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블렌디드 노벨 엔지니어링이 창의적 문제해결력 향상에 미치는 영향 (An Effects of Blended Novel Engineering on Improving Creative Problem-Solving Ability)

  • 홍기천;이우진;유준희
    • 산업융합연구
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    • 제19권1호
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    • pp.27-32
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    • 2021
  • 노벨 엔지니어링은 독서를 통하여 문제를 찾아내고, 이를 공학적인 방법으로 해결해보는 융합수업모형이다. 이제까지의 노벨 엔지니어링 연구는 온전히 대면으로 진행되어왔다. 그러나 COVID-19 사태 이후를 대비하여 온라인과 오프라인 수업을 병행한 블렌디드 러닝의 연구가 매우 필요하다. 그래서 본 연구에서는 블렌디드 노벨 엔지니어링 수업이 초등학생들의 창의적 문제해결력 향상에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 연구 결과, 이 수업이 자기 확신 및 독립성, 확산적 사고, 비판적 사고, 동기적 요소 요인에서 기존의 문제해결 프로젝트 수업보다 더 높은 효과가 있다는 것이 증명되었다. 이는 블렌디드 노벨 엔지니어링 수업이 2015 개정 교육과정에서 제시한 역량 중심 수업을 위해서 매우 효과적이라는 것을 의미한다. 이 연구로 인하여 코로나 이후 시대에 블렌디드 노벨 엔지니어링이 학교 현장에 확산되어 정착될 수 있기를 기대한다.

공간적 상관길이와 유효수직응력의 효과에 따른 거친 단일 균열내의 용질이동특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Characteristics of Solute Transport in a Rough Single Fracture with Spatial Correlation Length and Effect of Effective Normal Stress)

  • 정우창
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.5-14
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    • 2009
  • 본 연구에서는 유효수직응력의 영향을 받고 있으며, 공간적으로 상관된 간극분포를 포함하고 있는 단일 균열 내에서의 용질이동에 대한 공간적 거동을 수치적으로 분석하였다. 분석결과 단일 균열에서의 용질이동은 간극분포의 공간적 상관정도와 적용된 유효수직응력에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 공간적 상관길이가 증가함에 따라 용질입자의 평균이동시간은 감소하였으며, 또한 용질이동에 대한 굴곡도와 Peclet 수(유체흐름에 의한 용질의 이송율과 분자확산율과의 관계를 나타내는 무차원 수)가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 공간적 상관길이가 증가할수록 단일 균열 내의 간극분포가 용질입자의 이동에 유리하다는 것을 의미한다. 그러나 유효수직응력이 증가할수록 용질입자의 평균이동시간과 굴곡도는 증가하는 경향을 나타냈으며, Peclet 수는 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 유효수직응력이 증가할수록 접촉면의 증가로 인해 한 두 개의 상대적으로 큰 국부유량을 가지는 유로를 따라 이동하기 때문인 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 용질이동에 대한 모의된 결과에 근거하여 공간적 상관길이에 따른 유효수직응력과 용질의 평균이동시간과의 관계를 나타내는 지수형태의 상관식을 제안하였다.

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후속열처리 및 고온고습 조건에 따른 Cu 배선 확산 방지층 적용을 위한 ALD RuAlO 박막의 계면접착에너지에 관한 연구 (Effects of Post-annealing and Temperature/Humidity Conditions on the Interfacial Adhesion Energies of ALD RuAlO Diffusion Barrier Layer for Cu Interconnects)

  • 이현철;정민수;배병현;천태훈;김수현;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.49-55
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    • 2016
  • 차세대 반도체의 초미세 Cu 배선 확산방지층 적용을 위해 원자층증착법(atomic layer deposition, ALD) 공정을 이용하여 증착한 RuAlO 확산방지층과 Cu 박막 계면의 계면접착에너지를 정량적으로 측정하였고, 환경 신뢰성 평가를 수행하였다. 접합 직후 4점굽힘시험으로 평가된 계면접착에너지는 약 $7.60J/m^2$으로 측정되었다. $85^{\circ}C$/85% 상대습도의 고온고습조건에서 500시간이 지난 후 측정된 계면접착에너지는 $5.65J/m^2$로 감소하였으나, $200^{\circ}C$에서 500시간 동안 후속 열처리한 후에는 $24.05J/m^2$으로 계면접착에너지가 크게 증가한 것으로 평가되었다. 4점굽힘시험 후 박리된 계면은 접합 직후와 고온고습조건의 시편의 경우 RuAlO/$SiO_2$ 계면이었고, 500시간 후속 열처리 조건에서는 Cu/RuAlO 계면인 것으로 확인되었다. X-선 광전자 분광법 분석 결과, 고온고습조건에서는 흡습으로 인하여 강한 Al-O-Si 계면 결합이 부분적으로 분리되어 계면접착에너지가 약간 낮아진 반면, 적절한 후속 열처리 조건에서는 효과적인 산소의 계면 유입으로 인하여 강한 Al-O-Si 결합이 크게 증가하여 계면접착에너지도 크게 증가한 것으로 판단된다. 따라서, ALD Ru 확산방지층에 비해 ALD RuAlO 확산방지층은 동시에 Cu 씨앗층 역할을 하면서도 전기적 및 기계적 신뢰성이 우수할 것으로 판단된다.

