본 논문에서는 무선 액세스 네트워크를 위한 광 CDMA 라우팅 방식을 새롭게 제안한다. 제안시스템에서는 기지국에서 수신한 무선신호가 1차로 CDMA 신호로 변환된 후, 라우팅하고자 하는 이동교환국의 어드레스인 PN 부호에 의하여 광 CDM 송신기(OCT)에서 광 CDMA가 수행되어 다중된다. 라우팅할 이동교환국과 광 CDM 수신기(OCR)가 소재한 이동교환국이 일치할 경우 이중확산부호로 역확산을 수행하여 무선신호를 재생한다. 그리고 라우팅할 이동교환국과 OCR이 소재한 이동교환국이 다를 경우 이동교환국에서 역확산을 수행하여 확산된 무선신호를 재생하여 레이저다이오드에 의해 광전변환한 후 이동교환국으로 라우팅하게 된다. 이동교환국에서 재생한 무선신호의 신호 대 간섭 및 잡음의 비(SINR)와 라우팅 오차율을 이론적으로 해석한 후 수치계산 결과 및 토의를 통하여 제안 시스템의 유효성을 명확히 하고자 한다.
염료속에 함유된 무기염(NaCl, $Na_2SO_4$)의 선택적 제거를 위해 역확산과 역삼투를 결합한 방법과 nanofiltration(NF)을 각각 이용하였다. 역확산에 의한 염의 제거율은 염의 종류에 따라 1회(one pass)에 1~30%를 나타냈으며 염과 염료의 분리비는 10~500의 매우 큰 값을 갖는 반면 염료의 손실율은 0.3% 이하였다. 염료용액을 순환시킬수록 음이온인 $Cl^-$ 이온의 제거율이 증가하고 양이온인 $Na^+$ 이온의 제거율이 감소하는 도난투석현상이 관찰되었다. 또한 공급용액의 유속이 염의 제거에 미치는 영향을 살펴보았다. 역확산에 의해 염이 제거된 염료를 평판형 역삼투막을 사용하여 농축하였으며 $Cl^-$ 이온의 배제율을 solution-diffusion 모델식에 적용하였다 2회의 Diafiltration(DF)을 수행한 NF에서도 역확산에서와 마찬가지로 도난투석에 의해 $Cl^-$ 이온의 배제율 감소와 음배제율을 관찰하였다. 특히 두번째 DF에서 도난투석의 효과는 더욱 크게 나타났다.
본 연구에서는 기존의 역열전달 문제(inverse heat transfer problem)와 같이 역해석(inverse analysis)을 통해 미지의 파라미터를 추정(estimation)하는 개념을 복잡한 연소문제에 도입하였다. 기존의 연구에서는 역해석 기법을 연소문제 자체에 보다는 대부분 연소현상을 동반한 복사열전달과 같은 역열전달 문제에 국한해서 적용하고 있기 때문에, 열전달 문제에 한정되어 사용되고 있는 기존의 역해석을 새로운 공학문제에 확장하여 적용함과 동시에 효율적인 연소기 설계 및 최적화 개념을 제시하는데 본 연구의 의의가 있다고 할 수 있다. 이를 위해 실제적으로 많이 사용하고 있는 축대칭 원통형 연소기 내부로 주입되는 메탄($CH_4$)과 산소($O_2$) 성분의 초기 질량분율 값을 연소기 입구 근방에서 측정한 개스의 온도 데이터를 이용하여 역추정하였다. 이때, 복잡한 확산지배 연소 현상을 효율적으로 역해석하기 위해 최적화 방법 중의 하나인 반발 입자 군집 최적화 방법을 역해석 기법으로 적용하였다.
