• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.67-76
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• 2022

We developed a technology that can measure the hydrogen uptake and diffusivity of rubber materials by using the volumetric analysis method and diffusivity analysis program through the measurement of the water level in the graduated cylinder. In this method, hydrogen gas is charged at a certain pressure for a certain period of time for a rubber material exposed to a high-pressure hydrogen gas environment, and then the pressure is reduced to measure the change in the water level in the graduated cylinder in real time, and based on the measured value, it is a technology that can evaluate hydrogen uptake and diffusivity using diffusivity analysis program. Using this method, the hydrogen uptake and diffusivity of the NBR material were measured with respect to the change in the type and weight ratio of the filler used to improve the physical properties of the rubber material. In addition, uncertainty analysis was performed on the diffusivity measurement method.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권4호
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• pp.473-486
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• 2023

Nowadays, urban centers are increasingly vertical, making architects and engineers look for more efficient tools to analyze the effects of wind on tall buildings. Topology optimization can be used as an efficient tool for the design of bracing systems. Therefore, this work obtained the wind loads that act in the CAARC building, following the Brazilian standard NBR 6123/1988 and using Computational Fluid Dynamics. Four loading situations were considered, using the SIMP and BESO methods to optimize two-dimensional structures. A comparison between the SIMP and BESO methods is presented, showing the differences in the geometry of the solution found by both methods, the percentage variation in the objective function values and the dimensionless processing time. The solutions obtained through the loads obtained by the Brazilian standard are also compared with the numerical solutions obtained by CFD. The results show that the BESO method presented more rigid structures compared to the SIMP method. The bracing structures obtained with the SIMP method always present similar patterns in the distribution and quantity of bars, in contrast to the BESO method where no characteristic topology pattern was observed. It was concluded that even though the structures obtained by the BESO method presented greater stiffness, the SIMP method was less susceptible to the methodology used for the determination of wind loads. Additionally, it was evident the great potential that the combination topology optimization and computational wind engineering have in the design of bracing systems of high functional and aesthetic standards.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_3호
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• pp.1109-1123
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• 2020

국토 대부분이 산림으로 구성되어 있는 대한민국은 매 년 많은 산불이 발생한다. 산불은 토양의 전단강도를 약화시켜 산사태에 취약한 토양층을 만들기도 하고, 수목의 복구가능여부에 따라 다른 계획 설립이 필요하기 때문에 산불피해면적 뿐만 아니라 피해강도에 대한 파악도 중요하다. 위성 원격탐사를 통한 산불피해강도 추정 연구가 많이 수행되어 왔으나, NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)와 NBR(Normalized Burn Ratio) 등과 같은 단일 인자의 시계열 변화만을 이용하여 피해강도를 파악하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 Sentinel-1A SAR-C (Synthetic Aperture Radar-C)와 Sentinel-2A MSI(Multi Spectral Instrument)센서의 자료를 이용하여 기계학습방법을 통한 산불 피해강도 탐지 모델들을 제시하였다. 2017년 5월 삼척, 2019년 4월 강릉·동해, 2019년 4월 고성·속초 총 세개의 산불사례를 이용하여 RF(Random forest), LR(Logistic regression), SVM(Support Vector Machine)기계학습 모델을 구축하였다. 연구결과, random forest 모델이 82.3%의 총정확도로 가장 높은 성능을 보여주었다. 모델의 범용성 및 학습자료 민감도 확인을 위해 사례교차검증도 추가 시행하였는데, 그 결과 사례들의 시기적 차이에 의한 식생활력 및 재생도의 차이에 민감도가 높음을 확인하였다. 이는 추후 다양한 시공간적 사례를 추가할 시 개선이 될 것으로 보인다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권1호
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• pp.121-129
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• 2012

