• 한국식품과학회지
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• 제48권5호
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• pp.437-444
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• 2016

최근 건강과 위생에 대한 소비자의 의식 향상으로 인해 농수축산 분야를 비롯한 식품의 가공 유통 분야에서도 식품의 안전성 확보를 위한 시험 검사가 실시되고 있고, HACCP과 같은 식품안전관리 프로그램의 조기 도입을 유도하고 있어 식품중독균에 대한 검사량이 증가하고 있다. 이에 따른 신속, 정확하고 대량의 시료를 처리할 수 있는 식품중독균 검사의 필요성이 증가되고 있다. 국내 식품 미생물의 확인시험방법은 전통적인 미생물 동정법인 그램 염색 등과 같은 형태학적 특성과 생화학적 분석에 의해서 주로 확인되는데, 확인 과정이 복잡하고 장시간이 소요된다. 이를 극복하기 위한 새로운 미생물 동정법인 MALDI-TOF 질량분석기반 미생물 동정법을 식품의 식품중독균 검사에 적용하기 위해 식품공전에서 주로 검사하는 식품중독균 10종에 대한 질량 패턴 데이터를 국내 질량분석 데이터베이스인 MicroID에 적용하였다. 표준 균주와 식품중독균이 검출된 시료에서 분리한 균으로 비교했을 때 질량분석기반 미생물 동정은 현재 사용되고 있는 생화학적 분석결과와 일치한 결과를 보여주었다. 또한, 식품중독균을 포함한 국내 미생물 균주를 이용해서 구축한 데이터베이스, MicroID는 기존의 상용화된 해외 MALDI-TOF 질량분석 데이터베이스 Biotyper와 동등 이상의 정확도를 나타내었다. 국내 식품관련 미생물에 대한 질량스펙트럼을 추가하여 데이터베이스를 지속적으로 확장시키면 신속 정확한 미생물 동정법으로 자리매김할 수 있을 것이다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.271-272
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• 2002

현재 우리나라에서는 PM10이 분진 측정 항목으로 대변되고 있으나 미세 영역에 해당하는 PM2.5나 PM1.0의 범위의 측정에 관심이 집중되고 있다. 미세 영역의 분진은 많은 양이 호흡기에 침착되거나 시정의 감쇄를 야기 시킨다 (Eldering and Cass, 1996 : Anderson et al., 1992). 미국 National Ambient Air Quality Standard (NAAQS)는 1997년 PM2.5 항목의 추가를 공표하였다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.207-207
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• 2020

하천으로 유입된 오염물질의 거동을 정확하게 예측하는 것은 하천 시스템의 수질 유지관리에 매우 중요하다. 본 연구에서는 1차 감쇠율(decay rate)을 가진 비보존성 오염물의 비정상 이송해석 방정식의 해를 위해 유한체적기법이 개발되어졌다. 하천 흐름 해석을 위해 자연형 단면에서의 마름-젖음 해석이 가능한 기법이 도입되었다. 이 기법은 2차-정도의 정확성와 Courant 수가 1 까지 안정함을 보장한다. 도입된 기법은 Godnov 형의 유한체적기법을 이용하여 St. Venant 방정식들을 해석하였고 질량 및 운동량 플럭스는 Roe 형의 Riemann Solver 를 사용하여 연산하였다. 오염물의 이송 해석은 추가적인 이송-확산 방정식을 도입을 통해 기존의 St. Venant 방정식과 함께 풀려질 수 있다. 추가된 방정식과 St. Venant 식은 3×3 eigenstructure를 구성하였고 이는 2차원 흐름해석 기법과 유사하게 해석될 수 있었다. 본 연구 모형의 검증을 위해 오염물의 계속적 주입을 가정한 가상 및 실제 하천에 적용되었다. 연구된 기법은 모든 적용에서 합리적 정확도를 가지고 오염물질의 연속적인 특성을 잘 모의하고 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.635-643
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• 2015

본 연구에서는 인천공항 제2계류장 관제소에 설치될 예정인 AMD에 선형제어알고리즘인 속도피드백 알고리즘을 적용하여 제어효율 및 안전성을 평가하였다. 공장성능시험 결과와 수치해석 프로그램의 해석결과를 비교하여 AMD가 설계의도대로 제어를 수행하는지 여부를 분석하였다. 또한 제어알고리즘에 의한 순수제어력에 추가되는 게인스케줄링과 원점보정신호가 제어력에 미치는 영향을 실험을 통해 확인하였다. AMD의 성능시험 결과 게인스케줄링과 원점보정신호는 제어효율에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였으며, 구조물에 큰 외력이 작용하는 경우에 발생하는 AMD 질량체의 과도한 이동으로 인해 구조물에 손상을 입힐 수 있는 문제에 대한 안전성을 검증하였다. 추가적으로 제어효율지수를 도입하여 AMD의 제어 상태를 모니터링한 결과, 적용된 알고리즘이 효과적으로 구조물을 제어함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.92-99
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• 2005

