• 제목/요약/키워드: 구조분해분석

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원기둥 후류에 대한 적합 직교 분해법 적용 (Application of proper orthogonal decomposition on cylinder wake)

  • 이관호;황진환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.256-256
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    • 2022
  • 레이놀즈 분해법은 유속을 비롯한 변수를 평균 성분과 변동 성분으로 분해하는 분석 방법으로, 난류 분석의 기본이 되는 방법이다. 그러나 유체 내에 장애물이 존재할 경우, 흐름에 큰 와류가 존재하여 난류 변동 성분과 구분되는 고유 구조가 형성되는데, 이러한 경우에 레이놀즈 분해법을 적용하면 고유 구조의 변동 성분이 난류로 처리되어 난류 강도가 과다하게 책정될 수 있다는 한계점이 있다. 이에 대한 대안으로 제안된 것이, 변수를 평균 성분, 파동 성분, 변동 성분으로 분해하는 삼중 분해법이다. 삼중 분해법은 흐름 내의 고유 구조를 추출하는 것을 가능하게 하여 다양한 연구에서 사용되어왔다. 삼중 분해법을 구현하기 위해 이용되는 방법론 중 하나로, 공분산 행렬을 이용하여 유속장을 분해하는 방법인 적합 직교 분해법이 많이 사용된다. 본 연구에서는 원기둥 후류에 적합 직교 분해법을 사용하여 삼중 분해법을 시행하고, 후류의 흐름 구조를 분석하는 것을 목표로 하였다. 영상 유속계를 사용하여 실험을 통해 원기둥 후류의 수평 유속장을 측정하였고, 측정 자료에 적합 직교 분해법을 적용한 결과, 첫 두 모드에서 큰 규모의 와류가 파동 형태로 전파되는 것이 관찰되어 고유 구조의 존재를 확인할 수 있었다. 해당 성분을 삼중 분해법의 파동 성분으로 상정하였고, 푸리에 분석을 적용한 결과에서도 원기둥 후류의 고유 진동수가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 원기둥 후류의 에너지 전달 구조를 확인하기 위하여 에너지 방정식에 삼중 분해법을 적용하여 식을 유도하고, 실험 자료로부터 각 항을 계산하여 비교해보았다.

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다양한 기질 특이성을 갖는 $\alpha$-Amylase계열 Cycloma1todextrin 분해효소들의 구조와 기능간의 관계 (Relationship between Structure and Function of Cyclomaltodextrinases in Their Multispecificity)

  • 김정완;조희연;김영배;박관화
    • 미생물과산업
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    • 제27권1호
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    • pp.2-17
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    • 2001
  • Cyclomaltodextrinase(CDase, EC 3.2.1.54), maltogenic amylase(EC 3.2.1.133). neopullulanase(EC 3.2.1.135)는 cyclomaltodextrin(CD), pullulan 및 전분을 가수분해하는 효소들이다. 이 효소들은 $\alpha$-1,4-Ο-glycosidic 결합에 작용하여 CD와 전분을 말토오스로 pullulan을 panose로 가수분해할 뿐만 아니라 올리고당들을 다양한 당 수용체 분자들의 C-3, C-4. C-6 수산기로 전이시키는 활성도 갖고 있다. 이러한 특성들은 기존의 $\alpha$-amylase를 비롯한 판수화물 분해효소들과 뚜렷이 구별되는 것으로 전분 분해효소들의 분류체계에 새로운 기준점을 제시한다고 하겠다. 본 총설에서는 CDase, maltogenic amylase, neopullulanase처럼 pullulan이나 전분보다 CD를 훨씬 더 잘 분해하는 효소들과 Thermoactinomyces vulgaris amylase II(TVA II)처럼 CD를 분해하기는 하나 pullulan을 더 잘 분해하는 효소들의 생화학적, 효소적, 구조적 특성들을 종합하여 소개하고자 하였다. 이 효소들은 40~60% 정도로 아미노산 서열이 동일하고, 세포 내에 존재하며, 분자량이 62~90 kDa로 $\alpha$-amylase보다 다소 크다. 아미노산 서열 비교분석 및 maltogenic amylase와 TVA II 등의 3차구조 분석 결과, 이 효소들은 아미노 말단에 보통 $\alpha$-amylase에는 존재하지 않는 약 130개 아미노산으로된 영역을 갖고 있어 이를 매개로 이합체를 형성할 수 있는 것으로 나타났다. 이합체-단위체 평형은 염 농도, 효소 농도, 산도 등에 의해 조절되고 단위체와 이합체 모두 효소환성을 갖고 있으나, 기질 특이성이 다르며 단위체는 전분을, 이합체는 CD를 선호하는데 이는 이합체 형성 시 활성부위의 구조적 변화에 따른 것으로 분석되었다. 본 총설에서는 CD 분해효소들의 다양한 기질 특이성을 올리고머 형성 등의 구조적 특성과 관련하여 논함으로써 관련 효소들의 분류체계를 보다 명확히 할 수 있는 자료를 제공하고자 하였으며, 이러한 효소들의 생리적 기능 및 산업적 이용에 대해 제안하고자 하였다.

