• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권12호
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• pp.4357-4366
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• 2023

MARS-KS, a domestic regulatory confirmatory code of Republic of Korea, had been developed by integrating RELAP5/MOD2 and COBRA-TF. The integration of COBRA-TF allowed to extend the capability of MARS-KS, limited to one-dimensional analysis, to multi-dimensional analysis. The use of COBRA-TF was mainly focused on subchannel analyses for simulating multi-dimensional behavior within the reactor core. However, this feature has been remained as a legacy without ongoing maintenance. Meanwhile, MARS-KS also includes its own multidimensional component, namely MULTID, which is also feasible to simulate three-dimensional convection and diffusion. The MULTID is capable of modeling the turbulent diffusion using simple mixing length model. The implementation of the turbulent mixing is of importance for analyzing the reactor core where a disturbing cross-sectional structure of rod bundle makes the flow perturbation and corresponding mixing stronger. In addition, the presence of this turbulent behavior allows the secondary transports with net mass exchange between subchannels. However, a series of assessments performed in previous studies revealed that the turbulence model of the MULTID could not simulate the aforementioned effective mixing occurred in the subchannel-scale problems. This is obvious consequence since the physical models of the MULTID neglect the effect of mass transport and thereby, it cannot model the void drift effect and resulting phasic distribution within a bundle. Thus, in this study, the turbulence mixing model of the MULTID has been improved by means of the inter-channel mixing model, widely utilized in subchannel analysis, in order to extend the application of the MULTID to small-scale problems. A series of assessments has been performed against rod bundle experiments, namely GE 3X3 and PSBT, to evaluate the performance of the introduced mixing model. The assessment results revealed that the application of the inter-channel mixing model allowed to enhance the prediction of the MULTID in subchannel scale problems. In addition, it was indicated that the code could not predict appropriate phasic distribution in the rod bundle without the model. Considering that the proper prediction of the phasic distribution is important when considering pin-based and/or assembly-based expressions of the reactor core, the results of this study clearly indicate that the inter-channel mixing model is required for analyzing the rod bundle, appropriately.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권3호
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• pp.317-324
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• 2010

고체산화물연료전지의 상용화를 위해서 금속지지체형 고체산화물연료전지가 개발되었다. 이 연료전지는 기계적강도를 향상시킨 새로운 개념의 연료전지지만 접합층으로 인해 물질전달률이 감소한다. 본 논문에서는 전산해석을 이용하여 연료극지지체형 고체산화물연료전지와 금속지지체형 고체산화물연료전지의 물질전달율을 비교하고자 한다. 지배방정식, 전기화학반응, 세라믹 물성치 모델이 동시에 해석된다. 그리고 다공성 매질 내부의 물질전달 해석을 위해서 분자확산과 누센확산이 함께 고려된다. 전산해석의 검증을 위해서 실험결과와 해석결과를 비교한다. 금속 지지체형 고체산화물 연료전지의 평균 전류밀도가 연료극지지체형 고체산화물연료전지에 비해 약 23% 감소한다. 그러나 접합층으로 인해 금속지지체형 고체산화물연료전지가 더 균일한 전류밀도 분포를 가진다.

• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.239-252
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• 2016

