• 제목/요약/키워드: 축소모형 실험

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주기적 충격하중을 받는 강 구조물의 구조건전성 평가 (Evaluation Using Dynamic Characteristic of Steel Structures under Periodical Impact Loads)

  • 김강석;나환선;이현주;이강민;유경석
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.120-128
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    • 2011
  • 변전소 구조물은 가스절연개폐기의 개폐로 유발되는 주기적인 충격하중을 받게 된다. 이러한 주기적인 충격하중은 구조물의 노후화 및 열화를 가속화하여 구조물의 일부 부재 혹은 전반적인 강성 감소를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 주기적인 충격하중이 구조물에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 손상 정도를 평가하는 방법을 선정하고자 한다. 따라서, 개략적인 손상 정도를 파악할 수 있는 효율적인 방법으로 인지되고 있는 시스템식별기법을 선정하였다. 선정된 기법에 대한 신뢰성을 검증하기 위해 3층 1경간 축소 모형을 대상으로 모의 손상실험 및 해석을 통해 모드형상 및 고유진동수를 산정하고 결과를 비교하였다.

풍속계와 Motor-Generator 세트를 이용한 DFIG 풍력발전시스템 하드웨어 시뮬레이터 개발 (Development of Hardware Simulator for DFIG Wind Power System Composed of Anemometer and Motor-Generator Set)

  • 오승진;차민영;김종원;정종규;한병문;장병훈
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.11-19
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    • 2011
  • 본 연구에서는 풍력발전시스템의 다양한 특성들을 고려한 DFIG풍력발전시스템 하드웨어 시뮬레이터를 개발하였다. 개발한 하드웨어 시뮬레이터는 유도전동기를 이용한 풍력터빈 모델과 이중여자 유도발전기 그리고 컨버터와 인버터로 구성된 Back-to-Back컨버터로 구성되었다. 특히 풍력터빈 시뮬레이터는 풍속계를 이용하여 실시간으로 풍속을 측정하고 측정된 바람으로 블레이드의 특성을 모의하였다. DFIG풍력발전 시뮬레이터에서 생산되는 전력은 MPPT제어를 수행하는 MSC(Machine Side Converter)와 DC link전압을 일정하게 제어하는 GSC(Grid Side Converter)에 의해 계통에 연계되어 운전한다. 제안하는 시스템은 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 하였으며, 축소모형실험을 통해서 성능을 검증하였다.

아시아 대륙충돌의 개별요소 시뮬레이션 (Discrete element simulations of continental collision in Asia)

  • Tanaka Atsushi;Sanada Yoshinori;Yamada Yasuhiro;Matsuoka Toshifumi;Ashida Yuzuru
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제8권1호
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    • pp.1-6
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    • 2005
  • 조립질 물질을 이용한 축소모형실험(예를 들어 모래상자실험)을 다양한 크기의 많은 지질학적 문제에 성공적으로 적용되어왔다. 이러한 물리적 실험은 개별요소법(DEM)을 이용하여 수치적으로도 수행될수 있다. 이연구에서는 현재 지구상에서 가장 중요한 지구조적 과정 중의 하나인 인도판과 유라시아판의 충돌문제를 시뮬레이션하기 위해 개별요소법을 적용하였다. 개별요소 시뮬레이션은 구조지질학뿐만 아니라 토질역학, 암석역학 등의 다양한 동역학적 분야에 적용되어왔다. 조사대상이 많은 작은 입자들의 조합으로 가정되기 때문에 개별요소 시뮬레이션은 거대하고 불연속적인 변형이 일어나는 대상을 다룰 수 있다. 그러나 DEM 시뮬레이션에서는 개개 입자에 대한 입력변수들과 전체 물성의 관계에 대해 거의 알려져 있지 않기 때문에 입력 변수들의 타당성을 검증하기 어려운 경우가 자주 있다. 그러므로 이전의 연구들에서는 시행착오에 의해 입력변수를 조정하여만 하였다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여, 이 연구에서는 개별요소 시뮬레이션에 수치적인 이축 시험을 도입하였으며, 이러한 수치 시험 결과를 이용하여 충돌 모델에 사용되는 입력변수의 타당성을 검토하였다. 결과적인 층돌 모델은 동 아시아에서 관측되는 실제 변형과 매우 비슷하며, GPS 자료 및 동 아시아의 원위치 응력자료와 잘 대비된다.

