• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.324-332
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• 2017

본 연구에서는 서로 다른 열전달 특성을 가진 탄소섬유 전기발열체와 경유온풍난방기가 온실 내부의 온습도, 에너지소비, 작물생육 등에 미치는 영향을 분석하기 위해 오이 재배 단동온실에 대한 난방 비교시험을 수행하였다. 전기발열체 온실에서 난방용량이 온실 환경과 난방기 운전에 미치는 영향을 분석하기 위해 온실에 6, 9, 16kW의 전력을 각각 공급한 결과 전기발열체 ON-OFF 주기는 각각 9, 11, 15회로 비례하여 증가하였으며 온실내부 평균온도는 각각 15.2, 15.3, $15.6^{\circ}C$, 평균상대습도는 84, 81, 76%로 나타나 난방 용량이 클수록 온실내부 온도는 높고, 상대습도는 낮게 나타났다. 또한 6, 9kW 가동 시 하부온도가 상부보다 $0.1^{\circ}C$ 높았으며 16kW 가동 시는 상부 평균온도가 하부보다 $0.2^{\circ}C$ 높았다. 전기발열체와 경유온풍난방기의 비교 시험에서는 난방 시 온실상부와 하부의 온도차가 전기발열체 온실이 $0.1{\sim}0.2^{\circ}C$로 경유온풍난방기 온실의 $0.5{\sim}0.6^{\circ}C$보다 작았으며, 온실 상류와 하류의 온도차는 전기발열체 온실이 $0{\sim}0.1^{\circ}C$로 경유온풍난방기 온실의 $1.3{\sim}1.4^{\circ}C$보다 작아 정밀한 온도관리가 가능하였다. 난방기간 동안 사용한 에너지사용량은 경유온풍난방기 온실이 경유 867L를, 전기발열체 온실이 전력량 8,959kWh를 사용하였으며, 난방비용은 각각 607천원과 403천원이 소요되어 전기발열체 온실에서 약 34%의 비용절감 효과가 있었다. 전기발열체 온실의 경우 상대적으로 군락 상하부의 환경관리가 균일하여 초장을 비롯한 전반적 생육상황이 경유온풍난방기 온실보다 좋았으나 통계적으로 유의한 차이는 없었으며, 수확량 역시 전기발열체 온실의 작물군락 하부 온도가 경유온풍난방기 온실보다 $1.3^{\circ}C$ 더 높게 관리되어 4.3% 증수효과가 있었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 원예시설의 최적 난방 관리를 위해서는 각 난방기의 열전달 특성에 기초하여 난방기 용량, 배치, 열분배 방법에 대한 설계가 요구되며, 전열선 형태의 난방기 역시 작물형상 및 재배방법을 고려하여 전열선의 개수, 위치, 방열온도 등에 대한 설계가 필요한 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권2호
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• pp.79-87
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• 2012

본 연구는 온실의 난방 에너지 절감을 목적으로 온실 내부에 알루미늄 온수배관을 설치하여 난방효과에 대한 기초자료를 구축하고자 수행되었다. 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 전체 실험을 포함하여 온실내의 높이별 온도편차는 4.0~$7.0^{\circ}C$ 정도의 범위로서 그 차이가 크게 나타났다. 팬코일유니트(FCU)를 작동시킨 경우가 작동시키지 않은 경우에 비해 유출입수의 온도차가 $3.3^{\circ}C$ 정도 크고, 소비전력량은 36.2~40.1%정도 증가하였으며, 시간당 방열량은 44.6~52.0% 정도 증가하는 것으로 나타났다. 실험기간동안 순환유량은 0.48~$0.49L{\cdot}s^{-1}$ 정도의 범위에 있었고, 평균유속은 1.53~$1.56m{\cdot}s^{-1}$ 정도였다. 유출입수의 평균 온도차는 6.24~$11.50^{\circ}C$이었다. 최저 외기온 -14.0~$-0.6^{\circ}C$ 범위에서 설정온도별 방열량은 135,930~307,150kcal 정도의 범위로서 시간당 9,610~$19,630kcal{\cdot}h^{-1}$ 정도의 범위에 있었다. 이것은 최대난방부하의 약 23~53% 정도의 난방에너지를 공급할 수 있을 것으로 나타났다. 전체 방열량과 소비전력량은 각각 2,548,306kcal 및 3,075.7kWh이다. 화석연료인 경유로 난방할 경우, 소요되는 경유의 총 소비량은 281.6L 정도이고 비용은 321,000won인 것으로 나타났다. 농가용 전력요금을 적용하면 전력사용에 대한 총비용은 110,730won 정도로서 경유 소비 비용의 33.5% 정도로 나타났다. 실험구의 온도가 대조구보다 약 8.3~$14.6^{\circ}C$ 정도 높게 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.69-75
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• 2006