지난 1월 7일 경기도 포천지역에서 구제역발생에 이후 성공적인 차단방역으로 구제역 종식선언을 한지 16일만인 4월 8일 강화도에서 또 다시 2차 발생으로 차단방역에 총력을 기울이고 있던 중, 4월 22일 충북 충주지역에서 구제역발생이 확인됨에 따라 소, 돼지 등 사육농가들과 방역당국은 총체적인 차단방역활동을 기울이고 있다. 이는 국내 축산업계의 막대한 손실뿐만 아니라 관련 산업에 지대한 영향을 미치고 있어, 조속한 시일내에 구제역 확산 차단에 국가 및 지방의 방역당국과 관련 종사들이 불철주야 노력을 기울이지 않으면 아니된다. 따라서 구제역 등 전염병의 발생 차단을 위해서는 무엇보다도 축사 입구, 내외 부 및 이동도로의 철저한 소독과 방역활동이 중요하며, 축산농가들의 방역의식고취가 시급하다 하겠다. 이웃나라인 일본에서도 지난 4월 20일 미야자키현의 화우 번식우 농장에서 구제역이 10년만에 발생되어 확산을 차단하기 위한 방역활동을 펼치고 있다. 또한 마지막으로는 필자가 작년 10월과 금년 1월 하순에 일본 오끼나와현과 미야자키현(주 : 일본 수의사회 주최, 한-일공동산업동물 국제심포지엄, 국내 구제역 발생으로 한국우병학회 회원들은 실제 불참하였으며, 연자만 참석하였음)에 갈 기회가 있었는 바, 일본측에서 요구한 서약서 및 방역대응요령에 대해서의 수칙을 요구한 바가 있어 참고로 번역하여 소개한다.
최근 국내에 구제역이 전국적으로 확산되면서 구제역 방역에 관한 관심이 새롭게 대두되고 있다. 국제화가 되어 갈수록 국가방역은 한계가 있을 수밖에 없으며, 철새나 공기 등을 통한 병원체의 국내 상륙은 얼마든지 있을 수 있는 상황이다. 국가 방역시스템 구축도 중요하지만 축산농가에서 자율방역 시스템이 우선되어야 하며, 농장 시스템의 구조적 개량과 축산인 교육을 통한 방역 의식의 변화가 있어야 할 것이다. 많은 국가에서 구제역이 발생되고 있지만 특히 미국에서는 1929년 이후 지금까지 구제역 청정 국가를 유지하고 있는데 구제역 예방을 위하여 어떻게 관리되고 있는지 문헌적 고찰을 통하여 알아보고, 수의사들의 행동수칙과 축산인 교육을 어떻게 해야 할 것인지 알아보고자 한다.
해양 HNS(Hazardous and Noxious Substances)의 유출 사고 시, 막대한 인명 피해와 환경 훼손을 피하기 위해 유출 사고 조기 예측과 정확한 확산 경로를 예측하는 것이 필수적이다. 본 연구의 최종목적은 전산유체역학을 이용하여 HNS사고가 발생하였을 때 위험구역을 적절히 예측할 수 있는 수치해석기법을 개발하고, 다양한 해양사고조건과 환경영향을 고려하여 근접역에서의 2차원 확산 특성을 고찰하고 확산 현상을 예측하기 위한 모델을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 상용코드인 ANSYS FLUENT(V. 17.2)을 사용하여 근접역에서의 2차원 확산특성을 모사하고 분석하였다. 특히, 누출된 HNS의 위치별 농도를 예측하기 위해 종수송방정식(Species Transport Equation)을 이용하였으며 RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 방정식과 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델을 이용하여 난류유동을 모사하였다. 해석된 결과는 문헌에서 얻어진 실험데이터와 상호비교하였으며 해수의 유속, HNS의 밀도에 따른 유층 두께, 해수면 HNS 평균 농도 그리고 HNS 전파 속도를 분석하였다. 유층 두께는 해류 유속에 따라 변화하며 변화 경향에 따라 두 구간으로 나눌 수 있다. 해류 전파 속도는 대체로 해류 유속과 선형적 비례관계를 갖는 것으로 나타났다. 해수면 평균 HNS 농도는 해류 유속에 선형적으로 비례하여 감소하며, HNS 밀도가 큰 경우 해수면 평균 HNS 체적 농도는 더 빠르게 감소하게 된다. 이러한 결과는 HNS 확산 특성을 분석하고 관련된 예측모델을 개발하는 데에 기여할 수 있다.
2010년 11월 28일 경북 안동에서 발생한 구제역은 2011년 4월 21일까지 144일간 전국 11개 시 도와 75개 시 군으로 확산되어 348만두의 가축을 살처분 매몰하고, 구제역 백신을 전국적으로 접종하게 되었다. 현재 구제역은 완전히 청정화된 것이 아니고 백신접종으로 관리되고 있는 상황이다. 앞으로 기온이 낮아지면 구제역 바이러스의 생존기간이 연장되고, 차단방역을 소홀히 하면 재발의 위험성이 매우 높아지므로 예방을 위해 축산농가에서 조치해야할 사항을 알아보자.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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