• 터널과지하공간
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• 제28권2호
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• pp.156-169
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• 2018

퇴적암의 역학적 성질과 구조적 성질간의 관계는 오랫동안 연구되었다. 그러나 암석의 불균질성과 실험에서 여러 구조적 성질 중 오직 하나의 영향인자만을 변화시키는 것의 어려움 때문에 실험 결과들간의 불일치가 관찰되어왔다. 본 연구에서는 인공 퇴적암을 사용해 역학적 성질에 영항을 미치는 모든 요인을 통제할 수 있도록 하였으며, 실제 암석에 비해 균질성을 높였다. 이로 인하여 실험 결과들의 편차가 낮아졌으며, 실제 암석에 대한 실험보다 더욱 명료한 상관관계가 밝혀졌다. 실험에 사용된 시료는 반수석고 파우더를 물과 규사와 혼합하여 만들었으며, 완성된 형태의 인공 퇴적암은 입자 알갱이로서의 모래와, 교결물질로서의 석고로 이루어졌다. 이 인공 퇴적암으로 모래입자의 비율과 크기가 일축압축강도, 탄성계수, 그리고 탄성파속도에 미치는 영향을 분석하였다. 모래입자의 비율을 높일수록 일축압축강도는 줄어들었으며, 탄성계수와 탄성파속도는 증가하였다. 전반적으로 모래입자의 크기는 암석의 역학적 성질과 비선형적인 관계를 보였다. 여기에서의 연구 결과는 추후에 다른 종류의 교결물질이나 입자 알갱이를 사용한 연구와 통합될 수 있다. 이로부터 입자 알갱이나 교결물질의 종류, 혹은 교결물질과 입자 알갱이 간의 상호작용 등이 암석의 역학적 성질에 끼치는 영향에 대한 고찰이 가능할 것이며 그 결과는 다양한 종류의 퇴적암에 적용 가능할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1664-1668
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• 2008

팔당호는 수도권의 상수원수로서 매우 중요한 역할을 맡고 있다. 팔당호의 수도권 상수도 공급량은 전체 공급량에 32%를 차지하고 있으며, 현재 4개의 취수구에서 상수원수가 취수되고 있다. 취수장의 총 취수시설 용량은 $9.02{\times}10^6\;m^3/day$ 규모이고, 실제 취수되는 양은 약 $4{\times}10^6\;m^3/day$이다. 따라서 팔당호의 지속적인 수질관리 및 수질예측이 중요하다고 할 수 있다. 실제로 팔당호는 여러 가지 수질 문제를 안고 있다. 팔당호 상류의 인구가 증가하고 도시화되면서 유입되는 오염물질의 양이 증가하고 있으며 이런 상황에서 상수원수로서 필요한 수질을 확보하는 데에 어려움을 겪고 있다. 특히 집중호우 시 호수 및 하천에 발생하는 부유사 문제가 심각한 수준이다. 하천에서 부유사 문제는 수자원 이용뿐만 아니라 하천 생태계까지 피해를 미치게 된다. 따라서 부유사 거동에 대해 해석하는 모형개발에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이렇듯 중요성과 문제성을 동시에 지니고 있는 팔당호의 수질을 예측, 관리를 위해 2차원 수질모델을 이용하여 부유물질 확산거동을 예측하고자 한다. 수로연장이 길고 수심이 깊은 댐이나 호수에서는 x-z방향으로 구획을 나누고 하천, 하구나 만에서는 수심보다 수평방향 면적이 넓기 때문에 x-y방향으로 구획을 나누는 것이 일반적이며, 팔당호의 경우 수리학적으로 큰 규모의 호수이기 때문에 이러한 2차원 모형을 이용하는 것이 적합하다. 본 연구에서는 2차원 수질 해석모델인 SED-2D를 이용하여 부유사 확산 거동에 대한 해석모델 개발을 연구하였다.

