• 제목/요약/키워드: 설계과도조건

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고강도 강관 보강 그라우팅의 현장 적용성에 관한 연구 (A study on the field application of high strength steel pipe reinforcement grouting)

  • 신현강;정혁상;유용선;김동훈
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.455-478
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    • 2019
  • 본 논문에서는 고강도 강관을 이용한 강관 보강 그라우팅의 보강 효과 검증을 통해 현장 적용성에 관한 실험적 내용을 다루었다. 기존 강관보강 그라우팅 공법에는 SGT275 (구 STK400) 강관을 일반적으로 적용하고 있으나, 강관 보강 그라우팅이 적용된 터널의 붕락사례를 보면 강관의 과도한 꺾임, 파단 등의 사례가 발생되고 있다. 이러한 사례가 발생하는 여러 원인 중 굴착에 따른 터널의 이완하중에 대응하는 강관의 강성 부족이 그 원인이 될 수 있다. 최근 들어 고강도 강관(SGT550)의 개발로 강관의 강도가 증가했으나, 강도 증대를 고려한 보강방안에 대한 연구가 미흡하므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고강도 강관과 일반 강관의 이음 유무, 주입재의 충전 여부 등 다양한 조건에 대해 인장강도 및 휨 전단력 실험을 수행하고, 기존 제시된 설계법을 통해 강관의 강도 차이에 따른 효율적인 현장 적용성에 대한 기초 연구를 수행하였다. 특히, 실제 현장에 고강도 강관과 일반 강관을 시공하고 굴착에 따른 강관의 변위형상과 응력에 대한 계측 결과를 통해 고강도 강관의 보강 효과를 검증하였다. 연구결과 고강도 강관은 휨 강도가 우수하여 보강효과가 우수한 것으로 나타났으며, 강도 증진효과로 인해 아칭효과도 기대된다.

열 유동해석을 통한 무선충전기 발열 성능 향상에 관한 연구 (A Study on the Thermal Flow Analysis for Heat Performance Improvement of a Wireless Power Charger)

  • 김평준;박동규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.310-316
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    • 2019
  • 자동차 편의 장치에 대하여 고객들은 높은 효율과 많은 기능을 요구하고 있으며, 이러한 자동차 어플리케이션에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 최근 자동차 편의 사양으로 개발된 무선충전기의 PCB(printed circuit board) 발열 성능 향상을 위한 열 유동해석에 관한 연구를 진행하였다. 무선충전기는 PCB의 전력 손실 및 열 저항의 특성 발열에 따라 충전의 성능이 급격히 저하된다. 따라서 열 유동해석 시뮬레이션을 통해 최적의 PCB 설계 및 부품의 실장 위치를 제안하고, 각 설계 단계에서 해석을 통해 디자인을 결정한다. 이후, 실제 환경 조건에서 해석결과 정합성 검증을 위해 시험을 수행하고 결과를 비교 분석한다. 본 논문에서는 HyperLynx Thermal와 FloTHERM 프로그램을 사용하여 PCB 모델링 및 과도 응답 열 유동해석을 수행하였다. 또한, 해석 및 측정 결과의 정합성 검증을 위해 적외선 열화상 카메라를 사용하여 시험을 진행하였다. 최종 결과 비교에서 해석과 시험의 오차는 10 % 이내로 확인되었고, PCB의 발열 성능도 향상되었다.

절식, 스트레스 및 냉각속도가 돼지도체의 사후 대사속도와 등심근의 육질에 미치는 영향 (Effects of Practical Variations in Fasting, Stress and Chilling Regime on Post-slaughter Metabolic Rate and Meat Quality of Pork Loin)

