• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권1호
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• pp.86-94
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• 2021

PCB 기반 전개형 태양전지판은 경량화 및 전기적 연결의 용이성으로 주로 큐브위성에 사용되나, 태양전지판의 면적이 증가할수록 발사환경에서 유발되는 굽힘거동이 증가하기 때문에 태양전지셀의 구조건전성 보장에 한계가 있다. 종래에는 태양전지판의 강성증가를 통해 굽힘거동을 최소화하고자 알루미늄 및 복합재 기반의 보강재를 또는 태양전지판을 적용하였지만, 태양전지판의 부피 및 무게 증가로 제한적인 설계요구조건을 가진 태양전지판의 단점으로 작용한다. 본 연구에서는 점탄성 테이프로 다층 박판을 적층하여 고댐핑 특성 구현이 가능한 6U 규격의 고댐핑 적층형 태양전지판을 제안하였다. 제안된 태양전지판의 기본특성파악을 위해 자유감쇠시험을 수행하였으며, 인증수준의 발사진동시험을 통해 설계유효성을 입증하였다. 또한, 시험결과를 토대로 일반 PCB 태양전지판과 고댐핑 적층형 태양전지판의 진동특성을 예측하고 비교분석을 수행하였다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.69-78
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• 2021

팜유(palm oil)와 캐슈넛 껍질액(cashew nut shell liquid, CNSL)과 같은 식물유는 한국에서 수송용 바이오-디젤 혹은 발전용 바이오-중유의 주요 원료로서 사용되고 있다. 그러나, 이들은 탄화수소의 이중결합에 의한 높은 불포화도와 더불어 카르복실산에 기인한 높은 산소의 함량으로 인하여 연료유로서의 적용 범위에 한계가 있다. 이러한 관점에서, 본 연구는 팜유와 CNSL이 1/1 v/v%으로 이루어진 혼합 바이오오일에 포함된 불포화탄화수소를 포화시키고 산소 성분을 제거하기 위한 수소화처리 반응을 단일금속촉매(Ni과 Cu)와 이원금속촉매(Ni-Zn, Ni-Fe, Ni-Cu Ni-Co, Ni-Pd와 Ni-Pt) 들을 적용하여 완화된 반응조건(온도 250 ~ 400 ℃, 압력 5 ~ 80 bar와 LHSV 1 h-1) 하에서 수행하였다. Ni 활성성분에 대한 귀금속과 전이금속의 첨가는 수소화반응(HYD)과 탈산소반응(HDO)의 두 반응에 대한 활성을 증가시키는 시너지 효과를 보였다. 가장 활성이 뛰어난 유망한 촉매는 Ni-Cu/��-Al2O3으로서 Ni/Cu의 원소비가 9/1 ~ 1/4의 넓은 범위에서 HYD반응과 HDO반응에 대한 전환율이 각각 90 ~ 93%와 95 ~ 99%을 보였다. 이와 같이 Ni/Cu의 원소 비율이 넓은 범위에서 일정한 촉매반응활성을 보임에 따라 전형적인 구조비민감성 반응임을 알 수 있다. 그리고, 수소화처리 반응에 의해 정제된 혼합 바이오오일은 원료 혼합 바이오오일에 비해 요오드가, 산가 및 동점도가 크게 낮아졌으며, 고위발열량은 약 10% 증가되었다.

• 환경영향평가
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• 제30권4호
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• pp.215-224
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• 2021

