• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1885-1889
• /
• 2006

제주지역은 대륙과 해양을 연결하는 요충지로서 한라산을 중심으로 동서사면은 $3{\sim}5^{\circ}$의 완만한 경사를 이루고 있다. 연평균 강우량은 1,975mm로서 국내 최다우 지역이나 제주도의 지질 특성상 도내 대부분의 지역이 투수성이 높은 다공질 현무암으로 구성되어 있는 관계로 지표수의 발달이 미약한 반면 지하수가 풍부하게 부존되어 있으며 기저지하수, 준 기저지하수, 상위지하수, 기반암지하수로 이루어져 있다. 최근 우리나라의 교토의정서 비준으로 인한 온실가스 감축이 불가피함에 따라 대체 재생가능한 에너지를 이용한 풍력발전시대가 도래하고 있으며, 제주 행원풍력발전단지에 설치된 총 15기 발전장치의 현실성과 경제성 입증을 통해 제주지역의 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 제안하였다. 본 연구는 제주, 고산, 서귀포, 성산포지역에 대한 제주지방기상청 연평균 풍속자료$(2004{\sim}2005)$를 통하여 대상지역내 적용 가능한 로터(Roter), 나셀(Nacelle), 타워(Tower), 발전기를 포함한 발전장치를 선정하였으며, 공기역학적(Aerodynamic)특성에서 전기에너지로 변환한 풍력에너지를 지하수 취수시스템으로 적용하기까지의 전력공급절차를 도출하였다. 또한 생산되어진 풍력에너지 용량에 적용 가능한 수중.육상모터펌프를 산정하여 '제주도 지하수개발.이용시설 설치 및 관리기준(2004)'에서 제시한 구조도를 바탕으로 대상지역내 지하수위를 고려한 지하수 취수시스템을 도시하였다. 제주도는 지형 및 지질적인 특성상 수자원을 지하수에 의존할 수밖에 없는 특수한 지역이므로 2002년말 통계를 살펴보면 생활용, 공업용, 농업용으로 각각 57만$m^2$, 11만$m^2$, 56만$m^2$를 포함한 1일 최대 124만$m^2$의 지하수를 사용하고 있다. 따라서 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 도입하여 재생가능한 에너지이용 효과와 세계인이 공감하는 청정한 관광자원으로 활용 가능할 것이라 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제62권3호
• /
• pp.274-280
• /
• 2024

기계학습법의 신경망 기술을 이용한 자료분석은 질병 유전자 탐색 및 진단, 신약 개발, 약인성 간 손상 예측 등과 같은 다양한 분야에서 활용되고 있다. 질병 특징 발견을 위한 자료분석은 DNA 정보를 기반으로 이루어질 수 있다. 본 연구에서는 DNA의 분자 정보 중 DNA의 길이와 용액 내 DNA의 길이별 종 개수를 예측하는 신경망을 개발하였다. 겔 전기영동을 통한 기존 방법론의 시간 소요 한계점을 해결하고자, 미세유체역학적 농축 장치의 동역학 자료를 분석 대상으로 하여 실험 분석 과정 중의 시간 소요 문제점을 해결하였다. 동역학 자료를 공간시간 지도로 재구성하여 학습 및 예측에 필요한 계산용량을 낮추었으며, 공간시간 지도에 대한 분석 정확도를 높이기 위해 합성곱 신경망을 활용하였다. 그 결과, 단일 변수 회귀로써의 단일 DNA 길이 예측과 복합 변수 회귀로써의 다종 DNA 길이의 동시 예측 및 이진 분류로써의 DNA 혼합 종 개수 예측을 성공적으로 수행하였다. 추가적으로, 예측 과정 중 발생할 수 있는 예측 편향을 학습 자료 구성 방식을 통한 해결책을 제시하였다. 본 연구를 활용한다면, 광학 측정 자료를 이용하는 액체생검 기반의 세포유리 DNA 분석 및 암 진단 등의 의학 자료 분석을 효과적으로 수행할 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제18권4호
• /
• pp.223-231
• /
• 2015