지하 저장 탱크로부터의 유류 유출로 인하여 전세계적으로 넓은 지역의 토양 및 지하수가 오염되고 있다. Methyl tert-butyl ether(MTBE)는 대기 오염 감소를 위하여 널리 사용되고 있는 유류 첨가제이지만 토양 및 지하수로 유입되어 섭취 되었을 때 발암 가능성이 있는 유독 물질이다. 본 연구는 고도 산화 처리 기법 중 유기 오염물의 분해에 높은 효율을 나타내는 고전적 Fenton reaction의 최대 단점인 강한 산성(pH 2.5-3) 의존성을 극복한 새로운 산화 처리 기법을 개발하여 고농도의 MTBE를 효과적으로 분해 하는 것을 그 목적으로 하여 자연 친화적인 chelating agents를 사용하여 중성 영역에서 Fenton reaction을 가능하게 하는 기법인 Modified Fenton reaction과 Ultra Violet light(UV)를 이용하여 분해효율을 극대화 하는 Photo-assisted Fenton reaction을 응용한 Modified Photo-Fenton reaction system을 개발하여 최적 반응 조건 및 반응 차수, 반응 메커니즘을 밝혀내었다. 낮은 독성과 높은 생분해성을 나타낸 Citrate ion을 chelating agents로 선정하였으며 최적 반응 조건은 [$Fe^{3+}$] : [Citrate] = 1 mM : 4 mM, 3% $H_2O_2$, 17.4 kWh/L UV dose, 초기 pH 6.0이며 이 조건에서 1000 ppm MTBE를 분해한 결과 6시간 후 86.75%, 16시간 후 99.99%의 높은 분해율을 나타냈으며 최종 pH는 6.02로 안정적이었다. 또한 Modified Photo-Fenton reaction을 이용한 MTBE 분해 반응은 유사 1차 반응을 나타내었으며 methoxy group이 ${\cdot}OH$ radical과 주로 반응하여 tert-butyl formate(TBF)가 주요 분해 산물이 되는 분해 경로를 따른 다는 것이 밝혀졌다. 본 연구로 개발된 Modified Photo-Fenton reaction에서 발생되는 산화제인 ${\cdot}OH$ radical의 비선택적 반응성을 고려할 때 본 system은 다른 종류의 유기 오염물 분해에도 효과적일 것으로 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제12권1호
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• pp.101-107
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• 1985

사료(飼料)의 해외의존도(海外依存度)가 높은 우리나라의 축산경영농가(畜産經營農家)의 안정적(安定的) 발전방향(發展方向)은 사료(飼料)의 자급율(自給率)을 높이는 것이 매우 중요(重要)한 긴급과제(緊急課題)이다. 따라서 본(本) 연구(硏究)는 축산농가(畜産農家)에서 손쉽게 구(求)할 수 있는 보리와 건초(乾草)를 사용(使用)하여 사료(飼料)의 공급율(供給率)을 증가(增加)시키기 위(爲)한 대책(對策)의 하나로 현재(現在) 우리나라 농촌(農村)에 널리 보급(普及)되어 있는 3.7~7.5 kW 동력경운기(動力耕耘機)로 구동(驅動)이 가능(可能)한 소형사료분쇄기용(小形飼料粉碎機用) 햄머의 설계자료(設計資料)를 제공(提供)하고자 사료분쇄기(飼料粉碎機)의 적정회전수(適定回轉數)인 3,000rpm을 유지(維持)하면서 햄머의 폭(幅)은 20mm, 30mm, 40mm로, 두께를 2mm, 4mm, 6mm로 변화(變化)시키면서 성능실험(性能實驗)을 실시(實施)하였다. 공시재료(供試材料)는 보리와 건초(乾草)를 사용(使用)하고, 스크린은 구멍크기가 보리 4.76mm, 건초(乾草) 3.18mm인 것을 사용(使用)하여 분쇄성능실험(粉碎性能實驗)을 실시(實施)하여 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 시료(試料)를 분쇄(粉碎)한 결과(結果), 입자(粒子)크기는 보리 478~774 micron, 건초(乾草) 350~434 micron으로 햄머의 두께와 폭(幅)이 증가(增加)함에 따라 감소(減少)하였다. 2. 분쇄물(粉碎物)의 조도계수(組度係數)는 보리 3.07~3.62. 건초(乾草) 2.69~2.93으로 햄머의 두께와 폭(幅)에 반비례(反比例)하였다. 3. 시료(試料) 분쇄시(粉碎時) 소요동력(所要動力)은 보리 3.8~5.0 kW, 건초(乾草) 0.9~1.4 kW로 햄머의 폭(幅)보다는 두께가 더 크게 영향(影響)을 미치는 것으로 분석(分析)되었다. 4. 소형사료분쇄기(小形飼料粉碎機)의 분쇄성능(粉碎性能)은 보리 99~170 kg/kW.h, 건초(乾草) 11~21 kg/kW.h이며, 햄머의 두께가 큰 영향(影響)을 마치는 인자(因子)로서 두께가 증가(增加)할 수록 분쇄성능(粉碎性能)은 감소(減少)하나 조도계수(粗度係數) 3.2 범위(範圍)에서는 두께 4mm가 가장 양호(良好)하였다. 햄머의 폭(幅)은 소형사료분쇄기용(小形飼料粉碎機用)으로는 30mm가 적정치(適正値)인 것으로 나타났다.