산불피해강도와 함께 가장자리 관련지역은 생태계회복에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있으나 연구가 미미한 상황이다. 따라서 이 연구는 산불피해강도와 가장자리 효과의 복합적 영향에 의한 산불 후 식생의 초기 반응을 분석하는 것을 목적으로 한다. 산불피해강도 즉 ${\Delta}NBR$는 삼척지역의 산불전과 후의 인공위성 이미지를 이용하여 계산되었다. 산불피해지는 231개의 $1-km^2$ 격자 단위로 구분하였으며, 격자들은 산불피해강도와 가장자리 지역의 포함 유무에 따라 4개의 그룹으로 재분류되었다. 4개의 그룹은 저강도 산불피해강도의 산불피해지 내부지역(그룹 A), 저강도 산불피해강도의 산불피해지 가장자리 지역(그룹 B), 고강도 산불피해강도의 산불피해지 내부지역(그룹 C), 고강도 산불피해강도의 산불피해지 가장자리 지역(그룹 D)을 포함한다. 4개 그룹 간 식생재생변화(${\Delta}NDVI$)는 T-test로 비교되었으며, 고강도 강도지역의 그룹 C(${\Delta}NDVI$ = 0.047)와 D(${\Delta}NDVI$ = 0.059)가 저강도 연소강도지역의 그룹A(${\Delta}NDVI$ = -0.039)와 B(${\Delta}NDVI$ = -0.036)에 비해 상당히 높은 식생재생을 보였다. 또한 동일 산불피해강도 지역에서 산불피해지 가장자리 지역이 내부지역에 비해 높은 식생재생변화가 관찰되었다. 즉 산불피해지 가장자리 지역의 그룹 B(${\Delta}NDVI$ = -0.036)와 D(${\Delta}NDVI$ = 0.059)는 산불피해지 내부지역의 그룹 A(${\Delta}NDVI$ = -0.039)와 C(${\Delta}NDVI$ = 0.047)에 비해 높은 식생재생변화를 보여주었다. 따라서 산불피해로 인한 이차적 피해를 최소화하고 연소된 산림의 회복을 위해 산불피해지 내부지역에 대한 적절한 회복전략이 요구된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1413-1425
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• 2023

기후변화로 인한 대형 산불의 빈도가 증가함에 따라 극심한 인명 및 재산상의 피해를 초래하고 있다. 이로 인해 많은 식생이 소실되며, 그 강도와 발생 형태에 따라 생태계 변화에 영향을 끼친다. 생태계 변화는 다시 산불 발생을 유발하여 2차 피해를 야기한다. 따라서 산불 피해지에 대한 정확한 탐지 및 면적 산정의 중요성이 지속적으로 제기되고 있다. 효율적인 산불 피해지 모니터링을 위해 산불 발생 후 실시간 지형 및 기상정보는 물론 피해지역의 영상을 대규모로 취득할 수 있는 위성영상이 주로 활용되고 있다. 최근, 합성곱 신경망(convolution neural network, CNN) 기반 모델부터 고성능 트랜스포머(Transformer) 기반 모델에 이르기까지 딥러닝 알고리즘이 빠르게 발전하면서 산림원격탐사에서 이를 적용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 현재까지 적용된 딥러닝 모델은 제한적이며 현업에서의 합리적인 활용을 위한 정량적 성능평가에 대한 보고가 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 모델에 따른 성능향상과 데이터 설계에 따른 성능향상을 중점적으로 비교 분석하였다. 미국 캘리포니아 지역을 대상으로 CNN 기반 모델의 U-Net, High Resolution Network-Object Contextual Representation (HRNet-OCR)을 활용하여 산불 피해지 모델을 구축하였다. 또한, 기본 파장대역과 함께 식생활력도 및 지표의 수분함량 정도를 고려하고자 normalized difference vegetation index (NDVI), normalized burn ratio (NBR)와 같은 산불 관련 분광지수를 산출하여 입력 이미지로 사용하였다. U-Net의 mean intersection over union (mIoU)이 0.831, HRNet-OCR이 0.848을 기록하여 두 모델 모두 우수한 영상분할 성능을 보였다. 또한, 밴드 반사도뿐 아니라 분광지수를 추가한 결과 모든 조합에서 평가지표 값이 상승하여 분광지수를 활용한 입력 데이터 확장이 픽셀 세분화에 기여함을 확인하였다. 이와 같은 딥러닝 방법론을 발전시킨다면 우리나라의 산불 피해지에 대한 신속한 파악 및 복구 계획 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제38권3호
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• pp.277-292
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• 2024