  • 황인호;박범영;조수현;김진형;이종문
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권1호
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    • pp.97-106
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    • 2004
  • 본 실험은 현장에서 발생할 수 있는 도축 전개체 관리와 도축 후 냉각온도의 편차가 숙성기간동안 육질에 미치는 영향을 관찰하기 위해 설계되었다. 총 20 두 랜드레이스를 도축 하루 전날부터 절식(n = 10)한 처리구와 도축일 아침까지 급여(n = 10)한 처리구 중에 각각 5마리씩을 무작위 선발하여 도축 전 스트레스(n = 10)와 무 스트레스(n = 10) 처리하엿다. 분할 후 좌도체는 $6^{\circ}C$에 우도체는 -$3^{\circ}C$의 도체 냉각실에서 24시간 냉각하였다. 사후 강직기와 도축 후 24시간의 pH, 온도, 유리 칼슘이온, 단백질 분해도를 측정하였으며, 1일째 근절길이, $1^{\circ}C$에서 3일 및 7일째 드립량, 1, 3, 7일째 육색, 전단력 및 가열 감량을 측정하였다. 본 실험 조건에서 도축 직전 15분 동안 몰이스트레스는 유리 칼슘량을 제외한 대사속도 및 육질 특성에 영향을 주지 않았다. 절식하지 않은 구는 절식한 처리구와 비교하여 1시간과 24시간에 빠른 pH 하강을 보였고 (P < 0.1), - $3^{\circ}C$ 냉각 조건에서는 $6^{\circ}C$에서 냉각한 처리구와 비교하여 도축후 3시간부터 완만한 pH 강하속도(P < 00.1)을 보였으나 최종 pH가 5.7 ${\sim}$ 5.8로 처리 구간에 큰 차이가 없었다. pH 6.2에서 절식과 냉각방법간에 상호 작용이 있었는데, 절식하지 않은 도체를 $6^{\circ}C$에서 냉각했을 경우 온도가 $33.3^{\circ}C$로 절식시킨 처리구를 - $3^{\circ}C$에서 냉각한 처리구와 비교하여($22.2^{\circ}C$) 11$^{\circ}C$ 더 낮은 온도를 보였다. 근절길이는 1.7 ${\sim}$ 1.8 ${\mu}m$로 처리간에 큰 차이를 보이지 않았으나, 24시간째 전단력은 절식처리구에서 약 2kg 높았다(P < 0.05) 영향을 받았는데, 절식시킨 시험구에서 낮은 값을 보였다. 냉각실 온도는 전단력과 육색에 영향을 미치지 않았으나, -$3^{\circ}C$ 냉각이 가열 감량을 유의적으로 감소시켰다(P < 0.05), 숙성기간 동안 전단력은 사료 급여를 하지 않은 도체에서 도축 후 1일에 약 6.5 kg으로 도축전까지 급여한 구보다 높았는데( P <0.05), 이 결과는 빠른 pH 하강과 유리 칼슘이온의 방출로 높은 도체 온도에서 단백질 분해 효소의 높은 활성과 관련된 것으로 판단되었고, 이것은 빠른 Desmin 분해 속도가 뒷받침하였다. 하지만 숙성 7일째에는 처리간의 전단력 차이는 관찰되지 않았다. 가열 감량 숙성기간동안 가열 감량을 크게 증가시켜 숙성 7일째에는 유의적으로 높은(P < 0.01) 가열 감량을 유발하였다. 이러한 결과는 육색과도 연관 되었는데, 육색은 결과는 육색과도 연관 되었는데, 육색은 진공포장 후 7일 동안 $1^{\circ}C$에서 숙성한 결과 절식시킨 시험구와 지교하여 도축 전 급여가 더 밝고 붉은색(P < 0.05)을 나타냈다. 명도는 숙성 7일째에 유의적으로 증가하였고, 적색도는 3일째에 증가하였으나 7일째에는 변화가 없었다. 이러한 변화는 통계적으로는 유의성이 관찰되었으나 그 차이점은 미미했다. 본 실험결과는 도축 전날까지 급여 또는 절식 여부는 숙성 3일 이상일 경우 연도에는 영향을 미치지 않으나, 도축일 아침까지 급여가 보수력을 감소시키므로 도축 하루 전날부터 절식하는 것이 육질을 증가시킨다는 것을 시사하고 있다.