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우리나라 1차 에너지와 최종 에너지 소비 변화요인 분해 비교분석 (A Comparison of Decomposition Analyses for Primary and Final Energy Consumption of Korea)

  • 박성준;김진수
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제23권2호
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    • pp.305-330
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    • 2014
  • 그 동안 에너지 소비 변화요인을 규명하기 위한 많은 연구가 이루어져 왔다. 그런데 상당수의 연구에서 최종 에너지를 기준으로 분해분석을 수행, 에너지 소비나 이산화탄소 배출량을 집약도, 구조, 생산 효과로 나누어 분석하였다. 그러나 최종 에너지를 기준으로 할 경우 많은 전환 손실이 발생하는 전력 부문으로 인하여 정확한 소비량 변화 요인의 규명이 어려울 수 있다. 이에 본 연구에서는 전력 소비 위주로 변화하고 있는 우리나라의 에너지 소비 구조를 보다 명확하게 반영하여 에너지 소비 변화 요인을 살펴보고자 1차 에너지 소비를 기준으로 지수분해 분석을 수행하였다. 분석 방법론으로는 Refined Laspeyres 모형과 LMDI 모형을 사용하였다. 분석 결과, 1차 에너지 소비량을 기준으로 분해분석 한 결과와 최종 에너지를 기준으로 분해분석 결과의 차이가 점차 커지는 경향을 확인하였다. 최종 에너지를 기준으로 분석 한 결과 1981년 대비 2011년 집약도 효과는 0.607배 감소, 구조 효과는 0.227배 증가 한 것으로 나타난 반면, 1차 에너지를 기준으로 분해분석 한 결과를 보면 집약도 효과가 0.236배 감소하고, 구조 효과가 0.434배 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 향후 분해분석 연구 수행에 있어서는 반드시 1차 에너지를 기준으로 분석을 수행해야 할 것이다.

전자선 처리 후 생성된 Iopromide의 분해산물 구조 규명 및 분해 효율 (Structural characterization and degradation efficiency of degradation products of iopromide by electron beam irradiation)