가축질병 방역활동 지원을 위한 국가동물방역통합시스템 시공간 정보 활용 (Utilizing Spatial and Temporal Information in KAHIS for Aiding Animal Disease Control Activities)

  • 박선일;박홍식;정우석;이경주
    • 한국지리정보학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.186-198
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    • 2016
  • 고병원성 조류인플루엔자(Highly Pathogenic Avian Influenza: HPAI)는 전염력이 매우 높아 발병 시 전국적으로 확산되어 막대한 사회경제적 피해를 유발하는 제1종 법정가축전염병이다. 국가동물방역통합시스템(Korea Animal Health Integrated System: KAHIS)은 축산차량등록제를 통하여 축산관련차량의 축산관련시설 출입정보를 실시간으로 기록함으로써 가축질병 발생 시 신속한 방역업무를 지원하기 위하여 구축한 통합시스템이다. KAHIS는 가축질병 발생 시 차량이동에 의한 확산경로를 효과적으로 추적하기 위한 시공간 정보를 포함한다. 이러한 시공간 정보를 바탕으로 시설들 간 연결 관계를 나타내는 접촉 네트워크를 구축할 경우 가축질병의 시공간 확산과정 추론에 유용하게 활용할 수 있다. 본 연구의 목적은 가축질병 방역활동 지원을 위하여 KAHIS에 내재된 시공간 정보를 접촉 네트워크로 구축하여 일차적 활용방안을 실증적으로 제시하는 것이다. 구축한 접촉 네트워크를 토대로 가축질병의 확산이 이루어지는 잠재적 시공간적 권역을 추정함으 로써 차단 방역 관련 의사결정을 돕기 위한 분석정보를 도출하고 해석을 통하여 정책적 함의를 제시하였다. 아울러 좀 더 고도화된 의사결정 지원정보 도출을 위한 접촉 네트워크의 심층적 활용 방안을 제시하였다.

프로젝트 관리체계 기반 재난안전 R&D 성과관리 체계 구축 (Development of R&D Performance Management System in Disaster and Safety based on the PMS)

  • 장광진;송영갑
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.153-163
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    • 2018
  • 재난 안전 R&D는 현재 사업목표 및 성과달성을 위한 효과적인 운영 관리체계가 미흡한 실정이다. 따라서 재난안전 분야 R&D 사업에 대한 실무적 차원의 성과관리 체계가 마련되어야 하고 이를 위해서는 성과관리 프로세스 수립을 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 국제공인 프로젝트 관리 지식체계 지침서인 PMBOK(Project Management Body of Knowledge)에 제시된 프로젝트 관리체계를 도입하여 재난안전 R&D 성과관리 매트릭스를 정의하였고 업무프로세스 분석과 성과실적 검토를 통해 부처 내 R&D 성과관리체계의 취약부분을 도출하였다. 과학기술기본법, 재난 및 안전관리기본법 등 재난안전 R&D 관련 법에 명시된 성과관리 관련 업무를 바탕으로 5개 프로세스 그룹, 7개 성과관리 지식영역 및 47개 프로세스로 재난안전 R&D 성과관리 매트릭스를 구성하였고, 업무분석을 통해 성과확산 환류 지식영역 관련 프로세스가 현행 재난안전 R&D 성과관리 업무의 취약프로세스로 평가되었다. 따라서 본 연구에서는 업무 취약부분인 성과확산 환류 지식영역에 대해서 PMBOK에서 프로세스를 정의하는 방식과 동일하게 ITO(Inputs-Tool&Techniques-Outputs)를 정의하고 데이터 흐름도를 개발하여 재난안전 R&D 성과확산 및 환류를 위한 업무에 활용할 수 있도록 제안하였다. 본 연구를 통해 제안한 재난 안전 분야 R&D 성과확산 관련 프로세스는 부처 내 R&D 성과확산 활용 업무 전문성을 확보하기 위한 기초자료로 활용되고 더 나아가 재난안전 R&D 사업을 통해 개발된 기술이 기술이전 및 기업 매출액 증대 등 사업화 성과의 확산을 위한 초석을 다지는데 기여할 수 있을 것이라 판단된다.

