• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.245-245
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• 2018

최근 도시화 및 산업화의 발달로 불투수면적이 증가함에 따라 건기 시 토지 표면에 축적된 오염물질이 강우유출수와 함께 하천으로 유출되는 등 수질오염의 가중과 불특정 지역에서 발생하는 비점오염원의 집중관리가 필요한 실정이다. 우리나라는 환경기초시설 등의 건설로 점오염원 관리는 강화되었지만, 비점오염원의 부하량은 점차 증가되고 있는 추세이며, 환경부 및 관계부처에서는 비점오염관리를 위한 여러 정책을 추진 중에 있다. 국내에서 사용하고 있는 비점오염저감장치는 자연형 시설과 장치형 시설로 구분되는데, 이 중 장치형 시설은 필터를 사용하여 비점오염저감의 효율성을 증가시키지만, 필터를 사용함으로써 유지관리 및 경제적인 측면에서 매우 불리하다. 이에 본 연구에서는 필터가 없는 장치형 시설을 고안하여 자연 순환기능을 최대한 유지하고, 오염물질을 최적으로 제거할 수 있는 방안을 마련하고자 수리실험을 통해 비점오염원의 제거효율을 분석하였다. 수리학적 상사법칙에 따라 원형대비 1/3축소모형과 2가지의 원형모형에 대해 총 3가지 모형에 대해 환경부에서 고시한 비점오염저감장치 기준을 뛰어넘는 유역면적, 강우강도 및 부유물질의 양으로 실험을 진행하였다. 실험결과는 유입수 농도에 대한 유출수의 농도로 계산하였으며, 장치에서 유출 직후 5분 간격으로 채취한 후, 수질공정시험법을 참고하여 부유물질에 대한 실험 중 하나인 유리섬유여과방법을 이용해 실험 결과를 도출하였다. 실험 결과, 본 연구에서 고안한 장치형 시설은 필터를 사용하지 않음에도 불구하고 환경부 기준인 부유물질 제거효율 80%이상을 만족한 것으로 나타나 현재 사용하고 있는 장치형 시설보다 유지관리 및 경제성 등이 우수할 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제37권4호
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• pp.283-290
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• 2018

본 연구는 LC-MS/MS법을 적용하여 농산물에 함유된 pyridine계통의 제초제 Clopyralid의 잔류분석법을 확립하였다. 대표적인 농산물로는 귤, 고추, 대두, 감자 및 현미를 선정하였고 acetonitrile에 의해 추출된 성분을 QuEChERS법을 변경하여 정제법으로 사용하고 LC-MS/MS를 사용하여 분석법을 확립하였다. Clopyralid의 정량적 분석을 위한 최적 분석 조건을 확립하였으며, 검출한계는 0.001 mg/kg, 정량 한계(LOQ)는 0.01 mg/kg이었다. 각 대표 농산물에 대한 정량한계, 정량한계의 10배, 50배 수준에서 회수율을 검토한 결과 모든 처리 농도에서 81.7~105.8 %수준을 나타내었으며, 모든 수준에서 20 % 미만의 분석오차를 나타내어 잔류분석기준을 만족하였다. 본 연구에서 확립된 Clopyralid분석법은 검출한계, 회수율 및 분석오차에서 국제적 분석기준을 만족하는 분석법으로 농산물에 따라 정량분석법으로 사용 가능할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.630-637
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• 2018

본 연구에서는 최적화 기법의 하나인 화음탐색법 (HS: Harmony Search)에 클러스터링 기법을 적용하여 개선된 형태의 HS를 제안하였다. HS는 음악의 즉흥연주를 모방하여 개발되었으며 무작위선택, 기억회상, 음조조정의 세 가지 연산을 이용하여 최적해를 반복적으로 탐색해 나간다. 기존의 HS의 경우, 세 가지 연산 중 기억회상을 진행할 때 해집단의 저장 공간인 해저장소 (HM: Harmony Memory)에 있는 해를 선택하는데, 이 과정에서 적합도를 정량화한 목적함수 값에 상관없이 모두 동일한 확률로 해의 선택이 이루어지고, 이에 따라 최적의 해를 탐색하는 속도가 상대적으로 낮다. 본 연구에서 제안한 개선 클러스터링 화음탐색법 (ICHS: Improved Clustering Harmony Search)는 HM에서 목적함수의 값을 기준으로 클러스터링 기법을 적용하여 목적함수 값이 유사한 솔루션들이 하나의 해집단을 형성하도록 클러스터링을 수행한다. 이를 통해 만들어진 클러스터 중 상대적으로 목적함수 값이 우수한 클러스터에는 더 높은 선택 확률을 부여하여, 적합도가 높은 클러스터에 포함된 해의 결정변수가 선택될 확률을 높게 하는 역할을 한다. 본 연구에서는 ICHS의 효율성을 검증하기 위하여 개발 기법을 기존 논문에서 제시된 수학적 최적화 문제에 적용하였고 우수한 해탐색 성능을 확인할 수 있었다. 또한 실제 공학 문제에 대한 적용성 평가를 위해 개발 기법을 대규모 상수도관망 관경최적화 문제에 적용하였다. 상수도관망 최적설계에 대한 ICHS의 적용 결과, 기존 최적화 기법에 비해 우수한 해를 안정적으로 도출할 수 있는 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제29권2호
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• pp.102-108
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• 2023