지형적인 이질성이 심한 강원도, 경상북도에 집중되고 있는 대형 산불을 관리하기 위해서는 위성 영상을 활용하여 효율적이고 신속한 피해 평가를 통한 의사 결정 과정이 필수적이다. 이에 본 연구는 2022년 3월 5일에 강원도 강릉 및 동해에서 발화하여 3월 8일 19시경 진화된 대형 산불을 대상으로, dNBR을 활용한 산불 심각도 산정과 등급에 영향을 미치는 환경요인을 도출하고자 하였다. 환경요인으로는 식생 또는 연료 유형을 대표하는 정규식생지수, 수종을 구분한 임상도, 수분함양을 나타내는 정규수분지수, 지형과 관련해서는 DEM 등을 수치화한 후 산불 심각도와의 상관관계를 분석하였다. 산불 심각도는 산불 피해 없음(Unbured)이 52.4%로 가장 넓었고, 심각도 낮음 42.9%, 심각도 보통-낮음 4.3%, 심각도 보통-높음 0.4% 순이었다. 환경요인의 경우 dNDVI, dNDWI와는 음의 상관관계를, 경사도와는 양의 상관관계를 나타내었다. 식생과 관련해서는 산불 심각도에 영향을 미치는 것으로 분석된 dNDVI, dNDWI, 경사도 모두에서 침엽수, 활엽수, 기타의 집단간 차이가 p-value < 2.2e-16로 유의미한 것으로 분석되었다. 특히, 침엽수와 활엽수의 차이가 명확하였는데, 강원도 지역에서 우점종인 소나무를 비롯하여 잣나무, 리기다소나무, 곰솔 등의 산불 심각도가 높아 침엽수가 활엽수에 비해 피해를 받는 것이 확인되었다.

• 공업화학
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• 제17권4호
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• pp.361-368
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• 2006

본 연구는 독립적 기공(또는 기포)을 함유하고 특히, $50kg_f/cm^2$의 압력에도 외형의 변화가 없고, 상온의 액화석유가스 (liquefied petroleum gas; LPG)에 72 h 침적시 무게 변화율이 5 wt% 이내인 LPG 고압 탱크용 발포 부표의 제조 기술을 개발하는데 목적이 있다. 각각의 다른 유황(325 Mesh와 400 Mesh)과 발포제(foaming agent)로 제조된 부표의 내압침적 실험에서 무게 변화율은 큰 차이를 보이지 않았으나 유황 400 Mesh와 발포제 AC를 이용한 부표의 기공이 더 작고 독립 기포율이 높았다. $50kg_f/cm^2$ 수압 실험에서 중립열분해(medium thermal; MT) 카본을 사용한 부표가 중보강성(semi reinforcing furnace; SRF) 카본보다 작은 무게 변화율을 나타내었다. 또한, 제조된 부표를 후처리($60^{\circ}C$, 24 h)한 경우 부표내 기공벽의 경도와 내압성이 증가되었다. 한편, 제조된 부표의 비중 0.30 이하인 제품은 찌그러지거나 깨지는 현상이 발생하고 비중이 0.35 이상으로 높으면 부력이 떨어져 부표로서 기능을 하지 못하였다. 그러므로, $50kg_f/cm^2$의 내압성을 가지기 위해서는 비중이 0.30~0.35인 부표가 가장 우수한 성능을 갖는 것으로 판단되었다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제35권4호
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• pp.259-267
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• 2012

Biomass changes, net primary production and transfer dynamics of dry matter in four subtropical humid montane grasslands at Ebbenadu, Korakundah, Thiashola and Wenlockdown in Nilgiri Biosphere Reserve (NBR), the Western Ghats, India, were investigated. Despite the early report of a higher density and dominance of $C_4$ species over $C_3$ species in these grasslands, no functional study of matter production had previously been carried out. Therefore, in order to determine the roles played by these two groups of species, the present study was attempted. The study revealed that the dry matter and net primary production contributed by $C_4$ species were much greater than those of its $C_3$ counterpart in all the grasslands. The turnover rate of aboveground dry matter for both $C_3$ and $C_4$ species was generally rapid, whereas it was slow for belowground parts, and litter components of $C_3$ and $C_4$ species together. In all grasslands, generally about 60% and 10% of the input were channeled to aboveground and belowground parts, respectively, by the $C_4$ species, whereas the $C_3$ species transferred only about 22% and 8% of dry matter to aboveground and belowground parts, respectively. The total disappearance of dry matter was 2.73, 2.10, 3.19, and $1.96\;g\;m^{-2}\;day^{-1}$ in Ebbenadu, Korakundah, Thiashola and Wenlockdown grasslands, which was 48.83%, 44.30%, 54.81%, and 41.09% of the total input, respectively, in these grasslands. This resulted in a considerable surplus dry matter production in all the grasslands studied. This balance sheet of dry matter in community function indicates that all the four studied grasslands were supporting the existing wild animals adequately in terms of pasture supply. The study further revealed that the stronger establishment of $C_4$ species rather than their $C_3$ counterparts, in terms of higher density and dominance, has driven them to play major roles in matter dynamics and system transfer functions in all the four grasslands studied. This fact evidenced that pasture from $C_4$ species for wild animals was determined to be higher in comparison to that of $C_3$ species.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제33권7호
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• pp.693-707
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• 2006

