• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.305-316
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• 2022

화석연료의 고갈과 환경문제의 대안으로 수소에너지가 부각되고 있으며, 자동차 산업에서도 수소차의 보급이 증가하고 있다. 그러나 수소는 가연농도 범위가 4~75%로 넓은 가연영역을 가지고 있어 수소차 사고 시 안전에 대한 우려가 높은 실정이다. 특히, 터널이나 지하주차장과 같은 반밀폐 공간에서는 수소누출에 따른 화재나 폭발이 대형사고를 유발할 가능성이 높기 때문에 수소누출에 따른 가연영역 분석을 통해 수소 안전성에 대한 검토가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 표준단면의 도로터널에서 수소차량의 수소 누출조건과 터널 내 풍속에 따른 수소농도 해석을 수행하여 터널 내 풍속이 가연영역에 미치는 영향을 검토하였다. 수소의 누출조건은 1개의 탱크와 3개의 탱크가 통시에 TPRD를 통해 누출되는 조건과 대형크랙이 발생하여 누출하는 조건으로 하였으며, 터널 내 풍속은 0, 1, 2.5, 4.0 m/s를 고려하였다. 가연영역에 대한 검토결과, 1 m/s 이상의 풍속이 존재하는 경우에는 풍속이 없는 경우와 비교하여 최대 25%수준까지 감소하는 것으로 나타나고 있으며, 풍속증가에 따른 가연영역의 감소효과는 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 특히 대형크랙이 발생하여 약 2.5초 만에 완전히 누출되는 경우에는 풍속이 증가하면 가연영역이 약간 증가하는 것으로 나타나고 있다. 또한 하향 분출되는 경우에 풍속이 작은 차량하부 영역에 수소가스가 상당히 긴 시간동안 잔류하는 것으로 분석되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제37권2호
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• pp.58-67
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• 2023

While extensive research is being conducted to reduce greenhouse gases in industrial fields, the International Maritime Organization (IMO) has implemented regulations to actively reduce CO₂ emissions from ships, such as energy efficiency design index (EEDI), energy efficiency existing ship index (EEXI), energy efficiency operational indicator (EEOI), and carbon intensity indicator (CII). These regulations play an important role for the design and operation of ships. However, the calculation of the index and indicator might be complex depending on the types and size of the ship. Here, to calculate the EEDI of two target vessels, first, the ships were set as Deadweight (DWT) 50K container and 300K very large crude-oil carrier (VLCC) considering the type and size of those ships along with the engine types and power. Equations and parameters from the marine pollution treaty (MARPOL) Annex VI, IMO marine environment protection committee (MEPC) resolution were used to estimate the EEDI and their changes. Technical measures were subsequently applied to satisfy the IMO regulations, such as reducing speed, energy saving devices (ESD), and onboard CO₂ capture system. Process simulation model using Aspen Plus v10 was developed for the onboard CO₂ capture system. The obtained results suggested that the fuel change from Marine diesel oil (MDO) to liquefied natural gas (LNG) was the most effective way to reduce EEDI, considering the limited supply of the alternative clean fuels. Decreasing ship speed was the next effective option to meet the regulation until Phase 4. In case of container, the attained EEDI while converting fuel from Diesel oil (DO) to LNG was reduced by 27.35%. With speed reduction, the EEDI was improved by 21.76% of the EEDI based on DO. Pertaining to VLCC, 27.31% and 22.10% improvements were observed, which were comparable to those for the container. However, for both vessels, additional measure is required to meet Phase 5, demanding the reduction of 70%. Therefore, onboard CO₂ capture system was designed for both KCS (Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO) container ship) and KVLCC2 (KRISO VLCC) to meet the Phase 5 standard in the process simulation. The absorber column was designed with a diameter of 1.2-3.5 m and height of 11.3 m. The stripper column was 0.6-1.5 m in diameter and 8.8-9.6 m in height. The obtained results suggested that a combination of ESD, speed reduction, and fuel change was effective for reducing the EEDI; and onboard CO₂ capture system may be required for Phase 5.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.1-10
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• 2023