최근 2차원 나노 물질을 응용하여 수처리 막의 성능을 향상시킬 수 있는가에 대한 연구가 활발하다. 그 노력의 한 가운데에 원자 두께를 가지고 있으면서 손쉽게 구할 수 있고 층으로 쌓을 수도 있는 2차원 물질인 그래핀이 자리하고 있다. 이 총설에서 우리는 그래핀으로부터 만들 수 있는 두 가지 막 구조에 관한 기초 물질 전달 현상을 최근 연구 성과를 중심으로 다룬다. 그 물질 자체로 이미 물질 전달 차단성을 갖는 그래핀에 정확히 제어된 크기의 구멍을 뚫을 수 있다면 아마도 원자 크기 수준으로 얇은 두께 때문에 그래핀 막은 같은 기공 크기의 어느 막보다도 빠른 궁극적 투과도를 나타낼 것이며, 이로부터 선택도를 담보할 수 있다면 다양한 막 분리 공정에 적용할 수 있을 것이다. 그 한 예로, 나노미터 이하의 기공을 가정한 초박막 침투성 그래핀 막에 대한 분자동역학 연구와 몇몇 초기 실험 결과들이 해수담수화 막으로서의 가능성을 보인 점은 주목할 만하다. 그래핀 물질로부터 다른 구성을 가진 막을 설계할 수 있는데, 이 막은 적당히 산화된 그래핀 마이크로 판들을 무작위로 적층함으로써 구현할 수 있다. 그래핀 판 적층 간격을 나노미터 이하로 쉽게 제어할 수 있기 때문에 이 구조 역시 수처리 및 해수담수화 막으로서의 가능성을 시사한다. 기존 막기술에 존재하지 않던 구조와 물질 전달 성질을 가짐으로써 두 종류의 그래핀 막은 앞으로 수처리 기술을 비롯한 다양한 막 기술의 응용분야에서 효과적으로 기여할 가능성이 충분하다.

• 멤브레인
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• 제27권4호
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• pp.358-366
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• 2017

연료전지용 전해질막의 성능에 있어서 가장 중요한 요소는 수소이온이 전해질막 내부에 형성된 수화채널을 따라서 얼마나 빨리 전달될 수 있느냐이다. 여기에는 수화채널의 모폴로지 및 수소이온의 확산도 등이 매우 중요한 요소가 되는데, 이를 규명하기 위하여 다양한 분자동역학 전산모사 연구가 진행되고 있다. 분자동역학 계산에 있어서 각 원자의 움직임 및 상호작용을 미리 변수화 시켜 놓은 force-field는 필수 요소 중 하나로서, 본 연구에서는 이러한 force-field의 종류가 전해질막 전산모사에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 다양한 force-field를 이용하여 연료전지용 전해질막의 수소이온 확산도를 계산하였다. 이 과정에서 non-bonding interaction을 결정하는 전하 값이 수화채널 모폴로지 형성에 매우 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌으며, COMPASS force-field가 가장 정확한 수소이온 확산도 값을 얻음으로써 연료전지용 전해질막의 전산모사에 있어서 가장 적절한 force-field일 것으로 판단된다. 이러한 force-field의 적절한 선정은 최종 분자 구조 뿐만 아니라 수소이온 확산도에도 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었으며, 연료전지용 전해질막 전산모사 수행 시에는 이러한 부분을 충분히 감안하여 force-field를 선택하여야 할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제19권9호
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• pp.1200-1208
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• 2009

Tight junctions (TJs)은 인접된 세포 사이의 전해질 및 거대분자 확산 조절에 관여하는 paracellular permeability의 장벽 역할을 한다. 본 연구에서는 MCF-7 및 MDA-MB-231 인체유방암세포에서 대두의 대표적인 생리활성물인 genistein에 의한 암세포의 침윤 억제에서 TJs의 견고성 및 투과성과의 연관성을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 genistein에 의한 유방암세포의 증식 억제, 암세포 이동성의 저하 및 침윤성의 억제는 TJs의 증가된 견고성과 연관이 있었으며, 이를 transepithelial electrical resistance의 증가 및 paracellular permeability의 감소로 확인하였다. Genistein은 두 유방암세포에서 TJs의 주요 조절 단백질로서 paracellular transport 조절에 중요한 역할을 하는 claudin-3 및 claudin-4의 발현을 억제시켰다. 그리고 genistein은 암세포의 전이 조절 관련 유전자들인 like growth factor-1 receptor 및 snail의 발현을 억제하였으며, thrombospondin-1 및 E-cadherin의 발현은 증가시켰다. 또한 small interfering RNA를 이용하여 genistein의 유방암세포의 침윤 억제에서 claudin-3단백질의 중요성을 확인하였다. 결론적으로 genistein이 TJs의 견고성 증가를 통하여 암세포의 침윤성을 억제할 수 있었으며, 이 과정에서 아마도 claudin 단백질의 발현 증가가 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 genistein이 종양 전이억제를 효과적으로 차단할 수 있음을 보여주는 것이다.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.244-248
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• 2023

