• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.28-35
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• 2016

지열원 히트펌프 시스템에서 지중 열교환기 설계를 위해 수행하는 현장 열응답 시험은 많은 시간과 비용이 수반되기 때문에 조건 변화에 따른 출구온도 예측이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 주로 사용하는 수직형 지중 열교환기의 열전달 성능을 예측하기 위한 방안으로 3차원 CFD 해석 기법을 제안하고, 2개소의 현장 열응답 시험의 출구온도와 기울기 값을 비교하여 CFD 해석 방법의 신뢰성을 확인하였다. CFD 해석 결과, 2개소의 현장 열응답 시험의 출구온도는 $0.5^{\circ}C$ 이내에서 예측하였고, 기울기 값은 1.6% 이내에서 적절히 예측하였다. 이를 통해 CFD 해석 방법의 신뢰성을 확인하고, 2개소의 현장 열응답 시험의 유량 및 지중 유효 열전도도 조건을 각각 ${\pm}20%$ 변화시키면서 현장 열응답 시험의 출구온도를 예측하였다. 첫 번째 현장(Case 1)의 경우 유량 변화에 따라 $28.0^{\circ}C$(-20%)와 $29.6^{\circ}C$(+20%), 지중 유효 열전도도 변화에 따라 $29.6^{\circ}C$(-20%)와 $28.0^{\circ}C$(+20%)로 현장 열응답 시험의 출구온도를 예측하였으며, 두 번째 현장(Case 2)의 경우 유량 변화에 따라 $28.4^{\circ}C$(-20%)와 $29.8^{\circ}C$(+20%), 지중 유효 열전도도 변화에 따라 $29.7^{\circ}C$(-20%)와 $28.4^{\circ}C$(+20%)로 현장 열응답 시험의 출구온도를 각각 예측하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제45권4호
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• pp.135-141
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• 2011

본 연구에서는 주간동안 온실 내에서 발생되는 잉여 태양에너지를 분석하고, 또한 잉여 태양에너지의 적정 축열 시스템 설계에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 수행하였다. 분석에 이용된 기상자료는 표준기상년 데이터로서 이용하여 국내 주요 지역을 대상으로 온실 형태별로 잉여 태양에너지를 분석하였을 뿐만 아니라 소요 난방에너지 등도 분석 및 검토하였다. 이상의 결과를 요약하면 다음과 같다. 9개 지역을 대상으로 지역별 잉여 태양에너지를 대해 분석한 결과, 난방에너지 대비 잉여 태양에너지 비율은 온실 형태별로 각각 약 212.0~228.0%로서 제주가 가장 높게 나타났다. 그 다음으로 부산, 광주, 진주, 대구, 대전, 전주, 수원, 및 대관령 순으로 나타났다. 그리고 온실 형태에 관계없이 몇 몇 지역을 제외하면 잉여 태양에너지만으로 소요 난방에너지를 거의 대체할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.140-148
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• 2019

대형 주철 구조물은 선박이나 화학 플랜트등에서 케이싱이나 대형 파이프등으로 사용되고 있다. 그러나 대형 케이싱이나 파이프에서 발생되는 파괴는 대부분 해당 재료의 항복강도아래에서 발생된다. 대형 주철 구조물의 피로 파손은 설계 제한조건과 낮은 재료 강도 신뢰성등으로 인하여 발생되고 있다. 파손된 소형 주철 구조물은 시중에서 판매되는 주철 용접봉으로 보수가 가능하다. 그러나 파손된 대형 주철 구조물이 보수 용접으로 보수되려면 구조물 전체가 균일하게 가열되어 냉각되어져야 하나 현장에서는 그와 같은 가열장치를 설치하는 것이 불가능한 장소가 많다. 따라서 현재에도 선박과 플랜트 현장등에서는 파괴된 주철 구조물을 수리의 간편성으로 인하여 냉간 용접만하여 재사용하고 있고 이로 인한 피로 파괴가 재발생 되어져 파괴로 인한 손실 비용이 과대하게 발생하고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 파손된 대형 주철 구조물을 균열보수나사를 이용하여 파손된 부분을 기계적으로 결합하는 방법을 제안하여 피로 파괴된 대형 주철 구조물 보수 방법을 제안하였다. 균열보수나사로 보수한 GC 300의 노치 시험편을 인장시험한 결과 8.2 MPa정도의 인장 강도를 가지고 있어 GC 300으로 제작한 대형 열교환기나 가열기의 설계응력이 3.5 MPa이하인 것을 고려하면 안전율이 2.3이상이 되어져 균열보수나사를 이용하여 대형 주철 구조물 균열을 보수하는 방법이 공학적으로 매우 유용하다.