모래지반에서 버켓기초 설치에 의한 지반교란 평가 (Evaluation of Soil Disturbance Due to Bucket Installation in Sand)

  • 김재현;이승태;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권11호
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    • pp.21-31
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    • 2018
  • 버켓기초(bucket foundation)는 해상 구조물 지지를 위해 사용되는 구조물로 간편하고 빠르게 지반에 설치할 수 있어 종래의 기초를 대체하여 해양에서 널리 활용되고 있다. 버켓기초는 기초 자중과 버켓 내부의 물을 외부로 배출시킴으로써 발생하는 내외부 압력차를 이용해 설치된다. 버켓기초가 모래지반과 같이 투수성이 높은 지반에 설치될 경우에는 석션압에 의해 버켓 외부지반에서 내부방향으로 침투수류(seepage flow)가 형성된다. 석션압에 의해 발생하는 상향의 침투수류는 내부지반의 유효응력을 감소시켜 버켓기초의 관입저항력을 낮추는 역할을 하지만 내부지반이 연약해 지고융기(heaving)되는 현상이 발생할 수 있다. 이는 버켓기초가 목표 깊이까지 설치되는 것을 저해하고 장기거동에 영향을 줄 수 있다. 하지만 현재까지도 이에 대한 연구가 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 축소모형실험을 통해 버켓기초 설치 중 발생하는 석션압과 지반 교란현상을 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 버켓기초의 선단부 두께, 관입속도와 자중이 각각 석션설치 및 지반교란에 미치는 영향을 실험적으로 확인하고 교란된 지반의 물성을 추정하였다.

상부 응력이 수평 압밀 그라우팅 구근 형상에 미치는 영향: 2차원 축소 모형 실험 연구 (Effect of Overburden Stress on Bulb Shapes of Horizontal Compaction Grout in Loose Sand: 2D-scaled Experimental Study)

  • 주현우;백승훈;권태혁;한진태;이주형;유완규
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권12호
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    • pp.107-116
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    • 2020
  • 압밀 그라우팅 공법은 액상화 취약 느슨한 사질토 지반의 보강에 널리 사용되고 있다. 특히 기존에 상부 구조물이 있는 지반의 경우, 압밀 그라우팅 수직 주입이 불가능하여, 수평 주입이 대안으로 제시되고 있는 상황이다. 현재 대부분 이론과 실험은 압밀 그라우팅의 수직 주입 공법을 다루고 있는 반면, 수평 압밀 그라우팅 공법에 대한 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 수평 압밀 그라우팅 공법에 대한 실내 2차원 실험을 통해 상부 구조물이나 주입 심도를 대변하는 상부 응력에 따른 그라우트 구근 형상과 팽창 방향을 분석하였다. 그 결과 그라우트 구근의 단면은 응력 이방성과 느슨함의 정도에 따라 주로 타원형으로 팽창함을 발견하였다. 특히, 낮은 상부 응력과 낮은 상대 밀도의 조건에 수평축이 긴 타원형으로 수평 방향으로 발달하였고, 상부 응력과 상대 밀도가 증가함에 따라 그 형상이 원형에 가까워지고 수직 방향으로 팽창하였다. 본 연구를 통해 수평 압밀 그라우팅 공법의 구근 팽창에 대한 이해가 높아지고 나아가 보다 정확하고 효율적인 현장 시공 설계가 가능할 것으로 기대된다.

제주도 연안 정치망 조업시스템 개발에 관한 연구 - I. 모형어구에 의한 각망과 낙망의 어획성능 비교 - (Studies on the Development of the Fishing System of Set Net in the Coast of Jeju Island - I. Comparative of Fishing Efficiency of Rectangular Set Net and Pound Net by the Model Net -)

