• 청정기술
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• 제22권3호
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• pp.190-195
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• 2016

회전식 소각공정은 고에너지 물질의 폐기처리를 위해 현재 상용화 되고 있는 기술로 열풍을 이용하여 대상물질을 열분해하는 공정이며 TNT, RDX 및 Composition B를 통한 열분해 공정의 사전연구가 진행되었다. 본 연구의 대상물질은 나이트로셀룰로스(nitrocellulose, NC)와 나이트로글리세린(nitroglycerine, NG)의 혼합물인 더블베이스 추진제(M8)로 선정하였다. M8 추진제의 열분해 반응은 응축상 반응(condensed phase reaction, CPR)과 기체상 반응(gas phase reactions, GPRs)로 구성되어 있다. CPR의 경우 흡열반응으로 4가지 화합물을 생성하며, GPRs의 경우 59개의 가스화합물 및 365개의 흡열·발열 반응으로 구성되어 있다. 본 연구는 gPROMS 소프트웨어를 이용하여 관형반응기의 수학적 모델링을 완성하였으며, 운전온도 및 유속 변화에 따른 케이스스터디를 진행하였다. 상대적으로 낮은 유속 및 높은 공정온도는 반응기의 내부온도(Case3: 953 K, Case6: 1300 K)를 상승 시켰으며, CO₂와 H₂O 몰농도 값 상승을 통해 완전연소율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 내열형 소각로 설계, 운전조건을 도출하는데 있어 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 과학기술학연구
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• 제17권1호
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• pp.71-115
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• 2017

1953년에 이론물리학자 조지 가모프는 "DNA의 염기 서열에 의해 단백질의 아미노산 서열이 암호화된다"는 가설로 단백질 합성 현상을 설명했고, "다이아몬드 코드"라는 핵산-단백질 정보전달 모형을 제안했다. 왓슨, 크릭, 브레너, 스텐트 같은 당대의 생물학자들은 이런 대담한 제안에 관심을 보이며 가모프와 토론했고, 이에 가모프는 이들 간의 의견교환을 활성화하기 위해 RNA 타이 클럽이라는 비공식 연구자 모임을 결성했다. 이후 생물학자들뿐만 아니라 물리학자, 수학자, 컴퓨터엔지니어들이 RNA 타이 클럽에 동참했고, 이들의 다학제적 유전암호 해독 연구는 1950년대 후반까지 활발히 이루어졌다. 본고는 RNA 타이 클럽의 형성, 성장, 와해의 과정을 살피면서 다음과 같은 논제를 다루려 한다. 첫째, 정통 생물학과 거리가 먼 '문자열 간 번역원리를 찾는 가모프의 수학적 접근'은 어떻게 생물학자들의 공동의 연구의제로 채택될 수 있었을까? 둘째, RNA 타이 클럽의 연구의제는 어떻게 다양한 학제의 연구주제들로 풍부하게 확장될 수 있었을까? 셋째, RNA 타이 클럽의 쇠락과 와해를 가져온 요인은 무엇이었을까? 이런 분석을 통해, 본고는 타이 클럽 연구자들의 근본 가정인 "아미노산 서열에 배열 패턴이 존재한다"는 가정이 다양한 학제적 접근방식을 매개하는 연결고리 역할을 했고, 또 이를 통해 당대 생물학의 실험 데이터를 활용할 수 있게 되면서 이들의 번역코드 연구는 유의미한 생물학 연구방법으로 자리 잡을 수 있게 되었음 주장할 것이다. 아울러 위의 논의의 연장선상에서 타이 클럽의 와해 요인을 해명함으로써, 다양한 학제의 연구자들을 성공적으로 매개할 생산적 연구의제가 갖춰야 할 요건은 무엇인지 고찰해 볼 것이다.