자연 전위(SP, self-potential)의 발생에는 여러 요인이 있으나 이 연구에서는 지하수의 유동에 의해 자연적으로 발생하는 유동 전위(streaming potential) 또는 전기역학적 전위(electrokinetic potential)에 대해 주로 논의한다. 유동 전위는 다공질 매질에서의 물의 흐름에 의해 인공적인 전류원 없이 전류가 발생하여 야기된 전위이다. 기존의 유동 전위를 이용한 지열 저류층 해석에서는 지표면 전위 분포 계산을 위해 일반적으로 시추공에서 주입되거나 생산되는 지하수로부터 발생하는 SP 이상만을 고려하였고, 온도 차이가 나는 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따라 발생할 수 있는 SP에 대한 수치 모델링에는 한계가 있었다. 이에 따라 사면체 요소를 바탕으로 한 3차원 전기비저항 유한요소법에 기초하여 지열 저류층 내에서의 주입정, 생산정에 의한 SP 이상뿐만 아니라 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따른 SP 이상까지 고려할 수 있는 알고리듬을 개발하였다. 본 논문에서는 개발한 알고리듬을 검증 한 후, 간단한 지열 저류층 모델에 지열수 주입과 양수의 효과에 의한 SP 이상대의 SP 반응을 분석하였다. 향후 개발한 알고리듬을 이용하여 지층의 물성을 고려한 지열수 유동 속도 등도 고려함으로써 보다 심도 있게 지열 저류층 SP 반응을 분석하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제49권2호
• /
• pp.107-120
• /
• 2021

전기동력 분산추진 비행체는 다수의 프로펠러로 인하여 복잡한 프로펠러 후류 유동 및 기체와의 상호간섭이 발생한다. 이에 따라 초기설계 단계에서는 다양한 형상과 비행 조건에 대하여 프로펠러 구동 효과를 반영한 신속 공력 및 하중 해석이 요구된다. 본 연구에서는 프로펠러 효과를 고려할 수 있는 패널 기반의 효율적인 공력해석 기법을 개발, 검증하였다. Actuator Disk Theory(ADT)에 기반하여 프로펠러 후류 영역의 유도 속도장을 계산하고, 이를 3차원 정상 용출-중첩 패널기법의 비행체 표면 경계조건에 반영하였다. 한국항공우주연구원의 Quad Tilt Propeller(QTP) 비행체 단독 프로펠러와 선행 실험 연구의 프로펠러-날개 형상을 벤치마크 문제로 선정하여 해석을 수행하였다. Actuator 기법 기반의 전산유체역학(CFD) 결과와의 비교를 통해 프로펠러의 후류 속도장과 프로펠러 구동에 따른 날개의 공력하중 분포 변화를 검증하였다. 자율비행 개인용 항공기(Optional Piloted PAV, OPPAV)와 QTP 공력해석에 기법을 적용하고, CFD와의 해석 소요 시간 및 결과 비교, 분석을 통해 기법의 실용성과 타당성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권1호
• /
• pp.90-99
• /
• 2015

본 연구에서는 최근 콘크리트구조물의 장기내구성을 목적으로 건설 분야에 적극적인 적용이 검토되고 있는 FA 및 BFS를 다량 혼입한 콘크리트의 역학적 및 염분침투성을 실험적으로 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. FA 및 BFS의 강도시험결과 FA 콘크리트는 FA4000 및 5000을 각각 30% 혼입한 것이 OPC 대비 높은 강도증가율을 나타내는 것으로 파악되었다. 또한, BFS 콘크리트는 BFS8000을 30, 50% 혼입한 콘크리트가 OPC 대비 동등이상의 강도가 확인되었다. FA 및 BFS의 염분침투시험 결과에서는 FA4000 및 5000을 각각 30% 혼입한 콘크리트의 확산계수가 OPC 대비 평균 6.5% 정도 확산계수를 억제할 수 있는 것으로 파악되었다. 또한, BFS 콘크리트의 경우는 BFS6000 및 8000을 각각 50% 혼입한 것이 OPC 대비 각각 253 및 336% 정도 염화물이온의 확산을 효과적으로 억제할 수 있는 것으로 파악되어 BFS의 경우 다량 치환에 따른 염분침투저항성을 극대화시키기 위해서는 50% 정도 혼입하는 것이 가장 유효한 것으로 확인되었다. 한편, FA 및 BFS 콘크리트의 압축강도와 확산계수의 관계에서는 강도가 증가할수록 확산계수는 감소하는 경향이 파악되었다. 본 연구에서는 장기내구성 및 염분침투억제를 목적으로 FA 및 BFS를 콘크리트에 혼입한 결과, FA의 경우는 치환율을 30% 이하로 콘크리트에 혼입하는 것이 가장 유효한 것으로 파악되었다. 한편, BFS의 경우는 분말도가 높을수록 또한, 치환율은 50% 이하의 범위에서 콘크리트에 혼입할 경우 OPC 대비 동등 이상의 강도는 물론 염화물이온의 확산을 보다 효과적으로 억제 할 수 있을 것으로 확인되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.54-62
• /
• 2024

