• 생명과학회지
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• 제33권3호
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• pp.268-276
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• 2023

본 연구는 carvedilol과 ivabradine의 이층정 제형 개발에 있어 carvedilol 속방층의 제형조건을 최적화하기 위해 수행되었다. Full-factorial design of experiments를 사용하여 carvedilol 속방층(wet granulation part)의 첨가제(microcrystalline cellulose, citric acid, crospovidone) 및 타정 시 공정변수(main compression)를 확인하였고 각 독립변수에 대한 7가지 종속변수(함량, 함량 균일성, 경도, 마손도, 붕해, 용출(pH 1.2 및 6.8)를 design expert software를 사용하여 평가하였다. Design of experiments (DoE) 실험에서 도출된 Analysis of Variance (ANOVA) 결과를 통해 main compression은 경도, 마손도, 붕해 시간에 유의한 영향을 주었고, microcrystalline cellulose는 마손도, 용출에 주요한 영향을 주었음을 확인하였다. 또한, citric acid는 마손도, crospovidone은 마손도, 용출에 주요한 영향을 주었음을 확인하였다. DoE실험 결과를 종합하여 최종적으로 도출된 설계공간에 따라 microcrystalline cellulose (약 18.0-32.0 mg), citric acid (약 0.5-12.0 mg), main compression (약 615-837 kgf)의 최적의 범위 내에서 초기 위험평가에서 평가된 모든 위험요인이 제거된 carvedilol 속방층의 최적 제조 범위를 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권3호
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• pp.114-125
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• 2023

편미분방정식의 해를 구하기 위한 여러 수치해법들의 한계와 순수 데이터 기반 기계학습의 단점을 극복하기 위해 물리정보신경망(physics-informed neural network, PINN)이 제안되었다. 물리정보신경망은 편미분방정식을 손실함수 구성에 직접 활용하여 기계학습 훈련에 물리적 제약을 주는 기법으로 파동방정식 모델링에도 활용될 수 있다. 그러나 물리정보신경망을 이용하여 파동방정식을 풀기 위해서는 신경망 훈련 시 입력에 대한 2차 미분이 수행되어야 하고, 그 결과로 출력되는 파동장은 복잡한 역학적 현상들을 포함하고 있어 섬세한 전략이 필요하다. 이 해설 논문에서는 물리정보신경망의 기본 개념을 설명하고 파동방정식 모델링에 활용하기 위한 고려사항들에 대해 고찰하였다. 이러한 고려사항에는 공간좌표 정규화, 활성함수 선정, 물리손실 추가 전략이 포함된다. 훈련자료의 공간좌표를 정규화한 후 사용하면 파동방정식 모델링을 위한 신경망 훈련에서 초기 조건이 더 정확하게 반영되는 것을 수치 실험을 통해 보였다. 또한 신경망을 통한 파동장 예측에 가장 적절한 활성함수를 선정하기 위해 여러 함수들의 특성을 비교했다. 특성 비교는 각 활성함수들의 입력자료에 대한 미분과 수렴성을 중심으로 이루어졌다. 마지막으로 신경망 훈련 중 손실함수에 물리손실을 추가하는 두가지 시나리오의 결과를 비교하였다. 수치 실험을 통해 훈련 초기부터 물리손실을 활용하는 전략보다 초기 훈련단계 이후부터 물리손실을 적용하는 커리큘럼 기반 학습전략이 효과적이라는 결과를 도출했다. 추가로 이 결과를 물리손실을 전혀 사용하지 않은 훈련 결과와 비교하여 PINN기법의 효과를 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제49권1호
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• pp.29-38
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• 2023