  • 김종범;김석종
    • 수산해양기술연구
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    • 제37권3호
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    • pp.223-231
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    • 2001
  • 제주도 연안 정치망의 어획성능을 향상시키기 위한 어구구조개량과 조업방식의 생력화에 대한 기초자료를 제공할 목적으로 현재 제주도 연안 정치망 어장에 부설하여 조업을 행하고 있는 각망어구와 낙망어구의 어획성능을 비교하기 위해서 이들 실물어구를 1/30로 축소하고 제작한 모형어구를 이용하여 수조실험을 실시하고 고등어어군, 전갱이 어군, 독가시치 어군의 입·출망 행동을 관찰하고 해석하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 1. 어군의 입망율은 경과시간 60초일 때 각망어구에서는 고등어 50%, 전갱이 18%, 독가시치 28%였고, 낙망 어구에서는 고등어 70%, 전갱이 60%, 독가시치 30%였다. 2. 어군의 출망율은 경과시간 60초일 때 각망어구에서는 고등어 70%, 전갱이 40%, 독가시치 24%였고, 낙망어구에서는 고등어, 전갱이가 각각 0%, 독가시치가 3%였다. 3. 어군의 잔존율은 경과시간 60초일 때 각망어구 에서는 고등어 30%, 전갱이 60%, 독가시치 76%였고, 낙망어구에서는 고등어, 전갱이가 각각 100%, 독가시치가 97%였다.

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주시 토모그래피와 음향 2차원 전파형 역산의 적용성에 관한 연구 (Acoustic 2-D Full-waveform Inversion with Initial Guess Estimated by Traveltime Tomography)

  • 한현철;조창수;서정희;이두성
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제1권1호
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    • pp.49-56
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    • 1998
  • 탄성파토모그래피는 고해상의 자료분석을 필요로 하는 환경이나 토목 등 공학적 응용분야에서 지하구조를 결정하기 위해 널리 사용되는 방법이다. 지금까지의 탄성파토모그래피는 대부분 주시역산에 의존해 왔으나 최근에는 파형정보를 이용하는 역산기법들이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 파형정보를 이용하여 음파 매질에서의 이차원 전파형 역산 알고리듬을 개발하였다. 전파형 역산은 Born역산의 약산란장 가정이나 주시역산의 고 주파수 가정이 필요 없는,분해능이 가장 좋은 방법이다. 그러나 초기추정값이 실제 모델과 많이 다를 경우 국부 최소값에 빠진다는 단점이 있다. 본 연구에서는 주시 역산을 통해 배경값을 추정하고 이를 초기추정 값으로 주어 전 파형 역산을 수행하는 알고리듬을 개발하였다. 본 알고리듬을 인공탄성파자료에 적용한 결과, 주시 역산 결과를 전파형 역산의 초기치로 사용할 경우 오차의 수렴속도가 매우 빠르고 분해능이 뛰어난 영상을 제공함을 확인할 수 있었다. 이는 주시역산을 통한 배경값 추정이 전파형 역산의 국부 최소값 문제와 계산 시간의 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방안임을 시사한다. 또한 축소모형실험자료에 대하여 본 알고리듬을 적용한 결과 재구성된 속도구조가 실제 모형과 잘 일치함을 알 수 있었고, 이를 통하여 현장자료에 대한 적용가능성을 확인하였다.

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긴 파이프로 이뤄진 세장형 부이 구조물의 파랑 중 생존성에 관한 모형시험 및 수치해석 연구 (An Experimental and Numerical Study on the Survivability of a Long Pipe-Type Buoy Structure in Waves)

  • 권용주;남보우;김남우;박인보;김시문
    • 한국항해항만학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.427-436
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    • 2018
  • 본 논문에서는 긴 파이프 이뤄진 세장형 부이 구조물의 파랑 중 거동특성에 관한 모형시험과 수치해석 연구를 수행하였다. 대상 부이 구조물은 긴 파이프를 기본 뼈대로 하여, 상부구조물, 부력재, 중력식 앵커로 구성된 아티큘레이트(Articulated)형 부이 구조물이다. 대상 해역인 서해에서의 본 부이 구조물의 생존성을 평가하기 위하여, 축척비 1/22의 축소 모형을 제작하여 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 일련의 모형시험을 진행하였다. 이 때 50년 재현주기의 극한파 조건을 고려하였으며, 또한 조류 및 주기 효과를 검토하기 위하여 추가적인 실험을 수행하였다. 생존성 평가를 위한 주된 평가항목으로는 구조물의 거동, 앵커 지지력, 침수 횟수를 고려하였다. 모형시험 결과와의 상호검증을 수행하기 위하여 상용계류해석 프로그램인 OrcaFlex를 이용하여 수치 시뮬레이션을 병행하였다. 평가결과로써 먼저 조위차에 따른 본 부이 구조물의 거동 특성에 대해 살펴보았다. 고조위와 저조위 조건에서의 종동요 응답, 앵커지지력의 변화를 살펴보았으며, 수치 시뮬레이션 결과와의 직접 비교 검토하였다. 두 번째로는 파도 주기와 조류의 유무에 따른 부이 구조물의 응답 특성 변화에 대해 고찰하였다. 세 번째로는 상부구조물의 침수와 관련하여 비디오 분석을 통한 침수 횟수를 수치해석 결과와 비교 제시하였다. 마지막으로 모형시험에서 직접 계측하지 못한 구조응답과 관련하여 수치 시뮬레이션 결과를 제시하고, 극한파 중 구조적 안전성에 대해서 논하였다. 일련의 생존성 평가 연구를 통하여 본 부이 구조물의 극한파 중 거동 특성에 대해 살펴볼 수 있었으며, 파도, 조류, 조위차에 따른 민감도 특성을 통해 본 부이구조물의 취약점 및 활용성에 대해 고찰해 보고자 하였다.

