• 지질공학
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• 제33권2호
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• pp.275-291
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• 2023

지구온난화로 인해 극지방에 대한 접근성이 높아짐에 따라 석유자원이 풍부한 영구동토 지역에서 자원개발 플랜트 건설의 수요가 증가하고 있다. 동토 지역에서의 자원개발 플랜트 건설 입지는 동토 활성층의 융해와 동결에 기인하는 지표변위가 필수적으로 고려되어야 한다. 그러나 동토의 변위를 고려하여 자원개발 플랜트 건설의 입지를 선정한 연구 사례는 거의 없다. 이 연구에서는 캐나다 앨버타 주의 Athabasca 남부 지역에서 최적의 오일샌드 개발 플랜트 건설 입지를 선정하기 위해 지표변위를 비롯한 다양한 공간정보를 활용하여 계층화 분석(Analytical Hierarchy Process)을 수행하였고, 동토 지역에서의 자원개발 플랜트 건설 활동에 있어 지표변위의 중요성을 논의하였다. 2007년 2월부터 2011년 3월까지 획득된 시계열 ALOS PALSAR 영상에 Small BAseline Subset-Interferometric Synthetic Aperture Radar 기법을 적용하여 지표변위 속도 정보를 구축하였고, ERA5 재분석 자료로부터 2000~2010년 기간에 대한 평균 기온, 지표온도, 지중온도 정보를 구축하였다. 도로 및 철도와 토지피복 공간정보는 각각 캐나다 연방 통계청과 북미환경협력위원회에서 제공하는 자료를 구축하여 활용하였다. 토지피복, 지표변위, 도로 접근성을 가장 중요한 공간정보로 설정하여 수행한 최적 입지 분석 결과는 2010년 이후 건설된 오일샌드 플랜트 건설지와 비교하여 그 타당성이 확인되었고, 입지 적합도 평가에 대한 지표변위의 민감도는 매우 높은 것으로 분석되었다. 이 연구를 통하여 동토 지역에서 최적의 자원개발 플랜트 건설지를 선정하는데 지표변위가 필수적으로 고려되어야 함이 확인되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.574-580
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• 2014

이산화탄소($CO_2$) 포집 및 지중저장을 위한 $CO_2$ 수송선용 저장탱크는 액체 $CO_2$와 직접적으로 접촉할 경우 발생할 수 있는 물리적/열적 탱크 손상을 방지하기 위해 화물 선적 단계 이전에 예냉과정을 거쳐야 한다. 본 연구에서는 예냉을 위해 주입되는 저온 $CO_2$ 기체의 탱크 유입량을 계산하기 위해 $CO_2$ 저장탱크 예냉과정의 수학적 모델 식을 제안하였다. 또한 비례-적분(proportional-integral: PI) 제어를 통해 공정을 제어하는 동적 모사 결과를 제시하였다. 이 때 제어 변수를 탱크 내 온도 또는 압력으로 선정한 두 가지 사례를 모사하였으며 그러한 결정이 $CO_2$ 저장탱크의 예냉과정에 미치는 영향을 해석하였다. 결과적으로 예냉과정의 PI제어에는 탱크 내 온도를 제어하는 것보다 압력을 제어하는 우회적인 방식을 택할 때 수학적 모델의 비선형성과 특이점 발생으로 인한 불안정성을 피할 수 있으므로 더 안정된 결과가 도출됨을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.49-62
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• 2017

