• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.229-235
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• 2019

지구 환경문제와 자원 고갈에 따른 에너지 위기로 인해 화석 연료를 사용하지 않아 이산화탄소와 같은 온실가스 배출이 없는 청정 에너지원으로서 신재생 에너지는 중요성이 강조되고 있다. 부유식 태양광발전은 기존의 태양광 발전기술과 플로팅 기술을 융합한 신개념의 발전 방식이다. 종래의 육상이나, 건축물이 아닌 유휴수면에 설치하는 재생에너지원으로 구조체, 계류장치, 태양광 발전설비, 수중케이블 등으로 구성된다. 또한 단위모듈 형태로 설계되어 발전용량에 따라 단위모듈을 서로 연결하여 대규모 발전 시설을 조성할 수 있다. 태양광 발전기는 옥외에 설치되기 때문에 구조물에 대한 풍하중의 영향이 매우 크다. 본 연구에서는 부유식 태양광 발전 구조물에 큰 영향을 주는 풍하중을 전산유체역학을 통해 해석하였다. 유동 특성과 풍하중에 대한 풍향과 경사각의 영향을 분석하였다. 모듈의 개수와 바람의 방향에 따라 최대 하중을 받는 위치와 크기 그리고 태양광 패널과 부유체 주위의 유동 특성을 구하였다. 태양광 패널의 지면에 대한 경사각이 클수록 풍하중은 증가하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.65-76
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• 2024

최근 해상풍력산업이 활성화되면서 기존 화력 발전소 규모의 400MW 급 발전단지들이 개발되고 있다. 재생에너지는 에너지원에 따라 간헐성이 큰 특성이 있고, 최신 재생에너지 발전설비들은 제어기능을 갖는 인버터 기술로 구성되는 특징이 있다. 이러한 재생에너지원의 계통연계 확대에 따라 전력계통 접속을 위한 그리드코드도 점점 구체화되고 있고, 이에 따라 관련 검토도 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 그리드 코드 준수를 위해 여러 해상풍력 발전단지들을 통합하여 공동접속설비로 접속하는 경우, 최적 무효전력 보상용량 선정 방법에 대해 제안한다. 그리드 코드의 요구조건을 기반으로, 전북 서남해 400MW 풍력발전단지의 무효전력 보상과 과도안정도를 분석한다. 이 분석은 PSS/E를 사용하여 각 터빈 배치안과 케이블 데이터로 발전단지 DB를 구축하고, 내·외부망 케이블의 충전전류에 의한 무효전력과 연계점에서 무효전력 보상용량을 산출한다. 또한 전력계통 DB에 연계해서 정적, 동적 안정도를 고찰한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권5호
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• pp.590-596
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• 2015

본 연구에서는 다양한 $CO_2$ 재활용 기술 중 경제성 및 $CO_2$ 감축량 효과가 큰 것으로 평가되는 $CO_2$ 활용 중탄산나트륨 제조기술 대상으로 상용 플랜트 운영시 전체 $CO_2$ 감축량을 산정하고자 하였다. 상기 $CO_2$ 재활용 기술은 발전소 배가스 중에 포함된 $CO_2$의 탄산화 반응을 통해 상업적으로 유용한 중탄산나트륨을 제조하는 기술로서 현재 한국동서 발전의 지원을 받아 한전 전력연구원에서 연구개발 진행 중이다(기술개발 사업명: NCCU, Non-Capture $CO_2$ Utilization). 본 기술의 $CO_2$ 감축량 산정을 위해 하루 100톤 $CO_2$ 처리 규모(연간 36,500톤 $CO_2$ 처리 가능, 발전 용량 기준 5 MW급)의 상용급 플랜트를 대상으로 공정모사 프로그램(PRO/II 9.1)을 활용한 열 및 물질 수지 분석을 수행하였으며 특히 종래 유사기술과의 비교를 통한 간접 $CO_2$ 감축량 산정을 위해 탄산나트륨 및 중탄산나트륨 등의 제조를 위한 대표적 기술인 Solvay 공정과의 에너지 사용량을 비교 분석하였다. 분석 결과 종래 Solvay 공정은 단위 중탄산나트륨 생산을 위한 에너지 사용량이 약 $7.4GJ/tNaHCO_3$으로 이를 해당 에너지를 얻기 위해 필요한 석탄 사용량 및 $CO_2$ 발생량으로 환산시 연간 약 48,862 톤 $CO_2$에 해당 된다. 반면 발전소 배가스 중에 포함된 $CO_2$를 활용한 중탄산나트륨 제조공정의 경우 탄산화 반응에 의한 $CO_2$ 직접 포집분(연간 약 36,500 톤)과 동일 화합물 생산을 위한 종래 공정(Solvay) 대비 낮은 에너지 사용량에 따른 간접적인 $CO_2$ 저감량(연간 약 46,885 톤) 효과로 전체 $CO_2$ 감축량은 약 83,385톤으로 산정되었다. 상기 분석을 통해 본 논문의 $CO_2$ 활용 중탄산나트륨 제조기술은 제품 판매에 따른 경제적 효과뿐만 아니라 종래 공정에 비해 낮은 에너지 사용으로 $CO_2$ 저감효과가 매우 높아 대규모 $CO_2$ 저장 공간이 필요한 CCS(Carbon Capture & Sequestration) 기술의 대안기술로서 유망한 것으로 분석되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.320-325
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• 2020