• 방송공학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.204-214
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• 2015

업샘플링 깊이맵은 깊이 카메라로부터 획득된 깊이맵의 공간 해상도를 증가시키는 방법이다. 깊이맵의 성능은 입체영상, 멀티뷰의 3D 입체감과 밀접한 관계가 있다. PSNR 등의 객관적 메트릭으로 깊이맵의 업샘플링 성능을 평가하고, 생성된 입체영상은 주관적 평가를 통해서 입체감 및 시각적 피로도를 조사한다. 후자의 주관적 평가는 인적 물적 자원을 필요로 하는 반면에, 전자의 객관적 메트릭은 수학적 표현으로 정량적 수치값을 알려준다. 따라서 주관적 평가와 높은 상관관계를 가지는 객관적 메트릭이 주관적 평가를 대체할 수 있다면 많이 시간을 필요로 하는 주관적 평가가 불필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 다양한 객관적 메트릭과 3D 주관적 평가 사이의 관계를 조사한 후에, 이용한 메트릭에 기반한 주관평가와 상관관계가 높은 객관적 메트릭을 제안한다. 업샘플링된 깊이맵의 성능을 측정하기 위해 다양한 참조영상 및 무참조영상 평가 메트릭들을 이용하였다. 주관적 평가는 DSCQS 입체영상 테스트로 수행되었다. 세 종류의 상관관계의 활용 및 분석을 통해서, SSIM과 Edge-PSNR이 주관적 평가를 대체할 수 있는 적합한 객관적 메트릭임을 실험을 통해서 검증하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.243-254
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• 2016

본 연구는 PISA 2012 문제해결력 평가 문항 중 이산수학의 그래프 이론이 적용된 'TRAFFIC' 문항을 바탕으로 총 19문항의 최단경로 탐색 검사 도구를 제작했고, 웹기반 컴퓨터 평가로 정보영재학생과 일반학생을 대상으로 실시했다. 컴퓨터는 일상의 문제를 해결하는 과정에서 없어서는 안 될 중요한 기기이자 평가의 기반이 되는 매체로 자리 잡았고, 정보영재학생은 컴퓨터를 통해 문제를 해결할 수 있어야 하고, 컴퓨터가 절차를 수행할 수 있는 분명한 명령을 내려줄 수 있어야 한다. 또한, 컴퓨팅 사고가 어느 분야든 영향을 미치는 시대이기 때문에 학생들에게 새로운 교육적 자극을 줘야 한다. 최단경로 탐색 과정을 통해 문제해결에 걸린 시간과 정답률 간의 상관관계를 찾을 수 있었고, 노드와 엣지의 증가로 문항의 곤란도가 높아짐에 따라 노드가 문제해결에 영향을 크게 미치는 것을 찾을 수 있었다. 또한, 정보영재학생의 문제해결 과정에서 알고리즘적 사고 과정을 볼 수 있었고, 정보영재학생의 인지적 특성인 '효율화 능력'과 '정보구조 기억력'을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.25-34
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• 2003

최근 들어 물리 화학적 침해로 인한 RC 구조물의 열화에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다. RC 구조물의 성능을 저하시키는 여러 가지 요인 중에서 특히 염소이온 침투로 인한 콘크리트내의 철근 부식이 가장 심각한 문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 콘크리트내의 염소이온 침투에 대한 수학적 모델을 제안하였다. 기존의 모델을 개선하기 위해 콘크리트 내부로 염소이온 침투에 대한 모델을 염수의 침투와 공극수를 통한 염소이온 확산항으로 구성하였다. 또한, 수화도, 상대습도, 온도, 염소이온 구속도에 따른 확산계수의 변동성을 염소이온 침투 모델에 고려하였다. 제안한 모델의 검증을 위하여 염소이온 침투 현상 해석 프로그램인 Life-365와의 해석 결과와 비교하였으며, 다양한 예제의 해석 결과를 비교 분석함으로써 염소이온 침투현상에 미치는 주요 인자의 영향과 제안된 모델의 적용성을 검토하였다. 향후 제안한 염소이온 침투 모델을 적용하여 RC 구조물의 사용수명 혹은 잔존수명을 예측하여 이를 RC 구조물의 내구성 설계와 유지관리에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 정보교육학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.451-462
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• 2017