• 가족자원경영과 정책
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• 제25권1호
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• pp.113-132
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• 2021

지금까지의 한부모가족에 대한 연구들의 대다수는 미혼 한부모가족의 형성사유를 구분하지 않아, 청소년한부모를 특정하여 직접 자료조사를 한 연구는 많지 않다. 본 연구의 목적은 청소년부모의 임신, 출산, 양육이 안전하게 이루어지도록 지원하기 위한 정책 개발의 기초 자료를 청소년부모의 양육과 관련한 실태조사를 통해 얻고자 한다. 그러나 현실적으로 청소년부모를 대상으로 하기에는 어려움이 따르므로 동일한 문제를 내포한 10대에 첫 자녀를 출산한 미혼한부모를 대상으로 선정하였다. 연구목적을 위하여 설정한 연구문제는 '첫째, 이들의 기본적인 특성은 어떠한가. 둘째, 임신에서 양육 초기의 실태는 어떠한가. 셋째, 자녀 양육의 실태는 어떠한가. 넷째, 자립의 가능성은 어떠한가' 이다. 본 연구는 청소년부모의 지원근거를 마련하기 위하여 10대에 첫 자녀를 출산한 미혼한부모를 대상으로 임신에서 출산, 양육초기까지의 일련의 과정을 직접 조사를 통해 탐색한 연구로서 기존의 연구들과 차별점을 갖고 있으며, 비양육자인 자녀의 생부의 역동을 함께 추측할 수 있는 자료를 제시하였다. 또한 저출산의 극복이라는 중차대한 국가의 과업에서 청소년 산모의 건강권을 바탕으로 아동의 건강한 성장을 함께 논의하였다는 점에서 의미가 있다. 자녀를 출산하고 양육하는 일은 개인, 사회가 함께 고민하여야 하며, 그 과정에서 아이 생부에 관한 사회의 무관심을 환기시키고 아이 생부를 양육에 참여할 수 있도록 하는 방향으로의 전환을 모색할 필요가 있다. 청소년부모와 미혼부의 존재를 인정하고 이들을 다양한 가족의 하나로 기능할 수 있도록 하기 위하여 청소년복지지원법과 저출산고령사회기본법에서 청소년부모에 대한 지원의 근거가 명시되어야 하며, 10대의 청소년으로서 부모역할을 수행하는 부모, 한부모들에 대해서는 가정의 형태에 관계없이 이용가능한 시스템의 도입과 10대 부모를 대상으로 하는 자녀양육과 관련한 정보 및 양육프로그램이 전문가에 의해 개발되어야 하며 이를 포괄하는 가족정책의 수립과 가족자원과 지역자원을 적용할 수 있는 더욱 구체적인 후속 연구들이 필요함을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.917-930
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• 2018

도로터널의 방재시설 설계에 화재 위험을 정량적으로 평가하기 위한 정량적 위험도 평가기법이 소방시설물에 대한 성능위주 설계의 일환으로 도입되어 전차종이 통과하는 대단면 터널에 대한 방재시설의 적정성을 평가하는데 활용되고 있다. 그러나 현재 도로 터널에 도입하고 있는 정량적 위험도 평가기법은 대단면 터널에만 적용이 가능하기 때문에 최근 건설이나 계획이 증가하는 소형차 전용 도로터널에 대한 정량적 위험도 평가기법의 개발 필요성이 대두되게 되었다. 이에 본 연구에서는 기존의 터널에 대한 정량적 위험도 평가기법을 기반으로 하여 소형차 전용 도로터널에 적합한 화재발생 시나리오를 제시하고 소형차 전용의 모델터널에 대해서 피난연결통로 간격에 따른 위험도를 분석하고 적용성을 검토하였다. 그 결과로 소형차 전용도로터널의 경우, 현행 사회적 위험도 평가기준을 만족하기 위한 피난연결통로의 적정 간격은 200 m로 평가되었다. 또한 소형차 전용터널에 대한 제배연방식에 따른 위험도를 비교한 결과, 제트팬에 의해서 기류제어가 가능한 대배기구방식이 피난안전확보에 효과적인 것으로 분석되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권4호
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• pp.468-475
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• 2019