• 한국환경생태학회지
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• 제29권6호
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• pp.936-946
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• 2015

본 연구는 도심의 열환경 개선 및 건물에너지저감 효과가 입증된 벽면녹화 중 기존 건물에 적용 가능한 패널형 벽면녹화 식재기반 유형에 따른 건물에너지 저감 성능을 분석하고자 하였다. 식재기반 유형은 총 4가지 유형으로 하였으며, Case A는 벽면녹화가 미적용된 유형으로 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. Case B는 식재층 + 무기다공성블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였으며, Case C는 식재층 + 코코피트블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. Case D는 식재층 + 마사토블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. 분석항목으로는 열전도율, 열관류율, 건물에너지시뮬레이션을 실시하였다. 식재기반 유형별 열전도율은 Case C(0.053W/mK) > Case B(0.1W/mK) > Case D(0.17W/mK)의 순이었다. 에너지시뮬레이션 결과 중 단위면적당 냉방피크부하저감은 미적용인 Case A 대비 Case C(1.19%) > Case B(1.14%) > Case D(1.01%)이며, 난방피크부하저감은 Case A 대비 Case C(2.38%) > Case B(1.82%) > case D(1.50%)로 산정되었다. 연간 냉 난방부하저감은 미적용 Case A대비 벽면녹화 유형에서 0.92~1.28% 저감률을 나타내었다. 연간 냉난방에너지사용량은 3.04~3.22%의 저감률을 보였으며, 1차에너지사용량은 Case A대비 나머지 유형에서 평균 5,844 kWh/yr의 저감량을 보였다. 연간 이산화탄소발생량은 벽면녹화 미적용 Case A대비 평균 996kg 저감량을 보였다. 식재위치별 에너지성능평가 결과 동향 > 서향 > 남향 > 북향 순이었다. 벽면녹화비율에 따른 에너지성능평가 결과 녹화 비율이 높아짐에 따라 양호한 결과를 나타내었으며, 20~80%의 비율보다 100% 녹화시 약 2배의 저감률을 보였다.

• 농업생명과학연구
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• 제46권5호
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• pp.143-152
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• 2012

본 연구에서는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 수평면 일사량, 즉 최대 일사량이 각각 300, 400, 500, 600, 700, 800 및 $900W{\cdot}m^{-2}$ 정도인 날을 기준으로 최대 발전량과 시간의 경과에 따른 태양광발전시스템의 성능을 시험적으로 검토하였다. 태양광발전시스템의 순간 발생전력은 약 970 W정도로서 본 시험에 이용한 태양광발전시스템의 순간 효율은 97% 정도인 것을 알 수 있었다. 본 시스템의 경우, 수평면 일사량이 최소한 $200W{\cdot}m^{-2}$ 이상이 되어야 전력이 발생되는 것을 알 수 있었다. 수평면 일사량이 증가하면 최대 발생전력도 증가하였고, 이 때 최대효율은 각각 약 30, 78, 86 및 90% 정도였다. 그러나 일사량이 약 $800W{\cdot}m^{-2}$정도가 되면 최대 발생전력은 오히려 $700W{\cdot}m^{-2}$ 보다 감소하는 경향이 있었다. 최대전력이 발생되는 효율도 순간 발생전력 97%정도보다 감소하였다. 그리고 일별 수평면 총일사량이 각각 3.24, 8.10, 10.90, 12.70, 14.33, 19.53 및 $21.48MJ{\cdot}m^{-2}$정도 일 때, 총 발생전력량은 각각 0.03, 0.40, 3.60, 4.37, 4.71, 4.70 및 4.91 kWh정도로서 어느 일사량을 경계로 총 발생전력량은 조금 감소하거나 증가하였다. 어레이 배면온도가 전면온도보다 높게 나타나는 경향이 있지만, 일사량이 증가하면 어레이 배면온도도 증가하는 것으로 나타났다. 본 시스템의 경우, 아직까지 모듈의 성능저하는 없는 것으로 나타났다.

