• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_2호
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• pp.1691-1707
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• 2022

한반도와 중국 경계에 위치한 백두산의 칼데라호인 천지호는 계절에 따라 해빙과 결빙을 반복한다. 천지 아래에는 마그마 챔버가 존재하며 마그마 챔버의 변화에 의해 온천수의 온도 및 수압 변화와 같은 화산 전조현상이 발생한다. 이에 따라, 천지호 내에서 다른 부분보다 해빙이 빠르며 결빙기에도 늦게 얼며 물표면 온도가 높은 이상지역이 존재하게 된다. 해당 이상지역은 온천수 방출 지역으로, 이상지역의 얼음변화도 값을 통해 화산활동을 모니터링 할 수 있다. 그러나 지리적, 정치적 그리고 공간적 문제로 천지의 이상지역을 주기적으로 관측하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 Landsat -5/-7/-8 광학위성영상으로부터 Modified U-Net 회귀모델을 이용하여 이상지역내의 얼음변화도를 정량적으로 관측하였다. 1985년 1월 22일부터 2020년 12월 8일까지 이상지역을 갖는 83장의 Landsat 영상의 Visible and Near Infrared (VNIR)대역을 활용하였다. 얼음 변화도를 정량적으로 관측을 위해 VNIR대역에서 수체와 얼음과의 상대적인 분광반사도를 활용하여 새로운 데이터를 만들었다. 가시광선대역과 근적외선 대역이 가지고 있는 정보를 최대한 유지하기 위해 2개의 인코더를 가진 U-Net에 적용하여 얼음변화도를 관측하였으며 Root Mean Square Error (RMSE) 140, 상관계수 0.9968의 높은 예측 성능을 보여주었다. 따라서 Modified U-Net을 활용하면 추후 Landsat 영상으로부터 얼음변화도 값을 높은 정확도로 관측하므로 백두산 화산활동을 모니터링하는 방법 중 하나로 사용될 수 있으며, 다른 화산 모니터링 기법과 더불어 활용한다면 더욱 정밀한 화산감시체계 구축이 가능할 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.59-65
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• 2016

PURPOSES : This paper aims to develop a road pavement de-icing system using carbon sheet to replace the older snow de-icing method. Carbon sheet is a light and high-strength metal. Hence, various bodies of research for its applications in many industries have progressed. METHODS : The experiment was conducted in a laboratory. The carbon sheet supplied voltage through a power supply system, and produced heat transfers to the concrete surface. Various factors, such as pavement material, carbon sheet width, penetration depth, and freezing-thawing resistance, were considered in the conducted experiments to confirm the heating transfer efficiency of the carbon sheet. RESULTS : The carbon sheet used was a conductor. Therefore, it produced heat if voltage was supplied. The exposed carbon sheet on the atmosphere did not affect the carbon sheet width when it provided constant voltage. However, the sheet showed different heating behaviors by width change when the carbon sheet penetrated into the concrete. Moreover, the freezing-thawing resistance was decreased by the carbon sheet with increasing width. CONCLUSIONS : The experiments confirmed the possibility of developing a road snow melting system using a carbon sheet. The antiicing system using the carbon sheet to replace the traditional anti-icing system has disadvantages of environmental pollution risk and electric leakage. The pavement also improved its toughness resistance. The utilization value will be very high in the future if carbon sheet heat loss can be minimized and durability is improved.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.5-12
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• 2017

한랭지역에 건설된 터널 라이닝은 터널주변 지하수의 결빙 등으로 인한 균열, 누수 및 백태 등이 빈번하게 발생하게 된다. 이러한 터널의 동결피해는 동절기 외기온도에 의해 터널내부 라이닝 및 배면의 지반온도의 하강으로 발생하게 되므로 시공 시 단열재를 설치하여 동결로 인한 피해를 저감하거나 기 시공된 터널에서는 단열재를 설치하거나 발열체 등을 설치하여 동결로 인한 피해를 저감할 수 있다. 본 연구에서는 대기온도의 변화에 의한 라이닝 배면의 지반온도 변화와 발열체가 설치되었을 경우 라이닝 및 배면 지반의 온도변화를 분석함으로써 동결피해 저감을 위한 대응방안 시 나타나는 효과를 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.125-130
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• 2017

