• 한국과학교육학회지
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• 제29권1호
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• pp.116-136
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• 2009

학교 과학 수업은 그 실행 과정에서 이루어지는 수업 주체 상호간의 의사소통의 내용, 구조, 기능의 차이가 존재하기 때문에 과학 수업에 대한 이해를 위해서는 교수법적 실천 양태의 차이를 명료화하고, 수업의 사회적 상황을 구조적으로 기술하는 것이 필요하다. 과학 수업의 이러한 특징은 과학 수업의 언어에 대한 심층적인 분석을 통해 이해할 수 있다. 이를 위한 대안으로 이 연구에서는 Bernstein의 코드 이론을 도입하여 광물 단원에 대한 중학교 과학 수업 사례에 대하여 수업 담화 언어 코드를 분석하였다. 연구 사례의 수업 담화 장면 별로 담화의 맥락 및 담화 참여자에 대한 권력 관계를 나타내는 범주구분의 정도와, 담화 주체간의 위계적 관계 및 담화 주도에 대한 통제 수준에 다른 범주구성의 정도를 파악하여 담화 언어 코드를 규명하였다. 연구 결과, 광물 단원의 수업 담화 사례는 6가지 유형의 담화 언어 코드가 형성되어, 수업 담화의 측면에서 학생 중심 수업과 교사 중심 수업 사이에서 다양한 양상을 부이고 있었다. 담화 언어 코드이 변화 경향에 따라 과학수업 양태의 변화 양상은 '통제된 학생 중심성 유도 수업'에서 '지위적인 학생 중심성 허용 수업'으로, 그리고 '통제된 학생 참여 허용 수업'을 거쳐, '통제된 학생 중심성 촉진 수업'과 '학생 중심성 강화 수업'으로 다양하고 역동적인 과정을 보여주었다. 이를 통해 학생 중심성이 강화된 과학 수업을 위해서는 학생의 담화 주도가 보장되는 약한 담화적 통제와 담화 주체간의 약한 위계적 관계가 필요함을 알 수 있었다. 또한, 담화 언어 코드에 대한 교사의 자각이 구성주의 수업, 학생 중심 수업에 대한 교사의 지향과 맞물려 강화될 수 있다면, 학생 중심성이 강화된 수업의 실행이 가능해질 수 있음을 밝혔다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권6호
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• pp.753-764
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• 2006

생물학 영역에서 혈액 순환은 복잡하고 추상적인 개념으로 학생들이 이해하기 어렵고, 오개념이 많아 수업 후에도 쉽게 변화하지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 혈액 순환 개념의 존재론적 속성에 따른 학생들의 개념 이해도를 학교 급별로 조사 분석하고, 혈액 순환에 대한 학생들의 이해 향상을 위한 기초자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 이 연구는 세 부분으로 나누어 진행하였다. 첫째로, 순환 개념을 심장, 혈관, 혈액 순환으로 구분하여, 각 개념의 구조, 기능, 행동, 기작 요소별로 학생들의 이해를 알아보기 위한 개념 검사지를 개발하였다. 두 번째로 개념 검사지를 중학교, 고등학교, 대학교 학생들에게 적용하여 순환 개념의 요소별로 학교 급에 따라 개념 이해 수준이 어떻게 다른지를 비교하고, 학생들의 순환 경로의 유형을 구분하였다. 마지막으로 개념이해가 낮은 요소에 대한 개념의 존재론적 범주를 분석하여 그 특성을 파악함으로써, 개념의 범주 간 이동을 촉진시키는 수업 전략을 구성하는데 도움을 주고자 하였다. 본 연구 결과, 혈액순환 개념 중 구조나 기능 요소는 중학생, 고등학생, 대학생이 모두 높은 이해 수준을 보였고 학교 급별로 큰 차이가 없었으나, 행동이나 기작 요소에 대한 이해는 자연계열 고등학생과 대학생들에서 뚜렷하게 높아졌다. 학생들의 혈액 순환 모형은 7가지 유형으로 구분할 수 있었으며, 자연계열 고등학생들과 대학생들은 이중 분지형의 비율이 다른 학교 급에 비해 상대적으로 높았다. 또한 학생들의 순환 기작에 대한 존재론적 범주를 분석한 결과, 평형-독립적 범주의 개념을 사건-목적 범주로 인식하는 경우가 많아, 개념에 대한 잘못된 존재론적 범주의 인식이 개념 이해를 어렵게 한 원인으로 여겨진다.

