• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.47-58
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• 2017

본 연구는 J시 보건소의 노인 허약 예방프로그램이 지역사회 경로당 이용 노인의 주관적 건강상태, 우울, 체력 및 삶의 질 에 미치는 효과를 검증하기 위한 비동등성 대조군 전 후 시차 설계를 이용한 유사실험연구이다. 프로그램에 참여한 대상자는 경로당을 이용하는 노인으로 총 43명으로 이 중 실험군 22명, 대조군 21명 이었으며, 연구기간은 2015년 9월 1일부터 10월 16일까지 8주간, 주 2회 허약노인 예방프로그램을 운영하였다. 자료 분석은 SPSS/WIN 21.0 프로그램을 이용하여 $x^2-test$와 t-test 등으로 분석하였다. 허약노인 예방프로그램 적용 후 주관적 건강상태(t=-0.35, p=.024), 우울(t=2.76, p=.035), 체력 중 오른손의 압력(t=-3.10, p=.004)과 허리 유연성(t=-2.13, p=.039) 그리고 삶의 질(t=4.36, p<.001)이 차이가 있는 것으로 나타났으며, 두 군 간에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 지역사회 경로당을 이용하는 노인들을 위한 허약 예방프로그램이 노인들의 주관적 건강상태, 우울, 체력 및 삶의 질을 향상시킬 수 있는 유용한 간호중재 프로그램임을 확인 할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제21권1호
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• pp.23-31
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• 2011

비파괴 검사방법 중 자기누설 방법을 이용한 비파괴 검사방법은 높은 자기 투자율을 갖고 있는 배관 검사에 적합하다. 자기누설 방식이 적용된 시스템을 MFL PIG라고 하는데 이전 MFL PIG는 금속 손실이나 부식과 같은 결함을 검출하는 데 높은 성능을 보인다. 하지만 MFL PIG는 배관 내 외부의 압력차에 의해 발생하는 크랙을 검출하는데 어려움이 있다. 크랙은 매우 가늘고 길게 발생하기 때문에 축방향으로 자기장을 형성하는 기존의 MFL PIG에서는 자기장이 통과하는 크랙의 단면적이 변화가 거의 없게 된다. 크랙은 배관에서 빈번히 발생하는 결함으로 사고의 위험은 금속 손실이나 부식에 의한 것보다 훨씬 크다. 그러므로 크랙을 검출하기 위한 새로운 PIG가 연구 개발 될 필요가 있다. CMFL PIG는 자기장을 원주방향으로 형성하여 크랙에서의 자기 누설을 최대화할 수 있다. 본 논문에서는 3차원 비선형 유한요소해석법을 이용하여 CMFL PIG를 설계하고 자기장 분포를 분석하였다. CMFL PIG를 이용하여 NACE의 표준인 크랙을 검출할 수 있고 크랙의 형상을 추정하기 위해 많은 종류의 크랙에 대해 자기장의 누설을 분석하고 신호 처리를 통해 형상 추정을 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.348-355
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• 2008

