• 한국과학교육학회지
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• 제22권2호
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• pp.336-344
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• 2002

본 연구는 1999년 38개국을 대상으로 시행된, 제3차 수학 과학 성취도 국제비교 반복연구(TIMSS-R) 중 '과학적 탐구 및 과학의 본성' 영역 성취도를 분석하는 데 목적을 둔다. 우리 나라 중학교 2학년 학생의 '과학적 탐구 및 과학의 본성' 영역의 성취도를 외국 및 다른 과학 영역과 비교하고, 소영역별로 각 문항의 정답률을 비교 분석하였다. 우리 나라의 경우, 교육과정에서 독립된 내용 영역으로 다루어지고 있지 않음에도 불구하고 이 영역의 평균 점수가 국제 평균보다 유의미하게 높았고, 다른 영역의 성취수준보다 상대적으로 높았다. 그 원인으로는 실행된 교육과정을 통하여 대부분의 학생들이 학습하였다는 것과 과학 탐구의 중요성에 대한 우리 나라 교사들의 인식이 높은 것을 들 수 있다. 과학적 방법, 실험 설계, 과학적 측정, 자료의 기술과 해석 4개의 소영역별 분석 결과, 국제 평균 정답률은 모두 50% 미만이었으나, 우리 나라의 경우에는 '과학적 측정'을 제외하고는 모두 50% 이상이었다. 특히 '자료의 기술과 해석' 소영역의 평균 정답률이 가장 높았으나, 관찰과 가설, 결론 을 혼동하는 학생들이 매우 많았다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.81-89
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• 2011

수중 모바일 ad-hoc 네트워크는 수중환경 감시, 재난방지, 해양자원 탐사, 해양생명체 탐구, 그리고 침몰선박 탐색과 같은 수중환경의 다양한 분야에서 유용하다. 수중 환경에서 다중 데이터 통신을 하기 위해서는 효율적인 Medium Access Control (MAC) 프로토콜의 설계가 필요하다. Aloha 프로토콜은 기본적이고 간단한 프로토콜의 하나지만, 충돌이 자주 발생하는 단점이 있다. 만약 RF 통신에서 충돌이 발생한다면, 재전송을 하여 이 문제를 해결할 수 있지만, 저주파를 사용하는 수중에서는 전송 속도가 느리기 때문에 재전송에 많은 어려움이 따른다. 따라서 충돌을 피하기 위해 MAC 프로토콜 기반의 Time Division Multiple Access(TDMA)가 사용되고 있지만, 기존 TDMA는 보낼 데이터가 없을 경우, 타임 슬롯을 쓰지 않는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 보낼 데이터가 없을 경우, 짧은 "I Have No Data"(IHND)를 보냄으로써 타임 슬롯을 단축시키는 동적 TDMA 프로토콜 방식을 제안한다. 또한, 본 논문에서는 데이터 처리량과 채널 효율에 관련된 수학적 분석 모델을 제시하고 기존 TDMA 프로토콜과 비교함으로써 성능의 우수성을 검증한다.

• 한국식품과학회지
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• 제20권2호
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• pp.272-279
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• 1988

대표적인 재료로서 무를 선정하여 실제 건조과정을 이용한 dynamic test에 의하여 최적화에 사용할 수 있는 ascorbic acid파괴와 갈변의 kinetics를 구했다. 다양하게 변하는 건조조건에서 무우가 건조될 때의 수분함량과 온도의 변화과정을 이용하여 가정된 kinetic model을 적분하여 실제 측정된 ascorbic acid와 갈변의 data에 가장 접근하도록 parameter를 반복계산에 의하여 찾았다. Ascorbic acid 파괴와 갈변은 각각 1차와 0차반응으로, 두 반응의 온도의존성은 Arrhenius식으로 나타내었고 수분의존성의 가능한 여러 수학적 함수관계가 model의 단순성과 측정치와의 만족도면에서 비교되었고 타당한 품질변화 model을 분석하였다. 얻어진 kinetic model들은 실험치를 잘 예측하였고 건조공정의 최적화에 이용될 수 있는 것으로 생각되었다. Ascorbic acid 파괴는 건조초기 고수분함량에서 낮고 건조가 진행되어 수분 $9{\sim}12g/g$ dry solid부근에서 최대속도를 보이다가 더 이상 수분이 낮아지면서 감소하였다. 갈변은 고수분함량에서 낮다가 수분감소와 함께 증가하여 수분함량 $4{\sim}6g/g$ dry solid부근에서 최대를 나타내고 수분함량이 더욱 감소하면 계속 감소하였다.