본 연구에서는 재활용 플라스틱 펠렛과 벨벳콩(Mucuna pruriens) 추출물의 항산화 효능 안정도에 대한 상관관계를 검증하였다. 재활용 플라스틱 펠렛을 벨벳콩 추출물에 침지 시킨 다음 다양한 온도 조건에서 30일간 보관한 후 DPPH radical 및 ABTS⁺ radical 소거능, SOD 유사 활성, 총 페놀 및 플라보노이드 함량 분석을 실시하였다. 기존 효능에 대비하여 DPPH radical 소거능은 ECOTRIA, PCR-PP 펠렛에서 30% 미만의 활성변화를 나타내었으며, Grico 펠렛에서 46.06%의 가장 큰 활성 감소가 확인되었다. ABTS⁺ radical 소거능 측정결과, 모든 펠렛에서 5% 미만의 효능 변화가 확인되었다. SOD 유사 활성을 측정한 결과, 모두 30% 이상의 활성 감소를 나타내었으며, 총 페놀 및 플라보노이드 함량 측정 결과, 모든 펠렛에서 기존 함량 대비 감소하는 경향을 나타내었다. 이를 통해 재활용 플라스틱 펠렛에 의한 벨벳콩 추출물의 생리활성 감소 및 변화를 확인하였으며, 본 연구 결과를 토대로 재활용 플라스틱 펠렛은 벨벳콩 추출물이 지닌 기존 효능 및 활성의 안정도에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제39권4호
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• pp.542-549
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• 2021

귤굴나방은 제주도 감귤원에서 경제적으로 중요한 해충이지만, 상대적으로 월동생태와 관련된 연구는 부족하다. 본 연구에서는 귤굴나방이 월동과 관련하여 다음 해초기개체군 발생과 어떻게 연결되는지 발육단계별 저온 실내실험과 야외실험 및 노지 감귤원 포장조사를 통하여 구명하였다. 연구 결과, 동일한 저온 조건에서 귤굴나방의 발육단계에 따라 생존기간의 유의한 차이가 있었으며 성충이 번데기보다 더 오래 생존하는 것으로 나타났다. 귤굴나방 성충과 번데기를 야외 감귤원에 접종한 후 생존기간을 평가한 결과, 서귀포지역에서 성충은 다음 해 3월 24일까지 생존하였다. 이는 일반적으로 서귀포지역의 봄순 발아가 3월 중순에 시작된다는 사실을 고려했을 때 성충태로 월동한 귤굴나방이 다음 해 초기개체군을 형성할 가능성이 높다는 것을 의미한다. 반면에 번데기의 경우 제주시와 서귀포에서 1월을 넘기지 못하고 모두 사망하였다. 또한, 노지 감귤원 내 귤굴나방 발육단계별 밀도조사에서 다음 해 봄까지 노지 감귤원에서 생존한 번데기는 없었던 반면 성충은 모든 과원에서 지속적으로 발견되었다. 따라서 결과를 종합하여 판단해 볼 때, 제주도의 노지 감귤원에서 귤굴나방은 성충태로 월동하는 것으로 판단되며, 번데기의 경우 신초에 형성된 용방에서만 생존할 수 있다는 제약이 있기 때문에 겨울철 동해 피해를 받기 쉬운 신초에서 월동 후 다음 해 초기개체군 형성에 기여하는 것은 쉽지 않을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.89-99
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• 2006

프리캐스트 콘크리트 옹벽은 현장타설 콘크리트 옹벽에 비해 공기 단축효과, 품질의 우수성, 교통 및 인접구조물과의 간섭 최소화 등 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 지반조건이 비교적 양호한 직접기초형태의 경우에는 별도의 보강조치를 고려하지 않으면 자중만으로 저항하게 됨에 따라 옹벽의 단면이 증가하게 되고 그에 따른 운반상의 어려움 및 공사비 증가 등의 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위한 방법으로 마이크로파일공법의 적용성을 평가해 보았다. 마이크로파일공법은 소형장비로 시공이 가능하므로 작업공간의 제약이 없고, 저비용 및 고효율의 장점을 가지고 있으나 보강효과를 높이기 위해 설치한 마이크로파일의 역학적 거동특성이 명확히 규명되지 않은 상태이며, 마이크로파일의 길이, 직경, 설치각도 및 설치위치 등에 대한 설치기준이 없고 경험에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 보강된 마이크로파일의 최적보강형태 및 보강효과를 규명 제시하기 위하여 활동 및 전도거동에 대한 실내모형실험을 각각 시행하였다. 또한 실내모형실험 결과를 토대로 제시된 마이크로파일의 최적보강형태를 검증하기 위한 목적으로 유한요소해석 및 한계평형해석 등의 수치해석을 수행하여 마이크로파일의 최적 보강형태를 제시하였다. 실내모형실험과 수치해석으로 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 보강되는 마이크로파일의 최적보강형태를 평가한 결과, 마이크로파일은 옹벽높이의 0.4배 저판길이의 0.04배 일 때가, 최적의 보강효율을 보이는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권10호
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• pp.83-91
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• 2008