청정대체에너지로 관심이 고조되고 있는 바이오에탄올의 경제적 생산은 고유가시대에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 곡물의 주정발효를 통해 얻어진 바이오 에탄올의 회수공정에 대하여 공장설계를 위한 열역학적 해석을 통해 신뢰성 있는 공정모사결과를 얻을 수 있도록 하고, 본 모델을 통하여 매우 성공적으로 운전이 되어 제품을 생산할 수 있고 향후 공정개선에 대한 기초를 마련했다. 연료용 무수에탄올 생산 공정은 실제공정에서 사용되고 있는 기술은 공비증류, 추출증류, 압력스윙 흡착공정 등이 있다. 본 연구에서는 추출증류 공정에 대한 공정모사를 통해 경제성 및 영향성을 평가해보았다. 에틸렌글리콜을 이용한 추출증류에 대한 공정연구는 매우 에너지 효율적이고 무수에탄올 생산에 있어 에틸렌글리콜을 이용한 추출증류는 발효 불순물의 영향을 받지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 공비증류와 비교할 때 가장 큰 차이를 보이는 것으로 무수에탄올 회수에 있어 다양한 구성이 가능하며, 에탄올의 회수율을 극대화할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 공비를 제거하기위한 에틸렌글리콜 등의 첨가제는 공정의 성분들과 끓는점의 차이가 높고 서로의 용해도가 낮아서 공정중에 거의 100% 회수가 가능한 특징을 있고 공비증류에 비해 매우 환경친화적이다. 한편 개발된 공정에서는 매우 낮은 에너지(1.37198 kg steam/kg anhydride ethanol from 3.05 mol% ethanol)로 99.85%의 무수에탄올을 생산할 수 있으며, 본 연구의 결과 발효된 원료로부터의 무수에탄올의 생산은 공비를 제거하기위한 agent의 선택도 중요한 사항으로 첨가제에 따른 효율이나 에너지 필요량을 알아보았고 공정의 에너지를 절약하기 위해 공정을 효율적으로 구성하여 열회수를 극대화 할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.190-190
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• 2008

자연적으로 발생되는 파도, 비, 우박 등과 철도, 차량 및 엘리베이터 등과 같은 인위적인 설치, 이동에 의해 발생되는 진동에너지는 우리 일상생활에서 가장 흔하게 발생할 수 있는 에너지원인데, 이러한 진동에너지는 압전 소재를 이용하여 재생 가능하여 최근에는 이에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 예를 들면, 미국의 MIT에서는 인간이 걸을 때 신발에 가해지는 압력을 이용하여 전력을 발생시키는 연구를 진행하여 2.9 mW의 전력을 얻었다. 특히 이러한 기술은 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 소형 전자기기 등에 서 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 기술로 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 이러한 압전발전 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있다. 하지만 에너지 효율을 높이기 위하여 적층 구조의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, $1000^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 소재 원가가 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스 소재를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소결온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소랑 첨가하여 액상 소걸 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 소결체의 전체적인 제조 공정은 일반적인 벌크 세라믹의 소걸 공정을 따랐다. 최종 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고 SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$ 에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. Impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였고, 압전전하상수는 $d_{33}$-meter로 측정하였다. 본 연구에서는 압전체에 가해지는 하중의 크기, 시편의 크기, 하중을 가하는 방법, 에너지 저장회로의 최적화 등을 다양하게 시도하면서 에너지 변환 및 저장 효율을 평가하였다.

• 멤브레인
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• 제5권1호
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• pp.35-43
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• 1995

이산화탄소를 포함하는 기체혼합물의 분리를 위해 액체막을 기반으로 하여 관련된 많은 연구가 시도되어 왔다. 폐가스로부터 이산화탄소를 분리하기 위해 본 연구에서는, 흡수제(absorbent)가 흡수(absoption)모듈과 전공조작식 탈착(desorption)모듈간을 계속 순환하는, 보다 개선된 형식의 순환식 중공사 막흡수기(circulatory HFMA)를 새로이 구성하고 분리성능에 관한 기초적인 해석을 하였다. 기-액 물질전달 모델식에 수치해를 적용하여 중공사 막 내부에서의 액상에 대한 농도분포를 정량적으로 예측하였고, 순환하는 흡수제의 유속에 따른 투과플럭스와 선택도의 변화거동을 살펴보았다. $CO_{2}/N_{2}$ 원료혼합기체와 흡수제로서 반응이 없는 순수(pure water)에 대해 계산을 수행하였다. 결과로 흡수제의 유량이 증가함에 따라 투과플럭스는 증가하는 반면에 종전 방식에 비해 졸은 값을 나타낸 선택도의 경우는 점차 감소하였다. 한편 투과플럭스는 진공조작변수인 탈착모듈에서의 기상압력($p_{4}$)에 크게 좌우됨을 보았다. 기존의 평판형 막모듈과의 비교로부터 예상했던 바와 같이 본 연구에서의 중공사 막모듈이 우수한 투과율을 나타냄을 확인할 수 있었다. Circulatory HFMA의 실제 설계를 위한 기초해석이 본 연구가 갖는 의의이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.9-14
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• 2020