엔드라인 폭연방지기는 수직 환기장치에 폭연방지와 함께 대기방출을 하도록 한다. 엔드라인 폭연방지장치는 선박과 같은 산업현장의 다양한 분야에 적용된다. 폭연방지기에서 스프링은 스프링 부하와 스프링의 탄성이 후드 개방 모멘트를 결정하므로 필수 부품이다. 더욱이, 장치 내 스프링은 고온의 상태에서도 작동해야 한다. 따라서, 폭연이 나타나기 시작할 때 스프링의 기계적 하중과 탄성을 분석할 필요가 있다. 이 연구에서는 엔드라인 폭연방지기의 작동 프로세스의 시뮬레이션을 기반으로 열 및 구조해석을 수행하으며, 스프링의 3차원 모델은 CFD 시뮬레이션을 이용하였다. CFD 해석은 FEM 시뮬레이션 값을 입력하여 스프링 구조를 분석한다. 본 연구에서는 스프링 부하의 43 kg, 93 kg 및 56 kg 세 가지 경우 즉, 150 mm 스프링 디플렉션에 부합하도록 집중적으로 관찰하였다. 결과적으로, $1,000^{\circ}C$ 가열조건 하에서 5분 후에 스프링 부하가 10 kg 감소했다. 시뮬레이션 결과는 연소 시간 변화에 따라 스프링의 부하와 탄성을 예측하고 추정할 수 있었다. 또한, 연구의 결과는 폭연방지기의 제조자들에게 역화방지장치뿐만 아니라 스프링의 설계를 최적화하기 위한 참고 자료로 활용할 수 있다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.48-48
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• 2019

Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson는 영명으로 Elephant yam 또는 Whitespot giant arum 으로 불리는 천남성과(Araceae) 식물로 동아시아, 뉴기니, 오세아니아, 마다가스카르 등지에서 자생하고 있으며 숲의 가장자리 또는 2차림에서 발견 된다. 다년생 식물로 덩이줄기는 어두운 갈색의 둥근모양으로 직경 20~25 cm로 자라고 수염뿌리가 사방으로 달린다. IUCN 적색목록(Red List)에 관심대상 종(LC: Least Concern)에 속하는 식물이다. 현지인들은 마(Dioscorea Polystachya Turcz.)처럼 채소로 먹기도 하며 약용으로 쓰이기도 하는데 복부장애, 소화불량, 천식, 기관지염, 빈혈 등에 약효가 있다. Amorphophallus paeoniifolius은 $25^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$, 연강수량 1,000~1,500 mm에서 잘 자란다. 가운데 눈이 올라오면서 생장을 시작하고 며칠이 지나서야 잎 또는 꽃으로 자라는지 알 수 있다. 잎의 생육주기는 잎눈이 생장을 시작하면 잎자루 끝에 소엽과 소잎자루가 접힌 채로 올라온다. 소엽들이 펴지면서 완전한 모습을 갖추는데 30일 이상의 생장기간을 갖는다. 잎의 형태는 우상복엽(pinnate compound leaf)으로 우산처럼 보이는 잎 하나로 광합성을 한다. 잎은 최대 높이 2.5~3 m, 너비 3 m까지 자라며, 잎자루의 색은 녹색과 청색으로 얼룩덜룩한 무늬가 있다. 인공환경 조건에서 Amorphophallus paeoniifolius 생활사 중 잎의 주기를 연구하기 위해서 광, 온도 등의 지상부 환경은 열대 및 아열대 식물의 자생지와 유사하게 조성하였고, 지하부 환경은 인공 배합토를 사용하여 조성하였다. 평균온도는 $25{\sim}28^{\circ}C$, 겨울철 최저 $16^{\circ}C$, 여름철 최고 $33^{\circ}C$를 유지 관리 하였다. 자동 환경제어시스템으로 온도 및 환기를 유지 관리하고 필요에 따라 수동제어 관리를 병행하여 조절하였다. Amorphophallus paeoniifolius는 잎을 먼저 생성하고 광합성으로 생산된 영양물질을 덩이뿌리에 저장을 하고 그 영양물질을 이용하여 꽃을 피우는 생육 특성을 지닌다. 실험에 사용된 공시 식물은 2018년 12월 미얀마에서 생체(덩이줄기) 형태로 도입되었다. 화분에 식재 후 약 5개월이 지난 시점에서 잎의 생장이 시작되었다. 2019년 7월 29일 기준으로 높이 80 cm, 너비 60 cm의 크기로 성장하였으며, 생육환경에 따라 3~5개월 뒤 잎이 지고 나면 다시 덩이줄기로 되돌아갈 것으로 판단된다. 하지만 지금까지 이 식물에 알려진 정보는 인공환경에서의 연구가 아닌 자연환경에서의 연구결과이기 때문에 인공적인 온실 환경에서 자란 Amorphophallus paeoniifolius는 잎의 주기는 더 오래 갈 수도 있으며 꽃의 주기 또한 느리거나 빠를 수 있다. 잎의 생장주기(Leaf Cycle)시 잎자루가 낮과 밤의 방향을 달리 하여 자라는 것이 관찰되었다. 이는 광합성을 위해서 잎자루의 방향을 햇빛 방향으로 돌리는 것으로 판단된다. Amorphophallus paeoniifolius를 실내 조경 식물 또는 식 약용의 소재식물로 활용하기 위해서는 꽃의 생장주기 등 추가적인 모니터링과 연구가 필요하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.95-108
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• 2022

