• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.416-417
• /
• 2013

최근 질화물계 발광다이오드(light emitting diode, LED) 소자는 핸드폰, 스마트 TV 등의 디스플레이 분야와 실내외조명, 감성조명, 특수조명 등의 조명분야에 그 응용분야가 급속히 확대되고 있다. 이러한 LED 소자는 에너지 절감과 친환경에 장점을 가지고, 가까운 미래에 조명시장을 대체할 것으로 예상된다. 이를 만족하기 위해서는 현재보다 더 높은 효율을 갖는 LED 개발이 요구되어지고 있는 상황이다. 일반적으로 질화물계 LED 소자의 효율은 내부양자 효율, 광추출 효율 등으로 나타낼 수 있다. 내부 양자효율은 성장된 결정의 질의 개선 및 다층의 이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 80% 이상의 효율을 나타낸다. 그러나 광추출 효율은 이에 미치지 못하고 있다. 이는 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 빛이 외부로 탈출하지 못하고 내부로 반사되거나 물질 안에서 흡수가 일어나기 때문이다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구 그룹들은, 표면에 패턴 형성하여 빛의 전반사를 줄여 그 효율을 올리는 연구결과를 보고하고 있다. 대표적인 방법으로는 wet etching, 전자빔 리소그라피, 나노임프린트 리소그라피, 레이저 홀로 리그라피, 나노스피어 리소그라피 등이 사용되고 있다. 이 중, 나노스피어 리소그라피는 폴리스틸렌 혹은 실리카 등과 같은 나노 크기의 bead를 사용하여 반도체 기판 표면에 단일층으로 고르게 코팅한 마스크로 사용하여 패턴을 주는 방법이다. 이 방법의 장점으로는 대면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있고, 공정비용이 저렴하여 양산하기에 적합하다는 특징이 있다. 나노스피어 리소그라피를 통해서 표면에 생성된 패턴 모양의 각도에 따라서, 식각되는 깊이에 변화에 따라 실험한 결과들은 있지만, 아직까지 크기가 다른 나노입자들의 마스크 이용하여 형성된 패턴 밀도에 따른 광 추출 효과에 대한 연구가 많이 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 크기의 실리카로 패턴을 형성시켜 패턴 밀도에 대한 광추출 효율의 효과에 대해서 조사하였다. 실험 방법으론, DI, 에탄올, TEOS, 암모니아의 순서대로 그 혼합 비율을 조정하여 100, 250, 500 nm 크기의 나노입자를 합성하였고 이것을 질화물계 LED의 표면 위에 단일층으로 스핀코팅 방법을 통해 코팅을 하였다. 그 후 ICP-RIE 방법으로 필라 패턴을 형성하였는데, 그 결과 100 nm SiO2 입자를 이용한 경우 $4.5{\times}10^9$/$cm^2$, 250 nm의 경우 $1.4{\times}10^9$/$cm^2$, 500 nm의 경우 $0.4{\times}10^9$/$cm^2$의 패턴의 밀도를 보여주었다(Fig. 1). 패턴의 밀도에 따라 전계광학적 특성을 확인하여 보았는데, 그 결과는 평평한 표면과 비교하였을 때 100 nm에서 383%, 250 nm에서는 320%, 500 nm에서는 244% 상승하는 결과를 보여주었다(Fig. 2). 이번 실험을 통해서 LED의 광추출 효율은 표면 모양과 깊이 뿐 아니라 밀도가 커질수록 그 효율이 올라간다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.55-55
• /
• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제18권9호
• /
• pp.675-683
• /
• 2018

