• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권4호
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• pp.282-289
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• 2022

한반도의 기후변화가 산림생태계에 미치는 영향을 분석하는 것은 난아열대 산림생명자원 관리에 중요하다. 본 연구에서는 난아열대 목본식물인 소귀나무와 Syzygium buxifolium의 위치자료와 생물기후변수를 수집하고, 수집된 자료를 바탕으로 MaxEnt 모형에 적용하여 잠재분포 영역을 추정하였다. 소귀나무의 분포를 결정하는 주요 환경인자는 가장 따뜻한 분기의 강수와 온도 계절성이고, Syzygium buxifolium의 주요 환경인자는 가장 따듯한 분기의 강수와 가장 습한 분기의 강수로 나타났다. MaxEnt 모형의 행정구역별 결과, 소귀나무는 SSP2-4.5 기후변화 시나리오에서 4.6 - 17.7%의 면적 증가율을 보였고, SSP5-8.5 기후변화 시나리오에서 13.8 - 30.5%의 면적 증가율을 보였다. Syzygium buxifolium는 SSP2-4.5 기후변화 시나리오에서 4.8 - 32.2%, SSP5-8.5 기후변화 시나리오에서 12.9 - 48.6%의 면적 증가율을 보였다. 본 연구는 기후변화 시나리오를 적용하여 난대아열대 식물의 미래 잠재분포 영역을 확인하고 데이터베이스를 구축하는데 의의가 있다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권4호
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• pp.269-281
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• 2022

기후변화에 따라서 식생과 식물종의 분포 변화를 예측하는 것이 생태계 관리에서 중요하다. 본 연구에서는 동아시아의 난대 목본식물종의 한반도 분포 가능성을 체계적으로 평가할 수 있는 방안을 개발하고자 하였다. 먼저 중국과 일본에서는 분포하지만 한국에는 분포하지 않은 난대 목본식물종의 목록을 수집하고 그들의 전지구적 분포와 생물기후 자료를 수집하였다. 또한 한국의 난대식생대를 한랭지수를 이용하여 구분하고 이 지역의 기후 정보를 수집하였다. 기후 변수들 사이의 상관분석으로 다중공선성을 배제하고 분포에 영향을 미치는 기후변수로서 최한사분기 평균기온, 평균온도일교차 및 연강수량이 선택되었다. 동아시아 난대 목본식물종의 분포지와 한국 난대식생대의 3가지 기후 변수 사이의 유사도를 산출하기 위하여 다변량 환경 유사도 표면 (MESS) 분석을 실시하였다. 최종적으로 단계적 변수선택 회귀로 MESS 유사도 지수에 영향을 미치는 주요 기후변수로서 최한사분기 평균기온과 연강수량을 선별하였다. 선택된 2 변수로 구성된 다변량 일차회귀에서 최한사분기 평균기온이 전체 변이의 88%를 차지하였다. 총 319 동아시아 난대 목본식물종에 대하여 MESS 유사도 지수를 산출하는 구축된 다변량 회귀식을 적용하여 이들이 한국에 잠재분포 할 가능성을 평가할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.47-54
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• 2021

본 연구는 수소 경제 사회에서 누출·농축 수소에 대한 안전성 확보를 위해 Pd/TiO₂ 촉매를 허니컴 형태로 코팅하여 그 성능을 평가하였다. 열원에 노출되지 않는 액상환원법을 기반으로 촉매를 제조하였으며, 2~4 nm의 매우 작은 활성입자로 존재함을 H₂-chemisorption 분석을 통해 확인하였다. 또한 환원반응온도가 증가할수록 metal dispersion 감소 및 활성입자 크기가 증가함을 확인하였으며, 활성금속 입자 크기와 수소 산화 성능은 비례관계에 있음에 따라 수소 산화 성능 감소결과와 일치함을 확인하였다. 제조된 촉매를 실 공정에 적용할 수 있도록 허니컴 형태의 지지체에 코팅하였을 때, AS-40 바인더를 20 wt%이상 코팅하였을 때 저농도 수소 조건에서 90% 이상의 산화 성능을 관찰하였다. 이는 촉매의 부착강도를 증진시키고 촉매 탈리를 방지하여 장기적인 촉매 활성을 기대할 수 있음을 SEM 분석을 통해 확인하였다. 본 연구를 통해 가스화 등과 같은 유기물 자원화를 통해 수소 생산 및 수소 인프라 구축 사회에서 안전성을 확보할 수 있는 기초연구로, 추후 예측하지 못한 안전사고를 대응할 수 있는 시스템으로써 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제38권3호
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• pp.180-191
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• 2022