본 연구에서는 제련소 주변 납 오염 현장 토양의 위해성 저감을 위한 안정화 적용 효과를 알아보고자 대표적인 상업용 안정화제를 적용 후 안정화 전후의 토양 중 납의 용출 안정성을 TCLP (Toxic Characteristic Leaching Procedure)와 SPLP (Synthetic Precipitation Leaching Procedure) 용출시험을 통해 평가하였으며, 안정화 후 토양내 납의 존재형태 변화를 연속추출(sequential extraction procedure)분석을 통하여 파악하였다. 중금속 오염 토양 안정화 성능을 보유하고 있으며 대량으로 공급이 용이한 안정화제인 석회석, AC-2 (Amron), Metafix (Peroxychem)을 후보로 선정하였다. XRD 분석 결과 AC-2는 CaCO₃, MgO의 결정성을 가지고 있었으며, Metafix는 Fe₇S₈의 결정성을 보유하는 것으로 확인되었다. 안정화 후 토양의 SPLP 용출 시험에서는 대부분의 모든 안정화제 적용 조건에서 국내 환경부 먹는물 기준을 만족하였으며 TCLP 용출시험결과에서는 77.0%의 높은 안정화 효율을 보여주었다. AC-24%와 Metafix 4% 적용에서 SPLP 용출액 중 납의 농도를 검출 한계치 이하로 저감되었으며 TCLP 기준 안정화 효율이 90% 이상인 것으로 확인되었다. 연속추출 결과 Metafix 적용 토양은 이동성이 높은 1, 2단계의 분획 비율이 감소하고 가장 안정한 5단계의 분획 비율이 증가되는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 종합하였을 때 안정화 효과가 높은 순서는 Metafix>AC-2>석회석인 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제31권2호
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• pp.165-178
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• 2021

자연사면을 대상으로 강우에 따른 침투해석 및 사면안정해석을 통하여 사면토층의 흙-함수특성곡선(SWCC) 맞춤계수에 따른 안정성의 영향을 평가하였다. 연구 대상사면의 토질시료를 채취하여 토층의 물리적, 역학적 및 불포화 특성을 실험하였다. 현장조건의 흙-함수특성곡선(SWCC)의 맞춤계수 α 및 n을 변화시켜 침투해석을 통한 포화심도를 산정하였으며, 이를 고려하여 한계평형해석기법을 이용한 사면안정해석을 수행하였다. 강우에 의한 침투해석 결과에 따르면 맞춤계수 α가 감소함에 따라 토층 내 포화심도가 급격하게 증가하며, 전체 토층에 대한 포화시간도 짧아지는 것으로 나타났다. 그리고 포화심도를 고려한 사면안정해석결과에 의하면 맞춤계수 α가 감소함에 따라 사면안전율은 급격하게 감소하지만, 맞춤계수 n을 증가시키더라도 사면안전율의 변화는 매우 작은 것으로 나타났다. 따라서 강우침투로 인한 포화심도와 이를 고려한 사면안정성은 흙-함수특성곡선(SWCC)의 맞춤계수 α에 크게 영향을 받으며, 맞춤계수 n의 영향은 상대적으로 매우 작음을 알 수 있다.

• 멤브레인
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• 제31권6호
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• pp.371-383
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• 2021

음이온 교환막은 수소를 생산할 수 있는 수전해와 수소 연료를 사용하여 전기 에너지를 사용할 수 있는 연료전지 시스템에 사용될 수 있다. 음이온 교환막은 알칼라인 조건에서 수산화 이온(OH^-) 전도를 기반으로 작동한다. 하지만, 음이온 교환막은 상대적으로 낮은 이온 전도도와 알칼라인 안정성을 보이기 때문에 아직 수전해 및 연료전지에 상용화되는 데 한계가 존재한다. 이를 해결하기 위해서는 고분자 구조를 합리적으로 설계하여 새로운 음이온 교환막 소재를 개발하는 것이 필수적이다. 특히, 고분자의 물성, 이온전도도, 그리고 알칼라인 안정성이 우수하게 유지될 수 있도록 고분자 구조 및 합성 방법 등을 제어하여 한다. 음이온 교환막 중에서 Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO) 기반의 소재는 상용화 되어 접근이 용이하다. 또한, 다른 고분자에 비해 상대적으로 기계적인 특성 및 화학적 안정성이 높아 음이온 교환막 개발에 자주 사용되고 있다. 본 총설에서는 음이온 교환막에서 사용되는 PPO 기반의 고분자 소재 개발 전략 및 특성에 대해서 소개하고자 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.73-84
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• 2021