• 스마트미디어저널
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• 제13권3호
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• pp.18-26
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• 2024

노면 모니터링은 노면의 함몰 정도 및 크랙 감지와 같은 위험 요소 관리를 통해 도로 환경의 안전성을 유지하는 필수적인 과정이다. 고성능 2D 레이저 센서를 탑재한 자율주행 기반 UGV를 활용한 정밀 측정이 가능하지만, 고성능 센서의 에너지 소모량 증가로 인해 배터리 용량에 대한 한계가 있다. 본 논문에서는 UGV에서 효율적인 노면 모니터링을 위한 퓨전 센서 시스템을 제안한다. 제안된 퓨전 센서 시스템은 카메라를 통한 칼라 정보와 선레이저 센서를 통한 깊이 정보를 결합하여 노면 모니터링의 정밀한 변위 탐지를 가능하게 한다. 또한 카메라 센서를 이용해 모니터링 대상의 탐지 여부에 따라 선레이저 센서 스캔 주파수를 동적으로 제어하는 동적 샘플링 알고리즘을 적용함으로써 불필요한 에너지 소모를 절감한다. 제안된 퓨전 센서 시스템에서의 평균 소비전력 모델을 제시하고 다양한 미션 환경의 크랙 분포 및 센서 특성을 고려하여 에너지 효율성을 분석한다. 성능 분석 결과, 선레이저 센서의 Active 상태 소비 전력이 Saving 상태의 2배이고, λ=10, µ=10인 환경에서 고정 샘플링 기법에 비해 전력 소비 효율이 13.3% 향상됨을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.65-76
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• 2024

최근 해상풍력산업이 활성화되면서 기존 화력 발전소 규모의 400MW 급 발전단지들이 개발되고 있다. 재생에너지는 에너지원에 따라 간헐성이 큰 특성이 있고, 최신 재생에너지 발전설비들은 제어기능을 갖는 인버터 기술로 구성되는 특징이 있다. 이러한 재생에너지원의 계통연계 확대에 따라 전력계통 접속을 위한 그리드코드도 점점 구체화되고 있고, 이에 따라 관련 검토도 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 그리드 코드 준수를 위해 여러 해상풍력 발전단지들을 통합하여 공동접속설비로 접속하는 경우, 최적 무효전력 보상용량 선정 방법에 대해 제안한다. 그리드 코드의 요구조건을 기반으로, 전북 서남해 400MW 풍력발전단지의 무효전력 보상과 과도안정도를 분석한다. 이 분석은 PSS/E를 사용하여 각 터빈 배치안과 케이블 데이터로 발전단지 DB를 구축하고, 내·외부망 케이블의 충전전류에 의한 무효전력과 연계점에서 무효전력 보상용량을 산출한다. 또한 전력계통 DB에 연계해서 정적, 동적 안정도를 고찰한다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제24권7호
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• pp.647-659
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• 2023

