• 대한화학회지
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• 제63권2호
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• pp.102-110
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• 2019

본 연구에서는 G 과학고등학교의 영재학생 97명을 대상으로 설문지를 통해 과학 메타모델링 지식의 발달 단계를 탐구하였다. Rasch 모델 분석 결과 Person reliability는 0.71, Item reliability는 0.96로서 과학 메타모델링 지식의 발달 단계가 적합함을 확인하였다. 학생들의 과학 메타모델링 지식의 발달 단계는 4단계로 분류되었으며, 크게 모델을 객관적인 것으로 보는 1, 2단계와 모델을 주관적인 것으로 인지하는 3, 4단계로 나뉘었다. 1단계는 모델을 하나의 현상을 그대로 시각적으로 표상한 것으로 보는 관점이고, 2단계는 모델이란 객관적인 지식이나 이론에 해당하는 것으로서 설명을 위한 도구라고 생각하는 단계이다. 3단계는 모델을 과학자의 탐구 도구로서 바라보며, 4단계는 모델이란 잠정적인 것이며 한 가지 현상에 여러 개의 모델이 공존할 수 있다고 보는 단계이다. 본 연구에서 도출한 과학영재 학생들의 과학 메타모델링 지식의 발달 단계는 영재학생들을 대상으로 과학 모델 및 모델링에 대한 교육과정을 구성할 때 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.58-68
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• 2000

본 논문에서는 다대식 가열로내의 산소 농도 변화를 표현하는 모델이 제안되었다. 설계된 모델은 크게 '잔류 가스에 대한 모델'과 '산소에 대한 모델'의 두가지로 구성되었다. 각각의 모델은 산소농의 변동에 관여하는 네가지 요인들올 화학, 유체 이론적 관계식과 퍼지 이론을 이용하여 설계되었다. 고려된 네가지 요인들은 버너에서 의 연소반응, 연소대간의 유체 이동, 가열로 내부로부터 외부로의 유체 흐름 및 출입구를 통한 외부 공기의 유입 등이다. 모의 실헝 결과블 통해 제안된 모델로 계산된 각 연소대내의 산소 농도 변화가 설제 조업시 발생하는 유형과 유시함을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.539-552
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• 2017

이 연구에서는 국내에서 진행되어 온 모델 및 모델링 관련 연구의 동향을 살펴보기 위한 것이다. 이를 위해 1989년부터 2016년 까지 국내 학술지에 발표된 과학교육 분야의 모델과 모델링 관련 연구 문헌들을 85편을 추출하였다. 이를 연구 대상, 연구 분야 및 연구 설계, 연구 방법 및 자료 수집, 메타모델링 지식 측면에서 분석하였다. 연구대상 분석에서 중 고등학생을 대상으로 한 연구에 비해 대학생을 대상으로 한 연구가 적었으며, 학생 전체와 비교하여 교사를 대상으로 한 연구는 적었다. 이로부터 교사에 대한 연구가 필요하다고 제안할 수 있다. 연구 분야의 경향을 분석한 결과, 물리, 화학, 생명과학, 지구과학 및 과학 분야별 연구 중에서 절반이상이 지구과학과 화학에서 이루어졌다. 과학교육에서 학생들이 모델과 모델링을 쉽게 인식하고 여러 교과에서 사용할 수 있는 능력을 키울 수 있도록 특정 교과의 분야가 아니라 다양한 분야에서 연구가 진행되어야 할 것이다. 연구설계 경향을 분석한 결과는 질적 연구가 많았으며, 그 다음으로 혼합연구, 양적 연구 순으로 나타났다. 연구 방법을 분석한 결과, 선행연구 등에서 이미 개발된 모델 및 모델링 관련 프로그램이나 전략을 적용하여 그 효과를 분석한 논문이 가장 높았다. 과학교육에서 성공적인 모델링 실습을 위해서는 특정한 과학 현상이나 개념에 대한 모델과 모델링을 적용한 수업전략을 개발하고 이를 실제 수업에 적용하여 효과를 알아보는 연구가 이루어져야 한다고 본다. 메타모델링 지식의 요소의 측면에서 살펴본 결과, 메타모델링 지식의 요소의 측면에서 살펴본 결과, 모델의 목적에 대해서 분석한 연구가 가장 많았고, 그 다음으로는 모델링 과정을 다룬 연구, 모델의 다양성을 다룬 연구, 모델의 본성을 다룬 연구 순이었다. 학생과 교사 모두의 모델 및 모델링에 대한 이해의 향상을 위해서는 메타모델링 지식과 그 구성요소인 모델의 본성, 모델의 다양성, 모델의 목적, 모델링 과정, 모델의 평가 및 수정에 대한 이해가 수반되어야 한다. 따라서 과학수업에서 학생들의 모델 및 모델링에 대한 이해 및 수업 전략으로써의 활용 측면연구와 과학교사의 모델 및 모델링에 대한 이해를 돕기 위한 방법, 교수학습 프로그램의 개발 및 적용에 대한 연구들이 실질적으로 다양하게 이루어져야 한다고 본다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.208-214
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• 2001