• 디자인학연구
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• 제14권
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• pp.21-31
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• 1996

지난 30년 동안 빠른 경제발전에 따른 가정 생활의 서구화의 경향으로 한국의 기업들은 제품을 디자인하는데 있어서 현재 소비자(생활자)들이 무엇을 요구하고 있는지 파악하는데 어려움을 주고 있다. 본 연구에서는 도구환경이라는 접근방법을 통하여 이 문제에 대한 디자인 해결방안을 찾고자 하였다. 도구환경이란 제품환경의 확대된 개념으로 깁슨(Gibson, J. J.)의 개념을 인용한다면 인간 행위 목적을 달성하기 위한 모든 수단으로서 물질적인 것과 공간적인 것을 포함하고 있다. 이 접근 방법의 논리와 구조에 관하여는 디자인 방법론과 역사학, 사회심리학, 인간행동과학 등의 제 분야에 기초를 두고 논하였다. 특히 우리 나라의 식품의 보존저장을 위한 도구환경에 대해 선사시대이후 현재에 이르기까지 변화를 고찰한 후 미래의 도구환경을 예측하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.127-136
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• 2024

뿌리산업의 유해한 작업 환경과 높은 작업 강도는 작업자의 건강에 영향을 미칠 수 있기 때문에 기존에는 유해한 물질로부터 현장 작업자를 보호하기 위해 반년 단위로 작성한 환경을 측정하여 규제하고 있다. 그러나 작업환경 외에 작업자 건강 상태 등에 대해서는 정량화된 관련 기준이 부재하여 상시로 피해를 주는 임계치 이하 유해 물질의 지속적인 노출에 따른 직업병을 예방하는데 어려움이 상존하고 있다. 따라서 본 논문에서는 기계학습을 이용한 뿌리산업 작업 환경의 위험도 피크레벨 결정방법을 제안하고 이를 토대로 작업장의 실시간 안전 평가를 가능하게 하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.155-160
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• 2008

도시화는 토지이용의 고도화 및 오염물질의 극대화를 초래한다. 일반적으로 도시지역은 상업, 주거, 산업, 공공지역 등과 복합적 토지이용지역과 도로, 주차장, 교량 및 공원과 같은 단일 토지이용 지역으로 형성된다. 이러한 지역에서의 인간과 차량의 활동은 도시지역의 모든 공간을 인근 수계 및 수생태계에 심각한 영향을 끼치게 하는 비점오염원으로 나타나게 한다. 도시지역의 다양한 토지이용은 건축물, 주차장 또는 도로 및 조경공간으로 세분류 될 수 있으나, 강우시 유출되는 비점오염원은 도로와 주차장으로 유출되기에 이러한 토지이용 지역을 관리함으로써 도시 비점오염물질의 효율적 저감이 이루어 질 수 있다. 도로와 주차장은 많은 차량의 운행과 인간의 활동으로 인하여 다양한 비점오염물질의 축적과 유출이 발생하고 있으며, 그 중에서 중금속과 입자상 물질이 주요 오염원으로 나타나고 있다. 이러한 비점오염원은 비점오염저감시설을 통하여 저감할 수 있으나, 강우의 특성에 영향을 크게 받고 있으며 유출특성의 불확실성이 높아 관리에 어려움을 겪고 있다. 특히 모니터링을 통한 기초자료의 부족은 부하량 예측, 저감메커니즘 및 저감시설 선정을 어렵게 하고 있다. 현재 토지이용에서의 부하량 예측에는 7개의 세분류 토지지목으로 형성된 토지이용별 오염원단위를 사용하고 있으나, 정확성이 낮아 새로운 원단위 산정을 위한 다양한 연구가 수행중이다. 따라서 본 연구에서는 교통과 관련된 토지이용 지역에서의 모니터링을 수행하여 원단위를 제시함으로써 효율적 포장지역 원단위 산정에 기여하고자 한다. 본 논문에서는 고속도로, 휴게소, 영업소, 주차장 및 교량을 포함하는 9개 지점에서의 모니터링 결과를 해석하고자 하며, 최종적으로 오염물질 원단위를 제시할 것이다.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권3호
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• pp.191-204
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• 2017