액상 균일질 촉매를 이용한 $SO_2/NO$ 동시 처리 기술 개발 (Simultaneous Removal of $SO_2/NO$ using liquid Homogeneous Catalyst)

  • 정승호;배진열;박돈희;정경훈;차진명
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.62-67
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 액상 균일질 촉매를 이용하여 연소가스 중에 포함되어 있는 $SO_2/NO$의 동시제거 기술 개발에 있다. 연구는 bench scale/소규모 pilot scale에서 이루어졌으며 연구 결과는 다음과 같다. 1) $SO_2$는 실험조건에 상관없이 높은 제거효율을 가지는 것으로 확인되었다. 그러나 NO의 경우 충진층 높이가 증가할수록, 농도가 낮을수록, 촉매 분사량이 증가할수록 제거효율이 증가하는 것으로 나타났다. 2) Fe(II)-EDTA를 이용한 $SO_2/NO$ 동시처리 기술 개발을 위한 최적의 설계 인자는 충진 높이 =0.5 m, 액체-기체비 = 20 $L/m^3$, 반응기 단수=3단, 반응기 단면적 = 0.025 $m^2$로 결정하였다. 3) 연구 결과를 기초로 $SO_2/NO$의 동시처리 효율을 실험한 결과 각각 95%, 81% 이상 제거가 가능했다. 4) 높은 HTU는 NO의 제거에 있어 유리하지만 과도한 HTU는 스크러버의 운전효율을 감소시키므로 최적의 HTU를 결정하는 것이 필요하다.

CFD를 이용한 선박용 해수펌프의 공동현상에 대한 분석 (Cavitation Analysis on Ship Seawater Pump Using CFD)

  • 김부기;김홍렬;양창조;김준호
    • 해양환경안전학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.400-406
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    • 2017
  • 선박용 입형 편흡입 원심 해수펌프의 회전체와 파이프 시스템 내부에 발생한 과도한 손상의 원인을 분석하고자 실제 모델을 역설계 하였다. 이를 위해 전산유체역학(CFD)을 이용하여 해수냉각펌프의 내부유동 분석을 실시하였다. 결과적으로 역설계를 통한 대상펌프의 형상 및 경계조건을 설정하여 설계 운전점인 $125m^3/h$에서의 펌프 효율은 85.3 %, 양정 32.0미터로 계산되었다. 대상 펌프의 최고 효율점은 $150m^3/h$에서 약 86.2 %로 예측되었으나 실제 운전점과는 차이가 있었다. 최저 유량점인 $112.5m^3/h$에서는 저 유량점 특성상 유동이 불안정하여 해석의 수렴이 좋지 않았다. 선박에서 운전 중인 해수펌프 및 파이프 시스템 전반에 걸쳐 진행 중인 공동현상의 원인 규명을 통해 개선방안을 도출하고자 하였으나, 입 출구 전체 파이프 시스템의 계산, 각 지관들에 대한 유량 및 유속 측정 등을 통해 보다 명확한 원인분석을 위한 후속연구가 필요하다.

전탐색 회피에 의한 고속 에지기반 점 상관 알고리즘의 개발 (Development of an Edge-based Point Correlation Algorithm Avoiding Full Point Search in Visual Inspection System)