Objective: The study was conducted to investigate the effect of correct occlusion of the left atrial appendage (LAA) on intracardiac blood flow and thrombus formation in patients with atrial fibrillation (AF) using four-dimensional (4D) flow magnetic resonance imaging (MRI) and three-dimensional (3D)-printed phantoms. Materials and Methods: Three life-sized 3D-printed left atrium (LA) phantoms, including a pre-occlusion (i.e., before the occlusion procedure) model and correctly and incorrectly occluded post-procedural models, were constructed based on cardiac computed tomography images from an 86-year-old male with long-standing persistent AF. A custom-made closed-loop flow circuit was set up, and pulsatile simulated pulmonary venous flow was delivered by a pump. 4D flow MRI was performed using a 3T scanner, and the images were analyzed using MATLAB-based software (R2020b; Mathworks). Flow metrics associated with blood stasis and thrombogenicity, such as the volume of stasis defined by the velocity threshold ($\left|\vec{V}\right|$ < 3 cm/s), surface-and-time-averaged wall shear stress (WSS), and endothelial cell activation potential (ECAP), were analyzed and compared among the three LA phantom models. Results: Different spatial distributions, orientations, and magnitudes of LA flow were directly visualized within the three LA phantoms using 4D flow MRI. The time-averaged volume and its ratio to the corresponding entire volume of LA flow stasis were consistently reduced in the correctly occluded model (70.82 mL and 39.0%, respectively), followed by the incorrectly occluded (73.17 mL and 39.0%, respectively) and pre-occlusion (79.11 mL and 39.7%, respectively) models. The surfaceand-time-averaged WSS and ECAP were also lowest in the correctly occluded model (0.048 Pa and 4.004 Pa^-1, respectively), followed by the incorrectly occluded (0.059 Pa and 4.792 Pa^-1, respectively) and pre-occlusion (0.072 Pa and 5.861 Pa^-1, respectively) models. Conclusion: These findings suggest that a correctly occluded LAA leads to the greatest reduction in LA flow stasis and thrombogenicity, presenting a tentative procedural goal to maximize clinical benefits in patients with AF.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제45권3호
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• pp.128-137
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• 2024

It is necessary to develop a pulsatile Extracorporeal Membrane Oxygenator (p-ECMO) with counter-pulsation control(CPC), which ejects blood during the diastolic phase of the heart rather than the systolic phase, due to the known issues with conventional ECMO causing fatal complications such as ventricular dilation and pulmonary edema. A promising method to simultaneously detect the pulsations of the heart and p-ECMO is to analyze blood pressure waveforms using deep neural network technology(DNN). However, the accurate detection of cardiac rhythms by DNNs is challenging due to various noises such as pulsations from p-ECMO, reflected waves in the vessels, and other dynamic noises. This study aims to evaluate the accuracy of DNNs developed for CPC in p-ECMO, using human-like blood pressure waveforms reproduced in an in-vitro experiment. Especially, an experimental setup that reproduces reflected waves commonly observed in actual patients was developed, and the impact of these waves on DNN judgments was assessed using a multiple DNN (m-DNN) that provides accurate determinations along with a separate index for heartbeat recognition ability. In the experimental setup inducing reflected waves, it was observed that the shape of the blood pressure waveform became increasingly complex, which coincided with an increase in harmonic components, as evident from the Fast Fourier Transform results of the blood pressure wave. It was observed that the recognition score (RS) of DNNs decreased in blood pressure waveforms with significant harmonic components, separate from the frequency components caused by the heart and p-ECMO. This study demonstrated that each DNN trained on blood pressure waveforms without reflected waves showed low RS when faced with waveforms containing reflected waves. However, the accuracy of the final results from the m-DNN remained high even in the presence of reflected waves.

• 대한족부족관절학회지
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• 제28권1호
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• pp.21-26
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• 2024

Purpose: Foot pressure measurement devices are used widely in clinical settings for plantar pressure assessments. Despite the availability of various devices, studies evaluating the inter-device reliability are limited. This study compared plantar pressure measurements obtained from HR Mat (Tekscan Inc.) and EMED-n50 (Novel GmbH). Materials and Methods: The study involved 38 healthy male volunteers. The participants were categorized into two groups based on the Meary's angle in standing foot lateral radiographs: those with normal feet (angles ranging from -4° to 4°) and those with mild flatfeet (angles from -8° to -15°). The static and dynamic plantar pressures of the participants were measured using HR Mat and EMED-n50. The reliability of the contact area and mean force was assessed using the interclass correlation coefficient (ICC). Furthermore, the differences in measurements between the two devices were examined, considering the presence of mild flatfoot. Results: The ICC values for the contact area and mean force ranged from 0.703 to 0.947, indicating good-to-excellent reliability across all areas. EMED-n50 tended to record higher contact areas than HR Mat. The mean force was significantly higher in the forefoot region when measured with EMED-n50, whereas, in the hindfoot region, this difference was observed only during static measurements with HR Mat. Participants with mild flatfeet exhibited significantly higher contact areas in the midfoot region for both devices, with no consistent differences in the other parameters. Conclusion: The contact area and mean force measurements of the HR Mat and EMED-n50 showed high reliability. On the other hand, EMED-n50 tended to record higher contact areas than HR Mat. In cases of mild flatfoot, an increase in contact area within the midfoot region was observed, but no consistent impact on the differences between the two devices was evident.