• 농업생명과학연구
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• 제44권4호
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• pp.79-85
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• 2010

경상대학교 교내에 설치되어 있는 1-2W형 온실을 대상으로 전기 방열기를 이용하여 국화 재배온실의 난방효과를 검토한 결과는 다음과 같다. 실험기간동안 최고, 평균 및 최저 외기온은 각각 $-3.8{\sim}21.3^{\circ}C$, $-5.2{\sim}16.1^{\circ}C$ 및 $-12.5{\sim}14.4^{\circ}C$ 정도의 범위로 나타났으며, 온실 내외의 평균상대습도 각각 43.5~98.6% 및 35.2~100%로 나타났다. 12월 중순부터 2월 상순까지 최저 외기온은 대략 $-5.0{\sim}-10.0^{\circ}C$ 전후로 나타나 진주기상대의 최근 자료와 비교하면 상대적으로 최저기온이 낮게 나타나는 경향이 있었다. 야간의 경우, 방열기 직하부의 엽온이 방열기 중간 지점에서 측정한 엽온 보다 크게 $2{\sim}3^{\circ}C$정도 높게 나타나거나 또는 미미하지만 약간 높게 나타나는 경향이 있었다. 근권부의 경우, 직하부나 중간 지점에서의 온도 차이는 거의 없는 것으로 나타났고, 근권부의 최고온도와 기타 최고 온도의 발생 시점을 보면, 약 2시간정도의 지체현상이 있음을 알 수 있었다. 그리고 실험기간동안 난방에 소요된 총 소비전력량, 공급에너지 및 총 난방비는 각각 2,800kWh, 2,408,000kcal 및 112,000won 정도였다. 화석연료인 경유로 난방할 경우, 총난방비는 224,500won 정도였다. 방열기를 이용하여 난방할 경우, 난방비를 약 50% 정도 줄일 수 있을 것으로 판단되었다.

• 농업생명과학연구
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• 제46권2호
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• pp.179-190
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• 2012

본 연구는 유가상승에 따른 온실의 경영비 절감과 적설지역의 적설재해를 경감시키기 위하여 온수배관을 이용한 난방효과 및 온실곡부의 온도 상승효과를 구명하고자 수행되었다. 전체적으로 실험구의 온도가 대비구 보다 약 $2.0{\sim}6.0^{\circ}C$정도 높게 나타났다. 천창부직포를 개방한 경우, 최저온도가 약 $3.0{\sim}12.0^{\circ}C$범위로 나타나 적극적인 난방을 하게 되면 적설피해도 어느 정도 예방할 수 있을 것으로 판단되었다. 온실 내부의 높이별 온도 차이는 미미한 것으로 나타났다. 재배작물에 따른 온실의 최대난방부하는 각각 약 $37,000kcal{\cdot}h^{-1}$ 및 $41,700kcal{\cdot}h^{-1}$정도이었다. 실험기간동안 최저 외기온 $-11.9{\sim}4.0^{\circ}C$ 범위에서 설정온도별 발열량은 95,000~322,000 kcal 정도로서 시간당 $6,050{\sim}20,900kcal{\cdot}h^{-1}$정도의 범위에 있었고, 최대난방부하와 비교하면 약 15~56%정도의 난방에너지를 공급할 수 있을 것으로 나타났다. 그리고 실험기간동안 전체 발열량과 소비전력량은 각각 2,629,025 kcal 및 677.3 kWh이었다. 화석연료인 경유로 난방 할 경우, 실험기간동안 소요되는 소비량은 291L 정도이었고, 비용은 331,700 won인 것으로 나타났다. 전력사용에 대한 총비용은 24,400 won정도로서 경유 소비 비용의 7.5%정도로 나타났다. 또한 전체 소비전력량을 에너지로 환산하면 약 582,200 kcal이고, 이 에너지는 전체 발열량의 약 22%에 불과하였다.