30톤 추력급 터보펌프에 대한 회전체 동역학 해석이 수행되었다. 연료펌프와 터빈에 의해서 유발되는 공력 및 수력 하중이 볼 베어링과 비접촉식 실의 강성 및 감쇠 예측을 위하여 고려되었다. 임계 속도의 분리 안전 여유와 회전체 부품의 팁 변위를 예측하기 위하여 임계 속도 해석과 질량 불평형 응답 해석이 수행되었다. 정확한 해석을 위하여 3차원 유한요소법을 사용하였고 1차원 전달함수 행렬법의 결과와 비교하였다. 탄성 링을 추가적으로 장착함으로써 베어링 지지부의 강성 제어를 통하여 충분한 공진 분리 여유의 확보가 가능함을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제10권1호
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• pp.9-17
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• 1997

nitrophenol류는 미국 환경청에서 주요 priority 오염물질로 규정하고 있다. 물 중에 존재하는 nitrophenol류의 혼합물을 분석하기 위해 역상 액체크로마토그래피법에 대기압 화학이온화법을 연결한 질량분석기를 이용하였다. 추가적으로, 선택이온 검색법과 cone 전압차분해법(cone voltage fragmentation)을 이용하여 nitrophenol류의 확인에 있어서 감도와 선택성을 높였다. nitrophenol의 분해 형태는 충돌유발분해법인 MS/MS 기법으로 얻어진 분해 형태와 비교하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.210-214
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• 2004

본 연구에서는 한국과 같은 저풍속 지역을 위해 개발된 1kW급 풍력발전 시스템의 시동특성 개선과 출력제어를 위해 용수철과 집중질량을 이용하는 블레이드 피치제어장치의 설계방법을 제안하였다. 이를 위해 먼저 적절한 허브형상을 설계하였으며 출력제어장치의 용수철 강성 및 집중질량 등에 대한 역학적 계산을 수행하였다. 특히 2단 용수철 구조를 적용하여 고피치 시동기능을 추가하였으므로 기존 시스템 보다 운용효율이 개선될 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.75-82
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• 2004

본 논문에서는 응력파 전파를 수치모의할 때 발생하는 수치적인 분산효과를 제거하기 위해 파동방정식에 기초한 일차원 유한요소모형을 이용하여 수치분산오차의 특성을 분석하고 분산오차를 제어할 수 있는 방법을 제안하였다. 질량행렬을 그대로 사용하는 경우와 집중질량행렬을 사용하는 경우에 대한 수치분산오차를 분석하였다. 개발된 분산제어기법은 공간미분항의 시간단계 가중치 및 질량집중도를 조정하는 음해법과 인위적인 분산항을 추가하는 양해법의 두가지 방법이다. 제안된 분산보정기법을 이용하여 계산한 수치해와 파동방정식의 해석해를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 분산보정기법의 타당성을 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.59-59
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• 2011