본 연구는 열수가압탄화공법(HTC)을 적용하여 하수슬러지를 탄화시켜 폐기물관리법에 따른 재활용 제품 기준을 만족하고, 응용 블록으로서의 재활용 가능성을 판단하였다. HTC 최적 반응온도와 시간을 통해 생성된 탄화 슬러지에 시멘트를 배합비 별로 배합하여 응용 블록의 공시체를 제작하였고, 중금속 용출 가능성과 성능분석을 진행하였다. 실험 결과 모든 응용 블록에서 중금속이 검출되지 않았으며, 성능분석의 비중과 흡수율의 경우 1.7 미만, 10% 이하의 해당 기준치를 만족하였다. 압축강도의 경우 28일 재령 기준으로 시멘트 5%, 7%의 배합비 경우 A, B, C종 블록 기준치에 만족하였으나, 시멘트 3%의 배합비 경우 A type 블록 기준에 미치지 못하였다. 이후 추가적인 재령을 진행한 결과 42일 차 재령 강도에서 A종 블록 기준을 만족하였다. 따라서 본 연구의 탄화 슬러지와 시멘트의 최적 배합비는 3% 이상 5% 이내로 판단하였으며 향후 응용 블록을 골재로서의 재활용 가능성을 확인하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.89-97
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• 2004

최적설계기법을 사용한 경제적인 설계의 필요성은 오래 전부터 요구되어 왔으나, 종전의 설계가 설계자의 경험에 의한 시행착오적인 반복설계를 통하여 이루어져 왔기 때문에 구조물의 형상이 복잡한 경우에는 계산상의 어려움과 반복계산을 되풀이해야 하는 번거로움으로 진정한 최적설계는 기대하기 어려웠다. 최적설계법이 구조물의 설계에 매우 유용하다는 사실이 증명되고 있긴 하지만, 아직도 최적설계의 의미를 제대로 이해하지 못하고 있는 실정이며, 더구나 설계실무자는 어디까지나 사용자이기 때문에 수리적 계획수법에 친숙할 필요까지는 없지만 최소한 이런 기법의 가능성과 중요성을 이해할 필요는 있는데 대부분 그러하지 못하고 있는 실정이다. 일반적으로 트러스 구조물 설계 시 주어진 부재의 응력에 따라 단면적을 산출하여 그 단면적에 역학적으로 가장 합리적인 단면을 선정하여 경제적인 설계단면을 구한다. 그러나 트러스의 형상, 트러스 높이에 따른 경제성의 문제는 보통 설계자의 경험과 직관에 의하여 결정되고, 특별한 검토가 이루어지지 않고 설계가 수행되는데, 실제 트러스 구조물에서 트러스의 형상과 높이가 전체 건설공사비에 크게 영향을 미친다. 그러므로, 트러스 구조물의 최적설계에서 트러스 형상, 라이즈 비(rise ratio : 높이/스팬) 및 격간 수(number of panel)를 고려하는 것이 필요하다. 트러스 형상과 스팬에 따른 최적형상과 최적높이 및 격간 수에 대해 설계자의 초기 구조계획 시 주관적 선택의 어려움을 해결하고, 실제의 지붕형 트러스 구조에 설계하중을 작용시켜 응력해석에서부터 부재 단면설계까지의 자동화된 최적설계 알고리즘을 개발할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 플랫 트러스의 형상, 격간 수, 격간의 간격 및 부재단면 등에 대하여 이산적인 변수의 처리와 넓은 설계 공간의 탐색능력과 더불어 문제의 비선형성과 관계없이 전체 최적해를 찾아낼 수 있는 유전자 알고리즘을 이용한다. 또한, 강 구조 한계상태설계기준(대한건축학회, 1998)을 기준으로 하여 자동으로 플랫 트러스의 구조계획과 단면이산화 최적설계를 동시에 수행할 수 있는 최적화 알고리즘을 제시하는 것을 목적으로 한다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권3호
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• pp.39-47
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• 2012