미세기포와 교반을 이용한 호기성 액비특성에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Aerobic Liquid-Composting using a Micro Air Diffusion and a Mixer System)

  • 구본우;오대민;이영신
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.1354-1360
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    • 2010
  • 본 연구는 양돈축사에서 발생하는 슬러리형의 폐수를 원수로 하여 미세기포(M.A)와 교반기(Mixer)을 통한 호기성 조건으로 액비화 처리시 특성을 분석하고자 한다. 실험초기 pH는 7.6으로 액비의 적정 pH 범위보다 조금 상회하는 것으로 나타났으며, pH상승은 VFAs와 연관성이 있는 것으로 나타났다. 호기성 조건으로 액비처리를 수행하였을 경우 BOD와 COD제거효율에 있어서 혐기성 조건에 비해 효과적으로 나타났으며, BOD의 경우 호기성조건에서 M.A+Mix는 70.9%, M.A는 67.8%로 나타났으며, COD는 M.A+Mix가 39%, M.A가 19%의 제거효율이 나타났다. $NH_3-N$의 경우 모든 조건에서 시간 경과에 따라 점차 낮아지는 경향을 보였으며, 이는 질소의 특성과 pH상승에 따른 것으로 판단된다. $NO_3-N$에서는 모든 조건에 증가추세로 나타나 반응조 내에 $NO_3-N$이 축적되어 탈질율이 낮아지는 것으로 판단된다. 또한, 돈분뇨 액비의 비료성분 분석결과, 혐기성 조건에 비해 호기성 조건인 M.A+Mix에서 비료성분 함유율이 높은 것으로 나타났다.

제빙화학제 살포로 인한 콘크리트 교량 바닥판의 철근부식 시작시기의 예측 (Prediction of Time to Corrosion for Concrete Bridge Decks Exposed to De-Icing Chemicals)

  • 이창수;윤인석;박종혁
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.606-614
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    • 2003
  • 본 연구는 서울시에 위치한 콘크리트 교량 바닥판의 제빙화학제로 인한 열화속도를 추정하기 위하여 제빙화학제 사용현황을 조사하고 실구조물 조사에 의한 표면 염소이온량 누적정도와 염소이온 확산계수의 확률 분포적 특성을 고려하여 국내 환경에 적합한 내구수명 예측을 수행하였다. 연구결과, 무작위성을 나타내는 표면 염소이온량과 염소이온 확산계수는 각각 규모매개변수 0.192, 29.828, 형상매개변수 7.899, 1.983을 갖는 gamma 분포가 형성되었다. 표면 염소이온량은 평균 1.5kg/㎥이며 약70%의 확률수준에서 1∼2kg/㎥까지 농축되었다. 본 연구결과를 종합하여 볼 때 콘크리트 교량 바닥판의 설계내구수명이 20년 이상이 되려면 필요한 피복두께는 최소 26mm 이상으로 시공되어야 하며 고내구성 콘크리트로 타설하여 염소이온 확산계수를 감소시키는 것이 유효할 것으로 판단된다.

1년 양생 조건의 Fly Ash를 혼입한 고성능 콘크리트의 시간의존적 염해저항성 평가 (Evaluation of Time-Dependent Chloride Resistance in HPC Containing Fly Ash Cured for 1 Year)

  • 윤용식;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.52-59
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    • 2018
  • 철근콘크리트 구조물의 대표적인 열화현상인 염해를 억제하고자 여러 가지 연구가 진행되었는데, 그 중에서 혼화재료를 콘크리트에 혼입하여 사용하는 방법이 대표적으로 알려져 있다. 본 연구에서는 대표적인 콘크리트 혼화재료인 플라이애시를 혼입한 콘크리트와 OPC 콘크리트에 대하여 3가지 수준의 물-결합재비(37%, 42%, 47%)를 고려해 내구성능 평가를 실시하였다. 각 목표 재령일에서 Tang's method에 준하여 촉진 염화물 확산계수 측정 실험을, ASTM C 1202에 준하여 통과전하량 측정 실험을, KS F 2405에 준하여 압축강도 실험을 실시하였다. 또한, 기존의 연구결과인 재령 28일의 실험결과를 참고하여 확산계수에 대한 시간의존성지수(m)를 도출하여 고찰하였으며, 장기재령의 압축강도와 시간의존성지수 간의 상관관계를 평가하였다. 재령 49일부터 플라이애시 혼입 콘크리트에서 OPC 콘크리트 대비 개선된 염해저항성능을 나타내었으며 이는 포졸란 반응에 의해 생성된 불용성의 수화물이 원인으로 사료된다. 플라이애시 혼입 콘크리트에서 OPC 콘크리트 대비 약 1.5배 높은 시간의존성지수를 나타내었으며, 압축강도와의 상관관계 평가 결과, OPC 콘크리트는 압축강도가 증가할수록 선형적으로 시간의존성지수가 증가하는 경향을, 플라이애시 콘크리트는 압축강도가 증가할수록 선형적으로 시간의존성지수가 약간 감소하는 경향을 나타냈다.