현장계측 자료를 이용하여 연약지반의 향후 침하거동을 예측하는 기존의 방법들은 모두 즉시재하 조건을 가정하고 개발된 방법으로써 실제로는 연약지반의 안정성 등을 고려하여 점증재하가 이루어지는 현장에 적용하기에는 많은 제약이 있다. 본 연구에서는 연약층의 두께, 성토하중 크기, 선행압밀하중, 배수거리, 성토속도 등의 다양한 영향인자를 고려하였으며 점증재하가 완료된 이후의 지반개량 기간에도 지속적으로 예측 정확도를 높일 수 있는 계측기반 침하거동 예측기법을 개발하였다. 점증재하 과정에서의 예측방법과 성토완료 이후의 예측방법이 개발되었으며, 성토 완료 이후의 예측방법은 기하학적 보정을 이용한 정확도 향상기법과 확률론적 보정을 이용한 정확도 향상기법 두 가지를 제안하였다. 대형압밀시험 결과를 이용한 예측기법의 적용성 검증 결과, 기존의 예측기법을 적용할 수 없는 점증재하 초기에도 비교적 적은 데이터를 이용하여 상당히 높은 정확도를 가지고 침하거동을 예측할 수 있었다. 또한, 성토완료이후에도 기존 예측기법과 제안된 방법의 비교, 분석 결과 최종침하량과 RMSE에서 모두 제안된 방법이 기존의 예측기법에 비하여 우수한 예측결과를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권12호
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• pp.67-76
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• 2006

준설 매립된 연약지반이나 해성 점토의 전단강성 평가는 시료 교란의 영향으로 많은 어려움이 있다. 본 연구는 기존의 현장 전단파 시험들의 몇가지 제약 조건을 극복한 새로운 현장 전단파 시험 장치를 개발하고 적용성에 대하여 기술한 것이다. 장치 설계 고려사항은 교란효과, 트랜서듀서 간의 전기적 간섭, 케이블 사이의 전자기 커플링, 자체음향 차단, 전단파의 이동 간격 유지, 트랜서듀서의 회전, 프레임(frame)을 통한 파의 직접적 전달, 그리고 트랜서듀서와 케이블의 보호를 포함한다. 이들 고려사항은 현장과 실내실험을 통하여 지속적으로 개선되었다. 현장 전단파 속도는, 어떠한 역산기법 없이, 전단파의 이동거리와 이동시간으로부터 직접 계산되었다 개발된 현장 전단파 프로브는 깊이 30m까지 적용되었다. 실험결과 현장 전단파 프로브를 이용하여 모래와 점토지반에서 매우 세밀한 전단파 프로파일을 산정할 수 있었다. 또한 실험부지에서 수행된 콘관입실험결과와도 좋은 상관관계를 나타내었다. 본 논문에서 제시된 현장 전단파 프로브는 연약지반의 동적 특성 평가를 위한 현장 전단파 속도 측정에 매우 효과적인 장치임 보여준다.

• 융합정보논문지
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• 제12권3호
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• pp.132-140
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• 2022

본 연구에서는 데커신 및 데커시놀 안젤레이트를 이용한 최적의 로션 제조 공정을 확인하기 위하여 연구를 진행하였다. 초기 로션 제형은 3개월 동안 점도(5,208±112 cPs), 함량(99.71±1.01%) 및 pH(5.62)을 유지하는 것을 확인하였다. 제조 공정D 혼합 4의 최적 제조 공정 확인은 22+3 완전 배치 요인법을 이용하였으며, 독립변수로 혼합 온도(40-80℃)와 혼합 시간(10-30 min)으로 종속변수로써 중요품질특성인 함량, pH, 질량편차를 확인하였다. 함량 및 질량편차는 도출된 회귀방적식의 결정계수는 약 0.9였고 p-value값은 0.05보다 작아 모델적합성을 확인하였다. 로션 제조를 위한 최적의 온도조건과 혼합 시간은 61.93℃와 15.85분으로 확인되었다. 혼합4 공정에 있어 혼합 온도(60℃)와 혼합 시간(15 min)에서의 함량은 100.69%, pH는 5.57, 질량편차는 98.07%으로 예측되었고, 실제 검증에서는 각각 100.29±0.98%, 5.57±0.02, 98.27±0.89%으로 예측된 값에 대하여 유사한 결과까지 확인 할 수 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제37권1호
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• pp.65-84
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• 2023