필터가 장착 된 먼지 감소 팬을 포함하여 새로운 유형의 Composite Cyclone Scrubber를 개발하고, 목표 설치 및 유지 보수 비용에 대해서는 기존 도로 오염 저감 시스템 대비 64 %의 투자비 절감 (61 억 원 vs. 170 억 원), 기존 도로 오염 저감 조치 (72.6 억 원) 대비 사회적 비용편익이 43 % 증가, 50.8 억 원)가 예측되고 있다. 장치의 구성은 송풍기 형 나선형 가이드 베인이며, 분사 압력은 미세먼지를 포집한다. 분사 각도 및 접촉 범위가 다양한 노즐, 스프레이 액체 등과 순환 수를 이용한 스프레이이며, 분사 된 물이 Guide Vane과 45도 각도로 충돌로 인해 오염된 가스를 만나기 때문에 41.4 % 더 많은 미세 먼지를 포집한다. 이는 기존의 집진기보다 141 % 증가한 것이다. 포집 액체, 순환 빗물 및 우물 공급원과 관련하여 우리는 특허에서 막대한 양의 에너지와 경제적으로 절약되는 친환경 시스템을 기대한다. 가이드 베인 및 금속 필터는 90 % 이상의 미세 먼지를 줄였으며, 분무 된 물은 베인과 필터를 청소하여 유지 관리 예산을 최소화했다. 개발 된 설계의 예비 평가를 통해 특징적인 물분사로 인하여 유지 보수 예산을 줄일 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권6호
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• pp.747-751
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• 2010

본 연구에서는 아임계 수 가수분해 공정을 이용하여 동결건조 된 미역(Undaria pinnatifida)으로부터 아미노산 생산 조건 및 생성된 물질의 특성에 대하여 고찰하였다. 가수분해 장치는 회분식으로 설계 되었으며, 반응기는 내경 4.6 cm, $200cm^3$ 부피 용량의 Hastelloy 276 강으로 제작된 것을 사용하였다. 반응기 내부에는 교반기가 부착되어 100 rpm으로 연속적으로 교반되도록 하였다. 시료는 동결건조 된 미역 파우더와 회수율 향상을 위해 부가된 1% acetic acid를 촉매로 한 반응용액을 1:100(w/v) 비율로 혼합시켜 반응을 진행시켰다. 반응물질의 혼합을 위해 100 rpm으로 일정하게 교반하였으며, 반응온도와 압력 변화에 따른 아미노산 생성 회수율을 고찰하였다. 실험조건은 온도 $180{\sim}374^{\circ}C$, 반응시간 1시간이었다. 총 아미노산 함량은 고온의 조건에 비해 저온에서 높은 함량을 나타내었으며 분자량이 작은 아미노산(glycine, alanine, serine 등)이 분자량이 큰 아미노산들보다 높은 함량을 나타내었다. 아미노산의 최대 회수율($290.84{\mu}g/mL$)은 $220^{\circ}C$, 촉매 첨가조건에서 분석되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권4호
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• pp.407-415
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• 2010

