• Journal of Ecology and Environment
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• 제45권4호
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• pp.228-236
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• 2021

Background: A review of the literature was carried out to study dust and sandstorm (DSS) in terms of its ecosystem processes and relationship to other dryland disasters in Northeast Asia. Drylands are ecosystems that include grasslands, semi-deserts, and deserts, and these types of ecosystems are vulnerable due to their low primary productivity that depends on a small amount of precipitation. Results: Drought, dust, desertification, and winter livestock disasters (called dzud) are unique natural disasters that affect the region. These disasters are related in that they share major causes, such as dryness and low vegetation cover that combine with other conditions, wind, cold waves, livestock, and land-surface energy, to dramatically impact the ecosystem. Conclusions: The literature review in this study illustrates the macroscopic context of the spatial and temporal patterns of DSS according to geography, climate, and vegetation growth in the drylands of Northeast Asia. The effects of ocean climates and human activities were discussed to infer a possible teleconnection effect of DSS and its relations to desertification and dzud.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권6호
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• pp.33-43
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• 2021

A60 class bulkhead penetration piece is a fire resistance system installed on a bulkhead compartment to protect lives and to prevent flame diffusion in a fire accident on a ship and offshore plant. This study focuses on the approximate optimization of the fire resistance design of the A60 class bulkhead penetration piece using a multi-island genetic algorithm. Transient heat transfer analysis was performed to evaluate the fire resistance design of the A60 class bulkhead penetration piece. For approximate optimization, the bulkhead penetration piece length, diameter, material type, and insulation density were considered discrete design variables; moreover, temperature, cost, and productivity were considered constraint functions. The approximate optimum design problem based on the meta-model was formulated by determining the discrete design variables by minimizing the weight of the A60 class bulkhead penetration piece subject to the constraint functions. The meta-models used for the approximate optimization were the Kriging model, response surface method, and radial basis function-based neural network. The results from the approximate optimization were compared to the actual results of the analysis to determine approximate accuracy. We conclude that the radial basis function-based neural network among the meta-models used in the approximate optimization generates the most accurate optimum design results for the fire resistance design of the A60 class bulkhead penetration piece.

• Ocean and Polar Research
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• 제28권1호
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• pp.1-12
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• 2006

Analyses of sedimentological and geochemical parameters from two radiocarbon-dated sediment cores (JM98-845-PC and JM98-818-PC) retrieved from the central part of Isfjorden, Svalbard, in the Arctic Sea, reveal detailed paleoclimatic and paleoceanographic histories over the last 15,000 radiocarbon years. The overconsolidated diamicton at the base of core JM98-845-PC is supposed to be a basal till deposited beneath pounding glacier that had advanced during the LGM (Last Glacial Maximum). Deglaciation of the fjord commenced after the glacial maximum, marked by the deposition of interlaminated sand and mud in the ice-proximal zone by subglacial meltwater discharge, and prevailed between 13,700 and 10,800 yr B.P. with enriched-terrigenous organic materials. A return to colder conditions occurred at around 10,800 yr B.P. with a drop in TOC content, which is probably coincident with the Younger Dryas event in the North Atlantic region. At this time, an abrupt decrease of TOC content as well as an increase in C/N ratio suggests enhanced terrigenous input due to the glacial readvance. A climatic optimum is recognized between 8,395 and 2,442 yr B.P., coinciding with 'a mid-Holocene climatic optimum' in Northern Hemisphere sites (e.g., the Laurentide Ice sheet). During this time, as the sea ice receded from the fjord, enhanced primary productivity occurred in open marine conditions, resulting in the deposition of organic-enriched pebbly mud with evidence of TOC maxima and C/N ratio minima in sediments. Fast ice also disappeared from the coast, providing the maximum of IRD (ice-rafted debris) input. Around 2,442 yr B.p. (the onset of Neoglacial), pebbly mud, characterized by a decrease in TOC content, reflects the formation of more extensive sea ice and fast ice, which might cause decreased primary productivity in the surface water, as evidenced by a decrease in TOC content. Our results provide evidence of climatic change on the Svalbard fjords that helps to refine the existence and timing of late Pleistocene and Holocene millennial-scale climatic events in the Northern Hemisphere.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.352-357
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• 2020