천단 및 막장면 수평보강에 의한 토사터널 보강효과 - 실대형실험 (Reinforcing Effects around Face of Soil-Tunnel by Crown & Face-Reinforcing - Large Scale Model Testing)

  • 권오엽;최용기;우상백;신종호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.71-82
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    • 2006
  • NATM 터널의 갱구부와 갱내의 연약층 구간에는 굴착 보조공법으로 대부분 강관이나 유리섬유보강(Fiber-glass Reinforced Plastic)관에 의한 그라우팅공법이 적용되고 있다. RPUM이나 UAM으로 알려져 있는 이러한 공법으로 굴착전 막장면 천단을 선보강하여 굴착 시 주변지반의 안정을 확보할 수 있다. 특히 지반이 연약하여 자립이 어려운 경우 최근에는 막장면 천단 뿐 아니라 막장면 수평보강을 실시하여 터널 및 주변지반의 안정성을 확보하는 추세에 있다. 이러한 막장면 천단 및 수평보강 형태에 따른 보강효과는 현재 일부 수치해석적 방법과 실내 축소모형실험에 의해 연구된 바 있으나, 이러한 연구들은 복잡한 경계조건을 필요로 할 뿐 아니라 실제 터널굴착 및 보강단계를 적절히 모사할 수 없는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 RPUM시공을 재현하는 실대형 모형실험을 행하였다. 본 실험은 대형 토조를 제작하고 단계별 굴착과 상재하중을 재하하여 사질토지반 내 터널 천단보강 및 막장면 수평보강형태(무보강, 천단보강, 천단보강+막장면 수평보강, 막장면 수평보강)에 따른 막장면 주변지반 보강효과를 살펴보았다. 실험결과, 막장면 수평보강만으로도 주변지반 침하와 터널 반경방향 변위에 대한 상당한 억제효과를 확인할 수 있었다. 굴진방향과 평행한 종방향의 연직응력 변화를 측정한 결과 막장면 전방 $0.5D{\sim}1.0D$ 지반에 응력이 집중되어 막장면 선행보강의 필요성이 입증되었다. 천단보강재인 FRP관의 축력과 휨모멘트를 측정한 결과 대부분이 막장면으로부터 0.75D 위치에서 최대값이 측정되어 천단보강재 최소길이는 1.0D이상이 되어야 할 것이다. catalase와 peroxidase는 SOD나 APX는 달리 단일 밴드 또는 주요 밴드가 있고 높은 활성을 보여 정제시 유리하게 작용할 것으로 보인다. prospects will be also discussed.behaviors to ferromagnetic behavior was observed. Tunneling barrier called "decay length for tunneling" for the films having the thickness of Co layer from 1.4 to 1.6 nm was measured to be ranged from 0.004 to 0.021 ${\AA}$$\^$-1/.문에 기업간 관계를 연구하는 측면에서는 탐험적 연구성격이 강하다. 더 나아가 본 산업의 주된 연구가 질적이고 기업내부만을 연구했던 것에 비교하면 시초적이라고 할 수 있다. 또한 관계마케팅, CRM 등의 이론적 배경이 되고 있는 신뢰와 결속의 중요성이 재확인하는 결과도 의의라고 할 수 있다. 그리고 신뢰는 양사 간의 상호관계에서 조성될 수 있는 특성을 가진 반면, 결속은 계약관계 초기단계에서 성문화하고 규정화 할 수 있는 변수의 성격이 강하다고 할 수가 있다. 본 연구는 복잡한 기업간 관계를 지나치게 협력적 측면에서만 규명했기 때문에 많은 측면을 간과할 가능성이 있다. 또한 방법론적으로 일방향의 시각만을 고려했고, 횡단적 조사를 통하고 국내의 한 서비스제공업체와 관련이 있는 컨텐츠 공급파트너만의 시각을 검증했기 때문에 해석에서 유의할 필요가 있다. 또한 타당성확보 노력을 기하였지만 측정도구 면에서 엄격한 개발과정을 준수하지는 못했다