• 한국측량학회지
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• 제34권5호
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• pp.525-534
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• 2016

쌀은 오랜 기간 동안 남한 지역의 주식임과 동시에 농부들의 주 수입원이며, 농업 분야 관련 정책 수립을 위한 수학적인 쌀 생산량 추정 모델의 구축이 필요하다. 본 연구의 목적은 (1) 쌀 생산량 추정을 위한 회선신경망 모델의 구축과, (2) 최고의 성능을 보이는 회선신경망의 파라미터를 결정하는 것과, (3) 인공신경망 모델과의 비교를 통해 회선신경망의 성능을 평가하는 것이다. 각 모델의 입력데이터로는 2000~2013년도의 4~9월까지에 해당하는 기상자료와 MODIS 위성자료를 사용하였으며, 정확도 평가를 위해 교차 검증을 실시하였다. 회선신경망과 인공신경망은 쌀 생산 표본점을 대상으로 각각 36.10kg/10a, 48.61kg/10a와 시군구 지역을 대상으로 각각 31.30kg/10a, 39.31kg/10a의 RMSE를 보였다. 회선신경망 모델은 인공신경망 모델보다 우수한 성능을 보였으며, 본 연구를 통해 쌀 생산량 추정 분야에 대한 회선신경망 모델의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제20권2호
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• pp.97-102
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• 2007

보석질 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드의 $^{15}N$와 $^{13}C$에 대하여 다양한 스핀 이완 시간과 반복 시간을 적용한 NMR 실험을 수행하였다. $^{13}C$에 대해서는 보석질 천연 다이아몬드는 실험 반복 시간이 30초에서 34.1 ppm의 미약한 신호를 얻었으며 합성 다이아몬드에서는 실험 반복 간격이 0.5초에서부터 34.2 ppm의 신호를 얻었으며 실험 반복 시간이 50초에서는 더 뚜렷한 34.7 ppm의 신호를 얻을 수 있었다. 천연 및 합성 다이아몬드의 극히 낮은 함량에 기인하여 $^{15}N$는 NMR 신호가 감지되지 않았다. 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드의 이완 시간과 불순물의 성분 함량은 서로 밀접한 관련성이 있음을 확인하였으나 $^{13}C$의 NMR 특성의 유사성으로 신호의 강약의 차이를 제외하고는 천연 혹은 합성 여부의 구별은 가능하지 않았다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.257-263
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• 2018

고주파 열치료법은 1MHz 이상의 RF 고주파 전류를 전극을 통해 종양조직으로 공급, 가열하여 종양조직의 온도를 $42.0^{\circ}C$이상으로 상승시켜 열괴사시키는 치료법으로 알려져 있다. 인체 내에서 전자기에너지의 흡수와 전달을 위한 수학적으로 모델링과 생물학적인 신체조직의 온도 필드 분포의 해석과 평가를 통해 생체조직을 구성하는 분자들이 진동하면서 서로 마찰되어 열에너지로 전환되는 과정을 분석할 수 있다. 본 논문에서는 3차원 모델의 기하학적 형상의 성인남자 표준모델을 토대로 인체모형을 설정하고, 계산은 유한체적법 코드를 활용하였다. 인체에 전극을 장착하여 외부에서 유도되는 자기장을 모사한 쥴열이 공급되는 것으로 가정하였고 이에 대한 온도분포를 0-1,200초 동안 해석하였다. 시뮬레이션의 결과, 전달된 에너지는 전극의 가장자리로부터 전극의 안쪽으로, 피부 표면으로부터 피하층으로 점진적으로 침투되어 폐종양세포에 전달되어 종양이 열괴사하는 과정을 확인할 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.75-90
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• 1995

본 연구에서는 riser 내부의 유체흐름에 의해 발생하는 유체력이 심해저 riser의 동특성에 미치는 영향에 관해 조사하였다. riser의 비선형 동적해석을 위해 riser 내부의 유체흐름을 시스템에 포함하여 수학적 모델을 개발하였으며 유도된 모델에 Galerkin의 유한요소근사법과 시간증분자를 적용함으로써 수치해석을 위한 모델을 개발하였다. 또한 시스템의 자유도를 줄이고 비선형모델의 수치해를 얻기 위해 행해지는 반복계산을 줄이며 정확도를 높이기 위해 riser의 축방향 extensibility 조건을 사용 하였다. 관내부 유체 흐름으로 인한 riser의 동특성에 미치는 영향을 상부 인장력, 조류속도, 파주기 등과 같은 여러 영향요인들을 변화시키면서 조사하였다. 수치해석 결과 내부류체 흐름으로 인한 영향을 줄이기 위해서는 riser의 상부에 인장력을 riser의 허용내력 한도내에서 증가시키는 방법이 있으나 심해저로 갈수록 인장력 증가에 한계가 있기 때문에 riser 주위에 부체를 부착시키는 방법이 제시된다. 이 이외에도 riser의 해석시 대변형으로 인한 비선형성을 고려하게 되면 내부 유체흐름이 riser의 동특성에 미치는 영향을 증가시킴을 알 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.436-442
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• 2020