본 연구는 학교에서 도입가능성이 높다고 판단된 신기술인 3D 프린팅 활용 교육을 연구대상으로 선정하였다. 연구는 크게 3D 프린팅 활용을 위한 학습활동 프레임워크 제안과 3D 프린팅 활용 교육의 현장적용 가능성을 모색하는 두 단계로 실시하였다. 본 연구에서 제안하는 '3D 프린팅 활용 학습활동 프레임워크'는 '문제 해결과정의 복잡성'과 '협동적 상호작용'을 두 축으로 하여, 1단계는 재현을 통한 제작, 2단계는 상상 표현의 수단, 3단계는 근접한 문제 해결, 4단계는 확장된 문제 해결의 네 단계로 활동을 구분하였다. 두 번째 연구목적인 학교현장에서의 사례 연구를 위해 초등학교 6학년 23명의 학습자를 대상으로 수학교과에 3D 프린팅 활동을 접목한 수업을 실시하였다. 학생들은 '1단계 재현을 통한 제작'에 3D 프린팅을 활용하여 다양한 도형의 형태와 부피를 학습하였다. 연구결과 참여 학습자들이 전반적으로 3D 프린팅 기술을 활용한 수업의 효과성에 대해 긍정적인 학습경험을 보였으며 학습경험의 질 및 만족감 또한 높은 것으로 나타났다. 반면, 3D 프린터 및 CAD 프로그램의 사용성에는 개선이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구는 향후 3D 프린팅 활동 설계를 가이드할 수 있는 거시적 프레임워크를 제안하고, 단순 흥미를 넘어서 교과연계성을 가지는 3D 프린팅 활동의 가능성을 탐색했다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다.

• 공학교육연구
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• 제10권2호
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• pp.44-61
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• 2007

본 논문은 공학 교육에서 강조하고 있는 창의력, 협업 능력 및 의사소통능력의 함양을 주 목적으로 홍익대학교 기계 시스템디자인공학과에서 새로이 개발한 교과목에 관하여 소개하고자 한다. '기계 시스템 디자인공학과'는 엔지니어링 디자인을 강조하는 새로운 교과목을 갖춘, 기존 홍익대학교 기계공학과의 새로운 이름이다. 급변하는 교육환경과 산업계의 요구에 부응하기위해서 기계공학과는 아날로그 기반, 산업중심의 하드한 관점에서 디지털 기반, 인간 중심의 소프트한 가치 중심으로 그 교육 접근방식을 전환하였다. 이러한 관점에서 새로이 개설된 세 가지 학과목인 기계 시스템디자인 개론, 창의적 공학 설계, 제품디자인은 공통적으로 팀 프로젝트를 통해서 손으로 직접 만들고 대화하고 표현하는(이하 Hands-on experience)경험을 중요시 하고 있다. 또한 이들 과정에서는 브레인스토밍(Brain Storming)과 스케치를 통한 시제작(Prototyping) 과정을 강조하고 있으며, 전통적으로 다루기 힘들고 무거운 금속 소재 대신에 폴리스티렌 블록이나 카드보드와 같은 가볍고 유연성 있는 소재를 사용하여 가능한 다양하고 창의적인 원형(Prototype)을 만들고, 팀원들간의 활발한 의사소통을 체험 할 수 있도록 유도하였다. Hands-on experience 중심 프로그램들은 학생들로 하여금 협업능력을 강조한 학과목들을 통해 시각적이며 구체적인 체험을 하게 하여 전통적으로 분석적이고 수학적이며 추상적인 사고에 초점을 맞춘 공학과목들을 균형적으로 보완하는 역할을 할 것으로 보이며, 졸업 후 그들이 산업현장에서 접하게 될 복잡하고 구체적인 엔지니어링 과제들을 해결하는 엔지니어링 감각과 창의력을 개발하는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 예상된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.29-36
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• 2017

오늘날 3D 다이내믹 시뮬레이션은 많은 산업들과 밀접한 관계를 가지고 있다. 과거에는 자동차 충돌, 건축물 분야에서 주로 사용되었으나 최근에는 영화나 게임 분야에도 물리 시뮬레이션이 중요한 역할을 하고 있다. 일반적으로 3D 물체를 사실적으로 표현하기 위해서는 많은 수학적 연산이 필요하기 때문에 기존의 CPU 기반의 응용 프로그램들은 이러한 많은 연산량을 실시간으로 처리하는데 무리가 있다. 최근 그래픽 하드웨어의 발전과 아키텍쳐의 개선으로 GPU는 기존의 렌더링 연산뿐만 아니라 범용 목적의 연산 기능을 제공하고 있고 이러한 GPU를 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 GPU를 이용한 천 시뮬레이션 수행시 수행 성능을 최적화하기 위하여, GPU 셰이더의 실행 환경 변화에 따른 천 시뮬레이션 알고리즘의 수행 성능의 변화를 분석하였다. GPU를 이용한 천 시뮬레이션은 GLSL 4.3의 Compute shader를 사용하여 스프링 중심 알고리즘과 노드 중심 알고리즘을 PC기반으로 구현하였고, GLSL Compute shader의 다양한 워크 그룹 (Work Group) 크기와 차원 분배에 따른 연산 속도의 변화를 비교 분석하였다. 실험은 5,000 프레임까지 10회 반복 수행하여 FPS(Frame Per Second)의 평균을 구하여 진행하였다. 실행결과, 노드 중심의 알고리즘이 오히려 스프링 중심의 알고리즘 보다 빠른 수행속도를 보여 주었다.