최근 많은 정보를 신속하게 전달하기위한 방법으로 디스플레이의 역할은 아주 중요하며 다양한 색을 자연색에 가깝게 재현하기 위한 연구가 진행 중이다. 특히 정확하고 풍부한 색을 표현하기 위한 방법으로 발광 구조에 대한 연구가 진행되고 있다. 기술의 고도화, 디바이스의 소형화로 인해 작지만 높은 시인성과 에너지 소모에서 높은 효율을 가진 디스플레이의 필요성이 지속적으로 증가되고 있는 실정이다. OLED의 효율을 향상시키기 위해서는 운반자 주입의 향상, 전자와 정공이 수적인 균형을 이루며 효율적으로 재결합 할 수 있는 소자의 구조, 발광 효율이 큰 물질의 개발 등 OLED의 효율을 향상시키고자 하는 노력은 다방면에서 진행되고 있다. 본 연구에서는 7층 적층구조 배면발광 청색 OLED 소자의 전기적 특성 및 광학적 특성을 분석하였다. 소자는 제작이 용이하며, 고효율 및 고휘도화가 가능한 Blue 발광물질인 4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl : Ir(difppy)2(pic)를 사용하였다. OLED 소자 제작은 SUNICEL PLUS 200 시스템을 이용하여 5×10-8 Torr 이하의 고진공 상태에서 In-Situ 방식으로 증착하였다. Electron or Hole Injection Layer(EIL or HIL) Electron or Hole Transport Layer(ETL or HTL) 등이 추가된 5층 구조에 Electron or Hole Blocking Layer(EBL or HBL)을 추가한 7층 구조로 실험을 진행하였다. 제작한 소자의 전기적, 광학적 특성을 분석한 결과 EBL 층과 HBL층을 삽입하여 색의 확산을 방지한 소자는 색 순도가 우수하게 나타났다. 본 연구결과를 이용하여 청색 OLED 디스플레이 소자의 연구 개발 기초 및 실용화에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.283-291
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• 2010

리튬이온전지의 음전극으로 사용하기 위해 주로 알카리 수열합성법과 열처리에 의해 제조되는 $TiO_2$ 나노튜브의 전기화학적 특성에 관한 연구결과를 조사하여, 그 충방전 특성을 분석하였다. 현재까지 리튬과 $TiO_2$의 전기화학반응으로 생성되는 $Li_xTiO_2$의 이론용량인 $335mAh\;g^{-1}$(x=1)를 초과하는 최대방전용량 $338mAh\;g^{-1}$(x=1.01)을 $TiO_2(B)$ 상을 갖는 나노튜브가 나타내었다. 이것은 리튬의 자가확산이 활성에너지 0.48 eV 정도로 느리므로 이보다 확산거리가 짧도록 $TiO_2$ 나노튜브의 구조를 조정하여 리튬 수송이 원활하도록 하였기 때문이다. 또한 $TiO_2$ 나노튜브 구조체는 벌크상은 물론 표면에서의 뛰어난 이온저장성 때문에 리튬이온전지의 음전극 소재뿐만 아니라 고출력 특성이 필요한 커페시터 소자의 전극소재로도 활용할 수 있다.

• 대한교통학회지
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• 제19권5호
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• pp.21-33
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• 2001