목조문화재의 대부분은 외부 환경에 그대로 노출되어 있어 위치와 크기에 의해 보존에 관련하여 많은 어려움을 가지고 있다. 그중 흰개미나 곰팡이에 의해 발생하는 생물학적 피해는 큰 비용과 시간을 소모하게 한다. 생물학적 피해를 예방하기 위해 목재 보존제를 처리하는 방식을 선택하여 사용한다. 목재 보존제를 선별하여 최악의 환경조건인 온도는 60±3℃, 습도는 55±5%, 광량은 0.35 W/m²로 열화 처리를 하여 화학적 변화를 분석하였다. 열화 과정을 통해 색차변화에서는 Control 군에 비하여 목재 보존제 처리에서 그 변화량이 감소하는 것을 확인하였다. 목재 보존제의 열화 과정에서 함유된 유효성분 함량을 측정한 결과에서도 비교 대상인 Wood Keeper A에 비해 Gori22와 Bondex Preserve III가 유효성분 함량이 높은 것을 확인하였다. 실험을 통해 목재 보존제가 열화 과정에서 목재 시편의 변화에 영향을 주는 정도와 유효성분의 함량을 측정하여 유효 기간 및 처리 기간을 예측할 수 있다. 추후 다양한 목재 보존제를 갖추어 선택적으로 환경이나 지형 및 기간에 맞추어 목재 보존제를 선정하는 데 주요 평가 요인이 될 가능성을 제시하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.41-43
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• 2022

최근 코로나-19의 유행에 따른 전염병 예방 및 차단을 위해 비접촉 생체 정보 취득 및 분석 기술이 주목을 받고 있다. 습식 및 부착형 생체정보 취득 방법은 정확하게 생체정보를 측정 할 수 있는 장점이 있지 만 밀 접촉에 따른 전염이 높아지는 위험성을 내포하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 사람의 지문, 얼굴, 홍채, 정맥, 음성, 서명 등의 생체 정보를 자동화된 장치로 추출하는 비접촉 방식은 빅데이터와 AI 기술 적용으로 데이터 처리 속도가 빨라지고 인식 정확도가 높아지면서 다양한 산업에서 활용이 증가하고 있다. 그러나, 비접촉식 생체 데이터 취득 기술의 정확도가 개선되었지만, 비접촉 방법은 측정 대상 객체를 둘러싸고 있는 외부 온도, 습도, 조도 등의 주위 환경에 많은 영향을 받아 측정정보가 왜곡되는 현상이 발생하고 또한 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 본 논문에서는 생체정보 분석을 위한 개인화 정보(이미지, 신호 등)의 해석을 위한 맥락기반 생체신호 모델링 기법을 제안 한다. 맥락기반 생체정보 모델링 기법은 성능 개선을 위해 생체정보 측정의 정황 정보와 사용자 정보를 복합적으로 고려하는 모델을 제시한다. 제안 모델은 예측 값 확률을 최대화할 수 있는 맥락기반 신호 해석을 통한 특징 확률분포를 기반으로 신호 정보를 분석한다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.307-312
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• 2023

본 연구는 수소 경제 사회의 안전 확보를 위해 수소 연료전지 후단 배출된 미반응 수소를 안정적으로 산화하는 방안에 대해 논의하였다. 안전 시스템은 미반응 수소를 에너지원 없이 제거할 수 있는 상온 산화촉매를 충진하였으며, 이때 반응으로 배출되는 산화열은 안정적으로 회수할 수 있는 열 회수 장치를 연계하고자 하였다. 그 결과, 수소 산화 시스템의 충진 조건에 따라 시스템 내 압력 및 유체 흐름이 변화함을 CFD 분석을 통해 확인하였다. 또한 배가스 온도, 열 회수기 내 유량 및 압력조건을 최적화하여 300 ℃ 이상의 배가스 산화 열원을 40 ℃ 이상의 온수를 확보하는 방식으로 폐열을 회수할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 수소 연료전지와 같은 중·소규모 사업장에 적용된 수소 활용 공정을 실증 규모로 평가하여 안전 시스템으로의 가능성을 확인하였다. 추후 실증화 연구를 통해 예측하지 못한 수소 안전사고에 대해 대응할 수 있는 안전 가이드로 활용될 수 있다고 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제42권1호
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• pp.1-9
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• 2022