친환경 건축과 우리나라의 전통문화에 관심이 많아지면서 현대한옥에 대한 관심이 꾸준히 증가하고 있다. 최근 식당, 커피전문점, 숙박업소 등 상업용 현대한옥이 주목을 받으면서 많은 사람들이 직 간접적으로 한옥을 경험한 적이 있으며, 주거용으로 현대한옥 거주에 대한 호감을 갖고 있는 것으로 나타났다. 하지만 한옥은 현대식 공동주택과 비교해 냉 난방 등 에너지관리, 보안, 유지관리 등 현대 생활에 필요한 주택 주요 기능 편의성이 떨어진다. 그런 이유로 한옥에 대한 관심과 호감 증가가 주거용 현대한옥의 실제 주거로 이어지지 않고 있다. 본 연구는 주거용 현대한옥에 스마트홈서비스를 적용하여 불편함을 개선할 방안에 대한 연구로 다음의 방법으로 연구를 진행하였다. 주거용 현대한옥의 유형과 문제점에 대한 사례 및 문헌연구를 통해 종합하였고, 스마트홈서비스의 최근 기술 동향과 현재까지 개발 및 시판된 기술을 선행연구사례와 문헌조사를 통해 알아보았다. 이를 바탕으로 주거용 현대한옥의 불편함을 스마트홈서비스에 적용 시 불편함을 해소해줄 스마트홈서비스의 리스트와 적용 방안을 도출하였다. 본 연구를 통해 주거용 현대한옥을 연구하는 후속 연구자들에게 참고가 될 수 있기를 희망한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.69-74
• /
• 2018

산업사회의 발달과 더불어 신뢰성 높은 양질의 전기에너지와 운전 및 보수의 간편화, 계통 운용의 신뢰성, 안전성 확보가 요구되고 있다. 본 논문에서는 각종 전력설비에서 SF6을 대체하여 사용되고 있는 친환경절연제 $N_2-O_2$ 혼합가스 고체 절연물의 절연파괴특성과 고체절연재로 사용되고 있는 테프론의 연면절연특성을 압력에 따른 특성을 확인하였다. 대기와 비슷한 성분비 일 때 상대적으로 절연파괴특성이 테프론의 연면절연특성이 안정화되며, Paschen 법칙에 의해 평등전계에 가까운 전극중의 기체의 절연파괴전압은 압력에 비례하여 높아지고 있음을 실험을 통하여 확인하였다. 연면절연파괴전압은 압력에 따라 선형적으로 증가하였으며, 혼합가스의 $O_2$ 가스 혼합비에 따라 절연파괴전압의 차이가 발생하였다. 이는 $O_2$ 가스의 전기적 부성기체의 영향과 분자 간 충돌거리에 의해 연면절연파괴전압이 달라졌고, 본 연구에서 분자 간 충돌거리의 영향이 더 크게 작용하였다. 연면절연특성에 따른 테프론에 적용 가능한 절연파괴전압 관계식을 산출하였다. 이러한 결과는 전력설비의 절연설계 시 기초자료로 사용될 수 있을 것이라 생각된다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.52-59
• /
• 2010

지속적인 전력수요 증가에 따라 대단위 발전설비가 증설되고 있다. 특히, 국제적인 친환경 기조에 따라 배전계통 내에 신재생 에너지를 기반으로 하는 분산전원이 급속히 확산되고 있다. 또한, 전력공급의 신뢰도 향상 및 계통 운영의 유연성을 위해서 배전계통이 망상 형태로 점점 복잡해지고 있는 실정이다. 이러한 변화는 사고시의 고장전류 크기를 증가시킨다. 따라서, 앞으로 고장전류는 현재 설치된 차단기의 차단 한계용량을 넘어설 것으로 예상된다. 이를 위한 해결책으로 보호설비의 교체나 용량증대 등을 들 수 있다. 하지만, 기술적 경제적인 측면을 고려해 볼 때 초전도한류기가 그 대안이 될 수 있다. 본 논문에서는 초전도한류기의 최적 위치를 선정하는 기법을 제안한다. 최적 위치는 초전도한류기의 복합배전계통 내 설치 위치에 따른 설비별 고장전류의 저감에 기초해 설비별 고장율을 재산정하고 이를 통한 수용가별 신뢰도 향상을 신뢰도 민감도 지수를 이용하여 산정한다. 또한, 수지형 계통 및 망상형 계통에 제안한 초전도한류기의 최적 위치 기법을 적용함으로써 그 타당성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.311-316
• /
• 2018