지반의 동결-융해 과정에 의한 지반구조물의 거동 특성을 이해하기 위해서는 지반내 간극수의 상변화와 지반과 구조물의 상호작용에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 모듈러 도로시스템의 동결융해의 영향에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. Neumann의 동결-융해 이론식을 이용하여 기본 지반 물성치와 지중과 지표면의 온도조건에 대한 동결심도와 히빙량을 예측할 수 있으나, 지반의 완전포화 및 완전동결의 제한된 경우에만 적용할 수 있다. 동결지수에 따른 모듈러 도로시스템의 수치해석은 다양한 지반조건과 지하수위에 대하여 수행되었다. 동결 히빙량은 화강풍화토이나 모래지반에 비하여 실트질 지반에서 매우 크게 발생하였으며, 지하수위의 저하는 동결 히빙량을 감소시켰다. 실트질 지반에 설치된 도로시스템의 온도이력에 대한 수치해석은 지표면의 동결-융해 과정을 거치면서 지표면에 잔류히빙을 예측하였다. 이는 지반의 강성과 지지력을 급격하게 감소시켜 모듈화 도로시스템의 안정성과 사용성을 저해할 수 있다. 다만, 화강풍화토와 모래지반의 경우는 잔류 히빙량은 미비한 것으로 나타났다. 모듈러 도로시스템은 기존 도로포장 시스템과 달리 지지구조 상부에 설치된 포장 구조물이므로, 포장 구조물의 균등 연직변위와 부등 변형에 대한 엄격한 기준이 적용되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권3호
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• pp.245-250
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• 2009

사과 pomace의 알콜 추출 조건을 최적화하기 위하여 중심합성계획법을 이용하여 용매비와 침지시간, 추출시간, 추출온도는 독립변수로 수율과 총 폴리페놀 함량은 종속변수로 설정하였다. 실험 결과 최적조건은 반응표면분석을 이용하여 모니터링하였다. 반응표면그래프 분석 결과 사과 pomace의 알콜 추출 시 수율은 침지시간과 추출시간에는 큰 영향을 받지 않았으며, 시료에 대한 용매비가 높을수록 또는 추출온도가 높아질수록 증가하였다. 총폴리페놀 함량은 모든 독립변수에 영향을 받아 비례적으로 함께 증가하였으나 최고점을 보인 후 다시 감소되는 경향을 나타내었다. 총 폴리페놀 함량을 최대로 하는 최적 알콜 추출 조건은 사과 pomace에 용매비를 13.00 mL/g로 하고 89.02분 동안 침지시킨 후 $70^{\circ}C$에서 180분 추출하였을 때로서 그 때의 수율은 3.76%, 총 폴리페놀 함량은 29.68 mg catechin equiv./g으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.471-482
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• 2000

본 연구에서는 Landsat TM 자료와 GIS 기법을 이용하여 지표면 에너지 수지 요소를 공간적으로 추출하고, 추출된 에너지 수지 요소의 적용성을 검토하기 위해서 광역 증발산량을 추정하였다. 추정결과에 대한 정확도 및 열수지 요소가 증발산량에 미치는 영향을 분석하기 위해서 민감도분석과 오차분석을 실시하였다. 연구 대상지역은 금강 상류의 보정천이며, 1995년도 1월 11일, 4월 1일, 5월 3일, 10월 10일 및 11월 27일에 획득된 5개의 Landsat TM자료를 이용하였다. 연구결과 지표면의 경사 방향과 토지피복 형태에 따라 증발산량의 변화가 크게 나타났으며, 경사 방향이 북동이나 남동방향일 경우 식생지수(NDVI; Normalized Difference Vegetation Index) 값이 증가함으로써 지중열 전도량이 증가하게 되어 상대적으로 증발산랴이 감소하는 것으로 나타났다. 민감도 및 오차분석 결과, 순방사량이 12.5% 내지 23.6%의 민감도로서 지표면 온도와 대기온도 및 풍속 등도 다른 인자에 비해 가장 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권1호
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• pp.253-262
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• 2016