호주 Victoria주에서 2007년에 이어 2008년에도 한국, 호주, 일본의 공동연구로서 Victoria주 북부 지역에서 2차로 MT 탐사 자료를 획득하였다. 이 연구의 주 목적은 MT 탐사로부터 얻은 전기비저항 구조로부터 이 지역의 광상 및 화성 활동과 밀접하게 관련이 있을 것으로 생각되는 이 지역의 지구조 활동에 대한 이해를 높이고자 함이다. 탐사 지역은 호주 남동부의 Tasman 습곡대의 하나인 Lachlan 습곡대에 위치한다. 2008년의 MT 탐사 측선은 2007년도의 측선과 50 km 정도 북쪽으로 거의 나란하게 설계하였으며 획득된 자료에 대해 2차원 역산을 수행하고 지질 구조를 해석하였다. 2차원 역산 결과와 이 지역의 지질자료와 비교 해석한 결과 2007년의 MT자료 해석으로부터 확인된 고비저항 및 저비저항대의 공통적인 특징을 새로운 측선에서도 확인할 수 있었으며, 또한 이 지역의 대규모 단층대도 영상화할 수 있었다. 2차원 역산 결과 고비저항대 및 저비저항의 경계가 Stawell Zone과 Bendigo Zone, Bendigo Zone과 Melbourne Zone의 경계를 이루는 Avoca 단층 및 Heathcote 단층대와 정확히 일치하였으며, 또한 Bendigo Zone 내의 단층들이 사일루리아기의 횡압력에 의하여 생성되었음을 암시하는 listric 형태임을 보여주었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권2호
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• pp.49-57
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• 2012

MFL PIG는 배관의 단면적이 변화할 때 발생하는 누설 자기장을 검출하고, 검출 된 누설 자속 신호의 분포 및 크기를 이용하여 배관 내 외벽에 결함의 발생 유무를 검사하는 방법이다. 기존의 MFL PIG는 금속 손실이나 균열, 부식과 같은 결함을 검출하는데 효과적이었으나 배관 내 외부의 압력차로 인하여 발생하는 가로축 방향의 가늘고 긴 미소결함을 검출하기 위하여 원주 방향으로 자기장 누설을 최대화 할 수 있는 CMFL(Circumferencial MFL) PIG의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 자계 해석 기법 및 3차원 비선형 유한요소법을 이용하여 CMFL PIG를 설계하고 배관의 결함 유무에 따른 누설 자계 분포를 분석하였다. 또한 CMFL PIG와 함께 결함 검출 성능 검증을 위한 모의시험 배관과 결함 및 고정 구조물을 제작하고, 이를 이용한 실험으로 누설 자계 신호를 측정하여 결함의 형상변화가 검출 신호에 미치는 영향을 비교 및 검토하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1067-1076
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• 2016

본 논문은 고령자를 위한 하이브리형 전동 휠체어의 개발에 대해서 서술하였다. 개발된 하이브리드형 휠체어는 기존 전동 휠체어에 비해 기구적 및 제어적 특징을 가지고 있다. 기구적 특징으로써 인체공학적 등받이 브레이크 메커니즘을 새롭게 고안하였고, 이로부터 고령자들이 몸동작을 이용하여 손쉽게 제동을 할 수 있도록 하였다. 제어적 특징으로써, 휠 토크 보조, 마찰/관성보상, 중력보상 및 한 손 구동과 같은 다양한 동력보조 기능을 융합하여 고령 탑승자의 근력 부담을 현격히 감소시켰다. 휠 토크의 보조를 위해 핸드림에 스트레인게이지를 부착하여 탑승자가 가하는 휠 토크를 측정하였으며, 마찰보상과 관성보상을 위해 바퀴와 시트에 각각 자이로스코프와 가속도센서를 부착하였다. 또한, 중력보상을 위해 기울기 센서를 추가적으로 부착하였으며, 편마비 환자들과 같이 한 손 만을 사용할 수 있는 사용자들 위해서 시트 밑면에 부착된 압력 센서로부터 휠체어의 주행 방향을 인식하고 자이로스코프를 이용하여 반대편 휠의 각속도를 제어하는 한 손 주행 알고리즘을 새롭게 고안하였다. 최종적으로 본 연구에서 고안한 운동 보조 알고리즘의 성능을 각종 실험으로부터 검증하였다.