본 연구는 우리나라의 남부해안지역에서 가을장마, 혹한 및 봄 가뭄과 같은 계절적 기후시나리오 간 이탈리안 라이그라스(IRG: Italian ryegrass)의 건물수량(DMY: dry matter yield)을 비교하기 위해 수행하였다. 남부해안지역의 IRG 자료(n = 203)는 1993년부터 2013년까지 농총진흥청이 제주, 남원 및 영암에서 수행한 신품종 지역적응시험 결과보고서로부터 수집되었다. 계절적 기후 시나리오를 정의하기 위해 기상청으로부터 온도, 습도, 바람 등과 같은 기상정보를 사용하였다. 정상과 이상기후 시나리오를 구분하기 위해 5% 유의수준에서 판별분석을 수행하였다. 또한 IRG 수량비교는 표본분포의 정보를 기반으로 통계적 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 남부해안지역에서 봄 가뭄에 의한 DMY 차이만 뚜렷하게 나타났다. 혹한은 정상으로부터 분명하게 구분되었지만, DMY 차이는 나타나지 않았다. 따라서 DMY 비교는 봄 가뭄에 대해서만 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 정상 및 봄 가뭄 하에서 DMY (kg/ha)은 각각 14,743.83 및 12,707.97로 봄 가뭄 발생에 의한 예상피해는 약 2,000 kg/ha로 나타났다. 또한 봄 가뭄 하에서 예측 DMY는 정상시나리오에 비해 넓고 느리게 증가하여 변동성이 큰 것을 확인하였다. 본 연구는 계절별 기후 시나리오를 고려한 통계적 시뮬레이션을 통해 봄 가뭄에 의한 IRG의 DMY 피해 및 가능성을 확인한 것에 의의가 있다.

• 농업생명과학연구
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• 제50권1호
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• pp.125-136
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• 2016

산림청은 도로로 단절된 백두대간 생태계의 연속성을 복원하기 위해 2011년부터 생태축 복원사업을 추진하고 있으며, 본 연구는 초기단계에서 복원사업 이후 생태적 변화를 모니터링 하기 위해 2012년과 2013년 완공된 이화령, 육십령, 벌재, 총 3곳의 생태축 복원사업지와 각각 주변임분의 산림미기상, 식생 및 토양특성 변화를 비교, 분석하였다. 백두대간 생태축 복원사업에는 우리나라 능선부 대표식생인 소나무가 주로 조림되었고 사업준공 2년이 지난 지금 아까시나무, 물오리나무 등 상층수종이 주변 임분에서 이입되고 있었다. 당초 파종 또는 식재되었던 초본식물 종수의 변화는 연구대상지 중 이화령에서 가장 심하게 변화하였는데(25종 유입), 달맞이꽃, 개망초, 돼지풀, 미국나팔꽃, 기생초, 그늘사초 같은 외래식물의 유입이 증가하고 있어, 이에 대한 후속관리가 시급한 것으로 판단되었다. 이는 이화령이 다른 사업지에 비해 토양산도, 유기물, 전질소함량 등 토양의 화학적 특성이 열악하고(P<0.05) 주변임분과의 온도, 상대습도와 같은 산림미기상의 차이가 심하게 나타났다(P=0.001). 본 연구는 백두대간 생태축 복원사업 준공 후 2년차 결과를 비교한 것으로, 비록 초기단계 복원 모니터링이지만, 자연복원의 방향을 예측하는데 있어 중요하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국가스학회지
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• 제27권2호
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• pp.7-15
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• 2023