본 연구는 최근 신소재 단열재로 주목받고 있는 실리카 에어로겔을 이용하여 현재 사용되고 있는 다겹보온커튼의 단점을 보완하고 보온성을 유지 및 향상시킬 수 있는 새로운 조합의 다겹보온커튼을 제작 하여 현장에 설치함으로써 보온성과 경제성을 분석하고자 한다. 실험에 사용된 다겹보온커튼은 실리카 에어로겔이 함유된 부직포를 사용하여 2가지의 조합으로 제작하였으며 시중에 판매, 사용되고 있는 관행 다겹보온 커튼과의 차이에 따른 온습도변화와 연료소비량을 측정하여 비교분석하였다. 실험결과 단동온실과 연동온실에서 다겹보온커튼 차이에 따른 온습도변화는 미세하게 나타났으나, 거의 비슷한 온습도 값을 유지하였다. 이는 실리카 에어로겔을 이용한 다겹보온커튼이 관행 다겹보온커튼에 비해 온습도 제어 측면에서 문제가 없음을 나타냈다. 난방에너지 비교분석 결과, 실리카 에어로겔을 이용한 다겹보온커튼이 관행 다겹보온커튼에 비해 연료소비량은 단동온실에서 약 15%, 연동온실에서 약 20%의 연료소비량을 절감한 것으로 나타나 온실의 규모와 사용기간이 증가함에 따라 난방에너지는 절감될 것으로 판단된다. 실리카 에어로겔 이용 다겹보온커튼이 관행 다겹보온커튼에 비해 통기성과 보온성이 증가되는 것이 확인되었다. 그러나, 연동온실에서 사용된 다겹보온커튼은 관행 다겹보온커튼에 비해 무게가 증가하고 뻣뻣하여 시공성과 작동성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 이에 단동온실에서 사용된 다겹보온 커튼에서는 개선사항을 적용하였다. 내부단열재의 교체를 통해 두께를 감소시키고 뻣뻣함을 개선함으로써 농가가 사용하기에 충분한 가능성이 있다는 것을 확인하였다.

• 좋은식품
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• 통권181호
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• pp.10-37
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• 2004