• 방송공학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.116-129
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• 2006

인터넷을 통한 데이터 전송 기술의 발전은 다양한 실감 콘텐츠를 확산시키는 역할을 하고 있고, 이러한 실감 콘텐츠의 하나로 다시점 비디오가 연구되고 있다. 다시점 비디오는 여러 대의 카메라로부터 획득한 영상을 사용자에게 전달해 원하는 시점에서 영상을 시청할 수 있도록 하는 차세대 영상이다. 다시점 영상을 공급하기 위해서는 일반적으로 카메라 개수와 같은 개수의 엔코더와 디코더가 필요하며, 또한 상대적으로 큰 전송 대역폭을 필요로 한다. 본 논문에서는 상기 문제점을 해결하기 위해서 단일 엔코더와 디코더만을 이용하는 다시점 비디오 시스템을 제안한다. 부호화에서는 다시점 YUV 비디오를 GOP 단위로 믹싱하여 l 개의 YUV 스트립을 만든 후에, 단일 H.264/ AVC 엔코더로 부호화하여 압축 비트열을 생성한다. 또한 복호화도 단일 디코더 및 이를 제어하는 스케줄러로 구성된다. 스케줄러는 디코더 이용률과 프레임 스킵을 활용하여 각 시점 영상들이 동등한 복호화 프레임 개수를 가지게 한다. 또한 프레임 스킵에서는 비용 함수를 이용하여 H.264/AVC 프로화일에 따른 효율적인 프레임 선택 방법을 제안한다. 다양한 메인 및 베이스라인 프로화일 다시점 영상들을 활용하여 제안 방법의 성능을 검증하였다. 실험 결과는 각 시점 영상이 동등한 디코더 이용률을 얻는 것을 보여준다. 또한 rate-distortion 커브를 이용하여 제안한 방식과 동시 방식의 성능을 검증하였다.

• 영재교육연구
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• 제24권4호
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• pp.597-612
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• 2014

본 연구는 국내 영재교육의 새로운 분야로 확대되고 있는 '발명교육'이 영재교육의 독립적 영역으로서 정체성을 가질 수 있는지를 현장 교사들의 인식분석을 통하여 판단해 보고자 수행되었다. 연구의 대상은 총 576명의 현직 교사들로서 직무연수 등의 기회를 통해 배포된 인쇄된 설문지나 이메일을 통해 안내된 온라인 설문지를 통해 응답하도록 하였다. 본 조사연구를 통해 확인할 수 있었던 가장 중요한 정보는 교사들 대부분(93.9%)이 발명영재교육이 별도의 영재교육 분야로서 필요하다는 의견을 보였다는 것이다. 또한 발명영재의 특성, 교육프로그램, 담당교사에게 요구되는 자질, 진도지도 및 상담, 선발방식, 필요한 교육시설 등 다양한 측면에서 수학이나 과학 분야의 영재교육과 뚜렷한 차별성을 갖는 것으로 인식하고 있었다. 기존 국내연구에서 밝히고 있는 발명영재 특성의 차별성에 대한 인식을 살펴본 결과로는 지식기술역량에 해당하는 3가지 특성 중 3가지 모두, 통합창의역량에 해당하는 3가지 특성 중 2가지, 인성역량에 해당하는 4가지 특성 중 1가지가 발명영재에게 특별히 요구되는 고유한 특성으로 인식하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해, 발명영재교육은 선진 외국의 영재교육에서 충분한 이론적 근거를 얻거나 관련 프로그램의 선례를 찾아볼 수는 없더라도 국내 영재교육에서 이미 독립적인 한 분야로서 인식되고 있으며, 어떤 면에서는 우리나라 영재교육이 해외의 영재교육 발전에도 크게 기여할 수 있는 선구자적 역할을 수행할 수 있는 좋은 기회가 될 수 있음을 알 수 있다.