라그랑주 승수법(Method of Lagrange Multipliers)은 등식 제약조건하에서 미분가능한 함수의 최대, 최소를 구하는 대표적인 방법이다. 선형대수학, 최적화 이론, 제어 이론을 포함하여 최근에는 인공지능 기초수학에서도 널리 활용되고 있다. 특히 라그랑주 승수법은 미분적분학과 선형대수학을 연결하는 중요한 도구이며, 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA)을 포함한 인공지능 알고리즘에 많이 활용되고 있다. 따라서 교수자는 대학 미분적분학에서 처음 라그랑주 승수법을 접하는 학생들에게 구체적인 학습 동기를 제공할 필요가 생겼다. 이에 본 논문에서는 교수자가 학생들에게 라그랑주 승수법을 효과적으로 교육하는데 필요한 통합적인 시야를 제공한다. 먼저 다양한 전공의 학생들이 계산에 대한 부담을 덜고 원리를 쉽게 이해할 수 있도록 개발한 시각화 자료 및 파이썬(Python) 기반의 SageMath 코드를 제공한다. 또한 라그랑주 승수법으로 행렬의 고윳값과 고유벡터를 유도하는 과정을 상세히 소개한다. 그리고 라그랑주 승수법을 간단한 경우에 대한 증명에서 시작하여 일반화된 최적화 문제로 확장하고, 수업에서 학생들이 라그랑주 승수와 PCA를 활용하여 실제 데이터를 분석한 결과를 추가하였다. 본 연구는 대학수학을 지도하는 다양한 전공의 교수자들에게 도움이 될 기초자료가 될 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3C호
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• pp.179-186
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• 2008

프레셔미터 시험은 지중 내 설치된 프루브를 통해 지반에 압력을 가하여 지반의 변형특성을 평가하는 시험 방법으로, 주로 경험적인 상관관계를 통하여 지반의 변형계수를 평가하는 여타의 현장 시험방법들과 달리 하중에 따른 변위 곡선에 기초하여 지반의 변형특성을 직접적으로 평가할 수 있는 시험 방법이다. 그러나, 자가 굴착 방식을 사용하더라도 시험체의 관입에 따른 교란이 발생하기 때문에 초기 재하 시험곡선으로부터 지반의 변형특성을 평가하는 것은 부적절할 수 있으며, 이에 대한 대안으로 하중 제하-재재하 곡선을 이용하는 방법 등이 제안되어 사용되고 있다. 그러나, 공내 재하 압력 및 공벽의 변위 측정 시에 발생하는 데이터의 분산과 계측 장비의 해상도 문제로 인하여 하중 제하-재재하 곡선으로부터 최대 전단탄성계수와 같은 미소 변형 영역에서의 변형 특성을 평가하기에는 많은 제약이 따른다. 본 연구에서는 하중 재재하 곡선의 회귀분석 및 이를 바탕으로 한 외삽법을 사용하여 미소 변형 영역에서 지반의 최대 전단탄성계수를 직접적으로 평가할 수 있는 해석 방법을 제안하였다. 또한, 하중 재재하 시 원지반에 비하여 증가하는 응력 수준을 초기 응력 수준에 맞도록 고려할 수 있는 방법을 함께 제안하고 있다. 대형 압력 토조를 이용하여 다양한 상대밀도 및 응력 조건을 가지는 모래 지반을 조성한 뒤, 프레셔미터 시험 및 벤더 엘리먼트 시험을 수행하였고, 제안된 해석 방법의 적절성을 기존의 경험식들 및 벤더 엘리먼트 시험에서 얻어진 값들과 비교, 검증하였다.