• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.207-215
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• 2002

한정된 미세공간에서의 제한확산(hindered diffusion)은 멤브레인 기공(pore)에서 입자들의 운동에 의해 결정되는 여과 메카니즘을 매우 미세한 수준에서 이해하는데 중요한 현상이다. 구형(spherical) 콜로이드 입자에 비해 보다 복잡한 형태(conformation)인 고분자사슬 구조를 갖는 다가전해질(polyelectrolyte)의 제한확산 거동에는 다양한 인자들이 관련되어 있기 때문에, 이론 접근은 물론 실험적 접근도 한층 어려운 것이 사실이다. 본 연구에서는, 슬릿형 미세기공에 한정되어 있는 단일한 다가전해질(single polyelectrolyte)에 coarse-grained bead spring model과 먼거리(long-range) 정전상호작용(electrostatic interaction)인 Debye-Huckel potential을 적용하여 분자시뮬레이션 기법인 브라운 동력학 모사를 수행하였다. 기공과 다가전해질 사슬(Polyelectrolyte chain)의 주어진 크기에서, 용액의 전해질 이온농도가 감소함에 따른 사슬의 신장(extension)효과는 제한확산계수를 감소시켰고, 기공 벽면의 하전성은 제한확산계수를 더욱 감소시켰다. 이는, 다가전해질 사슬(polyelectrolyte chain)의 입체적 장애(steric hindrance)와 함께 정전반발력이 미세기공에서의 확산이동을 억제함을 의미한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.88-88
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• 2009

실리콘 이종접합 태양전지 제작을 위한 주요 요소기술 중 TCO/a-Si:H 간의 계면 특성은 태양전지 효율을 결정하는 주요 인자이다. 일반적으로 투명전도 산화막으로는 ZnO:Al 또는 ITO 가 사용되고 있으며 Zn, In, Sn, O 등의 확산과 Si원소의 확산으로 TCO/a-Si:H 계면에서 $SiO_x$가 생성되어 태양전지 충진률을 감소시키는 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 TCO/a-Si 계면에서 확산을 방지 하면서 패시베이션 역할을 하는 완충층을 삽입하여 실리콘 이종접합 태양전지의 효율을 높이는 연구를 수행하였다. 완충층으로 사용된 ZnO:Al의 수소화와 Zn 박막, $TiO_2$ 박막의 전기 광학적 특성을 분석하였고 AES 분석을 통해 $SiO_x$의 생성과 각 원소의 확산정도를 분석하고, CTLM을 이용하여 TCO/완충층/a-Si 간의 접촉저항을 측정하였다. 결과적으로 완충층으로 사용된 $TiO_2$(5nm)는 광특성에 큰 감소요인 없이 전기적 특성과 접촉저항 특성이 우수하였으며, 원소들간의 확산방지층으로도 우수한 특성을 보였다. ZnO:Al의 수소화는 SIMS 분석 결과 수소원소들이 계면쪽에 위치하지 않고 표면쪽에 다수 존재함으로써 패시베이션 특성을 크게 보이지 않았으나 AZO 박막의 전기적 특성은 크게 향상 시켰다. 그밖에 완충층으로 사용된 Zn 박막은 두께가 두꺼원 질수록 접촉저항의 감소를 가져왔으나 광학적 특성이 크게 감소하면서 효율적인 광포획 특성을 가지지 못하였다. 본 연구를 통하여 TCO/a-Si:H 간의 완충층 삽입을 통해 접촉저항을 낮추고 원소간의 확산을 억제하여 계면 패시베이션 특성을 향상 시킬수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.372-380
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• 2007

침하로 인한 지표 손상대는 지하 채굴로 인해 발생되는 결과로서, 오랜 기간 동안 서서히 또는 급작스럽게 발생할 수 있다. 이러한 지표 손상대는 싱크홀 혹은 트러프형 침하에서 대규모 슬라딩에 이르기까지 다양한 형태로 관찰된다. 침하 발행 위험에 대한 평가는 광산 침하의 영향을 받는 지역에 있어서는 매우 중요하다. 이러한 위험도 평가나 침하 예측을 위해 경험적 모델, 프로파일함수, 영향 함수 그리고 수치해석과 같은 다양한 방법들이 적용되어 왔다. 본 연구에서는 다양한 인자들 중 지배적으로 침하 현상을 유발할 수 있는 채굴적과 관련한 정보, 즉 채굴적의 위치 및 규모의 정보를 확산이론과 연계한 비교적 간단한 침하 위험도 평가 기법을 제안하였다. 확산 모델은 지반 침하 기구를 설명할 수 있는 입자 모델과 상사관계를 가진다. 확산 모델을 폐금속광 및 폐석탄광 지역의 침하 위험도 작성에 적용하였다. 침하 위험도 평가를 위한 확산 모델은 매우 간단하지만 효율적인 방법임을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1581-1586
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• 2016