대부분의 유사 시퀀스 매칭 방법은 다차원 색인을 사용한 검색 속도의 향상을 위해, 많은 수의 고차원 시퀀스를 저차윈 변환한 후 이들 변환된 시퀀스들을 포함하는 저차원 MBR을 구성한다. 본 논문에서는 고차원 MBR자체를 직접 저차원 MBR로 변환하는 정형적인 방법을 제안하고, 이를 사용하면 유사 시퀀스 매칭에서 필요한 저차원 변환 횟수를 획기적으로 줄일 수 있음을 보인다. 이를 위해, 우선 변환의 MBR-safe 개념을 정형적으로 제안한다. 어떤 변환이 MBR-safe하다 함은 고차원 MBR을 직접 변환한 저차원 MBR이 개별 고차원 시퀀스가 변환된 저차원 시퀀스를 모두 포함함을 의미한다. 다음으로, 기존 저차원 변환 중에서 가장 널리 사용되는 DFT와 DCT에 대해 각각 MBR-safe 변환을 제안한다. 먼저, 기존 DFT와 DCT가 MBR-safe하지 않음을 보이고, DFT와 DCT를 확장한 mbrDFT와 mbrDCT를 각각 정의한다. 그리고, 이들 mbrDFT와 mbrDCT가 MBR-safe함을 정형적으로 증명한다. 또한, mbrDFT(흑은 mbrDCT)가 고차원 MBR을 저차원 MBR로 직접 변환하는 DFT(혹은 DCT) 기반의 최적 MBR-safe 변환임을 증명한다. 분석과 실험 결과, 제안한 mbrDFT 및 mbrDCT를 사용하면 저차원 변환 횟수를 획기적으로 줄이고 성능을 크게 향상 시킨 것으로 나타났다. 이 같은 결과를 볼 때, 본 논문에서 제시한 MBR-safe 개념은 고차원 MBR의 저차원 변환이 필요한 많은 응용에 활용될 수 있는 유용한 연구 결과라 사료된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권5호
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• pp.197-207
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• 2018

Thermal deterioration of fuel due to long-term storage influences engine performance and causes malfunctions. Fuel stability is usually evaluated via heat resistance and thermal stability during a brief heat shock at high temperature; storage stability in this scenario means that there is very little change in the quality of the fuel during long-term storage. In addition, rubber-based products such as oil seals, O-rings, and rubber hoses can influence the quality of the fuel. When these rubber products are in contact with fuel, they can swell, mechanically weaken, and occasionally crack, thus leaking low molar weight rubber and additives including plasticizer and antioxidant into the fuel to degrade its properties and shorten its useful lifetime. This study determines the thermal stabilities of three kinds of synthetic fuels by evaluating their low temperature kinematic viscosities, chemical composition changes via GC analyses, gross heat of combustion, and color changes. We evaluate the compression set of O-rings by immersing one NBR and two FKM rubber O-rings in the three synthetic fuel samples in airtight containers at variable storage temperatures for six months; from this, we estimate the lifetimes of the O-rings using the Power law model. There were very little changes in the chemical compositions and gross heat of combustion after six months of the experiment. The lifetimes are thus dependent on the materials of the rubber products, and in particular, the FKM O-ring was calculated to have a theoretical lifetime of 200 to 5,700 years. These results indicate that the synthetic fuels maintain their physical properties even after long-term storage at high temperatures, and the FKM O-ring is suitable for long-term sealing of these fuels.