최근 현대인들의 삶이 윤택해질수록 실내공기질 (Indoor Air Qulity)의 개선이 강하게 요구되고 있다. 생물학적 공기 오염원(세균, 진균, 바이러스 등)의 제거를 위해서 UV/광촉매 장치 또는 오존발생장치, 항균물질의 도포와 같은 방법을 사용하고 있다. 추가 에너지 소모 또는 높은 부식성과 독성, 낮은 항균력 등의 단점을 가지고 있으며, 이를 보완하기 위하여 항균력을 가진 구리를 이용하여 필터를 제작하였다. 항균동 필터의 항균력 검증을 위하여 2종의 곰팡이 (P. pinophilum, C. globosum) 와 1종의 균 (S. aureus) 에 대한 항균력을 측정하였고, 부유미생물 제거능력을 챔버 단계부터 건물의 공조시설까지 단계별 시험을 실시하였다. 그 결과 2종의 곰팡이에 대해서는 24시간 후 100% 항균력을 나타내었고, 1종의 균에 대해서는 18시간 후 99.9% 항균력을 나타내었다. 단계별 부유미생물 제거능력에서는 챔버와 공기청정기를 이용한 시험에서 항균헤파필터보다 높은 항균력을 나타내었다. 건물의 공조시설을 이용한 시험에서는 공간이 밀폐되지 않았고 지속적인 가동을 하지 않았지만 설치 후 약 2주 후부터 항균 효과가 나타나는 것으로 확인하였다. 항균동 필터의 항균력 검증 결과 제작 방법 및 소재의 연구가 더욱 필요하지만 항균 필터로써 충분한 항균력을 가진 것으로 판단된다.

• 한국항만경제학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.99-114
• /
• 2020

해외 선진항만들은 컨테이너 터미널을 중심으로 터미널의 완전자동화뿐만 아니라 스마트화를 추진하고 있다. 스마트항만은 항만 자동화를 포함한 4차 산업혁명 기술의 도입으로 항만 운영의 효율성 증대 및 이익 극대화, 효율적인 에너지 사용 및 친환경 항만 구축 등을 지향하는 포괄적인 개념으로 정의할 수 있다. 그러나 우리나라의 경우 4차 산업혁명 기술을 항만에 도입하기 위해 노력하고 있으나, 해외 선진항만에 비해 다소 미흡한 것으로 지적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 통해 비용, 서비스, 시간, 안전·환경 등 스마트항만의 도입 결정요인을 도출하여 광양항 컨테이너부두 운영자와 이용자들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 이를 통해 스마트항만의 도입 결정요인과 도입의 찬성과 반대 의견에 있어 항만 운영자와 이용자의 조절변수가 투입되었을 때의 조절효과를 분석하였다. 분석 결과, 비용, 시간, 안전·환경요인에서 항만 운영자와 이용자의 조절효과가 있는 것으로 분석되었으나, 서비스 요인에서 조절효과가 없는 것으로 분석되었다. 이처럼 항만 운영자의 경우 스마트항만 구축으로 효율적인 작업 및 시간 관리, 안전사고 감소 등을 통해 비용을 절감하고자 하나, 항만 이용자의 경우 스마트 항만이 가져올 부정적인 효과가 반영되었다고 판단된다. 본 연구는 조절회귀분석을 통해 연구의 결과를 도출하였으며, 결론에서 스마트항만 도입의 시사점을 제시하였다.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.92-104
• /
• 2017