SICM (scanning ion conductivity microscopy)은 nanopipette이 시료에 접근하게 되면서 tip에 인가되는 전류값의 변화가 발생하는데, 이를 이용하여 시료의 표면 형상을 측정하는 분석기술이다. 본 연구는 SICM mapping의 기본이 되는 tip과 시료 간의 거리에 의한 전류 반응곡선인 approach curve에 대해 연구한 결과를 담고 있다. Approach curve에 대해 우선 시뮬레이션 해석을 진행하였으며, 이를 기반으로 실험을 병행하여 이 둘 사이의 반응 곡선 차이를 분석하였다. 시뮬레이션 해석을 통해 tip과 시료와의 거리가 tip 내경의 절반 이하로 가까워지면서 current squeezing 효과를 확인할 수 있었다. 하지만, 시뮬레이션에 반영된 단순 이온 통로 감소에 의한 전류밀도 감소는 실제 실험을 통해 측정된 current squeezing 효과에 비해 훨씬 작은 것으로 측정되었다. 이는 나노 스케일의 매우 좁은 통로에서 이온전도도는 확산계수에 의한 단순 Nernst-Einstein 관계를 따르는 것이 아니라, tip과 시료가 만들어 내는 벽면에서의 유체역학적 유동 저항성을 고려하는 것이 추가로 필요할 것으로 보인다. 향후 이러한 SICM 측정은 전기화학 표면 반응성을 분석하는 SECM (scanning electrochemical microscopy) 측정기술과 통합되어 SECM 측정 한계를 보완될 수 있을 것으로 기대된다. 그렇게 되면, 반도체 배선 공정 및 패키징 공정에 사용되고 있는 다양한 패턴 형상에서 무전해 도금의 촉매 반응과 전기도금에서 유기첨가제 작용의 국부적 차이를 직접적으로 측정하는 것이 가능하게 될 것으로 기대된다.

• 대한화학회지
• /
• 제47권3호
• /
• pp.206-212
• /
• 2003

온도(10, 15, 20, $25^{\circ}C$)와 압력(1, 200, 500, 1000 bar) 변화에 따라 p-치환염화벤조일류$(p-CH_3,\;p-H,\;p-NO_2)$와 퀴놀린 유도체(quinoline, 6-chloroquinoline)의 반응을 아세토니트릴 용매내에서 전기전도도법에 의하여 속도상수$(k_2)$를 구하였다. 이로부터 여러 활성화파라미터-활성화에너지$(Ea,\;{\Delta}V^{\neq},\;{\Delta}H^{\neq},\;{\Delta}S^{\neq}, \;{\Delta}G^{\neq})$를 구하였으며, 또한 Hammett반응상수 ${\rho}_X$와 기질의 치환기 효과에따른 ${\rho}_Y$를 구하였다. 속도상수는 온도와 압력 증가에 따라 증가하였으며, 친핵체인 quinoline과 기질에 전자 받게 치환기$(p-NO_2)$가 치환된 경우 더욱 증가 하였다. 이때 활성화부($({\Delta}V^{\neq})$, 활성화엔트로피$({\Delta}S^{\neq})$는 모두 음의 값으로 나타났으며, 모든 압력 조건에 따라서 친핵체의 치환기 효과 ${\rho}_X$는 음의 값을 ${\rho}_Y$는 양의 값을 나타내었다. 이러한 속도론적인 연구 결과 전반적인 반응은 $S_N2$ 반응메카니즘을 따르며, 압력이 증가함에 따라 결합형성이 진전되어지는 반응 메카니즘으로 진행됨을 알 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.41-48
• /
• 2018

