다. 상대습도 변화에 따른 평형함수율과 흡 방습률을 측정하였고, 조도(거칠기)와 미시적 표면형상, 그리고 FT-IR spectrum과 흡방습성과의 관계를 고찰하였다. 본 연구결과는 거주공간의 조습성능 정량화 평가시스템 구축을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국안광학회지
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• 제6권1호
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• pp.133-137
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• 2001

유리안경렌즈의 국산화를 위하여 안경렌즈용 유리의 제작을 국내에서 처음으로 시도하였다. 유리의 안정성을 확보하기 위하여 DSC 실험을 하여 annealing 조건인 Tg를 구하고, 제작비 절감효과를 거둘 수 있기 위하여 완성품에 가까운 메니스커스 형상으로 유리를 성형하는 방법에 관하여 연구하였다. KzFSl 유리의 DSC 실험을 행한 결과 승온률이$2^{\circ}C/min$에서 $20^{\circ}C/min$으로 높아짐에 따라 $483^{\circ}C$에서 $501^{\circ}C$까지 점점 높아짐을 알 수 있었으며 이러한 비례는 Arrhenius 온도의존성을 보여주는 것으로 조사되었고, 그 활성화 에너지는 ${\Delta}E$=409 kJ/mole(4.25eV) 로 나타났고, KzFSl 유리의 Tg는 $480^{\circ}C$ 부근임을 알 수 있었다. KzFSl의 원료분말을 녹이기 위하여 온도를 $950^{\circ}C$ 까지 올린 후 2시간 동안 유지한 다음 온도가 $520^{\circ}C$인 다른 전기로 내부의 주형틀에 KzFSl 용액을 쏟아 붓고 다른 주형들로 눌러 안경렌즈모양으로 조형한 후 Tg가 속해있는 온도구간인 $520{\sim}430^{\circ}C$ 사이를 $0.25^{\circ}C/min$의 냉각속도로 서서히 냉각하여 유리의 스트레인을 제거한 후 실온까지 서서히 냉각한 후 만들어진 KzFSl 유리의 모양을 A사와 B사에서 제품화되어 나오는 유리안경렌즈와 비교하여본 결과, 주형틀에 의하여 만들어진 유리는 메니스커스 형상을 하고 있으며 그 크기도 거의 상용화된 안경렌즈와 유사하며 annealing 할 때 Tg 부근을 $0.25^{\circ}C/min$의 냉각 속도로 0.1도씩 조절하며 냉각하여 영구스트레인이 제거된 단단한 유리가 만들어진 것으로 나타났다.