연산오계는 오래전부터 건강기능 증진 및 치료 효능이 높은 것으로 알려져 왔다. 최근 건강 기능식품 소재로 기능성 펩타이드 효능이 알려짐에 따라, 연산오계 내장 부산물로 부터 올리고 펩타이드 최적 생산 공정 및 생성물 특성에 대하여 연구를 수행하였다. 최적 효소가수 분해 공정 표면반응 분석을 이용하여 수행하였다. 최적 공정 조건을 확립하기 위해서 온도 (40, 50, $60^{\circ}C$), pH (pH 6.0, 7.0, 8.0), 효소 (1, 2, 3%) 범위에서 수행을 하였다. 생성물에 대한 가수분해도, 아미노산, 분자량 분포를 분석하였다. 효소 가수분해 최적 온도는 $58^{\circ}C$, pH 7.5, 효소의 농도는 3% 이었다. 최적 조건에서 2 시간 효소 가수분해를 한 결과 75-80% 이었다. 구성 아미노산의 총 함량은 386.15 mg/100 g 이었고 유리 아미노산 총량은 155.26 mg/100 g. 분자량를 Maldi-TOF 으로 분석을 한 결과 90% 이상이 300-1,000 Da 분포를 보여주었다.

• 한국자기학회지
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• 제16권6호
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• pp.300-304
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• 2006

저손실 고투자율 특성을 가지는 Fe-Si-B-Nb-Ci계 나노결정립 재료로 ${\alpha}-Fe$ 나노결정 자심재료를 제조하기 위한 열처리 온도 변화에서, $510^{\circ}C$의 열처리 조건에서 가장 높은 투자율과 가장 낮은 코어손실 특성을 나타내었다. 제조된 자심재료를 이용한 비접촉식 커플러 제조에서, 저주파 대역에서의 신호전송 특성은 자심재료의 자기적 특성에 지배적인 영향을 받는데 열처리 온도에 따른 투자율 변화의 결과와 일치하는 결과를 나타내었으며, 고주파 대역의 신호전송 특성은 임피던스 매칭으로 향상시킬 수 있었다. 그리고 300 A의 고전류가 흐르는 지중선로에서 자기적 포화 없이 안정적인 특성을 발휘하기 위해서는 $500{\mu}m$ 이상의 에어-갭이 필요하였다. 또한 나노 결정질 자심재료 제조에 대한 연구결과를 통해 5dB 이하의 삽입손실을 나타내는 전력선 통신용 비접촉식 커플러를 제조할 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권2호
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• pp.185-195
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• 2009

이 연구의 목적은 삼림파괴로 유발되는 몇 가지 기상학적 요소의 변화를 관측을 통해서 조사하였다. 이 연구를 위해서 기상관측 장치를 숲이 파괴된 곳과 숲이 보존되어 있는 곳에 설치하여 1년간(2006. 12.-2007. 12) 연속 관측하였다. 이 후로 숲이 파괴된 지점을 point 1 그리고 숲이 보존되어 있는 지점을 point 2라고 지칭하기로 한다. 이 연구에서는 여름철에 강우가 있은 다음 날부터 1주일 동안 관측된 두 지역의 자료를 비교 분석하였다. 관측 자료의 분석을 통하여 야간에는 두 지역의 온도분포가 비슷하였지만, 낮에는 지점 1에서 관측된 기온이 지점 2보다 약 $1.5^{\circ}C$ 높게 나타났다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 야간에는 두 지점간의 차이가 작았다. 상대습도도 숲의 보존지역(지점2)에서 높게 나타났는데, 그 차이는 한낮에 10%정도에 이르렀다. 지표와 지중 15cm 깊이의 온도도 두 지역 사이에 큰 차이를 보였다. 그 차는 낮에 크고 야간에는 작았는데, 대체로 지점 1에서의 값이 $3-10^{\circ}C$ 더 높게 나타났다. 토양수분은 지점에서 7.1%, 지점 2에서 19.5%로 나타나서 지점 2에서의 토양 수분이 지점 1보다 훨씬 높았다. 두 지점에서 풍향은 주로 북서-북동풍으로 거의 차이가 없었지만, 풍속은 지점 2(0.3m/s)에서 지점 1(0.5m/s)보다 작게 관측되었다. 이러한 관측 자료를 바탕으로 두 지점 사이에 존재하는 열수지적 차이에 대해서도 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권1호
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• pp.11-19
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• 2011