  • 강동중;김문조;김민성;이응주
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제11B권3호
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    • pp.327-336
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    • 2004
  • 일반적인 공장환경에서 적용할 수 있는 비젼 검사시스템의 개발을 위해서는 안정적이면서도 고속 패턴정합을 수행하는 알고리즘의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 전탐색 회피기법을 이용하는 자동화용 패턴검사를 위한 에지 기반의 점상관 고속 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 탐색할 영상의 에지특성을 분석함에 의해 전탐색을 회피함으로써 탐색복잡도를 크게 개선한다. 농담정규화정합(NGC)법을 사용하는 통상적인 검사 알고리즘은 공장환경에 적용할 매 몇가지 문제점을 극복해야 한다. 첫 번째는 과도한 계산량으로 고속동작을 가능하게 하기 위해 특별한 알고리즘의 설계가 필요하며 고속 하드웨어의 사용을 요구한다 두 번째는 불안정한 조명조건 하에서도 신뢰성 있는 검사결과를 주어야 한다는 것이다. 전통적인 NGC 알고리즘은 조명의 불안정에 따라 검사결과가 크게 변동하는 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 에지 기반의 점상관 알고리즘을 제안한다. 계산량을 개선하기 위해 전탐색 회피 알고리즘을 개발하여 적용하고, 에지 피라미드 구조를 탐색에 T입하여 실시간에 근접하는 시간 복잡도를 달성한다. 제안된 방법들은 실제 영상에 적용하여 신뢰성을 검증한다

지반 변형 대응형 말뚝 기초의 거동 특성 분석 (Analysis of the Behavior Characteristics of Pile Foundations Responding to Ground Deformation)

  • 이준원;신세희;이학린;김동욱;이기철
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.21-32
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    • 2020
  • 세계적으로 대규모 인프라 구조 건설 시장이 확대됨에 따라 극한지 및 극서지와 같은 극한 환경에서의 토목 구조물 시공이 계획 혹은 시공 중에 있다. 이에 따라 구조물의 지지력 확보를 위한 말뚝 기초의 시공이 필수적이나 극한지 및 극서지의 지반 변형 가능성으로 인해 말뚝 기초의 안정성 및 기능 상실이 우려된다. 따라서 본 연구에서는 새로운 형식의 말뚝 기초를 개발함으로써 지반 변형에 대응하고자 하며, 극한지 및 극서지에서 발생 가능한 지반 변형을 크게 융기 및 침하로 구분하였다. 지반 변형 대응형 말뚝은 강관 말뚝 내부에 수축 및 팽창이 가능한 실린더가 삽입된 형태로 융기 및 침하 과정에서 실린더의 거동에 따른 말뚝 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 수치해석 결과 지반 융기는 말뚝의 과도한 인장응력을 발생시켰으며, 실린더의 팽창 조건은 말뚝에 작용하는 인장 응력을 분담해 주어 전체적으로 말뚝에 작용하는 축 응력을 감소시켰다. 지반 침하는 부주면 마찰력 발생에 따른 말뚝의 압축응력을 증가시켜 주었는데, 실린더는 중립점 이하에 위치하여 수축 거동 시 최적의 효율을 보여주었다. 하지만 지반 변형 대응형 말뚝 시공 시 수축 및 팽창량은 상부 구조체의 허용 변위 범위를 준수하여야 하며, 설계 시 이에 따른 고려가 필요할 것으로 판단된다.

모듈러 지중아치 구조 안전성 검토를 위한 간략 해석 및 평가방법에 관한 연구 (A Study on Simplified Analysis and Estimation Method for Evaluation of Structural Safety in Modular Underground Arch Structure)

  • 권태윤;조광일;이원홍;안진희
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.55-63
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    • 2022
  • 모듈러 지중아치 구조는 시공과정이 단순하며 강재와 콘크리트를 이용하여 시공 및 공용 중에 발생하는 단면력에 대하여 효과적으로 저항할 수 있는 구조로 제안되어 15m 이하의 지간에 대하여 3차원 구조해석 및 실험을 통하여 구조적 거동이 평가되었다. 일반적으로 지중아치와 터널 등의 구조해석의 경우 2차원이나 3차원 구조해석 방법이 적용될 수 있다. 하지만, 모듈러 지중아치 구조의 구조적 안전성 평가를 위하여 2차원이나 3차원 구조해석 방법을 적용할 경우 구조해석을 위한 모형화가 어렵고, 해석시간이 과도하게 오래 걸릴 수 있으므로, 모듈러 지중아치 구조의 설계과정에서 필요한 구조 안전성 및 토압 등을 고려한 구조해석 방법으로는 합리적이지 않을 수 있다. 또한, 사전에 결정된 단면이 적용가능한 지간에 대하여 모듈러 지중아치 구조를 구성하는 경우 지간과 하중조건에 따른 단면과 구조적 안전성만을 평가하는 것이 합리적일 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 효율적인 구조 안전성 평가를 위하여 프레임 요소를 이용한 구조해석 모델을 제안하고, 2차원 구조해석모델과 프레임 요소를 이용한 간략해석모델의 구조해석 결과를 비교하였으며, 간략해석 방법을 이용하여 20m지간의 모듈러 지중아치구조의 구조적 안전성을 평가하였다.