코팅물질과 유화제가 나노입자 제조 및 안정성에 미치는 영향 (Influence of Coating Materials and Emulsifiers on Nanoparticles in Manufacturing Process)

  • 김병철;천지연;박영미;홍근표;이시경;최미정
    • 한국축산식품학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.220-227
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    • 2012
  • 본 실험은 emulsion-diffusion 방법을 이용한 코팅물질과 유화제를 혼합하여 균질하여 유화액을 만든 후 증류수를 첨가하여 확산시킴으로써 나노입자를 제조하는 방법을 사용하였다. 유화공정에 따른 변화를 살펴보기 위하여 균질기 종류와 균질 속도, 균질 시간을 달리하여 그에 따른 입자크기의 변화를 살펴보고, 나노유화액이 가장 잘 제조되는 조건에서 여러 종류의 코팅물질과 유화제를 이용하여 나노입자의 크기 변화를 살펴보았다. 또한 저장 온도와 저장 기간에 따른 나노입자 크기를 관찰 하고 그에 따른 활성에너지를 산출하였다. 유화 공정에 따른 나노입자 크기의 변화를 살펴보면 NEO II의 경우가 가장 작고 고른 나노입자을 형성하였다. 또한 균질 속도가 증가할 수록 입자가 작아지는 것을 알 수 있었다. 하지만 균질 시간이 증가될수록 입자크기가 증가되는 경향을 보였다. PF68은 유화 능력이 가장 좋은 유화제로 관찰되었고 코팅물질은 PCL이 가장 우수한 능력을 나타내어 나노입자를 제조하는데 있어서 가장 적당하다고 사료되었다. 저장 기간에 따른 입자크기를 살펴보면 저장 기간이 증가할수록 크기가 증가하며, 저장 온도가 낮을수록 변화의 폭이 더 큰 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 균질기 종류, 균질시간, 균질 속도, 코팅물질 그리고 유화제등은 유화액을 제조할 때 중요한 공정 조건이며 다양한 나노캡슐화 공정으로 원하는 크기의 나노입자를 제조할 수 있다고 사료된다.

확산기반 분자통신 채널에서 ISI 완화를 위한 해밍 부호에 관한 연구 (A Study on Hamming Codes for Mitigating ISI on the Diffusion-based Molecular Communication Channel)

  • 정호영
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.1-6
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    • 2021
  • 본 논문에서는 확산기반 분자통신 채널에 존재하는 ISI(inter-symbol interference)를 완화하기 위해 ISI 특성을 채널 복호 알고리즘에 적용한 ISI 해밍부호를 제안하였다. 제안된 채널부호의 비트 오율 성능을 입증하기 위해 ISI가 존재하는 분자통신 채널에서 시뮬레이션을 통해 비트 오율을 측정하였으며 ISI 분자통신 채널에 적용되고 있는 주요한 채널부호들의 비트 오율 성능을 비교·분석하였다. 시뮬레이션 결과 방사되는 분자 수가 1100개 이하인 경우 본 논문에서 제안한 (8,4) ISI 해밍부호의 비트 오율이 다른 부호에 비해 가장 우수함을 알 수 있었다. 또한, 방사 분자 수가 1000개 일 때 본 논문에서 제안한 ISI 해밍부호의 복호 기법은 소프트 값만을 활용한 (7,4) 해밍부호에 비해 약 5.9×10-5의 오율이 개선되었다. ISI 제거 성능이 우수한 것으로 인정되고 있는 ISI-완화 채널부호와 비교해 보면 방사 분자 수가 크지 않은(M<1100) 채널 환경에서는 본 논문에서 제안한 ISI 해밍부호가 가장 유리하고 방사 분자 수가 큰 M>1100인 경우에는 ISI-완화 채널부호가 더 유리함을 알 수 있었다.