자동차용 금속재료와 플랜트 모듈을 구성하는 소재가 동유럽, 러시아 북부, 캐나다 등과 같은 극한 지역(겨울 평균 기온 $-20^{\circ}C$ 이하)에서 운용되는 장비에서는 관련 부품의 결빙 등에 대한 대비가 필요하다. 또한 극한지 자원 에너지 개발, 각종 파이프라인 지하시공 증가 등으로 고온 및 저온의 내환경성이 우수한 기계 재료의 사용이 요구되고 있다. 하지만, 현재까지 초저온용 재료에 대한 고속 인장 실험의 경우에는 상온에서의 영향에 대한 연구만 일부 수행 되었을 뿐, 저온에서의 영향은 고속 저속에서의 차이가 있다는 정도만 확인이 되고 있다. 본 논문에서는 보편적 재료인 TP304, TP316소재의 상온 및 저온에서의 기계적 특성에 대한 비교 시험을 실시하여 두 재료의 저온 특성에 대하여 알아보았다. 인장시편은 KS B 0801의 표준 시험편을 사용하였으며, 실험장치는 특수 제작된 저온 인장 시험기를 사용하였다. 그 결과 TP304는 저온 영역에서 2차 경화 현상이 발생하였다. TP316은 저온 영역에서 연신율이 감소하였으며, 최대인장강도가 상온보다 증가하는 것을 확인하였다. 온도 의존성은 최대인장강도와 연신율은 TP304가 높았고, 항복강도는 TP316재료가 높게 나타난 것을 확인 할 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.91-102
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• 2010

상을 차지하는 갈대의 침수줄기에 형성된 부착규조 군집 빛 수질특성을 파악하고자, 결빙기를 제외한 2005년 3월부터 10월까지 유입수, 습지(고습지, 저습지), 배출구를 각각 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 습지에 상관없이 높은 유기물 및 영양염 지수를 나타냈으며, 습지를 통과하면서 질소계열은 감소한 반면, 인계열은 오히려 증가하였다. 2) 부착규조는 저온기에 보다 다양하고 높은 생물량을 나타냈으며, 우점종은 습지에 관계없이 Nitzschia palea, Nitzschia amphibia 였으며, 조사 시기(강우)에 따라 다양한 범위를 나타냈다 3) 저습지 보다 고습지에서 높은 현존량은 영양염과 광투과율, 그리고 낮은 canopy와 관계가 있는 것으로 판단되었다. 따라서 동화습지는 풍부한 퇴적물과 갈대 쇄설물로부터 유출된 영양물질(특히 인)이 특정 규조류의 성장을 촉진하였으며, 특히 갈대식물 밀도가 적어 낮은 canopy를 보였던 고습지에서 높은 현존량을 나타났다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제22권1호
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• pp.8-19
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• 2016

도로의 결빙과 해빙으로 도로면의 수축과 팽창이 반복되어 도로면에서 침투한 수분이 포장면의 결합력을 약화시켜 노면홈(포트홀)을 발생시킨다. 현재의 포트홀 조사는 현장에서 육안 조사하고 기록하는 수동적인 방식으로 매년 수 만개소의 포트홀이 발생하는 것에 어려움이 발생하고 있다. 포트홀 정보를 자동으로 수집하기 위해 최근까지 가속도 센서를 이용한 기술과 레이저 스캐닝을 이용한 기술이 많이 연구되었다. 하지만, 가속도 센서 기반 기술은 낮은 인식률과 제한된 센싱 영역의 문제가 있고, 레이저 스캐닝 기반 기술은 비용이 너무 큰 문제가 있다. 따라서, 본 논문에서는 대중적으로 사용하는 차량용 블랙박스 카메라를 이용한 자동 포트홀 탐지 기술을 제안한다. 일반적으로 차량용 블랙박스 카메라에 탑재한 연산프로세서는 낮은 컴퓨팅 능력을 가지므로 포트홀 탐지 알고리즘을 그게 맞게 설계할 필요가 있다. 설계된 알고리즘을 블랙박스에 내장하여 도로 주행실험을 실시하며, 포트홀 탐지 성능을 중심으로 한 실험결과는 포트홀 탐지 정밀도, 민감도 등의 지표를 토대로 분석하고, 실시간 포토홀 탐지 기술의 현장 적용성을 확인한다.

• 태양에너지
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• 제10권2호
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• pp.28-37
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• 1990

빙축열의 문제점인 물의 과냉각을 억제 또는 제거하기 위하여 고흡수성 고분자를 조핵제로 사용하는 방법이 고안되었다. 축열재인 물을 $25^{\circ}C$에서 $-12^{\circ}C$로 냉각시킨 결과 순수한 물의 경우 샘플중 25%의 샘플은 전혀 결빙되지 않았으며 나머지 얼음이 생성된 샘플의 경우도 평균 $9.8^{\circ}C$의 과냉각을 보인 반면, 조핵제가 첨가된 경우 35%가 전혀 과냉각을 보이지 않았으며 과냉각이 일어난 샘플의 평균과 냉각온도 역시 현저히 감소되었다. 0.5wt%의 고흡수성 고분자가 첨가된 축열재를 사용하여 캡슐타입으로 제작한 축열조에서 열전달 실험을 실시한 결과 과냉각은 전혀 관찰되지 않았으며 이로 인하여 순수물을 축열재로 사용하는 경우보다 축열속도가 증가하였다. 이상의 결과로부터 고흡수성 고분자가 빙축열 시스템의 조핵제로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제53권4호
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• pp.413-423
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• 2020