고로슬래그(BFS) 경량기포콘크리트 제조의 최적 배합비를 도출하기 위해 반응표면분석법 중 하나인 Box-Behnken법을 이용하여 연구를 수행하였다. 경량기포콘크리트는 상압증기양생법으로 제조하였으며 주요 실험변수로는 물/분체($W/P_d$)비, BFS 치환률 그리고 분체량($P_d$) 기준 Al분말 첨가량을 설정하였다. 반응표면분석에 의해 경량기포콘크리트의 절건비중 및 압축강도에 대한 회귀 모델식이 유도되었다. 경량기포콘크리트의 절건비중과 압축강도에 대한 목표값을 각각 0.72와 4.42 MPa로 설정하고 회귀 모델식에 의해 도출된 경량기포콘크리트의 최적 배합비는 $W/P_d$비 0.62, BFS 치환률 35.5% 그리고 분체대비 Al분말 첨가량 0.05%이었다. 이처럼 도출된 배합비로 제조한 경량기포콘크리트 시험체에 대한 절건비중과 압축강도의 측정값을 통해 회귀 모델식의 신뢰성이 확인되었다.

• 대한화장품학회지
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• 제46권4호
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• pp.371-382
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• 2020

화장품의 사용감을 관계 있는 물성의 측정을 통해 정량화하려는 시도가 이어져오고 있다. 그 중 끈적임은 texture ananlyzer를 이용하여 수직 힘을 측정하는 방식이 대표적이며, 시간에 따른 수직 힘의 그래프에서 음의 면적인 area under curve (AUC)와 상관관계를 갖는 것으로 알려져 있다. 최근 노르망디 대학에서는 이러한 특성에 피부의 특성을 함께 고려하여 TA를 이용한 in vivo 끈적임 평가법을 개발하였다[8]. 본 연구에서는 이를 확장하여 화장품 크림의 in vivo 끈적임 평가법을 최적화하고자 하였다. 페이셜 크림 5 종을 대상으로 크림의 도포량 및 도포 횟수, 탐침의 모양과 소재를 바꾸어 보면서 실험을 진행하였고, 관능 평가 결과를 기준으로 가장 부합하는 조건을 최적의 평가법으로 설정하였다. 그 결과, 3.4 cm의 원 내부에 70 μL의 크림을 7 s 동안 10 회 문지르고 측정하는 방식이 가장 적합한 것으로 판단되었다. 탐침의 경우, 원기둥형보다 구형의 탐침이 재현성이 높게 나타나 구형의 금속 탐침을 택하였다. 최적의 평가법을 확보하여 10 인의 피험자를 대상으로 인체 평가를 진행한 결과, 사람에 따른 절대값에는 차이가 있으나 AUC의 순위는 모두 같게 얻어졌다. 마지막으로 AUC의 끈적임 표준화의 시도로 PVP를 표준 물질로 설정하여 농도 별로 AUC를 측정하고, 5종의 크림 별 끈적임 인지율을 확인하여 AUC와 끈적임의 상관관계에 대해 알아보았다.

• Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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• 제13권2호
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• pp.180-192
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• 2010