Fan-out wafer level packaging (FOWLP) 적용을 위한 최적의 Cu 재배선 계면접착에너지 측정방법을 도출하기 위해, 전기도금 Cu 박막과 WPR 절연층 계면의 정량적 계면접착에너지를 $90^{\circ}$ 필 테스트, 4점 굽힘 시험법, double cantilever beam (DCB) 측정법을 통해 비교 평가 하였다. 측정 결과, 세 가지 측정법 모두 배선 및 패키징 공정 후 박리가 일어나지 않는 산업체 통용 기준인 $5J/m^2$보다 높게 측정되었다. 또한, DCB, 4점 굽힘 시험법, $90^{\circ}$ 필 테스트 순으로 계면접착에너지가 증가하는 거동을 보였는데, 이는 계면파괴역학 이론에 의해 위상각 증가에 따라 이종재료 계면균열 선단의 전단응력성분 증가에 따른 소성변형에너지 및 계면 거칠기 증가 효과에 의한 것으로 설명이 가능하다. FOWLP 재배선에 대한 최적의 계면접착에너지 도출을 위해서는 시편제작 공정, 위상각 차이, 정량적 측정 정확도 및 결합력 크기 등을 고려하여 4점 굽힘 시험법 또는 DCB 측정법을 적절히 혼용 사용하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권12호
• /
• pp.265-271
• /
• 2018

본 연구에서는 임피던스(impedance)를 이용하여 저비용으로 구조물의 결함을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 임피던스 기법은 구조물 건전성 모니터링을 위한 국부적 결함탐지의 대표적인 기법으로써, 압전재료를 구조물의 표면에 부착하여 구조물의 전기-역학적 어드미턴스(electro-mechanical admittance) 신호를 모니터링 함으로써 결함을 추정하는 기법이다. 이 기법을 적용하기 위하여 일반적으로 고가의 임피던스 분석기(impedance analyser)가 사용되는데, 기술의 효과적인 보급을 위해서는 저비용의 기법을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 임피던스 분석기를 대체하여, 일반적으로 실험실에서 사용되는 함수발생기(function generator)와 디지털 멀티미터(digital multimeter)만을 이용하여 전달 임피던스(transfer impedance)를 측정함으로써 구조물에 발생하는 결함을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 즉, 건전상태와 손상상태에서 측정되는 전압의 진폭비를 이용한 손상지수를 비교함으로써 결함 유무를 판정할 수 있는 기법을 연구한다. 강재 시편에 대한 전달 임피던스 실험을 수행하였는데, 출력 전압의 진폭비를 이용한 손상지수를 비교함으로써 결함 유무를 합리적으로 판정할 수 있었다. 본 연구는 임피던스 기반 저비용 결함탐지기법을 위한 기초연구로써, 향후 결함의 위치 및 정도를 판정할 수 있는 연구가 보완된다면 구조물 건전성 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국운동역학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.655-661
• /
• 2009

본 연구는 기합소리를 세 가지 유형에 따라 인체내부의 근력의 차이를 비교하기 위해 H-reflex방법과 대퇴직근의 MVIC측정을 하여 추후 충격력과 운동수행에 미치는 효과를 규명하고 최적의 기합소리의 방법을 찾는데 도움을 주고자 설계하였다. 가자미근 H반사는 정강신경이 지나가는 오금에 전기자극을 주어 유발하였고, 표면근전도를 통하여 자료를 수집한 결과 기합 없이 측정한 결과 보다 기합을 지르면서 측정 시 28%증가하였고, 기합을 짧게 지른 직후 측정한 결과 29%가 증가한 것을 볼 수 있었다. 근전도 측정은 오른쪽 하지의 대퇴직근(Rectus femoris)에 표면전극을 부착해 MVIC를 측정한 결과 기합의 유형에 따라 10%와 1%의 증가를 보였다. 이러한 연구 결과에 비추어 기합이 운동신경효율성(H-reflex)과 MVIC의 크기를 변화시키는 것으로 보았을 때 근력증대에 긍정적인 요인을 미치는 것으로 사료되지만 근력증대의 변인 중 기합소리뿐만 아니라 호흡과 관련된 연구, 뇌파와 관련된 연구 등 일반화시킬 수 있는 많은 변인들에 관한 포괄적인 연구가 이루어 져야 할 것으로 사료된다.