본 논문은 시변 입력 지연을 포함한 Takagi-Sugeno (TS) 퍼지 시스템으로 표현 가능한 비선형 시스템을 위한 체계적인 제어기의 설계 기법을 제안한다. 입력 지연은 화학 공정 시스템, 인터넷 기반 가상 실험실, 자율 이동 로봇의 원격 제어등, 실제의 산업 현장에서 매우 빈번히 발생하는 현상이며 제어 시스템의 성능을 감소시키며, 안정성을 저해하는 요소로 알려져 있다. 따라서 본 논문에서 다루고자 하는 문제는 매우 실제적인 문제이며 반드시 해결하여야 할 문제이다. 본 논문은 Lyapunov-Razumikhin 안정 이론에 기반하여 TS 퍼지 모델 기반 제어기의 설계 조건을 제시한다. 최종적인 제어기의 설계 조건은 선형 행렬 부등식의 형태로 주어진다. TS 퍼지모델 기반 제어기가 안정화시킬 수 있는 입력지연의 상한 값을 최대화하기 위하여 이중 최적화 기법을 도입한다. 제안된 제어기 설계 기법의 우수성과 타당성을 입증하기 위하여 모의 실험을 수행하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 본 논문에서 제안한 타당성을 입증할 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.7-16
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• 2000

본 연구에서는 대상물질을 선점한 후 그에 따른 세 가지 기준 즉 독성, 화재폭발, 환경기준과 각각의 피해예측기법을 설정하고 이 기준들을 알고리즘을 통한 통합한 종합위해등급으로서 선정된 대상물질에 적용하였다. 특히, 환경기준은 포괄적인 개념으로서 USCG 및 MSDS의 환경기준 분류와 NFPA의 건강위해성(Nh) 중 환경관련 부분을 조합하여 환경지수 모델화를 하였다. 또한 각 기준에 따른 피해예측 기법을 선택하여 지역별 인의에 위치한 화학물질 관련업체에 사용 또는 저장 중인 유해화학물질에 대해 적용하여 사용물질에 대한 종합위해등급 설정(단일물질에 대한 가연성, 독성, 반응성, 환경성에 대한 Hazard level 및 표시 모델화) 및 그에 따른 사고시 피해예측 강도산정 (CPQRA, IAEA, VZ eq), Risk contour를 구할 수 있었다. 이 결과 모든 화학공정 및 저장 등에서 발생할 수 있는 독성 누출, 화재폭발의 잠재적 위험성산정을 통한 안전성 평가의 Tool로 활용이 가능하다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권1호
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• pp.7-15
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• 2018

구획실 내 프로판 가스화재에 대해 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용한 수치계산을 수행하고 실험과의 비교를 통해 적용된 연소모델 예측성능을 평가하였다. 검토된 연소모델은 FDS v5.5.3의 혼합분율 연소모델과 FDS v6.6.3의 Eddy Dissipation Concept (EDC) 모델이며, EDC 모델에서 화학반응기구는 1-step Mixing Controlled, 2-step Mixing Controlled, 3-step Mixing Controlled 및 Mixing Controlled 반응과 유한화학반응이 혼합된 3-step Mixed 반응을 적용하였다. 구획실 내부의 온도에 대해서는 각 연소모델들 간의 예측성능 차이는 그다지 크지 않음을 확인하였다. 연소모델 차이에 의한 $O_2$와 $CO_2$ 농도에 대한 예측성능 차이보다는 CO에 대한 예측결과 차이가 크게 나타났다. CO 농도에 대해서는 EDC 3-step Mixing Controlled 모델이 가장 높게 예측하며 혼합분율 연소모델은 실험보다는 낮게 예측하였다. EDC 3-step Mixed 모델이 가장 예측성능이 좋았지만 EDC 2-step Mixing Controlled 모델도 충분히 합리적인 수준으로 예측하고 있음을 확인하였다. EDC 1-step Mixing Controlled 모델에 기존에 제안된 CO 수율을 적용할 경우 CO 농도에 대해서 너무 과소 예측하며 CO 예측 정확도를 높이기 위해 수율을 높이면 $CO_2$ 농도에 대한 합리적인 예측이 어려워지는 문제점이 있었다.

• 융합정보논문지
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• 제10권8호
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• pp.127-136
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• 2020

화학물질을 이용한 화학테러·사고는 국내·외에서 지속해서 발생, 시도되는 추세이다. 국내의 경우, 환경부 화학물질안전원에서 CARIS(Ver. 2018)를 화학테러·사고 발생지역의 피해 영향 범위 평가 용도로 제공하여 현장 대응에 활용하고 있다. 하지만 현행 CARIS는 실내, 지하 등과 같은 폐쇄된 공간에 대한 영향을 고려하지 못하여 현장에서 요구하는 정밀한 피해 영향 범위 평가 결과를 제공하는데 어려우며 제공되는 정보도 제한적이다. 본 연구에서는 CARIS(Ver. 2018)를 구동하여 획득한 피해 영향 범위 평가 결과와 국내·외 문헌 자료를 비교, 검토하여 제한사항과 개선 방향을 제시하였다. 또한 지하, 실내 등 특수 지점, 지역에 대한 구동 모델 구축의 필요성과 현장 대응 요원 등 포함한 주민에게 제공되는 정보의 방향성을 제안하였다. CARIS의 보완과 수정에 있어 본 연구에서 제안한 방법이 반영된다면 더욱 진보된 화학테러·사고 현장 대응 역량 체계 구축이 될 것으로 기대한다.