산업혁명의 발달로 인해 급격하게 증가된 온실가스 배출량을 저감하기 위해 배기 배출물 규제가 계속해서 강화되고 있다. 이를 만족시키기 위해선 친환경 연료의 사용은 필수적이다. 미래의 친환경 연료로서 수소가 주목받고 있지만, 물질적 특성으로 인해 취급과 보관에 큰 어려움을 겪고 있어, 이에 대안으로 암모니아가 제안되었다. 암모니아는 수소 대비 상온 조건에서 쉽게 액화가 가능하며, 에너지밀도가 높다. 이에 엔진의 연료로서 암모니아의 적용성을 검토하기 위해 직접분사식 암모니아 전소 엔진에서 연소제어인자의 변경에 따른 실험을 진행하였다. 본 실험은 점화시기(Spark Timing)와 공기과잉률(Excess Air Ratio) 두 개의 변수를 변경하여 실험을 진행하였다.엔진 속도 1,500 RPM 및 중부하 이상(제동 토크 200 Nm)의 조건에서 암모니아 전소를 하였을 때, 연소 안정성과 질소산화물, 미연 암모니아 등의 배기 배출물의 경향을 관찰하였다. 연소제어인자의 최적화를 통해 암모니아만을 연료로 사용한 경우에도 안정적인 연소가 가능한 조건을 찾을 수 있었고, 향후 운전영역 확장을 위한 전략을 적용할 계획이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.557-564
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• 2021

페로브스카이트 구조를 갖는 Sr_0.92Y_0.08Ti_1-xV_xO_3-δ (SYTV)는 고체산화물 연료 전지(Solid oxide fuel cell, SOFC)에서 H₂S를 포함하는 연료를 사용하기 위한 대체 연료극으로 연구되었다. Sr_0.92Y_0.08TiO_3-δ (SYT)의 전기화학적 성능을 향상시키기 위해 페로브스카이트의 B-사이트에 위치한 티타늄을 바나듐으로 치환하였다. 페치니법을 통해 합성된 SYTV는 작동 온도 조건에서 추가적인 부산물의 형성 없이 YSZ(yttria-stabilized zirconia) 전해질과 화학적으로 안정했다. 바나듐의 치환량이 증가함에 따라 산소 공공 결함(Oxygen vacancy)이 증가하였으며, 생성된 산소 공공 결함으로 인해 연료극의 이온 전도도가 증가했다. 전지 성능은 850 ℃ 순수한 H₂ 연료 조건에서 바나듐 치환 정도에 따라 1 mol.%의 바나듐이 치환된 경우 19.30 mW/cm² 이고 7 mol.%의 바나듐이 치환된 경우 34.87 mW/cm²이다. 1000 ppm의 H₂S를 포함하는 H₂ 연료조건에서 cell의 최대 전력밀도는 1 mol.%의 경우 22.34 mW/cm²이고 7 mol.%의 경우 73.11 mW/cm²로 증가하였다.

• 농업과학연구
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• 제9권1호
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• pp.357-370
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• 1982