도로터널의 장대화에 따른 터널 이용객의 체류시간 증가는 화재 발생 시 피난시간이 증가하여 많은 인명피해가 발생할 수 있다. 화재에 따른 인명피해를 줄이기 위해 "도로터널설계 편람 제6편 터널"과 "도로터널 방재·환기시설 설치 및 관리지침"에서는 터널의 연장에 따른 제연설비를 설치하도록 규정하고 있다. 제연설비 설계 인자에는 외부자연풍의 풍속을 최소 2.5 m/s로 고려하도록 하고 있으며, 터널의 특성에 따라 상향하여 적용하도록 하고 있다. 그러나 터널 설계 시 외부자연풍의 풍속을 2.5 m/s로 일률적인 적용을 하고 있다. 최근 6년간 대관령 지역의 5분 평균풍속 자료를 분석한 결과 바람이 분 일 수 중 15.8%가 10 m/s 이상의 바람이 분 것으로 분석되었으며, 최대 20 m/s 까지 분 것으로 분석됐다. 따라서 본 연구에서는 터널 내 화재가 발생했을 때 터널로 유입되는 자연풍의 패턴과 최대풍속에 따른 터널 화재연기의 역류거리를 분석하였다. 그 결과 20 m/s의 돌풍이 분 경우 최대 490 m의 역류가 발생하는 것으로 분석됐다.

• 적정기술학회지
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• 제7권1호
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• pp.51-58
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• 2021

본 연구는 COVID-19의 대유행으로 인해 자동 인공 호흡기의 공급이 세계적인 긴급 수요에 비해 원활하지 않은 상황에 도움이 될 수있는 저가형 응급 인공 호흡기의 설계 및 구현을 제안한다. AMBU-bag과 기성용 임베디드 마이크로컨트롤러 보드를 사용하여 구현이 용이하고 비용을 최소화했다. 또한, 3D 프린팅은 전 세계 기업과 전문가들이 프로토타입 하드웨어를 구축하는 데 사용하는 반면, 주변 환경에서 쉽게 구할 수 있는 재료는 많은 첨단 기술에 접근하기 어려운 국가의 사람들이 시스템을 제조할 수 있도록 한다. 설계한 간이 인공호흡기 모형의 특징은 암부 백을 자동화했다는 점, 3d 프린팅을 사용하지 않는다는 점, 속도조절이 가능하다는 점이다. 속도 조절이 가능하게 함으로써 사용하는 환자의 상황에 맞게 환기가 가능하다. 연구 시 보완할 점으로는 첫 번째, 사용한 와이퍼 모터의 구동 시작점을 고정하기 어렵다는 것이다. 이를 보완하기 위한 방법으로 위치 피드백기능이 있는 브러시 DC모터로 교체하는 방법이 있다. 두 번째로 팔부분과 고정 틀이 나무 재질이라 암부 백을 장기적으로 압축하는 과정에서 암부백이 마모될 가능성 있다는 것이다. 이를 보완하기 위해 암부백이 닿는 틀과 팔 부분을 실리콘과 같은 재료로 감싸 마찰을 최소화해야 할 필요가 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4D호
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• pp.459-467
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• 2008

토지이용 밀집에 따른 지상공간의 부족으로 점차 지하공간의 활용이 늘어가고 있다. 단지 건축물 지하공간의 활용이 아닌 이동공간으로서, 저장창고로서, 밀집상가로서의 지하시설물의 공간적 크기가 확대되는 추세이다. 하지만 지하공간은 지상에 비해 화재에 취약한 약점을 가지고 있다. 특히 유동인구가 많은 지하상가의 경우 대부분 불에 타기 쉬운 옷가지가 많고, 환기가 제대로 이루어지지 않아 유독가스에 노출되어 있다. 또한 폐쇄적인 구조로 피난 및 접근이 어려워 대형인명피해의 위험을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 구조의 지하시설물에서 화재시 연기 및 불길을 피해 안전하고 빠르게 피난자들을 대피시키는 방안에 대해 연구하였다. 최근 첨단기술의 발달로 저렴한 비용으로 유비쿼터스 센서 네트워크를 구축하여 주변환경의 센서정보를 수집하는 것이 가능해졌고, 이러한 정보를 이용하여 보다 효과적인 피난 유도를 위한 시스템을 제안하였다. 센서로부터 수집되는 연기, 온도 등의 화재정보는 기존의 지하시설물의 정보와 통합가공되어 유도 프로세스에 의해 유도매개체로 전송되는데 정보의 가공은 통로의 용량과 거리를 고려하여 시간을 최소화하는 최소시간경로 탐색 알고리즘을 활용한다. 사례연구를 통하여 본 연구의 효용성을 검증하고 미흡한 부분을 찾아보았다.