우리나라의 대기환경 정책은 주로 연료 전환과 배출허용기준 강화를 통한 대기오염물질 배출 저감 정책을 활용하였다. 이 정책은 1차 대기오염물질을 효과적으로 저감하였다. 그러나 초미세먼지는 발생원에서 배출되기도 하지만 대기에서 생성되는 비율이 높아, 대기화학반응의 주요 생성기작을 이해하지 못하면 효과적인 저감 정책을 수립하기 힘들다. 미국이나 유럽은 일찍부터 자국의 환경을 반영한 대기에서 생성되는 초미세먼지의 유기성분 생성 수율 및 자국 내 전구물질의 물질별 기여도를 파악하여, 저감 대책 수립에 활용하고 있다. 또한 집중관측소(super-site) 연구를 통하여 얻어진 관측 자료를 활용하여, 수용모델 등을 활용하여 주요 오염원을 파악하고, 오염원별 저감 정책을 수립하고 있다. 이런 과학적인 이해에 바탕을 둔 정책 수립 및 시행으로 미국은 악명이 높았던 로스엔젤레스 지역의 스모그도 많이 개선시켰다. 최근에는 (1) 국지적인 화학반응에 의한 유해 유기 에어로졸 성분 분석 및 위해성 평가와, (2) 아시아로부터 장거리이동된 초미세먼지와 오존의 생성, 이동 기작 규명에 중점을 두어 연구하고 있다. 유럽도 국지적인 유해성분(주로 유기 에어로졸)과 전유럽 지역의 초미세먼지와 오존 이동 및 영향에 대한 연구에 중점을 두고 과학적인 이해를 증진하는 연구를 수행하고 있다. 중국은 스모그 현상을 줄이기 위한 지역별 대기오염 특성 규명 및 배출원 저감에 중점적으로 연구를 진행하고 있으며, 정책적 면에서 우리나라의 2000년대 초와 비슷한 정책과 연구를 수행하고 있다. 외국 사례에서 보듯이 초미세먼지 문제를 해결하려면 (1) 초미세먼지의 생성과 사람에 대한 영향에 대한 과학적 이해 연구를 수행하여 불확실도를 줄이고, (2) 이를 바탕으로 초미세먼지와 그 전구물질을 효율적으로 저감하는 정책을 수립하고 효과적으로 시행하는 체계를 구축하여야 할 것이다. 우리는 초미세먼지 문제에서 생성기작, 위해성 평가, 모델링 분야에서 과학적 이해가 부족하여 신뢰성 있는 초미세먼지 저감 정책 수립에 어려움을 갖고 있다. 위해성 평가 같은 분야는 우리나라 결과가 아직 많지 않아 외국 결과를 주로 활용하고 있다. 이런 경우, 오차와 함께 외국 결과를 우리나라에 적용 가능한지, 적용이 가능하더라도 외국 결과를 시용할 때의 얼마나 우리 사례에 맞는지 등의 불확실성도 발생한다. 또 우리는 아직 서울이나 우리나라에서 초미세먼지가 생성되는 대기에서의 화학반응에서 주요 반응물이나 반응 경로가 선진국에서 연구한 결과와 일치하는지 다르다면 어떻게 다른지 잘 이해하지 못하고 있다. 이러한 과학적 이해에 바탕을 둔 모델도 현재 우리가 사용하는 모델들은 미국의 대기를 잘 예측하도록 개발된 모델들이어서 우리나라 사례를 얼마나 잘 모사하는지 잘 모르고 있다. 또한 국민의 불안을 해소하기 위해서는 초미세먼지의 발생부터 사람에게 미치는 영향까지를 과학적으로 이해하고 이를 저감하는 것을 대기환경 관리의 목표로 설정하는 것이 필수적이다. 이를 수행하기 위해서는 보다 효과적인 대기관리 및 소통 체계 구축이 필요하다.

• 과학교육연구지
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• 제38권3호
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• pp.525-542
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• 2014