태양열(太陽熱)을 이용(利用)한 곡물(穀物)의 건조(乾燥)와 저장(貯藏)을 겸할 수 있는 농가용(農家用) 태양열(太陽熱) 저장고(貯藏庫)의 개발(開發)에 필요(必要)한 기초자료(基礎資料)를 얻기 위(爲)하여 구조(構造)가 간단(簡單)하고 가격(價格)이 저렴한 콘크리트 벽체의 저장고(貯藏庫)와 그 지붕을 대신(代身)한 태양열집열기(太陽熱集熱器)를 설계(設計) 제작(製作)하여 집열기(集熱器)의 성능(性能)을 실험(實驗)에 의(依)하여 구(求)하였으며 집열기(集熱器)에서 가열(加熱)된 공기(空氣)와 상온통풍(常溫通風)에 의(依)한 벼의 건조특성(乾操特性)을 비교(比較) 분석(分析)하였다. 건조(乾操)된 곡물(穀物)의 저장시(貯藏時)에 그 온도(溫度)를 예측(豫測)할 수 있는 simulation model을 개발(開發)하여 그 적합성(適合性)을 검정(檢定)하고 저장곡물(貯藏殺物)의 각(各) 부위(部位)에 대(對)한 온도(溫度)의 변화(變化)를 분석(分析)한 결과(結果)들을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 본(本) 실험(實驗)에 설계(設計) 제작(製作)된 태양열집열기(太陽熱集熱器)의 효율(效率)은 평균(平均) 26%였으며 총열전달계수(總熱傳達係數)는 약(約) $25kJ/hr.m^2\;^{\circ}K$였다. 2. 태양열(太陽熱)을 이용(利用)한 건조(乾燥)에서는 공시(供試)벼의 함수율(含水率) 23.5%에서 15.0%까지 건조(乾燥)시키는데 7일(日)이 소요(所要)되었으며 상온통풍건조(常溫通風乾燥)에서는 함수율(含水率) 20.0%에서 15.5%까지 건조(乾燥)시키는데 12일(日)이 소요(所要)되었다. 3. 건조소요시간(乾燥所要時間)은 태양열(太陽熱)을 이용(利用)한 건조(乾燥)가 배(倍) 정도(程度) 빠르나 하층부(下層部)의 곡물(穀物)의 과건현상(過乾現象)의 방지책(防止策)이 철저히 구명(究明)되어야 할 것이다. 4. 저장곡물(貯藏殺物)의 온도(溫度)를 예측(豫測)할 수 있는 simulation model을 finite difference method에 의(依)해 개발(開發)하였으며 검정(檢定) 결과(結果) 실측치(實測値)와 잘 일치(一致)되었다. 5. 저장곡물(貯藏殺物)의 온도(溫度) 변화(變化)는 벽체와 접촉(接觸)하고 있는 부위(部位)에서 컸으며 곡물(穀物)의 손상(損傷)도 이곳에서 심(甚)할 것으로 사료(思料)된다.

• 한국가스학회지
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• 제23권6호
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• pp.90-96
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• 2019

셰일가스의 채굴량 확장과 러시아를 통한 PNG (Pipeline Natural Gas)의 도입은 천연가스가 유력한 대체 연료임을 시사해주고 있다. 따라서 향후 증대될 천연가스의 공급에 맞추어 해당 연료의 수요처 증대가 필수적인 상황이다. 이와 같은 상황에서 수송분야는 저탄소 기체 연료인 천연가스를 적용하기 적합한 분야이며, 이를 통해 이산화탄소와 입자상 물질 등의 유해 배기물질을 저감하는 데 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 천연가스는 자발화 특성이 낮고, 내노킹(Anti-knocking)성이 우수하기 때문에 전기점화 방식에 적합하다. 최근 가솔린 엔진은 연비 개선을 위해 연소실에 직접 분사하는 방식을 주로 채택하고 있으나,연소실 내로 액상 직분사를 하는 반면 천연가스의 경우 액상분사 혹은 고압 분사가 어렵다. 따라서 포트에 분사하는 방식을 사용하므로 동등 흡기압력에서 연료의 분율이 흡입공기의 체적을 대체하여 가솔린 직분 방식에 비해 출력이 저하되는 현상을 피할 수 없게 된다. 이에 본 연구에서는 터보차저를 천연가스 포트 분사 엔진에 적용하여 흡기 압력 상향을 통한 출력 보상을 도모하고자 하였다.그 결과 천연가스 적용 시 흡기압력을 기존 가솔린 대비 5-27 % 상향 시 가솔린 직분사 엔진과 동등 출력을 확보함과 동시에 향상된 제동 열효율을 확인 할 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1108-1119
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• 2018