• 문화기술의 융합
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• 제10권3호
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• pp.833-838
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• 2024

도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF)는 침목상자와 침목방진패드를 이용하여 침목과 콘크리트 도상을 구조적으로 분리하여 콘크리트 도상에 전달되는 진동을 감소시키는 구조이다. 최근에는 20년 이상 공용중인 침목플로팅궤도의 침목방진패드 열화가 발생하고 있다. 이에 침목방진패드에 대한 성능을 평가하기 위해 침목방진패드 발췌 후 정적 스프링강성 시험을 수행하고 있다. 해당 평가기법은 사용 중인 침목방진패드를 반드시 교체한 후 평가를 수행한다. 그러나 궤도 고유진동수는 침목방진패드 스프링강성 및 콘크리트 도상의 융기와 침하에 따라 변화할 수 있다. 본 연구에서는 궤도 고유진동수를 평가하기 위해 모달시험기법을 사용하였다. 이를 위해 실험실 규모에서 침목상자 소재, 침목방진패드 스프링강성 및 콘크리트 도상 융기 및 침하에 따른 궤도 고유진동수를 모달시험을 이용하여 측정하였다. 침목플로팅궤도 고유진동수는 침목방진패드 스프링강성 변화에 따라 직접적인 영향을 받는 것으로 분석되었다. 또한 콘크리트 도상의 융기 및 침하에 따른 고유진동수 변화도 큰 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제시한 모달시험기법을 이용하여 침목방진패드의 열화 및 뜬 침목 평가 등에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제18권3호
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• pp.77-86
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• 2010

본 연구에서는 간접흡입식 풍력선별기의 모델에 대하여 폐기물의 선별특성을 전산유체역학적인 방법으로 고찰하여 폐기물 모델에 대한 적정한 항력계수 및 흡입풍속에 대한 결과를 얻었다. 개발중인 풍력선별기는 송풍기를 설치하여 공기를 사이클론 후단에서 흡입하는 방식으로 선별 폐기물이 송풍기 회전차를 통과하지 않는 특징이 있으며, 흡입구의 특성 및 배관의 압력손실이 선별효율에 큰 영향을 미칠 수 있다. 풍력선별기를 이용한 폐기물을 선별하기 위해서는 폐기물의 공기역학적 특성에 대한 사전연구가 필수적이다. 비닐의 경우 약 0.8~1.0 내외의 항력계수를 적용하는 것이 타당하며, 캔은 압축여부에 따라 차이가 있으나 0.2~0.7의 범위에 있다. 풍력선별기의 흡입유속에 따른 선별효율은 약 25~26 m/s의 흡입유속에서 가장 높은 효율을 얻었다. 흡입구의 형상, 이송덕트의 배관방법에 따라 압력손실이 발생하여 흡입유속이 변화하므로 표준화를 통해 적절한 설계가 가능하도록 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.62-68
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• 2024

우리나라는 사계절이 뚜렷하고 여름과 겨울의 온도차가 커서 교량들은 1년 중 큰 폭의 온도 변화를 겪고 있다. 교량 구조계는 온도가 변할 경우 동적 특성도 변하게 되지만 국내 교량 유지관리에서 내하력 평가 수행 시에는 이 영향을 고려하지 않고 단기간에 측정된 고유진동수만 평가에 사용된다. 이 논문에서는 이론적으로 고유진동수의 변화가 교량에 미치는 영향을 분석하고 1년 이상 연직가속도가 상시 계측된 교량에 대해 매일 고유진동수 추정 데이터를 추출하여 온도에 따른 변화를 확인하였다. 그 결과 고유진동수가 1% 감소하면 교량의 공용내하력은 약 2% 감소하는 것을 확인하였으며 계측 데이터로부터 온도가 10℃ 증가하는 경우 고유진동수는 RC슬래브교 및 라멘교에서는 영향이 없었으나 PSCI형교 및 강상자형 교에서는 1.04~2.48% 감소하는 경향을 확인하였다.