최근 사회 각 분야별로 정보화에 대한 인식이 고조되고 있다. 교통분야에서도 기존의 교통체계에 정보, 통신 등 첨단기술을 접목시켜 정보화를 달성함으로써 시설의 이용효율을 높일 수 있는 지능형교통체계(ITS)의 도입이 추진되고 있다. 건설교통부는 ITS관계법령제정 등 ITS부문의 활성화를 위한 다각적인 노력과 강력한 의지를 표명한 바 있다. 그러나, 각종 기술의 복합체인 ITS는 이러한 노력에도 불구하고 민간업체의 소극적인 참여로 인하여 활성화가 이루어지지 못하고 있는 것이 현실이다. 그러므로, 본 연구논문에서는 ITS의 활성화를 위한 제반요건 중 하나인 ITS시장예측을 목표로 설정하였다. 이를 위하여 ITS부문의 시장예측을 위한 모형의 개발과 적용을 주요 연구내용으로 하였다. 기존의 ITS시장전망과 관련한 연구에서는 대부분의 경우 설문 등에 기초한 정성적 모형을 적용하고 있다 정성적 모형의 경우 객관성 결여로 인한 주관적인 해석방법이 단점으로 지적되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 정량적 모형 특히 정보통신부문의 시장예측에 적합한 확산모형에 근거하여 ITS시장예측모형을 고찰하였다. 모형적용결과, 2020년까지 정상적 시나리오의 경우 누적시장규모가 약 14조 8천억 원의 거대시장으로 형성될 것으로 추정되었다. 특히, ITS부문 중에서도 인프라에 해당하는 교통관리최적화 서비스 분야는 전체 누적시장규모의 약 47%인 6조 9천억 원을 차지하는 최대의 시장을 형성할 것이라 예측되었다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제11권2호
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• pp.199-213
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• 2017

Chloride penetration is among the main causes of corrosion initiation in reinforced concrete (RC) structures producing premature degradations. Weather and exposure conditions directly affect chloride ingress mechanisms and therefore the operational service life and safety of RC structures. Consequently, comprehensive chloride ingress models are useful tools to estimate corrosion initiation risks and minimize maintenance costs for RC structures placed under chloride-contaminated environments. This paper first presents a coupled thermo-hydro-chemical model for predicting chloride penetration into concrete that accounts for realistic weather conditions. This complete numerical model takes into account multiple factors affecting chloride ingress such as diffusion, convection, chloride binding, ionic interaction, and concrete aging. Since the complete model could be computationally expensive for long-term assessment, this study also proposes model simplifications in order to reduce the computational cost. Long-term chloride assessments of complete and reduced models are compared for three locations in France (Brest, Strasbourg and Nice) characterized by different weather and exposure conditions (tidal zone, de-icing salts and salt spray). The comparative study indicates that the reduced model is computationally efficient and accurate for long-term chloride ingress modeling in comparison to the complete one. Given that long-term assessment requires larger climate databases, this research also studies how climate models may affect chloride ingress assessment. The results indicate that the selection of climate models as well as the considered training periods introduce significant errors for mid- and long- term chloride ingress assessment.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 정기총회 및 춘계 공동 학술발표회
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• pp.149-156
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• 1999

In the United States (U.S.), the monitored natural attenuation (MNA) approach has been used as an alternative remedial option for organic and inorganic compounds retained in soil and dissolved in groundwater. The U.S. Environmental Protection Agency (EPA) defines the MNA as“in-situ naturally-occurring processes include biodegradation, diffusion, dilution, sorption, volatilization, and/or chemical and biochemical stabilization of contaminants and reduce contaminant toxicity, mobility or volume to the levels that are protective of human health and the environment”. The Department of Soil Environment. National Institute Environmental Research (NIER) is in the process for demonstrating the MNA approach as a potential remedial option for the BTEX contaminated site in Uiwang City. The project is charactering the research site in terms of the nature and extend of contamination, biological degradation rate, and geochemical and hydrological properties. The microbial-degradation rate and effectiveness of nutrient and redox supplements will be determined through laboratory batch and column tests. The geochemical process will be monitored for determining the concentration changes of chemical species involved in the electron transfer processes that include methanogenesis, sulfate and iron reduction, denitrification, and aerobic respiration. Through field works, critical soil and hydrogeologic parameters will be acquired to simulate the effects of dispersion, advection, sorption, and biodegradation on the fate and transport of the dissolved-phase BTEX plume using Bioplume III model. The objectives of this multi-years research project are (1) to evaluate the MNA approach using the BTEX contaminated site in Uiwang City, (2) to establish a standard protocol for future application of the approach, (3) to investigate applicability of the passive approach as a secondary treatment remedy after active treatments. In this presentation, the overall picture and philosophy behind the MNA approach will be reviewed. Detailed discussions of the site characterization/monitoring plans and risk-based decision-making processes for the demonstration site will be included.