최근 지구온난화에 따른 이상 기후 현상으로 세계적으로 환경 문제에 관한 관심이 높아지고 있다. 기후변화에 적극적으로 대응하기 위해 전 지구적인 노력이 이어지고 있으나, 여전히 화석연료의 의존도는 매우 높다. 특히, 북극권은 막대한 양의 화석연료와 광물자원이 매장되어 있어 개발과 건설 사업이 활발히 추진되고 있다. 북극권 자원(석유·가스자원) 개발 사업의 참여 및 협력은 우리나라 에너지·자원 공급의 대안 중 하나라 할 수 있다. 북극권 자원 개발은 극한 기후에 따른 열악한 개발 환경과 기술적 한계, 자원 개발에 따른 환경 문제, 사회적 영향 등 일반적인 자원 개발과 비교해 사전에 면밀한 검토가 요구되고 있다. 본 논문에서는 북극권 자원 개발 및 건설 활동 추진을 위해 북극해 연안 국가들의 기후변화 대응 법규 및 지침을 고찰하였다. 또한, 북극권 자원 개발 사업을 위해 필요한 영구 동토층의 지반 안정화 기술, 극한의 기후 조건에 작동하고 자원 개발의 효율성을 높일 수 있는 기술 사례 등을 조사하고 분석하였다. 본 연구의 조사·분석 결과는 자원 개발 사업의 성공적 추진과 운영을 좌우하는 새로운 리스크 요인에 대응하는 전략수립 등에 활용될 것으로 기대한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.107-116
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• 2022

지방관리 무역항은 비교적 중소형 무역항으로 지방도시의 경제력 강화 및 지역 산업 부가가치 제고를 위해 활발한 운영이 필요하다. 또한, 선박대형화가 이루어지고 있는 국제적 흐름에서 지방관리 무역항의 효율성 증대를 위해 항만기본계획상 기존 선석규모 대비 대형선박의 접안이 필요하며, 부두 및 선박의 안전성 확보를 위해 대형선박 접안시 계류시설 확충 및 안전운용기준 마련이 필요하다. 본 연구에서는 지방관리 무역항 중 옥계항을 선정하여, 현행 2만 DWT급 부두에 5만 DWT급 선박이 계류시 시나리오에 따른 계류안전성 평가를 수행하였다. 평가 결과, 대상 부두에 100톤급 계선주를 신설하였을 경우, 긴급이안기준은 기존 파주기 3.2초에서 풍속 27노트, 파주기 5.0초에서 풍속 22노트의 계류 한계 조건이 파주기 3.2초에서 풍속 41노트, 파주기 5.0초에서 풍속 36노트로 약 50 % 정도 증가하는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 지방관리 무역항에 기존 선석규모 대비 대형선박 접안시 부두 계류시설의 안전성 강화와 안전운용기준 설정을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제32권2호
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• pp.131-143
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• 2022

달 현지 탐사를 위해 무인 이동체가 활용되고 있으며, 달 지상 관심 지역의 지형 특성을 정확하게 파악하여 실시간으로 정보화 하는 작업이 요구된다. 하지만, 정확도 높은 지형/지물 객체 인식 및 영역 분할을 위해서는 다양한 배경조건의 영상 학습데이터가 필요하며 이러한 학습데이터를 구축하는 과정은 많은 인력과 시간이 요구된다. 특히 대상이 쉽게 접근하기 힘든 달이기에 실제 현지 영상의 확보 또한 한계가 있어, 사실에 기반하지만 유사도 높은 영상 데이터를 인위적으로 생성시킬 필요성이 대두된다. 본 연구에서는 가용한 중국의 달 탐사 Yutu 무인 이동체 및 미국의 Apollo 유인 착륙선에서 촬영한 영상을 통해 위치정보 기반 스타일 변환 기법(Style Transfer) 모델을 적용하여 실제 달 표면과 유사한 합성 영상을 인위적으로 생성하였다. 여기서, 유사 목적으로 활용될 수 있는 두 개의 공개 알고리즘(DPST, WCT2)를 구현하여 적용해 보았으며, 적용 결과를 시간적, 시각적 측면으로 비교하여 성능을 평가하였다. 평가 결과, 실험 이미지의 형태 정보를 보존하면서 시각적으로도 매우 사실적인 영상을 생성할 수 있음을 확인하였다. 향후 본 실험의 결과를 바탕으로 생성된 영상 데이터를 지형객체 자동 분류 및 인식을 위한 인공지능 학습용 영상 데이터로 추가 학습된다면 실제 달 표면 영상에서도 강인한 객체 인식 모델 구현이 가능할 것이라 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.559-575
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• 2021