본 논문에서는 산불 발생 시 화재의 확산경로와 속도 예측이 가능한 관제 모니터링 알고리즘을 개발 하였다. 특히 관제 기능에서는 안전 구역 확보를 통해 화재진압에 소요되는 시간을 줄이고 인명, 산림재산 피해를 최소화 하는 방법을 제안한다. 기존 산불 확산 경로 예측 방법에서는 지형, 기상, 연료인자, 영상정보 등을 통해 산불 확산 모델 및 속도를 예측한다. 하지만 이 경우 범위가 넓은 산을 관제하기엔 비용도 많이 소요가 되고, 확산 모델 예측 및 경로 파악에만 집중하여 안전 구역 확보에 대한 노력이 부족한 문제점들이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 산불의 이동방향과 속도를 예측하고 화재 진압을 위한 안전구역을 확보하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 온도 변화량 및 연기와 풍향 등의 산불 재난에 따른 속성정보를 분석하여 산불의 이동방향을 예측하고 안전구역을 확보하는 기법이다. 개발된 훈련 관제 모니터링 시스템은 주어진 모의실험 환경에서 산불의 이동 속도 및 이동 방향의 분석이 가능하고 산불에 대한 확산 예측과 진화 및 진압 훈련이 가능한 중앙관제 모니터링 기능을 제공한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.717-724
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• 2020

일반적으로 아스팔트 포장체의 열전달에 영향을 미치는 인자는 크게 날씨와 포장체의 재료로 나뉘며, 그 중 포장체의 재료 요인으로는 열-물리적 인자(Thermophysical properties)과 포장체 표면의 인자(Surface property)으로 나뉜다. 본 연구에서는 포장체 전반적인 파손 모형에 기본이 되는 아스팔트의 열-물리적 인자에 대한 실험을 진행하였으며, 평가한 아스팔트의 열전달 특성 인자로는 열전도도(Thermal Conductivity), 비열용량(Specific Heat Capacity), 열확산특성(Thermal Diffusivity), 열방사률(Thermal Emissivity)를 평가하였다. 샘플로 사용한 표층용 혼합물 입도는 밀입도 포장 WC-2와 배수성 포장 PA-13으로 선회다짐기를 이용하여 제작하였다. WC-2와 PA-13의 실험결과로 열전도도는 1.18W/m·K과 0.9W/m·K로 나타났고, 비열용량은 970.8J/kg·K과 960.1J/kg·K으로 공극률이 더 낮은 혼합물인 WC-2가 혼합된 재료의 량이 많아 비열용량이 더 높은 나타나는 것을 알 수 있었다. 또한 열방사률은 0.9와 0.91, 열확산률은 5.15㎡/s와 4.66㎡/s으로 WC-2가 PA-13 대비 약 10% 더 빠른 열 확산을 보이는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 향후 아스팔트 포장의 열에너지 활용 및 열에너지에 의한 아스팔트 포장의 파손평가 및 모형개발 등에 연구 및 활용에 가장 근간이 되는 자료가 될 것이라 판단되다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.481-490
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• 2012

염화물 이온은 콘크리트 내부로 유입되어 철근부식을 야기하므로 염화물 침투 평가는 매우 중요하다. 전기영동실험을 통한 촉진확산계수가 현실적으로 많이 쓰이고 있지만, 이는 자유염화물 이온에 대한 전기장 내의 이온속도를 나타낼 뿐이므로 염화물량에 대한 명확한 해를 제공하지 못한다. 겉보기 확산계수는 단순한 Fick의 이론을 배경으로 엔지니어에게 전염화물의 확산을 명확하게 제공할 수가 있다. 이 연구는 인공신경망이론을 이용하여 최적의 확산계수를 도출하고 시간의존성 확산계수를 이용하여 염화물 침투를 평가할 수 있는 기법을 제시하는 것이다. 이를 위해 기존의 연구에서 30개의 배합 및 염소이온 겉보기 염화물 확산계수를 인용하였으며, 배합인자(물결합재비, 단위시멘트량, 슬래그, 플라이애쉬, 실리카퓸, 단위 잔골재 및 굵은 골재)를 뉴런으로 선택하여 확산계수에 대한 학습을 훈련하였다. 또한 시간의존성 확산계수를 고려하여 단순한 Fick 법칙으로 염화물 침투를 평가할 수 있는 기법을 제시하였다. 장기침지실험 및 실태조사 결과를 이용하여 제안된 기법의 결과와 비교를 수행하였으며, 그 적용성을 평가하였다. 이 기법은 다양한 배합 및 관련 확산계수의 입수 및 학습을 통하여 더욱 합리적인 기법으로 발전할 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제90권6호
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• pp.781-787
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• 2001