서로 다른 형태의 임플란트의 식립토크가 골에 미치는 열변화에 관한 연구 (Analysis of thermal changes in bone by various insertion torques with different implant designs)

  • 김민호;여인성;김성훈;한중석;이재봉;양재호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.168-176
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    • 2011
  • 연구 목적: 임플란트 식립시에 발생할 수 있는 열변화는 임플란트의 실패를 초래할 수 있다. 식립토크에 따른 열변화 양상을 파악함으로 임플란트의 형태에 따른 차이점과 적절한 식립토크가 어떤 것인지 파악하고자 한다. 연구 재료 및 방법: 실험재료로는 두께 15 - 20 mm의 소 견갑골을 가로 35 mm, 세로 40 - 50 mm 크기가 되도록 골편으로 자르고 이중에 피질골의 두께가 2 - 3 mm 되는 표본을 선정한 후 표본의 반을 $36.5^{\circ}C$ 수조에 실온 $25^{\circ}C$에 노출 시켜 내부 온도는 평균 $36.5^{\circ}C$, 표면온도 $28^{\circ}C$가 되도록 설계하였다. $4.5{\times}10\;mm$의 외부육각을 가지는 Br${\aa}$nemark 형태의 임플란트와 $4.8{\times}10\;mm$의 Microthread 형태를 지니는 내부연결 형태의 임플란트를 과도한 식립토크로 식립하고 온도 측정은 계측점에서 0.2 mm 이내에 열전대를 위치시켜 기록하였다. 삼차원유한요소 분석은 골의 형태를 가로 4 cm, 세로 4 cm, 높이 2 cm의 직육면체로 가정하고, 직육면체 윗면에서 2 mm까지를 피질골, 그 아랫부분을 해면골이라고 가정하였다. 마찰열은 매식이 종료된 상황에서 골에 남는 cavity 모양을 기초로 경계조건을 부여하였다. CAD 프로그램인 SolidWorks 소프트웨어를 이용하였고, 이를 유한요소 구조해석용 프로그램인 Abaqus 6.9-1로 불러들여 해석하였다. 결과 및 결론: In vitro실험에서 Microthread type의 임플란트가 상대적으로 더 높은 최고점 온도를 보여주고 있으며 이는 임플란트의 형태에 따른 마찰열 발생이 주요 원인으로 보인다. 유한요소분석을 통해 살펴본 결과 Br${\aa}$nemark 형태의 임플란트의 경우 50 Ncm이상에서 Microthread를 가지는 형태의 경우에는 35 Ncm이상에서 Eriksson 등이 보고한 역치를 초과하는 온도가 발생하였다. 이를 통해 볼 때 Microthread type 이 식립토크에 따른 온도 증가가 더 민감함을 알 수 있다. 실험결과를 통해서 서로 다른 형태의 임플란트 식립시에 임플란트의 형태에 따라 적절한 삽입토크를 부여하는 것이 성공적인 임플란트 시술에 중요한 요소 중에 하나임을 알 수 있었다. 특히 Microthread를 갖는 임플란트 형태는 높은 초기고정성을 얻을 수 있다는 장점이 있는 반면 과도한 식립 토크로 인한 열 손상 가능성을 가질 수 있으므로 골량과 골질의 신중한 평가와 적절한 수술기법이 필요할 것으로 생각된다.