기존의 도로교통의 속도관리 목표는 이동성 및 안전성 개선을 목표로 운영되어 왔으며, 환경적 측면과 에너지 효율 측면에 대한 고려는 미미하였다. 하지만, 최근 들어 기후변화로 인한 경제적 피해규모가 증가하고 있으며, 외부적 여건변화에 따라 환경가치는 상승할 것으로 예상된다. 또한, 교통부문에서의 탄소배출량 저감정책은 개인교통수단에서 대중교통으로 의 전환 및 친환경자동차 개발에만 집중되어있어 상대적으로 도로운영의 개선을 통한 저감 노력이 부족하다는 평가를 받았다. 향후 우리나라의 자동차 보유대수는 증가할 것으로 예상되므로 이에 대한 적응전략 및 대비책이 필요한 시점이다. 이를 위해서는 기존의 이동성 중심의 도로운영 정책에서 환경측면을 고려한 정책으로, 도로운영의 패러다임 전환을 통해 구현할 수 있을 것으로 판단된다. 교통운영 측면에서 온실가스 배출량을 저감하기 위해서는 현재 도로상에서 어느 정도 온실가스가 배출되는지를 실시간으로 모니터링 할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 실시간으로 수집되는 교통자료를 이용하여 5분 후의 상태를 예측하고 이를 통해 실시간 온실가스 배출량 모니터링 시스템을 구축할 수 있는 방법론을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.233-239
• /
• 2013

신재생, 친환경 에너지에 대한 관심의 증가로 최근 상당수의 풍력 발전기가 설치되고 있다. 특히, 육상과 달리 부지 확보의 어려움도 없고 고품질의 바람을 얻을 수 있다는 점에서 해상 풍력 발전기가 더욱 주목을 받고 있다. 이와 같은 장점을 가진 해상 풍력 발전기는 육상의 조선소 등에서 제작된 후, 해상 크레인을 이용하여 운용 지점까지 이송되어 설치되는데, 이때 그 크기의 거대함과 고가라는 이유로 무엇보다 안전이 보증되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 해상 풍력 발전기의 이송 및 설치 시 안전성을 보증하기 위한 근거로서, 다물체계 동역학 기법을 활용하여 해상 크레인에 연결된 해상 풍력 발전기의 동역학 해석을 수행하였다. 그 결과, 본 기법이 해상 풍력 발전기의 이송 및 설치방법에 대한 검증용으로 충분히 활용 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.146-154
• /
• 2011

국내 건설기업은 1960년대 처음으로 해외건설시장에 진출한 이래 지속적으로 성장해왔으며 2010년에는 해외건설시장에서 716억 달러를 수주하는 등 국가 경제에 많은 기여를 해왔다. 특히 플랜트산업의 경우 2010년에 사상 최대인 574억 달러를 수주하여 전제 해외건설 수주금액의 80% 이상을 차지하였다. 그럼에도 불구하고 국내 건설기업은 해외 선전기업에 비해 설계단계의 기술경쟁력 부족 및 사업관리 능력의 부족으로 해외 플랜트 사업을 수행하는데 있어 어려움이 크다. 본 연구는 최근 국제 유가의 상승, 에너지 수요의 증가, 친환경 건설에 대한 관심의 증가로 시장규모가 확대되고 있는 해외 LNG 플랜트사업의 수익률 안정을 위해 설계단계의 리스크를 규명하고, 이를 보다 합리적으로 평가하기 위한 방법을 제시하였다. 본 연구의 결과로서 첫째, 기존문헌의 분석, 기업 설계보고서, 전문가 인터뷰를 통해 해외 플랜트 설계단계에서 총 57개 리스크 요인을 도출하였다. 둘째 기존의 우선순위 평가방법(이축, PI)에 플랜트의 특성을 반영 할 수 있는 조정지수(Coordination Index, CI)를 추가하여 해외 LNG 플랜트 설계단계에 보다 적합한 삼축(PIC)우선순위 평가방법을 제시하였다. 마지막으로 전문가 설문조사 및 인터뷰를 통해 삼축 평가방법의 적절성 및 실무 적용성을 확인하였다. 따라서 국내 건설기업이 자신의 경험을 바탕으로 본 연구에서 제시된 리스크 요인과 평가방법을 해외 LNG 플랜트 설계단계에 적용한다면, 보다 합리적이고 객관적인 리스크 관리가 가능할 것으로 기대된다.