대기오염에 대한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차 및 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 위해 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후 처리 시스템 등의 많은 접근을 통하여 차량 배출가스와 온실가스를 감소시키려고 노력하고 있다. 이러한 연구들은 주로 차량의 배출가스 (규제 및 미규제물질, PM 입자 배출 등)와 온실가스의 두 가지 이슈로 진행되고 있다. 자동차의 배출가스는 환경오염과 인체에 악영향을 주는 많은 문제를 일으키고 있다. 이러한 배출가스를 줄이기 위하여 각국에서는 배출가스 시험모드를 새로 만들어 규제하고 있다. 2007 년부터 UN ECE의 WP.29 포럼에서 배출가스 인증을 위한 전 세계의 조화된 light-duty 차량 시험 절차 (WLTP)가 개발되었다. 이 시험 절차는 유럽과 동시에 국내 light-duty 디젤 차량에도 적용되어졌다. Light-duty 차량의 대기오염 물질 배출량은 거리 당 무게로 규제되어 있어 주행주기가 결과에 영향을 미칠 수 있다. 차량의 배출가스는 주행 및 환경조건, 주행습관 등에 따라 크게 달라진다. 극단적인 외기온도는 배출가스를 증가시키는데, 이것은 더 많은 연료가 실내를 가열하거나 냉각해야하기 때문이다. 또한 높은 주행속도는 증가된 항력을 극복하기 위해 필요한 에너지로 인해 배출가스 량을 증가시킨다. 일반적으로 상승하는 차량속도와 비교할 때, 급격한 차량가속도도 배출가스를 증가시킨다. 부가적인 장치 (에어컨 또는 히터)와 도로경사 또한 배출가스를 증가시킨다. 본 연구에서는 3대의 light-duty 차량을 가지고 light-duty 차량의 배출가스 규제에 사용되는 WLTP, NEDC 및 FTP-75로 시험을 하였으며, 배출가스가 다른 주행 사이클에 의해 얼마나 많은 영향을 받을 수 있는지를 측정하였다. 배출 가스는 통계적으로 의미있는 차이를 보이지 않았다. 최대 배출 가스는 주로 냉각 된 엔진 조건에 의해 야기되는 WLTP의 저속 단계에서 발견된다. 냉각 된 엔진 상태에서 배출가스의 양은 시험 차량과 크게 다르다. 이는 WLTP 구동 사이클에 대처하기 위해 다른 기술적 솔루션이 필요하다는 것을 의미한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.10-24
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• 2021

연구목적: 본 연구의 목적은 현재 대체연료로 사용하고 있는 바이오디젤과 일반디젤 혼합물의 위험성을 장비별(태그방식과 펜스키마르텐 방식) 시험방식에 따른 인화점 및 연소점의(밀폐, 오픈) 차이를 비교 분석, 측정함으로서 혼합물의 위험성을 확인하고, 화학물질의 위험성 평방법을 확립하여 화재원인 물질의 감식과 감정에 참고 자료로 활용하고자 함이다. 연구방법: 인화점 실험 방법 및 결과 처리는 원유 및 석유 제품 인화점 및 연소점 시험방법으로 사용되고 있는 테그밀폐식 및 펜스키마텐스식 시험방법인 ASTM 및 KS M mode를 기준으로 실험하였다. 본 실험에 사용한 장비의 제조사는 일본의 TANAKA사에서 생산한 장비로 KS M 2010의 시험규격을 만족하는 시험장비로 인화점 및 연소점을 측정하였고, 바이오디젤과 일반디젤 혼합물의 시험방식에 따른 인화점(밀폐, 오픈) 차이를 확인하고, 바이오디젤과 일반디젤 혼합물의 발화점을 기존의 디젤과의 비교 발화위험성을 비교 분석하였다. 연구결과: 실험결과를 살펴보면 먼저 혼합물의 인화 위험성에 대한 실험 결과 분석으로 인화점이 64.5℃인 일반 디젤을 기준으로 했을 때 바이오디젤이 70% 함유된 물질의 인화점은 약 92℃로 확인되었고, 가솔린과 바이오디젤 또는 바이오디젤 혼합물을 합성했을 때 인화점이 낮아지는 경향을 확인할 수 있었다. 아울러 인화점과 연소점의 차이는 약 20~30℃정도로 분석되었고, 소량의 가솔린 또는 메탄올의 혼합시 인화점은 낮아지나, 연소점은 기존의 혼합물의 연소점과 유사하다는 것을 확인하였다. 결론: 본 연구에서는 기존의 위험물안전관리법렬상의 위험물 판정 기준에 대한 세부내용의 실효성 확보 및 위험물 판정의 신뢰성 및 재현성 확보를 목적으로, 인화성 혼합물에 대한 실험적 연구를 통해서 혼합물에 대한 위험성 판단기준을 확인, 소방현장에서 단속되는 인화성 액체 대한 실험적 판정 기준에 대한 참고적인 자료를 제공할 수 있을 것이다. 또한 향후 본 연구로 시험방법별 실험에 대한 노하우를 축적한다면 위험물의 위험성 평가 연구에 있어 기초 자료이자 위험물 판정에 관한 연구의 기반으로 활용될 수 있기를 기대한다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권4호
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• pp.605-614
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• 2022