남극 세종과학기지 주변은 넓은 지역에 눈과 얼음이 덮여있지 않은 육지가 드러나 다른 남극 지역에 비해 활동층이 비교적 두꺼우며 그 아래 동토층이 존재한다. 전기비저항탐사의 배열법 중 웨너 배열법과 쌍극자 배열법을 이용하여 세종과학기지 주변 동토 지역에 결빙기 기간 동안 시간 변화에 따른 활동층의 변화를 조사하였다. 시간 변화에 따른 전기비저항 결과는 식생 분포, 지상 온도 및 적설량의 상태에 따라 잘 일치하였다. 극 천부인 수평적인 고비저항대(>1826 Ωm)에서는 시간에 따른 두께 변화를 보여주었는데, 이는 지중 온도의 감소로 공극내 존재하던 공극수가 얼어 상대적으로 전기비저항 값이 높아지는 것으로 보인다. 적설이 발생하지 않는 식생활동이 활발한 구간은 깊이 0.5 m까지 토양 속에 혼재된 많은 자갈로 인해 비저항이 높았고 깊이 0.5~3 m 에서는 그 아래 동토층이 존재한다. 반대로, 적설량이 많은 식생이 존재하지 않는 구간에서는 전기비저항값이 약 2000 Ωm 이상의 고비저항대가 나타나는데 이곳은 연중 얼어있는 것으로 해석된다. 결빙기에 두꺼워지는 활동층은 차후 해빙기에 추가 탐사를 할 경우 이와 반대로 점차 얇아지는 두께로 보다 명확히 검증될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권4호
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• pp.97-110
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• 2007

레이저 스캐닝 기법은 새로운 위치정보 획득 수단으로 부각되고 있으며, 높은 위치정확도, 고밀도 자료 취득의 자동화 등으로 지오매틱스 분야를 비롯한 광범위한 분야에서 응용될 전망이다. 본 연구에서는 레이저 스캐닝 기법의 장점을 이용하여 도로의 기하정보를 정확히 해석하고, 이를 실무에 활용할 수 있는 시스템을 개발하였다. 도로선형정보 추출 시스템 개발을 위해, 도로 평면선형을 직선, 완화곡선, 원곡선 구간으로 자동 분리할 수 있는 알고리즘을 개발하였으며, 자동화되지 않은 이전의 방식에 비해 효율성을 높일 수 있었다. 그리고 도로의 평면 및 종단선형의 설계요소를 자동 추출하는 알고리즘을 개발하여 대상도로에 적용한 결과, 실용성이 높게 나타났으며, 도로선형 설계요소 추출에 관련한 기존 연구와 비교해 볼 때 더욱 정확한 값으로 결정되었다. 또한 추출된 설계요소를 이용하여 대상 도로에 대한 가상 주행 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 지형과 구조물이 3차원적으로 조화되는 시각적 판단 자료를 제공할 수 있었고, 계절에 따른 결빙구간 판단 및 입체시거를 해석할 수 있는 자료 제공이 가능하다. 향후 도로에 관련한 다양한 자료의 체계적인 데이터베이스 구축과 웹기반의 운영프로그램을 개발함으로써, 효율적인 도로 유지 관리가 가능할 뿐만 아니라, 앞으로 있을 도로안전진단에 있어서 중요한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.275-282
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• 2018

산악트램은 기존 산악 도로에 매립형 궤도를 설치하여 무가선으로 주행할 수 있는 친환경 교통 시스템으로서, 결빙시에도 운행할 수 있는 장점이 있으나, 산악 도로의 급곡선과 급경사 구간을 주행해야 하는 어려움이 따르게 된다. 본 연구에서는 산악트램이 도로에 설치된 급곡선 급경사 궤도를 주행할 때의 기술적인 문제를 정의하고, 이 문제를 해결하기 위한 대차와 차체 연결 구조의 설계 방안을 제시하였으며, 시작품 제작 및 성능 시험을 통해 설계 방안의 효용성을 입증하였다. 급곡선 구간에서 내외 레일의 주행거리 차이가 심하게 발생하여 주행이 곤란해질 수 있으므로 좌우 차륜이 별개의 속도로 회전하는 독립구동 차륜을 개발하여 적용하였다. 기존 2대차-1차체 차량에서 발생할 수 있는 곡선구간에서의 공격각 및 횡압 증가에 따른 탈선을 방지하기 위해 1대차-1차체 차량을 설계하여 실제 적용하였다. 독립 구동차륜과 1대차-1차체 구조의 시험 차량 시작품을 제작하였고, 소형 궤도에서 시험 운행을 실시하여 성능을 검증하였다. 산악트램이 곡선과 경사를 통과할 시에 차체 간에 발생하는 3방향 회전 대변형을 흡수하기 위해 연결기를 설계하여 축소 시작품을 제작하였으며, 작동 시험을 실시하여 성능을 검증하였다.