식용유지는 식용으로 이용할 수 있는 가시적인 상태의 액상(oil) 또는 고체상(fat)의 식용기름을 말하지만 식품산업 측면에서는 가시적인 상태의 유지(가시지방)뿐만 아니라 유지가공 식품이나 기타의 식품에 함유되어 섭취되는 비가시적인 상태의 유지(비가지 지방)도 포함될 수 있다. 식용유지는 생명을 유지하는데 없어서는 안될 영양소로서 탄수화물 단백질과 함께 3대 영양소 중의 하나이며 1g당 9kcal를 내는 고도로 농축된 에너지원이면서 필수지방산의 공급원이고 비타민 A, D, E 등의 지용성 비타민과 기타 특수한 영양성분의 운반체로서 높은 영양적 가치를 갖는다. 지방성분은 음식물로부터 섭취가 불가능할 경우에는 체내에서 탄수화물이나 단백질을 기질로 하는 대사과정에서 합성되어 지질 또는 필수지방산과 지용성 비타민은 식품으로 지방질과 함께 흡수되어야 하므로 식품의 한 성분으로 지방의 중요성을 인정받고 있다. 1960년대 이후 국민소득의 증가와 함께 식생활도 다양화되고 서구화 간편화되면서 지방 함량이 높은 식품과 유지를 이용한 식품의 소비가 증가하였고 전체적인 유지 소비량도 늘어나는 추세에 있다. 60년대 초에는 총열량 중 지방이 차지하는 비율이 $6\%$ 정도였으나 최근에는 급격히 증가되어 2000년말 현재 $25.5\%$로 증가하였다. 97년까지 계속 증가하던 공급 에너지량은 98년 IMF의 영향으로 2,799 kcal까지 감소했으나 99년 들어 IMF 이전 수준으로 회복되었다. 또한 연간 일인당 순 식용유지류 공급량은 1990년대 까지 급격히 증가하였으나 이후로는 소폭 증가하는 추세이다. 2000년말 현재 식용유지 총 공급량은 76만2 천톤으로써 99년 73만5 천톤에 비해 2.7만톤이 증가하였다. 1998년 IMF 시기를 제외하고는 공급물량은 계속해서 증가 추세이다. 특히 1998년도에 비하여 2000년도에 식물성 유지는 2배 가까이 증가하였으나, 동물성 유지는 절반 이하로 감소되는 추세이며 공급물량으로 보면 대두유, 팜유가 주요 유종으로 식물유지 전체에서 차지하는 비중이 $72.3\%$로 압도적이다. 라면용 튀김기름과 마가린 쇼트닝의 원료로서 대부분 사용되는 팜유를 제외하고 가정용 식용유의 대부분을 차지하는 대두유가 이처럼 식용유지 시장의 대부분을 차지하게 된 이유는 첫째, 90년대 초반 수입 자유화 이후 타 유종 대비 낮은 가격을 형성하여 유지업체가 수입을 늘린 것이고 둘째로는 국내에서 대두유와 대두박을 생산하는 대두가공업체의 안정적 대두유 공급이 주요 원인이라고 할 수 있다. 식용유지의 시장규모는 식품공전상 식용유지로 분류된 제품들의 2000년도 출하액으로 보면 약 6,616 억원 정도이다. 한편 유종이 단순했던 가정용 식용유지 시장이 최근 새로워지고 있다. 주로 조리용으로 사용했던 것에서 건강을 생각하는 품목으로 바뀌는 경향이다. 아직은 가정용에서 대두유가 가장 많지만 옥배유나 채종유 더 나아가 건강이미지의 식용유인 홍화유 올리브유 해바라기유등이 증가하고 있는 추세이다. 한편 기존 식용유가 비만의 원인인 것 때문에 기피되던 것에서 새롭게 다이어트용 식용유 제품이 출시되어 시장에 새 바람이 불고 있다. 일본 식용유지 시장규모는 물량으로 172 만톤, 금액으로는 2,786 억엔(약 2조7860 억원) 수준이다. 지난 10년간 증가율은 물량 측면에서 약 $5\%$정도 신장하고 금액으로는 큰 증감이 없었다. 식용유는 조리의 기초 소재로서 안정한 수요를 갖고 있지만 주요 유종인 샐러드유의 가격이 하락하여, 전체적으로 시장이 물량이 증가하면서도 매출액이 신장하지 못하여 시장규모는 축소되었다고 할 수 있다. 일본 식용유지 업계의 제품동향을 보면 거의 모든 업체가 가정용 시장에서 건강 기능성 식용유지를 출시하고 있다는 점이다. 물론 일본은 건강기능성 식품에 대한 제도적인 뒷 받침이 되어 있어 기능성 식품의 시장출시가 용이한 점이 가정용 시장에 큰 영향을 미쳤다고 볼 수 있다. 유지 산업의 고부가가치화를 위해서는 전통적인 산업의 제품과 기술만으로는 달성하기 어렵다. 국내와 일본 식용유지 업계의 경향을 참고해 볼 때 차별화된 식용유지 제품과 기술의 개발이 절실히 필요하다. 앞서 언급한 고부가가치 제품과 기술 관련 사향을 바탕으로 국내 유지분야가 중점적으로 연구할 분야를 선정해 보면 리파제의 고정화 연구, 생물공학 기술을 활용한 효소의 개발과 이를 이용한 유지 가공 기술 연구, 유지성분의 유화 안정화 기술 연구, 식용유지의 선택적 수소경화 기술 연구 트랜스 지방산 저감기술연구, 효소 반응조 설계기술 연구, 지질 분자구조 분석기술 연구 분야 등이 유망하다. 상기와 같은 연구 분야를 육성하기 위해서는 유지 전문 인력의 육성, 해외 네트웍의 구축, 산학연 공동연구 추진, 국가적 차원의 정책 및 지원 등이 절실하다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.23-27
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• 2008