인류는 기후변화와 인구 구성 비율의 급격한 노령화 라는 두 가지 커다란 생존을 위협하는 문제점에 직면해 있다. 기후변화는 경제 발전과 운송 수단의 발달로 화석 연료 사용 증가에 따른 대기 중 온실가스 농도가 증가한 결과이고, 인구 구성 비율의 노령화는 선진국의 의 생명과학 기술 발전과 개인 위생의 증진으로 기대 수명이 증가한 결과이다. 돌이킬 수 없는 전 지구적인 기후변화를 피하기 위해서는 빠른 기간 내에 온실 가스의 배출이 없는 탄소 제로 경제로 전환을 해야 한다. 이 목표를 달성하기 위해서는 농업 중 온실가스의 발생이 가장 많은 낙농축산업을 저탄소 경영방식으로 전환하고 동시에 소비자들의 저탄소 식품들에 대한 인식의 변화가 필요하다. 현재 지구상 이용 가능 초지 중 77%가 가축용 사료 재배에 활용되지만, 인간이 섭취하는 전체 단백질의 37%와 총 열량의 18%만이 낙농축산업에서 얻어질 뿐이다. 그러므로, 가축보다 온실가스 배출량, 물의 사용량이 적고, 사육 공간이 작아도 되며 사료전환율이 높은 식용 곤충을 단백질원으로 활용해야 할 필요성이 있다. 이와 더불어 건강기능 증진 효과가 있다고 과학적으로 밝혀진 누에와 같은 곤충들의 기능성을 활용하여 현재 치료 방법이나 예방법이 확립되지 않은 퇴행성 질환들을 예방하고 치료를 촉진시킬 수 있는 기능성 식품 개발이 필요하다. 곤충은 동물 중 가장 오래 전에 지구상에 나타났고, 인간의 생존 유무와 상관없이 앞으로도 빠르게 진화를 하여 지구의 환경 변화에 적응하고 번성할 것이다. 그러므로, 다양한 식용 곤충과 누에를 포함한 약용 곤충을 이용한 산업은 현재 인류가 직면한 문제를 해결하여 미래에 인간이 지구에서 생존하고 번영할 수 있는 중요한 받침돌이 될 것이다.

• 동양고전연구
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• 제62호
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• pp.145-176
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• 2016