파랑의 전파와 변형에 대한 연구에는 수심방향으로 적분한 2차원방정식인 완경사방정식과 Boussinesq 방정식을 기반으로 한 수치모형을 이용한 연구가 최근까지 가장 활발하게 진행되어 오고 있다. 그러나 실제 구조물의 설계에는 2차원 수치모형에서 고려할 수 없는 수심방향 유속에 기인한 정확도의 문제로 인해 구조물의 형상과 재원을 설계하기 위한 정교한 수치모형실험이 어려워 주로 수리모형실험에 의존해 왔다. 수리모형실험은 실제 현상을 가장 잘 재현해낼 수 있어 신뢰성이 매우 높지만 다양한 실험을 수행하기가 어렵고 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다. 이에 따라 최근 수심방향으로 완전한 운동방정식인 Navier-Stokes 방정식을 푸는 3차원 수치모형에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이론적으로 매우 우수한 모형이긴 하나 정확도 높은 결과를 얻기 위해서는 매우 조밀한 격자를 필요로 하기 때문에 아직까지 막대한 계산시간이 필요하다는 단점이 있으나 컴퓨터 기술이 급격한 속도로 발전하고 있어 Navier-Stokes 방정식 모형의 적용 가능성은 계속 높아지고 있다. 파랑변형을 다루는 수치모형실험을 수행할 때 외부조파를 사용할 경우 구조물이나 지형에 의해 반사되어 나온 파랑이 조파지점에 도달할 때 실험영역으로 재 반사되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 내부조파기법의 개발에 대한 연구가 필수적이었으며, 자유수면변위를 변수로 사용하는 모형의 경우 그 연구가 매우 활발하게 진행되어 왔다. 한편, Navier-Stokes 방정식 모형의 경우 자유수면변위를 변수로 사용하는 2차원 모형에 비해 상대적으로 연구가 미흡하였다. 본 연구에서는 기존의 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형에 사용된 연속방정식에 질량 원천항을 추가하는 내부조파기법을 도입하여 3차원 수치모형에서 고립파를 내부조파하고, 급경사에서의 고립파의 처오름 및 처내림 현상을 수리모형 실험결과와 비교 및 분석하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 엇갈림 격자체계에서 계산하는 동수압 모형으로서, Two-step projection 기법을 사용하는 유한차분모형을 사용하였다. 본 수치모형은 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(spatially averaged Navier-Stokes) 방정식을 계산하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형으로, 난류 모델링을 위해 Smagorinsky LES 모형을 사용한다. 또한, 압력장의 계산을 위해 Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하였으며, 자유수면 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 수치모형실험이 전체적으로 수리모형실험에서 관측한 파랑의 처오름 및 처내림 현상을 잘 재현하고 있는 것으로 나타났으며, 정량적인 비교를 통해 수치모형의 성능을 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.150-150
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• 2023

기작기반의 역학적 모델과 자료기반의 딥러닝 모델은 수질예측에 다양하게 적용되고 있으나, 각각의 모델은 고유한 구조와 가정으로 인해 장·단점을 가지고 있다. 특히, 딥러닝 모델은 우수한 예측 성능에도 불구하고 훈련자료가 부족한 경우 오차와 과적합에 따른 분산(variance) 문제를 야기하며, 기작기반 모델과 달리 물리법칙이 결여된 예측 결과를 생산할 수 있다. 본 연구의 목적은 주요 상수원인 댐 저수지를 대상으로 수심별 수온과 탁도를 예측하기 위해 기작기반과 자료기반 모델의 장점을 융합한 PGDL(Process-Guided Deep Learninig) 모델을 개발하고, 물리적 법칙 만족도와 예측 성능을 평가하는데 있다. PGDL 모델 개발에 사용된 기작기반 및 자료기반 모델은 각각 CE-QUAL-W2와 순환 신경망 딥러닝 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory) 모델이다. 각 모델은 2020년 1월부터 12월까지 소양강댐 댐 앞의 K-water 자동측정망 지점에서 실측한 수온과 탁도 자료를 이용하여 각각 보정하고 훈련하였다. 수온 및 탁도 예측을 위한 PGDL 모델의 주요 알고리즘은 LSTM 모델의 목적함수(또는 손실함수)에 실측값과 예측값의 오차항 이외에 역학적 모델의 에너지 및 질량 수지 항을 제약 조건에 추가하여 예측결과가 물리적 보존법칙을 만족하지 않는 경우 penalty를 부가하여 매개변수를 최적화시켰다. 또한, 자료 부족에 따른 LSTM 모델의 예측성능 저하 문제를 극복하기 위해 보정되지 않은 역학적 모델의 모의 결과를 모델의 훈련자료로 사용하는 pre-training 기법을 활용하여 실측자료 비율에 따른 모델의 예측성능을 평가하였다. 연구결과, PGDL 모델은 저수지 수온과 탁도 예측에 있어서 경계조건을 통한 에너지와 질량 변화와 저수지 내 수온 및 탁도 증감에 따른 공간적 에너지와 질량 변화의 일치도에 있어서 LSTM보다 우수하였다. 또한 역학적 모델 결과를 LSTM 모델의 훈련자료의 일부로 사용한 PGDL 모델은 적은 양의 실측자료를 사용하여도 CE-QUAL-W2와 LSTM 보다 우수한 예측 성능을 보였다. 연구결과는 다차원의 역학적 수리수질 모델과 자료기반 딥러닝 모델의 장점을 결합한 새로운 모델링 기술의 적용 가능성을 보여주며, 자료기반 모델의 훈련자료 부족에 따른 예측 성능 저하 문제를 극복하기 위해 역학적 모델이 유용하게 활용될 수 있음을 시사한다.