본 연구는 선박용 디젤엔진 부품인 축류 단조품을 단조작업에 의하여 제작하는 과정에서 발생하는 품질문제를 해결하기 위하여 수행되었다. 1차, 2차 가열 및 열간 단조를 거쳐 완성된 단조품은 최종 후열처리공정을 거치게 되는데 이 과정에서 발생하는 것으로 알려진 내부 결함문제를 해결하기 위하여 냉각공정을 평가하였다. 자유단조작업을 거쳐 제작된 축류 단조품에는 2차 열간 단조작업 후 냉각과정에서 소재 내부에 존재하고 있던 잔류 수소가 기공이나 미세 균열, 입계, 계면 등으로 확산, 집적됨으로써 균열을 유발하여 내부 결함이 발생하는 것으로 알려져 있으며 실제 작업현장에서 균열발생 사례가 보고되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 수치해석 전용 프로그램인 ANSYS를 사용하여 열전달 수치해석을 수행하였으며, 해석모델은 축류 단조품의 특성상 축대칭요소를 사용하여 구성하였고 단조품 초기 온도 1250 ℃에서 단조작업 완료 후 냉각과정에서 시간이 경과함에 따른 온도변화를 평가하였다. 주어진 4종류의 축류 단조품에 대하여 온도이력을 평가한 결과 단조품 내부에 수소유기균열 발생이 예상되는 250 ℃까지 냉각되는데 소요되는 시간을 알 수 있었으며, 이러한 냉각시간은 추후 열처리 작업의 작업표준으로 적용함으로써 축류 단조품 제작 시품질과 생산성을 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권4호
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• pp.320-334
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• 2000

북동 태평양의 위도별(131$^{\circ}$30'W, 5${\sim}$12$^{\circ}$N) 각 지점에서 다중 주상시료 채취기(multiple corer)로 획득된 31개 표층 퇴적물의 지질공학적 특성을 분석하였다 환경연구지역을 포함한 연구지역 북부(9${\sim}$12$^{\circ}$N)퇴적물은 대부분 규질퇴적상을 보인다. 반면 남쪽지역(5${\sim}$6$^{\circ}$N)에서는 탄산질 퇴적물이 산출되는데, 이는 수층 생산성이 높고 이 지역 탄산염 보상심도(CCD: 4,400 m)보다 수심이 얕은데 기인된 결과이다. 지질공학적 특성은 7$^{\circ}$N을 경계로 남-북 퇴적물간 뚜렷한 차이를 보인다. 남쪽지역의 탄산질 퇴적물은 낮은 함수율, 공극율, 전단강도, 그리고 높은 입자 밀도 및 전밀도의 원인이 된다. 반면에 망간단괴가 고밀도로 분포하고 있는 북쪽지역 퇴적물은 주로 생물기원 규질 퇴적물로 구성되어 있으며, 이는 높은 함수율, 공극율, 전단강도 그리고 낮은 입자 밀도 및 전밀도의 일반적 원인이 된다. 퇴적물의 활성도(activity)는 북쪽 퇴적물에서 매우 높게 나타난다. 한편, 북쪽지역 퇴적물들은 표층에서 약 5${\sim}$8 cm를 경계로 준액상(semi-liquid)인 상부층과 단단하게 굳어진 하부층으로 뚜렷이 구분되며, 깊이에 따라 급격한 지질공학적 특성 변화를 보인다. 반면 남쪽 지역에서는 이러한 깊이에 따른 지질공학적 특성 변화가 적다. 이러한 남-북 지역 퇴적물중 지질공학적 특성의 위도별, 깊이별 변화는 탄산질 퇴적물과 규질 퇴적물의 분포, 수층의 생산성 및 수심변화에 따른 용해도와 퇴적을 차이 그리고 침식 및 재퇴적작용 등 퇴적 과정이 위도별로 달랐기 때문으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_3호
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• pp.1043-1060
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• 2023