GIS를 응용하여 2000년 4월 7일 강원도 삼척시 근덕면에서 발생한 산불을 대상으로 진화당일인 15일까지 9일 동안 12시간 간격으로 산불확산속도를 분석하였다. 또한 지형, 임상분포, 기상, 산불 진행 경계 등 산불확산인자를 데이터베이스로 구축하여 다중회귀분석에 의해 산불확산식을 도출하고자, 일별 산불확산 패턴을 추정하였다. 연구결과 산불 발생 첫날인 4월 7일 10시에서 12시 사이의 거리 평균 확산속도는 12.3m/min로 가장 빠르게 확산한 것으로 나타났으며, 그 후 확산속도는 다소의 변화를 거치면서 점차 낮아져 1m/min 이하까지 내려갔고, 결국 15일 최종 진화되었다. 산불 경계에 의해 영향을 받는 일별 산불확산면적은 전 후반기 산불확산 속도가 각각 2.84m/min, 1.10m/min으로 나타난 11일 약 5,700ha까지 올라 간 것으로 추정된다. 그리고 이 산불의 확산속도는 경사향, 풍속, 소나무 임상 분포비율에 의해 주된 영향을 받은 것으로 나타났다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.65-66
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• 1996

투과증발법은 상부에 액체공급액이 반투과막과 접촉하고 있고 하부에 진공에 가까운 낮은 압력을 걸어줌으로써 투과물이 수증기로 제거되는 막공정의 하나이다. 막을 통한 분리는 혼합물의 각 성분이 막내에서 다른 용해도와 확산도를 가지고 있기 때문에 발생한다. 이 공정의 지배적인 전달 메카니즘은 용해-확산 모델을 기초로 하고 있기 때문에 전형적으로 투과증발막은 대개 미세다공성 지지체에 얇은 선택성을 가진 재료를 입힌 복합막을 사용한다. 본 연구의 목적은 선택성을 가진 상부층막이 키토산인 복합막에서 지지체 구조의 영향을 살펴보고 키토산 복합막에 대한 물-에탄올 분리에 대해 최적의 모델을 찾는 것이다. 투과증발막소재로서의 키토산은 친수성기를 가지고 있으므로 물과 알코올의 분리에서 물만을 선택적으로 흡수하여 투과시키는 우수한 성능을 지니고 있으나 더욱 효과적인 막성능을 발휘하기 위해서는 지지체의 역할 및 막성능에 영향을 끼치는 여러 가지 인자들을 고려해서 막을 설계하는 것이 필요하다. 여기서는 상부층의 막두께, 지지체의 특성, 피드 농도 등을 변화시켜 가장 적당한 모델을 예측하였다.

• 한국포장학회지
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• 제8권2호
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• pp.60-72
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• 2002

포장된 복합비타민의 보관수명을 예측하기 위한 수학모델을 수치해석의 방법 중 finite difference method을 이용한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 이 컴퓨터 프로그램에는 포장재료의 수분확산계수와 용해도를 비롯한 식품의 수분확산계수 등 다양한 인자들을 포함하고 있다. 포장재료를 통과하는 수분의 물질전달은 G.A.B water sorption isotherm을 기본으로 했다. 본 연구에서는 비정상상태에서의 물질전달로 기본 수학모델링을 구하였다. 본 수학모델과 프로그램의 결과는 실험치와 비교하지 않았고 대신 특정한 경우를 가상하여 이에 존재하는 analytical solutions를 실제로 구하여 본 수학모델과 컴퓨터 프로그램의 신뢰도 측정을 하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권9A호
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• pp.795-802
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• 2005

바이너리 CDMA(B-CDMA) 기술은 CDMA 신호의 크기를 일정하게 유지시키는 새로운 변조 기법이다. 다중코드CDMA 신호를 일정한 레벨의 신호로 양자화한 후 변조함으로써 B-CDMA 기술은 CDMA 신호가 가지는 장점들을 유지하는 동시에 최대전력 대 평균전력의 비율을 감소시킨다. 본 논문에서는 확산인자가 현저히 작지 않은 가정 하에 B-CDMA시스템의 성능을 다중 경로 페이딩 환경에서 분석한다. 수학적 분석 결과는 컴퓨터 모의실험을 통하여 검증된다.