이 연구의 목적은 6학년 과학교과서에 실린 과학이야기의 내용 분석 및 과학이야기를 읽고 이해하는데 있어서 학생들이 겪는 어려움과 그 요인을 살펴보고자 하는 데 있다. 연구대상은 경기도 시흥시에 위치한 J초등학교 6학년 2개반(65명)이다. 초등학교 6학년 과학교과서에 제시된 과학이야기 총 26편을 영역별, 내용별(지식의 심화 보충, 과학자와 과학사, 생활 속 과학, 첨단 과학 기술, 환경 문제)로 분류하고 그 성격을 조사, 분석하였다. 또 과학이야기(26개)를 이해하는데 학생들이 겪는 어려움에 대한 설문을 실시하였으며(65명), 그리고 설문을 통해 수집한 자료의 의미를 명확히 하기 위한 목적으로 반구조화된 면담을 실시하였다(4명). 과학교과서에 나온 과학이야기 내용과 설문지의 응답, 면담결과를 분석한 결과 과학이야기는 '에너지', '물질', '생명', '지구'의 4개 영역이 고르게 제시되었으며 내용별로 생활 속 과학과 지식의 심화보충 관련 내용이 가장 많이 제시 되었는데 이는 학습한 지식을 실제 사회 문제에 적용할 수 있는 기회를 많이 제공하고자 한 과학교과의 성격과 관련이 있었다. 과학이야기에 대한 학생들의 반응은 과학을 공부하는데 도움이 된다고 느끼는 등 전반적으로 긍정적이었지만 과학이야기를 제대로 이해하는 데 있어서 어려움을 겪는 부분도 있었다. 내용 이해의 어려움, 교과서 내용 제시 방식의 문제, 과학 용어의 어려움, 흥미 부족 등이 요인으로 분석되었으며 그 세부적 원인으로 설명식 수업과 중요하지 않은 내용이라는 생각, 교과서에 제시된 내용의 설명 부족, 삽화의 문제점 등 다양한 학생들의 반응이 나왔다. 연구를 통해 학생들과 교사들 모두 과학 수업을 하는데 있어서 과학이야기가 흥미를 돋우며 과학적 지식을 이해하고 적용하는데 많은 도움을 준다는데 같은 생각을 가지고 있음을 알 수 있었다. 그러므로 이런 도움을 주는 과학이야기를 이해하는데 조금이라도 겪게 되는 어려움이 있다면 앞으로도 그 원인을 제대로 파악하고 좀 더 나은 내용을 제시하여 학습 현장에 적용시킬 수 있어야 하겠다.

• 핵의학기술
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• 제21권1호
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• pp.60-64
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• 2017

검사의 질 향상과 국제표준화의 상용화 정도관리물질을 이용한 Westgard multi-rules 적용의 유용성은 이미 알려져 있다. 그러나 핵의학 체외검사의 특성상 정도관리물질과 환자검체의 동시 계측으로 인한 측정횟수의 증가에 따라 Westgard multi-rules법을 적용함에 있어 어려움이 있다. 이에 본 연구는 핵의학 체외검사에서 상용화 정도관리물질을 이용한 Westgard multi-rules 적용의 유용성과 보완, 개선을 통해 내부정도관리의 효율성 향상을 조사하였다. 2013년 01월부터 2016년 06월까지 삼성서울병원 핵의학과 체외검사실 통합의료시스템에 기록된 총 282건의 적용된 계통오차 multi-rules (22s, 101s)과 117건의 조치사항 기록을 분석하였다. 조치사항은 multi-rules 중 계통오차의 규칙이 적용 되었을 때 기록하는 원인분석으로 정도관리물질 오류, 실험과정 오류, 검사키트 로트번호 관리 오류, 기타 등 총 4개의 대분류로 구성하였다. Westgard multi-rules 적용을 통해 조치사항을 분석한 결과 정도관리물질 오류가 62건, 실험과정 오류가 24건, 검사키트 로트번호 관리오류가 18건, 기타 13건으로 분류되었다. 정도관리물질 오류를 방지하고자 개선사항으로 기존에 각 검사자마다 사용하던 방식을 담당자 지정 방식으로 변경하여 모든 검사의 하루 소비량을 분주하여 공동사용을 하였고, 나머지 오류를 방지하고자 검사 전후 모든 과정을 표준화 하여 검사실내 어느 검사자가 시행 하더라도 일원화할 수 있게 하였다. 정도관리물질 오류를 개선한 결과 해동 후 2일 이내 신선한 물질을 사용 가능하였고 같은 물질을 사용하는 검사끼리 비교가 가능해져 물질에 의한 오류인지 명확해짐으로 계통오차 발생원인이 정도관리물질 오류로 기록하는 건수가 줄어들었다. 또한 정도관리물질의 로트번호 변경 시 교체시기가 같아 관리가 용이해졌고, 물질 사용량의 감소로 경제적 효과를 얻을 수 있었다. 그리고 검사표준화 적용 후, 계통오차의 규칙인 22s와 101s의 발생건수가 개선 전 보다 월 평균 2건 이상 줄어드는 결과를 보였다. Multi-rules의 적용을 통한 계통오차의 빠른 확인을 위해 정도관리물질의 체계적인 관리와 목표값과 표준편자의 설정 및 관리가 바탕이 되어야하며, 계통오차 발생 시 검사의 원인분석을 통한 조치사항을 기록하는 것이 중요함을 확인하였다. 본 실험의 결과로 Westgard multi-rules 적용 분석을 통해 발생 오류의 기재와 원인을 효율적으로 분석함으로써 핵의학 검사 내부정도관리의 질적 향상과 정확하고 신속한 결과보고에 기여할 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.372-372
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• 2013