최근 기후변화의 가속화로 바다에 의한 탄소의 흡수 작용을 칭하는 '블루 카본(blue carbon)'에 대한 관심이 많아지고 있지만, 탄소 순환의 핵심이 되는 해양 생태계에 대한 우리의 이해는 아직 부족한 실정이다. 본 연구는 탄소 순환을 고려한 글로벌 해양 생태 권역(marine eco-province)을 k-means clustering 기법을 활용하여 분류·분석하였다. 지난 20년 간(2001-2020) 위성을 활용하여 생산된 Carbon-based Productivity Model (CbPM) 순 일차 생산량(Net primary production, NPP), particulate inorganic and organic carbon (PIC and POC), 위성 관측과 재분석모델을 결합하여 생산한 해수면 염분(sea surface salinity, SSS) 및 온도(sea surface temperature, SST) 총 다섯가지 자료를 활용하였다. 최적화 과정을 거쳐 총 9개의 생태권역을 도출하였으며, 각 권역의 공간분포와 특성을 분석하였다. 이 중 5개의 권역은 주로 대양의 특성을 반영하고, 4개의 권역은 연안 및 고위도 해역의 특성을 반영하는 것으로 나타났다. 또한, 기존에 알려진 해양 생태 권역과의 정성적 비교를 통하여 탄소순환을 고려한 해양 생태권역의 특징을 상세히 분석하였다. 마지막으로 과거 5년 단위(2001-2005, 2006-2010, 2011-2015, 2016-2020)로 생태 권역의 변화를 분석하였으며, 연안생태계의 빠른 변화와 특히 담수유입으로 인해 생산량이 높고 생태적으로 중요한 권역의 감소를 확인하였다. 이러한 연구 결과는 탄소 순환 및 기후변화를 고려한 해양 생태 권역 분류 및 연안 관리에 대한 중요한 참고자료로 활용 될 수 있으며, 기후 변화에 취약한 지역에 대한 체계적인 관리 지침 개발에 활용될 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_2호
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• pp.1635-1650
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• 2023

지구온난화로 인한 해수면온도 상승은 해양 생태계와 해양 생물에 열적 스트레스를 유발하여 해양 종의 생산성과 분포에 심각한 영향을 미친다. 이와 관련하여 최근 우리나라의 수산자원 중 살오징어의 어획량이 지속적으로 감소하고 있다. 본 연구에서는 지속적인 수산자원 관리를 위하여 어장 형성에 영향을 주는 해양환경을 분석하고 천리안해양관측위성 자료를 비롯한 여러 위성자료들을 이용하여 계절별 살오징어 서식지적합 모델을 개발하였다. 해수면온도는 14.11-26.16℃, 해수면높이는 0.56-0.82 m, 엽록소-a 농도는 0.31-1.52 mg m^-3, 일차생산량은 580.96-1574.13 mg C m^-2 day^-1인 범위에서 평균적으로 약 83%의 살오징어가 어획되는 것을 확인하였다. 계절별로 적합지수를 곡선 접합한 후, 네 가지 통계 방법으로 서식지적합지수를 개발하였고 그 중 산술평균을 사용한 모델이 가장 좋은 성능을 보였다. 개발한 통계 모델과 2019년 어획량 자료와 비교하였을 때, 계절별로 다른 해역에 생성되는 어장과 어획량이 높은 곳에 서식지적합지수가 높게 나타나는 것을 확인하여 모델이 잘 개발될 것을 볼 수 있었다. 또한, 살오징어의 어장 형성과 관련이 높은 해수면온도의 뚜렷한 증가 추세를 확인하였으며 앞으로 지속될 해양 온난화에 의해 어장이 변화할 것으로 예상이 된다. 수산자원 관리를 위해서는 꾸준히 모니터링하는 것이 필요하다고 보여진다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권4호
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• pp.327-338
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• 2015