ESS(energy storage system)는 재생에너지 자원의 증가 등의 영향에 따라 최근 다양한 분야에서 중요한 전력원으로 자리 잡고 있다. ESS는 사용에 따라 가용 용량이 지속적으로 감소하므로 잔존수명을 관리하는 것이 중요하다. 잔존수명의 추정을 위하여 주기적으로 점검자가 확인하는 방식이 사용될 수도 있으나, 관리시스템을 통하여 자동으로 모니터링되고 관리되는 것이 일반적이다. ESS 사업자 관점에서 정확도 높은 상태추정은 경제적, 효율적 운용을 위하여 중요하다. 잔존수명추정 모델은 운영에 따른 사이클 노후화와 기간 경과에 따른 캘린더 노후화를 고려하여 구성되며 복잡한 수학적 연산을 필요로 한다. ESS에 탑재되는 저비용 저성능의 프로세서에 잔존수명 추정모델의 적용을 위해서는 모델의 적절한 경량화 방안이 요구된다. 본 논문에서는 낮은 수준의 프로세서에서 연산이 용이하도록 ESS 잔존수명예측 모델을 경량화하였다. 시뮬레이션 평가 결과 ESS 잔존수명 추정 기준모델과 제안하는 모델간 오차는 1% 이내로 나타났다. 또한, 제안된 모델의 성능개선 효과 검증을 위하여 ATmega328을 기반으로 비교 평가를 수행하였을 때, 76.8~78.3%의 컴퓨팅 시간 단축을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.653-660
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• 2001

본 논문에서는 주파수합성기에서 가장 큰 잡음원인 VCO 및 각 단에서 발생하는 위상잡음 의 offset주파수에 따른 변화를 예측하기 위해 2303.15MHz의 주파수합성기를 설계하고 Lascari의 예측방법 을 이용하여 모델링 하였다. 또한, VCO에서 발생되는 여러 중첩 형태로 된 위상잡음중 저주파대역에서 문제가 되는 1/f noise를 3차 시스템에서 분석하였다. 3차 시스템에서는 해석이 복잡하므로 수학적인 분석을 통하여 1/f noise를 예측한다는 것이 어렵지만 pseudo-damping factor의 도입으로 3차 시스템에서의 1/f noise variance의 해석이 용이 하도록 시도하였고 이를 2차 시스템과 비교.분석하였다. 그 결과, tcxo의 경우 위상잡음이 루프 통과 전 10 kHz offset 주파수에서 -160dBc/Hz, 루프 통과 후 -162.6705dBc/Hz, 100 kHz offset 주파수에서 -180dBc/Hz, 루프 통과 후 -560dBc/Hz로 VCO의 위상잡음에 비해 offset주파수에 따라 루프 통과 후 급격히 감쇠 됨을 알 수 있었다. 2차와 3차 시스템에서의 잡음대역폭과 그 variance factor를 연관하여 3차 시스템에서 의 variance가 2차 시스템의 variance보다 크게 발생함을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권6호
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• pp.457-463
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• 2015

가스터빈 기관은 우주항공, 발전 플랜트뿐만 아니라 해상운송 분야에 사용되는 원동기로서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 그 구조가 복잡하고 연소과정에서 시간지연 요소가 포함되어 있어 가스터빈 기관을 잘 제어할려면 정교한 수학적 모델링이 필요하다. 본 논문에서는 가스터빈 기관의 주요 구성품인 가스발생기, PLA 액추에이터, 미터링 밸브에 대한 모델링 기법을 설명한다. 또한, 가스터빈 기관의 시운전 데이터를 기초로 몇 가지 정상상태 때의 동작점에서 서브모델을 구하고, 각 서브모델에 대해 비선형 비례적분미분 제어기를 설계하여 기관의 속도를 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 비선형 제어기는 비선형 함수로 구현되는 3가지 이득을 사용한다. 비선형 제어기의 파라미터는 제어시스템의 목적함수를 최소화하는 관점에서 실수코딩 유전자알고리즘으로 동조한다. 제안한 방법은 가스터빈 기관에 적용하고 시뮬레이션을 실시하여 그 유효성을 확인한다.