지열에너지는 여러 신재생에너지원 중에서도 기저부하를 담당할 수 있는 중요한 자원으로 인식되고 있다. 국내에서도 천부지열을 이용한 지열냉난방은 효율 높은 신재생에너지 활용 사업으로 그 보급이 활성화 되어 있다. 반면, 전세계적으로 지열 발전 기술이 진일보하고, 그 시장이 크게 확대되고 있는 상황에서 아직까지 국내의 심부 지열을 이용한 지열 발전 기술은 낮은 단계에 머무르고 있다. 이러한 조건에서 2010년 12월에 국내 최초의 EGS(Enhanced Geothermal System) 지열 발전 상용화 기술 개발 과제가 착수되었다. 총 5개년의 기간으로 수행되는 이 과제는 2단계로 구분되어 진행될 계획이다. 처음 2년의 1단계에서는 3 km 심도에서 최소 $100^{\circ}C$의 지열저류층 온도를 확인하는 것을 주요 과제 내용으로 하여 지중 지열수 순환시스템의 설계가 이루어질 예정이다. 이후 3년을 통해 수행될 2단계에서는 5 km 심도의 생산정과 주입정 등 두 개의 지열발전정을 설치하고, 수리자극을 통하여 온도 $180^{\circ}C$의 지열저류층에서 유량 40 kg/s 이상의 지열수를 활용하는 MW급 지열발전소를 건립 운영하게 된다. 이 사업을 성공적으로 추진하기 위하여 현재 지질, 수리지질, 지구물리, 암석역학, 플랜트 엔지니어링 등 다양한 분야의 산학연 연구 기관 등이 망라되어 연구진을 구성한 상태이며, 이후 관심있는 여러 기관과 연구자들의 지원과 참여를 기대하고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.47-56
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• 2014

겨울철의 낮은 기온으로 인하여 지반 내부의 간극수는 동결과 융해를 반복한다. 지반에 이러한 동결-융해작용이 반복되면 흙의 입자구조 변형이 발생하며 이는 지중 기반시설에 손상을 가져올 수 있다. 본 연구는 흙의 동결-융해 과정에서의 탄성파 속도변화를 통하여 흙의 강성 변화 양상을 알아보기 위하여 수행되었다. 40 %, 60 %, 80 %의 3가지 모래-실트의 무게비를 가진 모래-실트 혼합토를 포화도 40 %, 상대밀도 70 %로 동일하게 조성하였다. 각 시료를 동결-융해를 위해 제작된 사각형 형태의 셀에 다짐법으로 조성하였다. 탄성파를 측정하기 위하여 한 쌍의 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 시료 양편에 설치하였으며, 시료의 온도 변화 양상을 관찰하기 위하여 탄성파 트랜스듀서와 같은 깊이의 중앙부에 열전대를 설치였다. 조성한 시료에 대하여 시료를 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$까지 동결시킨 후 $-20^{\circ}C$를 18시간 동안 유지하였으며, 다시 실험실 상온($20^{\circ}C$)까지 온도를 서서히 올려 융해시켰다. 이 과정에서 온도, 전단파, 그리고 압축파를 측정하였다. 연구결과, 융해 이후의 탄성파 속도는 같은 온도의 동결 이전보다 감소하였다. 이때 전단파의 속도가 압축파의 속도보다 더 큰 비율로 감소하는 모습을 보였다. 실트의 함량이 40 %에서 80 %까지 증가함에 따라 탄성파의 속도는 증가하는 양상을 보였다. 본 연구를 통해 동결-융해가 불포화토의 입자구조를 느슨하게 만들며, 그 영향은 압축파에 비해 전단파 속도의 변화에서 잘 나타남을 알 수 있었다.