대규모 육지수문모형(Land Surface Model, LSM)에서 종합적인 육지 물흐름 및 에너지흐름의 예측을 위해 새로운 지표면-지표하 연계 물흐름 모형이 지표하 물흐름 모의를 위한 3차원 체적평균 토양수분 이송방정식(Volume Averaged Soil-moisture Transpor, VAST)을 지표수 흐름모의를 위한 1차원 확산방정식과 연계하여 개발되었다. 각 흐름특성에 맞는 복합적인 수치해석법이 적용되어, 시간분할 방법에 의해 3차원 VAST 방정식의 종방향 흐름이 완전음해법에 의해 해석된 후, 횡방향 흐름이 양해법으로 구해지며, 그 후에 1차원 확산방정식은 MacCormack 유한차분법으로 계산한다. 이 새로운 흐름연계모형은 최신의 육지수문모형인 CLM(Common Land Model)내의 기존 1차원 수리수문계산부분을 대체하게 된다. CLM과 결합된 새로운 연계흐름모형은 오하이오 계곡부근의 시험유역에 적용되었으며, 모의결과는 지표면-지표하 물흐름 상호작용의 모의와 지표수 흐름추적방법을 사용한 새로운 모형의 유출예측이 실측치에 더 근접함을 보여준다. 이 개선된 육지수문모형은 지역적, 대륙적, 그리고 지구전체를 다루는 수문기상연구와 기후변화로 인한 재해예방을 위하여 기상모형인 CWRF(Climate extension of the next-generation Weather Research and Forecasting)와 연계될 예정이다.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.15-22
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• 2001

세계적으로 천연가스의 사용은 높은 효율을 가진 청정에너지로서의 장점으로 인하여 꾸준히 증가하는 추세이며, 국내에서도 급격한 경제규모의 증대와 함께 사용량이 증가하고 있다. 천연가스 배관 용접부는 금속학적 및 역학적으로 파괴에 영향을 미치는 인자들을 다양하게 가지고 있는데, 이들 인자들에 의하여 파괴역학적 인성의 열화가 발생함과 동시에 파괴시험 결과의 해석에 많은 어려움이 유발된다. 본 연구에서는 우선 국내 천연가스의 주 배관으로 사용되고 있는 API 5L X65 등급의 고장력강 용접부의 파괴역학적 안전성을 평가하기 위한 목적으로, 실제 원주 용접부와 심 용접부의 파괴인성 시험을 수행하여 미세조직의 변화를 중심으로 미시적 혹은 거시적인 관점에서의 금속학적 인자가 파괴인성에 미치는 영향에 대해 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.1-7
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• 2016

수도권 대기관리권역 내에서 발생되는 휘발성 유기화합물(VOCs)를 규제하고 있다. VOCs는 산업 활동 및 일상생활에서 많이 쓰이고 있는 유기용제에서 발생되고 있다. 특히 주거지역과 인접하게 위치하고 있는 도장 공정에서는 다량의 유기용제를 사용하고 있으며, 그에 대한 영향이 크게 나타날 것으로 예상된다. 도장 공정에서 배출되는 VOCs을 제거하기 위하여 다양한 기술이 개발되고 있다. 최근 플라즈마를 이용하여 유해 VOCs를 고온에서 분해하는 공정이 제시되었는바, 본 연구에서는 반응기 설계에 앞서 전산유체역학기법을 사용하여 초고온 공정 수치해석을 실시하였다. 수치해석은 질량과 운동량에 대한 보존 방정식과 에너지 보존 방정식을 이용하였다. 원심력 반응기의 내부 유체유동은 내측 벽면을 타고 강한 선회류를 형성하면서 하부로 하강하는 것을 알 수 있었다. 플라즈마에 의한 고온 가스는 반응기 하부까지 영향을 주지만, 방사형 방향(radial direction)의 열전달은 거의 없는 것으로 나타났다. 시험용 VOCs인 톨루엔에 대한 분해효율을 계산한 결과, 반응기 전체에 대하여 67%가 얻어졌으며, 이는 실제 플라즈마를 이용한 실험실 규모의 실험 결과치인 약 70% 와 비교적 유사하게 나타났다.