  • 함현선;명승운
    • 분석과학
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    • 제27권6호
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    • pp.292-299
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    • 2014
  • X-선 조형제인 이오프로마이드는 하천수에서 비교적 높은 검출 농도와 높은 검출 빈도로 검출되는 의약물질이다. 이오프로마이드를 전자선에 노출시킨 후 생성된 생성물의 화학 구조를 예측하였고 분해 효율을 측정하였다. 이오프로마이드를 소량 첨가시킨 수용액 시료를 전자선(UELV-10-10S, klysotrn, 10 MeV, 1 mA and 10 kW)에 노출시켰으며, LC/ESI-MS/MS 분석 후 질량스펙트럼을 해석함으로써 분해산물인 I_D_665와 I_D_663에 대한 화학적 구조 규명을 수행하였으며, 직렬식 질량분석에 의한 질량스펙트럼 토막이온의 생성 경로도 제안하였다. 0.3~5 kGy에 노출 시켰을 때 흡수선량의 증가에 따라서 30.5~98.4%가 분해되었으며, $0.5{\sim}100{\mu}g/kg$의 농도에서 0.3 kGy의 전자선으로 조사하였을 경우 97.8~30%가 분해되었다. 전자선량이 높을수록 그리고 분석물질이 낮은 농도일수록 전사선 조사에 의한 이오프로마이드의 분해효율은 증가하였다.

LMDI 방법론을 이용한 국내 제조업의 온실가스 배출 요인분해분석 (LMDI Decomposition Analysis for GHG Emissions of Korea's Manufacturing Industry)

  • 김수이;정경화
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제20권2호
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    • pp.229-254
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    • 2011
  • 본 논문은 LMDI(Log Mean Divisia Index) 방법론을 이용하여 국내 제조업의 온실가스 배출에 대한 요인분해분석을 하였다. 국내 제조업의 온실가스 배출에 대한 요인분해는 크게 생산효과, 구조효과, 집약도효과, 에너지믹스효과, 배출계수효과 등 다섯 가지 요인으로 분해하였다. 1991년~2007년까지 국내 제조업의 온실가스 배출변화 요인을 분석한 결과를 보면 국내 제조업의 온실가스 배출은 대부분 생산효과에 의해서 증가하였다. 구조효과와 집약도는 온실가스 배출을 줄이는 역할을 하였으며, 구조효과보다는 집약도효과가 더 많이 온실가스 배출을 감소시키는 방향으로 작용하였다. 그리고 에너지믹스효과와 배출계수효과는 다른 효과들에 비해서 그 비중이 작지만 온실가스 배출 증감에 영향을 미치고 있다. 에너지믹스효과는 온실가스 배출 증가 요인으로 배출계수효과는 감소요인으로 작용하였다. 한편 시계열로 에너지 소비를 요인분해 해 본 결과 1998년 IMF 체제를 전후로 온실가스 패턴에 변화가 일어났다. IMF 체제 이후로 구조효과와 집약도효과에 의한 온실가스 감축이 IMF 체제 이전보다 더욱 두드러진 것이 특징이다. 2001년 이후 진행된 신고유가 시대를 맞이해서는 구조효과와 집약도효과가 더욱 촉진되었다.

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견 피브로인 분말과 필름의 제조 및 구조 분석 (Preparation and Structural Characterization of Silk Fibroin Powder and Film)

  • 최해경;남중희
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.142-153
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    • 1995
  • 특이한 분자 구조를 가진 생체 고분자로서 유용한 견 피브로인은 다양하게 성형 가공할 수 있으며 이를 위해서는 견 피브로인 수용액을 필요로 한다. 견 피브로인의 용해 조건이 형성되는 견 피브로인의 분말과 필름에 미치는 영향을 알아보기 위하여 종성염과 산가수분해법으로 견 피브로인을 용해시킨 수용액으로부터 견 피브로인 분말과 필름을 제조하고 이들의 특성을 아미노산 조정 분석, SEM, DSC, IR, X-ray Diffraction 등의 방법을 통하여 조사 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 염화칼슘법과 염산법에 의해 피브로이을 용해시켰을 때 처리에 따라 아미노산 조성은 달랐으며 분자량도 차이가 있었다. 2. 분말의 구조 분석 결과, 염화칼슘법에 의한 처리에서 열분해 온도는 대조에 비해 낮게 나타났고 무정형의 분자 구조를 띄고 있음을 알 수 있었다. 염산 처리에 의한 잔유물은 대조보다 높은 온도에서 $\beta$구조에 의한 분해 거동을 보였으며 높은 결정화도를 나타냈다. 한편 염산에 용해된 부분은 열분해 분석 결과 a-helix에 의한 흡열 peak을 나타냈다. 3. 염화칼슘법에 의해 형성된 견 피브로인 필름은 모정형에 가까운 결정 구조를 가지고 있지만 불용화 처리에 의해 결정성이 향상됨에 따라 피브로인 필름의 흡습율은 감소하였으며, 열분해 온도가 증가했다.