최근지반굴착 공사의 증가로 인해 지반침하사고 발생 가능성은 점점 높아지고 있지만, 지하안전관리에 관한 특별법 제정 등 제도적인 강화에도 불구하고 지반침하사고를 근본적으로 예방하는 것은 매우 어려운 실정이다. 도심지 지반굴착의 여러 사례를 살펴보면, 굴착 전에 다양한 정보를 활용해 예측했던 지반침하 거동특성은 시공 중에 확인된 결과와 무시할 수 없을 정도의 차이를 보이고 있다. 이러한 원인은 지반조건의 변화, 지반침하 예측방법의 한계, 설계와 착공 시기의 계절적인 차이, 현장여건을 고려한 공법의 변경 및 기타 다양한 사유에 의한 장기간의 공사 중지 등의 현장 여건 변경이 주요 원인으로 고려될 수 있다. 이에 대응하기 위한 방안으로, 다양한 시공정보를 통한 안전관리시스템 도입을 예를 들 수 있으나 아직까지는 굴착으로 인한 영향 및 위험도를 예측할 수 있는 시스템은 부재한 실정이다. 본 연구에서는 도심지 굴착사업의 설계·시공에 있어서 지반침하와 주변 구조물에 미치는 굴착 영향도를 사전에 예측하고 위험도 평가를 할 수 있는 시스템을 개발하였으며, 과거에 획득된 현장계측 데이터를 통해 현재 및 장래 지하수위와 침하량 등을 예측할 수 있는 시계열 분석기법과 지반공학 데이터 시각화(Geotechnical Data Visualization, GDV) 기술을 적용하였다. 본 연구에서 개발된 웹기반 평가시스템을 통해 과거에 획득된 데이터를 이용하여 현재 및 장래 지하수위 변화 및 침하량 예측 등 굴착으로 인한 위험도 예측 및 관리가 가능할 것으로 기대된다.

• 중소기업연구
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• 제43권1호
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• pp.1-33
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• 2021

기업은 연구개발 활동을 통하여 성장기회를 포착하며 성장하기 때문에, 효율적인 연구개발 활동은 성장의 필요조건이다. 본 연구는 우리나라 상장기업들의 기업규모별 연구개발비의 특성을 살펴보고, 이를 통하여 소규모 기업의 성장가능성을 타진한다. 1982년부터 2014년까지 유가증권시장에 상장된 기업표본을 대상으로 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 시가총액 상위 20%의 기업(대규모 기업)은 하위 20%의 기업(소규모 기업)이나 중위 60% 기업(중규모 기업)에 비하여 높은 수준의 연구개발비를 지출해왔는데, 이 연구개발 지출규모의 차이는 큰 폭으로 확대되어 왔다. 또한 당기의 연구개발비와 미래 5년 기간의 연구개발비의 상관관계를 추적한 연구개발 지출의 지속성은 소규모 기업에서 유의적으로 가장 낮게 나타났다. 둘째, 대규모 (소규모) 기업의 연구개발 지출은 다른 기업들의 연구개발 지출에 비하여 미래 5년간의 수익성을 더 크게 (더 적게) 견인하는 것으로 나타났다. 연구개발을 통한 가격결정력을 분석한 추가분석에서는 대규모기업과는 대조적으로 소규모기업의 연구개발 활동은 상품시장에서의 가격결정력을 제고하지 못하고 있다는 것을 보여주었다. 셋째, 미래 수익성의 변동성으로 살펴본 연구개발 지출의 위험도는 소규모 기업에서 가장 높았고, 연구개발지출이 미래 특허출원으로 귀결될 가능성도 가장 낮았다. 넷째, 이처럼 대규모 기업이 효율적인 연구개발 투자를 지속적으로 늘려가는 상황에서, 연구개발 지출여력이 가장 낮은 소규모 기업이 향후 5년간 더 큰 규모의 기업으로 성장할 가능성은 다른 규모의 기업의 성장가능성보다 유의하게 낮게 나타났다. 마지막으로, 소규모기업과 대규모기업의 연구개발지출의 차이가 클수록 산업내 경쟁구도가 더욱 집중화되는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 연구개발 활동의 관점에서 소규모 기업의 성장한계(small business growth trap)에 대한 설명을 제시한다.