• 생태와환경
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• 제42권2호
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• pp.183-191
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• 2009

본 연구는 동진강 수계 중 동진강 본류의 상 중 하류의 3개 지점을 선정하여 조사를 실시하여 이 화학적 수질 및 서식지 분석을 통하여 생태 건강도 및 어류 분포특성을 진단하였다. 생물통합지수(Index of Biological Integrity, IBI)모델 분석은 국내 하천의 특성에 맞게 수정 보완하여 8개 다변수 메트릭 모델을 이용하였고, 물리적 서식지 평가 지수(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)분석은 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 이 화학적 수질 분석은 동진강 수계의 환경부 수질 측정망 자료 중 2005년부터 2008년까지 4년간의 자료를 이용하여 분석하였다. 내성종이면서 잡식성 어종인 피라미가 우점종으로 나타났으며, 동진강의 생물통합지수는 평균 19(n=3)로서 "보통상태" (Fair)로 나타났다. 지점별로 지점 1에서 28 "양호상태"(Good)로 가장 높게 나타난 반면에 지점 2와 3은 각각 18과 12로 "보통상태"(Fair), "불량상태"(Poor)로 나타났다. 서식지 평가 지수는 117(n=3)으로 "보통${\sim}$양호상태"(Fair${\sim}$Good)로 나타났으며, 상류에서 하류로 갈수록 악화되는 경향을 보였다. 이 화학적 수질자료의 분석 결과 지난 4년간 평균 BOD는 2.3 mg $L^{-1}$(범위:0.1${\sim}$8.9 mg $L^{-1}$)로서 우리나라 수질기준(2007년 1월의 환경부 기준고시)에 의거할 때 II(약간 좋음)등급을 보였다. COD는 펑균 5.5 mg $L^{-1}$(범위: 1.8${\sim}$12.6 mg $L^{-1}$)로 나타났고, 계절 및 지점별로 큰 변이폭을 보였다. TN의 평균값은 2.7 mg $L^{-1}$(범위: 0.9${\sim}$7.5 mg $L^{-1}$)이고, TP의 평균값은 0.127 mg $L^{-1}$(범위: 0.01${\sim}$0.391 mg $L^{-1}$)로 TN과 같이 하류로 갈수록 증가하는 보였다. EC는 평균값 174.9 ${\mu}s$ $cm^{-1}$(범위: 6.7${\sim}$547 ${\mu}s$ $cm^{-1}$)이고, SS는 17.7mg $L^{-1}$(범위: 0.5${\sim}$62.7 mg $L^{-1}$)로 나타났다. 본 연구에서 생물통합지수와 물리적 서식지 평가, 이 화학적 수질 분석에 따르면, 동진강의 수환경 건강 상태는 악화되어 있는 것으로 나타나 서식지와 농업 배수의 관리가 필요한 것으로 사료되였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.48-54
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• 2019

본 연구에서는 Eddy Dissipation Concept (EDC) 1-step 연소모델을 이용하여 백드래프트에 대한 대와동모사를 성공적으로 수행하였다. 기존 연구와는 달리 EDC 1-step의 유한화학반응에서 활성화에너지를 적절히 조절함으로써 백드래프트에 대한 예측이 가능하였다. EDC 1-step 연소모델을 이용한 예측결과는 Mixing-Controlled Fast Chemistry(MCFC) 연소모델의 예측결과와 비교 검토되었다. 얻어진 결과에서는 백드래프트 발생 시점을 제외하면 EDC 1-step과 MCFC 결과들은 매우 유사한 것을 확인하였고, 실험에서 얻어진 최고 압력값에 대해서도 합리적인 수준에서 예측하는 것은 알 수 있었다. 그러나 EDC 1-step 연소모델도 MCFC와 마찬가지로 백드래프트 전개과정의 첫 번째 압력 피크에 대해서는 예측하지 못하는 한계를 확인할 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.188-196
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• 2009

슈퍼커패시터는 전력밀도가 높고 사이클 수명이 길며 깨끗한 특성으로 인해 신재생에너지원의 동특성 보상 및 배터리의 동작시간이나 수명연장을 목적으로 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 개선된 슈퍼커패시터의 동특성 모델을 전기화학적 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 이용하여 개발한다. 개발된 모델은 슈퍼커패시터의 정확한 동적 행동을 예측하거나 특정 충전상태(State-Of-Charge)에서의 정확한 정전용량 값을 계산하는데 사용될 수 있다. 주파수영역에서 개발된 모델은 Matlab/Simulink 시뮬레이션을 위하여 시간영역으로 등가 변환된다. 시뮬레이션 결과는 실험 결과와 일치하였으며, 이를 통해 개발된 모델의 유용함과 정확성을 증명하였다.