• 한국기후변화학회지
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• 제5권1호
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• pp.1-12
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• 2014

우리나라는 지속적인 경제성장으로 인해 도시의 활동시간이 야간으로 연장되면서 시민들의 야간활동이 늘어나고 있다. 따라서, 가로등 사용에 따른 에너지 소비량도 점점 늘어나고 있는 추세이다. 본 연구는 계통연계형 태양광시스템을 가로등에 적용하여 효율적으로 가로등의 전력소비를 대체하고 이윤을 창출하는 방안 분석을 위해 RETScreen model을 사용하였다. 에너지분석, 비용분석을 통해 계통연계형 태양광 가로등 시스템의 적용효과 및 타당성을 분석하였다. 분석 결과, 계통연계형 태양광 가로등 1주 당 총 전력생산량은 114 kWh, 계통연계형 태양광 가로등 시스템의 순 현재가치는 155,362원, 자기자본회수는 5.2년으로 약 6년 이후로는 수익을 창출할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 본 연구에서 제안한 계통연계형 태양광 발전시스템 적용 시 태양광 설비의 내구 연한으로 설정한 20년 뒤에는 401,935원의 수익을 창출할 수 있는 것으로 나타났다. 추가적으로 계통연계형 가로등 시스템의 경제성 평가 시 영향을 줄 수 있는 요인을 고려하고자 유지관리 비용, SMP 가격의 변동을 고려하여 민감도 분석을 실시하였다. 실시 결과, 유지관리 비용의 비율변화와 SMP 가격의 변동을 고려할 시 자본회수기간이 1~2년 정도 늘어나, 전반적으로 연구결과에는 큰 차이를 보이지 않았다. 경제성 분석에서 신재생에너지 공급인증서의 가격이 가장 큰 요인으로 작용하기 때문에, 신재생에너지공급인증서의 획득 및 안정적인 판매가 중요할 것으로 판단된다. 그러나 신재생에너지공급인증서를 획득할 경우, 서울형 발전차액지원 제도와 관련하여 이미 일부 기관이 서울시와 협정을 맺어 12년간 신재생에너지공급인증서 구매를 확정하도록 하여 안정적인 판매가 가능하다. 그렇기 때문에 이러한 사항들이 잘 반영된다면, 열악한 서울시의 태양환경에도 가로등을 통한 태양광 발전사업을 수행할 수 있을 것이라 생각된다.

• 전기화학회지
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• 제24권3호
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• pp.65-75
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• 2021

코인형 전지는 리튬 이차 전지 연구의 주요 평가 플랫폼으로써 새로운 소재 및 개념을 발굴하고 차세대 전지의 기초 연구에도 큰 기여를 하고 있다. 리튬 금속 전지는 500 Wh kg^-1 이상의 에너지 밀도를 구현할 수 있어 유망한 차세대 리튬 이차 전지 후보군으로 고려되고 있으나, 덴드라이트 형태의 리튬 전착과 함께 극심한 부피 변화 및 표면적 증가라는 성능 열화에 매우 취약하다. 특히, 리튬 금속 전지의 수명은 전해질 양, 리튬 두께, 내부 압력 등과 같은 전지 설계 및 구조에 매우 의존하기 때문에 코인셀 수준에서의 성능 평가 및 신뢰성에 치명적이다. 따라서, 기존 코인셀 구조를 개선한 리튬 금속 음극 특화 전지 설계 및 규격화가 요구된다. 본 연구에서는 상용수준에서의 주요 전지 설계 인자인 극소량의 전해질과 높은 양극 로딩 레벨, 박막 리튬 사용 등의 환경에서 성능 및 재현성을 확보한 코인셀 구조를 제안한다. 양극과 음극의 면적비를 1에 근접하게 제어하여 비활성 공간을 최소화하고 용량 저하현상을 완화시켰다. 또한, 코인셀 내 압력을 정량화하여 압력의 균일성이 중요한 인자임을 규명하고 유연성 고분자 (PDMS) 필름 도입과 내부 부품의 변화를 통해 기존보다 높고 (0.6 MPa → 2.13 MPa) 균일한 압력(표준편차: 0.43 → 0.16)이 가하도록 개조하였다. 이를 통해 최적의 설계를 정립을 통해 기존보다 향상된 재현성을 확인하였다.