해수 중 광학적 특성 때문에 유색 용존유기물은 위성자료에 기반한 해양의 엽록소와 일차생산력의 정확한 측정에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 2009과 2011년 여름철을 대상으로 서로 특이하게 다른 결과를 보고하고자 하였다. 이 두 시기의 여름철 차이는 것은 용존유기물에 영향을 주는 주요 공급원이 다른 것으로 나타났다. 그리고 현장 측정치와 위성자료로 부터 얻어진 엽록소 농도를 비교하여 위성자료로부터 구한 엽록소 농도 측정에 대한 용존유기물의 영향을 보았다. 그 결과, 2009년 MODIS를 이용한 엽록소 농도와 현장 측정된 엽록소 a 농도는 서로 유사하였으나, 2011년과 같이 유색용존유기물의 농도가 높았던 시기에는 이 두 농도 간에 유의한 차이가 나타났다. 2011년 여름 MODIS 자료와 비교하였을 때, GOCI 자료는 엽록소와 유색용존유기물 모두 현장 측정치 자료와 잘 일치하였다. 수직 혼합에 의해 공급된 표층 해수 중 높은 유색용존유기물의 존재는 위성자료에 의한 엽록소 농도의 과대평가에 영향을 주는 것으로 보인다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권5호
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• pp.596-604
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• 2019

본 연구는 퇴적물이 소모하는 산소량(SOD)과 환경 인자가 서로 미치는 영향을 파악하기 위해 퇴적물 배양실험을 수행하였다. 이를 위해 실험실에서 용출 반응조를 설치하여 20일간 배양하였으며, 퇴적물에 존재하는 물질 중 P 및 Fe와의 관계를 중점적으로 연구하였다. 분석 결과, 수층의 용존 산소는 시간의 경과에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 퇴적물의 산화환원전위 또한 음의 방향으로 진행되어 혐기적 환원환경이 조성되었다. 퇴적물 산소요구량(SOD)은 배양 초기 0.05mg/g로 측정되었으며, 20일차 0.09mg/g으로 퇴적물이 소모하는 산소량이 증가하는 경향을 관찰하였다. 이는 chl-a의 증가로 퇴적물 표층에 축적된 유기물의 분해에 의한 산소 소모(Biological-SOD), 그리고 환원반응에 의해 생성된 금속 환원물이 재산화 할 경우 소모되는 산소(Chemical-SOD)에 의한 것으로 보인다. 퇴적물에서 추출한 존재형태별 인과 SOD의 상관관계를 살펴보면 Ex-P, Org-P의 경우 양의 상관관계, Fe-P의 경우 음의 상관관계를 나타내었다. 또한, 실험 20일차 퇴적물의 미생물 군집을 분석한 결과 혐기성 철 환원균(FeRB)이 우점종으로 검출되었다. 따라서, 철 산화물과 결합한 인산염이 환원반응에 의해 분리될 경우 인산염은 수중으로 용출되어 일차생산력을 증가시키며, 환원물은 재산화 하여 퇴적물 산소 소모량에 기여하므로 본 연구는 산소 수지의 개선을 위한 기초 자료로 이용될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.377-386
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• 2021

A60 급 갑판 관통 관은 선박과 해양플랜트에서 화재사고가 발생할 경우 화염의 확산을 방지하고 인명을 보호하기 위해 수평구조에 설치되는 방화장치이다. 본 연구에서는 다양한 대리모델과 다중 섬 유전자 알고리즘을 이용하여 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대한 이산변수 근사최적화를 수행하였다. A60 급 갑판 관통 관의 방화설계는 과도 열전달해석을 통해 평가하였다. 근사최적화에서 관통관의 길이, 지름, 재질, 그리고 단열재의 밀도는 이산설계변수로 적용하였고, 제한조건은 온도, 생산성 및 가격을 고려하였다. 대리모델 기반의 근사최적설계 문제는 제한조건을 만족하면서 A60 급 갑판 관통 관의 중량을 최소화할 수 있는 이산설계변수를 결정하도록 정식화하였다. 반응표면모델, 크리깅, 그리고 방사기저함수 신경망과 같은 다양한 대리모델이 근사최적화에 사용되었다. 근사최적화의 정확도를 검토하기 위해 최적해의 결과는 실제 계산 결과와 비교하였다. 근사최적화에 사용된 대리모델 중 방사기저함수 신경망 모델이 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대해 가장 정확한 최적설계 결과를 나타내었다.