본고는 개인의 덕성(德性)과 사회적 덕행(德行)의 보편적 가치와 규범이 제시되어 있는 유가(儒家) 경전(經典)을 토대로 군자(君子)다운 지도자상은 어떠한 것인가를 파악하는 작업이다. 따라서 인간다움을 참다운 것으로 삼고, 인간관계의 사회성을 제대로 실천하는 유덕자(有德者)의 가치관에 대하여 논의하고 있다. 군자상의 진면목은 조화의 균형 감각이 있고 자기 수양에 엄격하며 인간관계의 상생적 가치를 창출하는 등 진선미가 삼위일체로 융합되는 '성기성물(成己成物)'의 참된 인물상(人物像)이라는 점을 찾아보고자 한다. 유가(儒家)에서 말하는 성인(聖人), 현인(賢人), 대인(大人), 군자(君子) 등은 인간세상을 이끌어가는 사회지도자를 의미한다. 그들은 무엇보다도 인간다운 도리를 지키며 사회풍토를 아름답게 교화하고 정신과 물질(物質)의 조화(調和) 인격(人格)과 능력(能力) 경제(經濟)와 도덕(道德)을 겸비한 인물로 지목(指目)하고 있다. 현대 사회인들은 순수한 지성(知性)문화의 가치보다는 물질적 가치의 선호도(選好度)에 따라 개인적인 성장(成長)을 꾀하고, 시각적으로 보여 지는 외형적인 무한경쟁(無限競爭)에 편중되어 있다. 오늘날 디지털 시대에 자신의 개성을 연출하는 것은 부정할 수는 없지만, 외모(外貌)에 집착(執着)하여 지나친 다이어트로 건강미를 상실하고, 그로 인(因)한 정신적 스트레스는 외모 집착과 외모중시의 병적인 폐단을 불러일으키고 있다. 이러한 현상을 극복(克復)하기 위해 절실하게 요청되는 대안으로 내적 소양과 외적 전문성을 고루 겸비한 온전한 인격체, 즉 이른바 "문질(文質)이 빈빈(彬彬)"한 진선미(眞善美)의 융합적 지도자상이 필요하다고 하겠다. 유교사상은 수기치인(修己治人)의 도(道)를 현실에서 실천하는 것이다. 수기는 개인적으로는 덕성적 능력을 계발하여 도덕적 인격을 함양하는 것이며, 치인은 사회적으로는 함께 일하는 올바른 인간관계를 갖도록 소통(疏通)하는 것이다. 이 때문에 leader 또는 지도자는 자신뿐만 아니라 타인까지도 감화시킬 수 있어야 한다. 수기치인은 '스스로의 덕성을 가다듬어 다른 사람들을 이끈다.'는 의미이다. 참다운 지도자는 수기(修己)를 통해 자기성찰과 자기정립을 한 다음에 치인(治人) 또는 남들과 함께 살아가는 안인(安人)의 경지에 서게 되는 것이다. 모든 물건에는 값어치가 있고 나름대로의 德이 있듯이. 인간 역시 인격과 덕성(德性)을 갖추고자, 배우고 익혀 자신만의 전문성 신뢰성 그리고 인격과 능력을 겸비하여, 자신만의 브랜드(Brand)가치를 창출해 내고자 한다. 개인의 인격(人格)은 높은 지위나 재력 권력에서 나오는 것이 아니다. 인격이란 개인의 덕성으로서 자기수양을 통하여 마음에 조금도 티가 없는 상쾌함으로, 굳이 한자로 표현하자면 맑고 깨끗한 '소쇄(瀟灑)'에 부합된다고 할 수 있다. 즉 인간이 天性으로 품부 받은 덕성인 지(知) 인(仁) 용(勇)을 겸비한 지극히 인간다움의 인격(人格)을 지닌 지도자상으로 군자상(君子像)을 제시한다. 자아개발은 self leader, 즉 수기(修己)를 통하여 덕성수양과 자아경영의 힘을 기르게 된다. 관계영역의 leader(治人)는 자신(自身)의 덕성(德性)을 덕행(德行)으로 미루어 가는 즉 남의 입장에서 생각하는 역지사지(易地思之)의 마음으로 확대(擴大) 시킬 수 있다. 이처럼 자신의 마음을 미루어 남을 생각하는 리더십을 "대학(大學)"에서는 "혈구지도(?矩之道)"라고 한다. 논자의 견해는, 인격미(人格美)는 지(知) 인(仁) 용(勇)'으로 덕성(德性)의 씨앗을 일구고 상생미(相生美)는 '서(恕)'로써 타인(他人)에게 행동으로 보여주는 덕행의 마땅한 올바름을 구현하며 조화미(調和美)는 '혈구지도(?矩之道)'로써 남을 나처럼 아끼고 사랑하여 나와 같은 마음 즉 보편적 원리인 덕화(德和)를 구현할 수 있다고 여긴다. 이처럼, 지도자상의 자질은 자신의 소양과 남을 배려하는 마음이 총체적으로 잘 조화를 이룰 때 지도자가 지니고 있는 능력을 무한히 발휘하며, 많은 사람들과 공생(共生) 공존(共存)하며 서로 승승적(乘勝的)관계로 거듭 성장해 나갈 수 있는 것이다.