전기식 액중형 펌프 (electrical submersible pump, ESP)는 인공채유 (artificial lift) 기법 중 적용성과 운영 효율이 높아 전 세계 생산정에서 운영되고 있다. 저류층에서 ESP 운영 시 온도·압력, 가스·오일비, 유량 등의 변수는 ESP 성능에 영향을 미치는 요소로서, 특히 생산유체 내 자유 가스 (free gas)는 ESP의 수명 및 운영 효율을 감소시키는 주요 요인에 해당한다. 이에 본 연구에서는 ESP 성능에 영향을 미치는 변수를 정량적으로 분석하고자 현장 운영조건에서 ESP 성능실험과 손상모사 실험이 가능한 환형 유동 시스템 (flow loop system) 을 개발하였다. 개발 장치는 ESP와 튜빙 (tubing)을 하나의 시스템으로 연동시켜 ESP의 고장 및 원인 진단, 튜빙의 누출 특성을 파악할 수 있는 일체형 시스템에 해당한다. 본 연구에서는 ESP 성능 평가와 관련된 단상 유체 (single phase)와 2상 유체 (two phase) 실험을 통해 ESP를 안정적으로 운영하기 위한 유동 조건을 규명하였다. 도출된 결과값은 ESP 고장 예측 및 진단 프로그램 개발을 위한 기본 자료를 제공하며, ESP 운영을 위한 최적 운영 조건 및 고장 진단을 위한 실시간 모니터링에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.453-453
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• 2021

도시지역 비점오염원관리, 물순환 회복, 침투 및 증발산량 증가, 열섬현상 저감을 위한 주요한 방안으로 저영향개발(low impact development, LID)과 그린인프라 기법의 적용되고 있다. LID 시설은 소규모 분산형 시설로써 넓은 지역에 많고 다양한 시설들이 적용되어 시설의 개수가 많으며, 수질 및 토양 내 기성제품에 대한 센서들의 가격은 고가로 형성되어 있어 기기의 경제성 및 유지관리 등 적용하는데 제한적이다. 따라서 과거 모니터링 자료를 기반으로 오염물질들과의 상관성 분석을 통하여 계측이 어려운 항목들을 계측가능한 항목들로부터 예측 가능하며, 선정된 항목들에 대한 비용효율적인 센서를 개발하여 실시간 LID 모니터링이 가능한 비용효율적 모니터링을 개발하였다. 공주대학교 천안캠퍼스의 LID 시설들은 2013년에 조성되어 현재까지 시설이 운영되고 있으며, 5년이상의 과거 강우시 모니터링 자료들을 이용하여 오염물질 상관성 분석을 수행가능 하기에 대상지로 선정하였다. 오염물질 상관성 분석은 2013년부터 2017년도에 침투도랑에서 수행된 강우시 모니터링 자료를 활용하여 각 오염물질들의 상관성을 분석을 수행하였다. 침투도랑 내 유입되는 평균 유입수는 TSS 286.1±318.3 mg/L, BOD 22.6±39.5 mg/L, TN 8.96±5.85 mg/L, TP 1.01±1.11 mg/L로 나타났다. 겨울철에 비해 여름철에서의 오염물질의 유입농도가 높은 것으로 분석되었다. 이는 여름철 고온건조로 인한 노면 내 차량의 주행으로 인한 중금속, 폐타이어 등과 장마철 강우 시 유출된 토사로 인하여 유입수의 농도가 높은 것으로 분석되었다. 오염물질 부하량은 TSS와 COD 0.66으로 유의성이 높은 것으로 나왔으며, COD와 TSS, TP, TN 등 유의성이 높은 것으로 분석되었다. Arduino와 Raspberry PI를 활용하여 저비용 센서와 LTE 모뎀통신과 데이터 베이스 연결하여 개발된 프로그램을 통해서 무선으로 LID 시설에 대한 모니터링을 침투화분2와 식생체류지에 조성하였다. 전력공급이 어려운 식생체류지의 경우 태양열(Solar system) 시스템과 보조 전력 배터리를 조성하여 장마철이나 장기적인 악천후로 인한 전력을 생산하지 못할 경우 보조전력배터리에서 전력을 제공하여 지속적인 모니터링이 이루어지도록 설계하였다. 토양함수량, 토양온도와 Conductivity 등 3종류의 센서를 적용하였으며, 프로그램은 현재 2단계를 통한 2차수정을 통하여 프로그램을 구축하였다. 오차, 오작동, 계측값에 대한 검·보정 작업이 필요하다. 또한 대기자료의 구축을 통해 보다 토양과 LID 시설에 대한 영향분석이 필요한 것으로 사료된다.