Systemic analysis 방법을 활용한 국내 학교급식 위생의 주요 영향 인자 분석 연구(2005-2014) (Systemic Analysis on Hygiene of Food Catering in Korea (2005-2014))

  • 민지현;박문경;김현정;이종경
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.13-27
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    • 2015
  • Systemic analysis 기법을 이용하여 국내 학교급식의 위해관리를 위한 정보를 제공하고자 학교급식 위생 관련 문헌분석을 실시하였다. 단체급식 및 위생 분야 키워드 47개를 도출한 후, DBpia 검색엔진을 통하여 도출된 키워드를 입력하여 최근 10년간(2005-2014) 생산된 총 1,177개 논문을 검색하였다. 이후 관련논문을 수집하고 전문가리뷰를 통하여 최종 142개 논문을 선정하였다. 시설별, 이해당사자별, 외부요인, 내부요인, 직접적 요인, 간접적 요인으로 나눠 문헌을 분석하였다. 시설별로 학교(64편)가 산업체(5편)나 병원(3편)보다 단체급식 위생 관련문헌이 많았다. 학교급식의 주요요인을 분석한 결과 시스템/시설/설비(15편), 위생교육(12편), 생산/납품업체(6편), 식재료(4편), 복합적 요인(9편)이었다. 학교급식 위생관련 요인을 환경적 요인, 인적 요인, 식재료 요인, 고용 및 직무요인으로 구분하였다. 이해당사자별로 영양사, 조리종사원, 학생, 교직원, 식재료 납품업체 등으로 구분하여 분석하였다. 첫 번째, 환경적 요인으로 시설 설비 영역과 시스템 영역으로 구분하였다. 시설 설비 영역에서 대상이 영양사인 경우 급식시설의 명확하지 않은 구획 및 구분, 다량조리기기의 부족으로 인한 음식 온도관리 미흡, 위생관리를 위한 기기 구비율 저조, 조리실 온 습도 관리 미흡 등이 문제점으로 지적되었다. 대상이 학생인 경우에는 교실배식 환경을 문제로 꼽았다. 시스템 영역에서는 영양사가 대상인 경우 학교 내 구성원 간 HACCP 시스템 팀의 낮은 협력정도가 문제로 지적되었다. 조리사/조리종사원이 대상인 경우에는 과도한 업무량과 높은 노동 강도, 급식소 안전 관련 근무 조건의 열악함이 문제가 되었다. 학부모를 대상으로 조사한 결과에서는 학교급식 모니터 제도의 활동이 저조한 것이 문제로 파악되었다. 두 번째, 인적 요소 측면에서는 "위생교육 부족"이 가장 큰 문제점으로서, 교육대상이 조리종사원인 경우 형식적인 위생교육, HACCP 관련 교육 미흡, 낮은 개인위생관리수행이 문제가 되었다. 대상이 학생인 경우에는 위생교육 경험이 적고, 위생교육의 적용 및 효과가 낮은 것으로 나타났다. 세 번째, 식재료 요소 측면에서 원재료 자체의 위생문제와 신선편이식품 전처리 식재료의 불신이 문제로 파악되었다. 한편, 생산 납품업체 관련 납품업체 배송차량 관리 미흡, 생산 납품업체 직원의 위생관리, HACCP 비인증업체의 위생관리가 문제로 지적되었다. 마지막으로 고용 및 직무 요소 측면에서 영양사와 조리종사원의 고용형태, 연봉수준은 직무만족도 및 직무몰입도에 영향을 주는 것으로 나타났으며, 직무스트레스는 직무수행, 나아가 학교급식 위생에도 영향을 줄 수 있다는 것이 확인되었다. 학교급식 위생의 원인 분석을 통하여 향후 정부는 예산확보, 현장조사, 인증시스템 제도 마련, 근무 조건 개선, 위생훈련 및 점검 강화, 전문가에 의한 위생컨설팅 및 급식장 설계 컨설팅을 강화할 필요가 있다. 본 연구는 향후 급식위생안전 개선을 위한 교육 자료 및 관련 기술 개발에 활용할 수 있다.