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국내 제조업부문에 대한 에너지소비 요인 분해 분석 (Decomposition Analysis on Energy Consumption of Manufacturing Industry)

  • 김수이
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제31권4호
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    • pp.825-848
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    • 2022
  • 이 논문은 국내 제조업부문의 에너지소비 증가 요인을 LMDI(Log mean divisia index) 분해 분석방법을 이용하여 분석하였다. 1999년부터 2019년까지 20년간의 에너지소비 변화를 분석하였다. LMDI 분해 분석방법 중 에너지소비 증가량을 분석한 가법적 요인분해 분석과 에너지소비 증가율을 분석한 승법적 요인분해 분석 모두를 사용하였다. 분석결과, 국내 제조업의 에너지소비를 증가시킨 요인은 생산효과이며, 구조효과와 집약도 효과는 에너지소비를 감소시키는 요인으로 나타났다. 특히 구조효과에 의한 에너지소비 감소가 집약도 효과에 의한 에너지소비 효과보다 더 크게 나타났다. 시기별로 보면, 2011년까지는 에너지소비가 생산효과에 의해 급속히 증가한 반면 그 이후에는 생산효과에 의한 에너지소비 증가가 둔화된 것을 알 수 있다. 이에 반해 그 이후에는 구조효과와 집약도효과에 의한 에너지 감소효과가 두드러지고 있는데 이는 2011년부터 실시된 온실가스·에너지목표관리제와 2015년 이후 실시된 배출권거래제의 효과가 나타난 결과로 보인다. 향후 제조업부문의 에너지절약을 위해서는 EMS(Energy management system), FEMS(Factory energy management system) 등을 통한 에너지진단과 관리가 더욱 필요해 보인다. 아울러 에너지저소비형 산업으로의 구조조정도 더 필요해 보인다.

산성 수용액 조건에서 포도당과 자일로스 반응 산물의 1H-NMR 분광분석을 이용한 정량 분석 (Quantitative Analysis of Reaction Products from Glucose and Xylose in Acidic Aqueous Medium by 1H-NMR Spectroscopic Method)

  • 신수정
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제41권4호
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    • pp.287-292
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    • 2013
  • 진한 산 가수분해 반응 중 2차 가수분해 조건에서 포도당과 자일로스의 반응을 수소 핵자기 공명 분광분석을 통하여 정량적으로 분석하였다. 정량분석은 아노머성 수소, 퓨란과 개미산의 특징적인 피크를 이용하여 실시하였다. 진한 산 가수분해의 2차 가수분해 조건에서 포도당의 일부가 5-hydroxymethylfufural (5-HMF) 중간 구조를 거쳐 levulinic acid와 개미산으로 분해되었음을 확인하였다. 자일로스는 furfural 중간 구조를 거쳐 개미산으로 분해가 되었으며, 포도당은 자일로스보다 2차 가수분해 조건에서 산에 의한 퓨란계 화합물의 전이가 느리게 전환되어 단당의 안정성이 높았다. 퓨란계 화합물로 전환된 이후, 산에 민감한 5-HMF는 쉽게 formic acid와 levulinic acid로 전환되었지만, furfural은 formic acid로의 분해 반응이 더디게 진행되어 furfural의 농도가 5-HMF보다 상대적으로 높게 나타났다.