목 적: 2005년 소아청소년 신체 계측조사의 원자료를 분석하여, 비만을 진단하기 위한 WHTR 최적 절단값을 구하고, 허리둘레와 BMI 기준과 비교하여, 성별, 연령별 참고치를 필요로 하지 않는 간편한 단일지표로서 WHTR의 유용성을 알아보고자 하였다. 방 법: 2005년 소아청소년 신체 계측조사 자료에서 신장, BMI, 허리둘레를 사용하였고 이를 통해 WHTR 값을 구하여 분석하였다. WHTR이 연령에 구애받지 않고 적용이 가능한 범위를 선정하기 위해 2~5세, 6~18세의 연령군으로 나누어 연령과의 상관성을 분석하였다. 6~18세의 소아청소년에서, ROC분석을 시행하여 비만 진단 지표로서 WHTR, 허리둘레의 정확도를 비교하였고, BMI로 정의한 과체중과 비만을 진단하기 위한 WHTR의 최적 절단값을 구하였다. 통계 분석은 SAS, STATA 통계프로그램을 이용하였다. 결 과: 1. WHTR은 연령과 유의한 음의 상관관계를 나타냈다(p~0.0001). 특히, 6~18세 연령군에서 2~5세 연령군에 비해 연령에 따른 WHTR의 변화의 폭이 작았고, 연령과의 상관성이 더 약하였다(남아 r=.0.16 vs .0.53, 여아 r=.0.14 vs .0.56). WHTR은 6~18세에서 허리둘레에 비해 연령과의 상관성이 더 약하였다(남아 r=.0.16 vs 0.66, 여아 r=.0.14 vs 0.65). 2. BMI로 정의한 비만과 과체중군을 진단하는 데 있어서 WHTR의 AUC가 허리둘레의 AUC에 비해 유의하게 더 컸고, 정확도가 더 좋았다(p<0.0001). 3. 연령에 구애받지 않는 WHTR의 최적 절단값을 구하기 위하여 6~18세의 연령군에서 ROC 분석을 시행하였다. 비만군(BMI 95 백분위수 이상)에 해당하는 최적 절단값은 남아 0.51, 여아 0.49, 과체중 및 비만군(BMI 85 백분위수이상)에 해당하는 최적 절단값은 남아 0.48, 여아 0.47이었다. BMI 백분위수와 무관하게 아시아 성인 비만의 기준인 BMI 25 kg/$m^2$ 이상을 적용하였을 때, 최적 절단 값은 남아 0.49, 여아 0.48이었다. 모든 값은 AUC 0.9 이상으로 매우 정확한 지표였다. 4. 비만군을 진단하는데 있어서 WHTR 최적 절단값과 허리둘레${\geq}$90백분위수를 비교했을 때, WHTR의 민감도가 더 좋았다. 결 론: 본 연구에서는 6~18세 소아청소년에서 성별, 연령별 참고치를 찾을 필요가 없으며, 연령에 따른 상관성이 약하여 허리둘레보다 민감하고, 비만을 조기에 선별할 수 있는 실용적 기준으로 WHTR (남아 0.51, 여아 0.49)을 제시하였다. WHTR은 일반인도 쉽게 사용 할 수 있어, 비만을 조기에 선별하고 중재하는데 유용할 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.89-94
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• 2015

본 연구에서는 제주도 내에서 발생되는 현무암 석분슬러지를 차수용 재료로 재활용하기 위하여 최적의 석분슬러지 혼합비를 가진 혼합토를 선정하고자 한다. 토질시험결과에 따르면 현무암 석분슬러지의 입경은 대부분 0.1mm 이하이고, 토질의 분류기준인 통일분류법(USCS)을 적용하면 ML 및 CL에 해당한다. 그리고 현장토의 입경은 0.1-10mm 사이에 존재하고, 통일분류법(USCS)을 적용하여 분류하면 SW에 해당한다. 최적의 석분슬러지 혼합비를 가진 혼합토를 선정하기 위하여 다양한 석분슬러지 혼합비를 가진 혼합토를 대상으로 최적 다짐조건 및 현장조건을 고려하여 투수시험을 수행하였다. 투수시험결과 석분슬러지 혼합비가 증가함에 따라 혼합토의 투수계수는 감소하는 경향을 보이며, 석분슬러지의 혼합비가 60%인 경우 가장 낮은 투수계수를 갖는다. 따라서 현무암 석분슬러지를 차수용 재료로 재활용하기 위한 석분슬러지 혼합토의 최적 혼합비는 60%임을 알 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권3호
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• pp.191-200
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• 2017

본 연구에서는 부정류 계산모형의 안정적인 매개변수를 선정하기 위하여, 다수 지점의 관측치를 고려한 모형보정의 결과로부터 얻은 파레토 최적화와 최소최대 후회도 방법(minimax regret approach, MRA)을 결합하는 방법을 제안하였다. 여러 지점의 관측치를 고려한 모형의 보정은 다목적 최적화 문제로서, 통합접근법을 적용하여 최적해를 구하였다. 통합접근법은 여러 지점에 대한 가중치를 결합하여 하나의 목적함수를 얻고, 여러 번의 개별 최적화를 수행함으로써 다수의 파레토 최적해들을 구하는 방법이다. 이때 유량에 따른 조도계수의 가변성을 나타내는 두 개의 매개변수로 구성된 관계식을 이용하여 두 구간에 대한 매개변수들을 모형의 추정 대상 매개변수로서 최적화하였다. 이후 각기 다른 홍수사상에 대해 보정과 검증을 수행하였으며 각각에 대한 평가지표의 후회도를 정량화하였고 이를 결합한 결합후회도를 산정하였다. 이를 기준으로 파레토 최적해들의 순위를 결정하였다. 계산결과 추정된 모형의 가변조도계수와 그로부터 얻은 두 개 지점에서의 표준화된 RMSE들은 두 지점에 대한 가중치의 조합에 따라 선택되는 매개변수 값에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 본 연구에서 제시한 방법은 수문 및 수리모형의 다수의 관측지점의 자료를 이용한 매개변수 산정문제에 있어서 안정적인 해를 도출할 수 있다.