기존의 MOSFET 구조의 소자는 비례 축소에 의한 단 채널효과, 누설전류, 신뢰성 문제 같은 어려움에 직면해 있다. 이로 인해 20 nm 이하 소자 크기에서 기존의 MOSFET을 대체할 여러가지 차세대 소자에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 그 중에서 FinFET 소자는 비례 축소에 용이하고 누설전류 문제에 대한 장점으로 인해 활발한 연구가 진행되고 있다. 기존의 FinFET 소자에 대한 연구는 FinFET 구조를 이용한 메모리 소자의 전기적 특성의 향상, fin의 크기에 따른 소자의 특성 변화와 FinFET 구조의 물질 변화에 따른 전기적 특성 변화에 대한 연구가 많이 이루어져 왔다. 실제 공정에서의 fin의 형태 변화에 따른 전기적 특성변화에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 fin의 모서리의 모양의 변화에 따른 FinFET 소자의 전기적 특성 변화를 관찰하였고 전하 수송 메커니즘을 규명하였다. 실제 FinFET 소자의 공정에서 fin의 형태는 이상적인 직육면체 모양이 아니라 옆면이 기울고 모서리가 곡선이 되게 된다. 이로 인한 전자의 이동도 변화로 인해 소자의 성능이 변화하게 된다. FinFET의 경우 채널을 구성하는 fin의 각 면의 Si의 orientation이 다르다. 또한 fin의 모서리의 모양이 변화 함에 따라 채널영역의 orientation이 변화 하게 된다. 이에 따라 fin의 모서리 모양의 변화에 따른 소자의 전기적 특성 변화를 multi-orientation mobility model을 포함한 three-dimensional TCAD 시뮬레이션을 통해 계산하였다. 옆면과 윗면이 만나는 모서리의 모양의 곡률의 크기를 증가하여 다양한 fin의 형태에서 전기적 특성을 관찰하였다. Fin의 옆면과 윗면이 만나는 모서리의 곡률이 증가함에 따라 depletion 영역의 크기 변화와 채널에서의 전자의 밀도와 이동도의 변화를 관찰하였고 이를 토대로 fin의 형태 변화가 FinFET 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.32.2-32.2
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• 2009

21세기의 IT 및 NT를 선두 하게 될 나노소자의개발은 10년 전부터 아주 활발히 연구되고 있다. 최근, 이러한 나노소자의 연구 가운데 주목할 만한 물질이 ZnO 이다. ZnO를 기반으로 한 나노구조는 여러 성장 법으로 성장이 용이하고, 그 물리적, 광학적 특성이 우수하여 광 전소자 응용에 크게 이바지할 물질로 관심을 끌고 있다. 이 가운데 나노선은 소자제작이 용이해 가장 많이 이용되고 있다. 나노선을기반으로 한 소자제작은 bottom-up 공정을 지향하고 있지만, 아직은 top-down 방식이 소자제작의 주류를 이루고 있다. 특히, 나노선 FET 소자제작 시에는 여전히 top-down이 사용되고 있으며, 채널로 사용되는 나노선의 어레이공정은 소자제작 시 가장 큰 어려움으로 대두되고 있다. 하지만, 이러한나노선의 수평 어레이 공정을 감소시킬 구조로 기판에 수평으로 배열된 나노월 구조가 제안되고 있다. 나노월구조는 어레이 공정 수를 크게 감소시켜 생산가격 면에서 큰 이점을 가져올 것으로 생각된다. 하지만, 이러한 ZnO 나노월은 GaN 기판에 한정하여 성장되고 있으며, 일부 Si 기판 위에 성장할지라도나노 사이즈가 아닌 마이크로 사이즈의 거친 표면을 가지는 박막구조로 보고되었다. 때문에, 가격적으로 비싸고 응용성이 제한적인 비전도성 기판을 대신하여, 가격이 저렴하고 응용성이 넓은 Si과 같은 전도성 기판에 나노월 구조를 성장하는 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 Mg의 도입으로 자발적으로 형성된 비정질 MgO층 위에 상 분리된 MZO 비정질-단결정 층들을 이용하여 어떠한 기판에서도 나노월 구조가 성장할 수 있는 기반 기술을 소개한다.