중학교 과학교과서의 비교분석 (Comparative Analysis of the New and Old Secondary School Science Textbooks)

  • 김성진;박승재
    • 한국과학교육학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.49-61
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    • 1985
  • 본 논문은 1981년 교육과정이 개정된 새로 편찬된 중학교 과학교과서가 학교 현장에서 효율적으로 사용되고, 앞으로의 교과서 연구와 편찬을 위한 기초 자료를 제공하려는 목적에서 신 구 과학 교과서를 문헌 연구를 통해 비교하고 분석하였다. 연구 영역은 중학교 교육 과정의 과학과 교육목표와 교과서의 기능에 비추어 5개 범주로 구분하였다. 교과내용 면에서는 신 구 과학 교과서에 수록된 주요 개념과 내용을 비교하여 개념체제와 내용 전개방식에서 변화한 점을 밝혔고, 탐구과정에 대해서는 로미의 방법을 이용하여 신 구 과학 교과서의 본문에 대하여 학생의 관련 지수를 구하고 분석하였다. 구성체제 면에서는 신 구 과학교과서의 단원 구성 체제와 그에 포함된 요소들을 단원 구성 체제의 일반적 모형에 비추어 비교하고 분석하였으며 학습 난이도에 대해서는 신 구 교과서의 내용을 비교하여 중학생의 지적 발달 수준을 넘어서는 내용의 삭제정도를 조사하였고, 제작 사항에서는 신 구 과학 교과서의 쪽수, 판형, 활자, 인쇄, 지질, 색도, 여백, 제본 등을 비교하고 기존 연구 결과에 비추어 논의하였는데 그 결과는 다음과 같다. 신 구 과학 교과서의 개념 체제에는 큰 변화가 없으나 각 학년에 물리, 화학, 생물, 지구과학 분야가 한 단원씩 수록됨에 따라 구 교과서의 단원이 축소 통합되어 관련 단원의 내용이 줄어들었고 내용 배열에 변화가 있었다. 교과 내용의 전개방식에서 구 과학 교과서가 실험, 관찰, 고찰을 통해 학생 스스로 주요 개념을 탐구하도록 한데 반해 신 교과서는 실험, 관찰의 수를 줄이고 대신 학생의 경험과 친밀한 자료를 많이 도입하여 주요 개념들을 설명하고 있다. 탐구과정 면에서 본문에 대한 로미의 관련 지수가 구 교과서 1, 2, 3학년용이 0.43, 0.48, 0.24로 1, 2학년용이 비교적 탐구적인 교과성미에 반해 신 교과서 1, 2, 3학년용이 관련지수는 0.16, 0, 11, 0.09로 신 교과서가 구 교과서에 비해 탐구적인 면이 떨어지고, 사실과 설명 위주의 교과서라고 판단된다. 구성체제 면에서 신 과학 교과서는 구 과학 교과서에 비해 도입부분을 강조하고 학습 내용을 보충 심화할 수 있는 기회를 더 많이 제공하고 있으며 삽화나 참고자료의 수를 늘이고 새로 '읽을거리'를 수록함으로써 독해가 용이하도록 하고, 학생의 관심과 흥미를 유발하려 하고 있다. 학습 난이도 면에서 신 교과서는 구 교과서에 있던 정량적인 실험과 수식의 일부를 삭제하고, 단원을 축소하고 해설을 늘렸으며, 학년간의 내용 배열 조정을 통해 학습자의 수준에 알맞도록 구 교과서의 내용을 재조직하고, 내용전개 과정에서 중학생의 지적 발달 단계를 넘어서는 방식을 부분적으로 지양함으로써 학습 난이도를 줄이고 있다. 제작사항에서 신 과학 교과서는 구 과학 교과서에 비해 판형이 커지고 지질이 향상되고 여백이 넓어지고, 제본방식이 바뀌었으나 그 외의 요소들은 변화가 없다.

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