• 토지주택연구
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• 제1권1호
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• pp.51-57
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• 2010

국내에서 내진설계의 중요성이 점차적으로 부각되고 있으며 이에 따라 설계 시 동적 지진해석의 수행빈도가 높아지고 있다. 동적 지진해석을 수행하기 위한 가장 중요한 입력변수 중 한가지는 입력지진파이다. 그러나 현재 국내에서는 지진학적 검토 없이 미국, 일본 등에서 계측된 강진 기록을 입력지진파로 사용하거나 주파수영역에서 생성된 인공지진파를 사용하고 있다. 국외 계측 지진기록은 지진 규모에 따라 변화하는 지속시간과 에너지를 고려할 수 없어서 국내 지진환경에는 적합하지 않으며, 주파수 영역에서 생성되는 설계응답스펙트럼에 맞춤형 인공지진파는 실제 지진기록과 주파수 특성이 상이한 문제가 있다. 본 연구에서는 이와 같은 입력지진파의 문제점을 극복하기 위하여 시간영역에서 수행되는 응답스펙트럼 맞춤형 인공지진파 알고리즘을 적용하여 입력 지진파를 생성하였다. 생성된 지진파는 계측 지진기록의 고유한 성질인 Non-stationary 특성을 보존하며 동시에 설계 응답스펙트럼과 거의 완벽한 일치성을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.105-105
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• 2012

최근 우리나라는 집중호우로 인한 토석류의 발생이 현저하게 증가하고 있으며, 2002년 태풍 루사와 2003년 매미 그리고 2006년 7월 집중호우 등으로 인한 피해의 규모는 여러 조사와 문헌에서도 확인할 수 있다. 2011년 7월, 서울 우면산 일대에서는 집중호우로 인한 토석류가 발생하였으며, 16명의 인명손실을 포함한 큰 피해가 있었다. 우면산 토석류는 십여 개 지역에서 동시다발적으로 발생하였으며, 토석류 발생 유역 특성과 토석류의 유동특성을 분석하기 위한 현장 조사가 진행되었다. 조사한 자료에 따르면 우면산 일대의 일일 강우량은 서초 기상측정소를 기준으로 최대 24시간 누적 324mm 그리고 시간당 최대 68.5mm/hr를 기록하였다. 상업용 소프트웨어인 FLO-2D는 유사농도의 함수로서 점성(viscous)응력, 항복(yield)응력, 난류 및 분산(dispersive) 응력항을 포함하는 2차 유변학(quadratic rheology) 모델을 기본으로 사용하여 이류(mudflow)와 토석류(debris flow)를 모의할 수 있다. FLO-2D는 흐름의 운동량 및 에너지 보존을 고려하여 격자와 시간에 관계없이 유동심도, 속도, 압력을 예측할 수 있으며, 격자 기반의 모델로서 GIS 및 기타 응용 프로그램들과 연동이 쉽다는 장점이 있다. 그러나 하상침식에 의해 유발된 토석류의 체적 증가는 고려 할 수 없으므로 토석류의 전파 및 퇴적영역에서의 토석류 모의에만 사용할 수 있는 단점이 있다. 이 연구의 목적은 FLO-2D 소프트웨어를 이용하여 우면산에서의 토석류 현상을 재현하는 것이다. 우면산 일대에서 발생한 토석류 중 서초구 방배동의 래미안 아파트 부근에서 발생한 토석류에 대하여 수치지도(DEM)와 현장조사를 통해 얻은 지형자료, 해당 지역의 강우량 및 지질 특성 자료 등을 토대로 FLO-2D 모델을 적용하여 토석류의 흐름특성을 검토한다. 토석류 유동 및 퇴적에 대한 가용한 현장관측 자료와의 비교 분석을 통하여 토석류 특성 값을 산정하고, 모델의 적용성을 검증한다.