• Proceedings of the National Institute of Ecology of the Republic of Korea
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• 제3권1호
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• pp.13-22
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• 2022

In this study, we investigated the water quality and fish community of the Gudam Wetland, a riverine wetland in the middle-upper reaches of the Nakdong River, during March-October 2020. The main results were as follows: average annual flow rate: 45.0±23.7 m³/s, flow velocity: 0.4±0.3 m/s, water depth: 1.4±0.4 m, water temperature: 17.5±0.8℃, pH: 7.8±0.2, electrical conductivity: 121.6±19.0 ㎲/cm, dissolved oxygen concentration: 11.4±0.9 mg/L, suspended solids concentration: 3.8±2.0 mg/L, and the water quality was classified as Ia (very good). A total of 754 individual fish belonging to 4 orders, 7 families, and 19 species were investigated. Cyprinidae was the dominant group, with 13 species. The dominant species was Zacco platypus (39.3%), followed by Pseudogobio esocinus (17.5%). There were 8 (42.1%) endemic Korean species and 1 exotic species, Micropterus salmoides. Four species were carnivores, six were insectivores, and nine were omnivores. Regarding tolerance to environmental changes, 6 species were tolerant, 11 had intermediate tolerance, and 2 were sensitive. Fish community analysis revealed dominance of 0.57, diversity of 2.04, evenness of 0.69, and richness of 2.72, indicating a diverse and stable fish community. The fish assessment index showed that the assessment class was B (average 62.5), which was higher than that of major streams of the Nakdong River (class C). For sustainable conservation of the Gudam Wetland, management strategies such as minimizing aggregate collection and preventing inflow of non-point pollutants are required.

• Wind and Structures
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• 제34권2호
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• pp.231-257
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• 2022

Transmission lines systems are important components of the electrical power infrastructure. However, these systems are vulnerable to damage from high wind events such as hurricanes. This study presents the results from a 1:50 scale aeroelastic model of a multi-span transmission lines system subjected to simulated hurricane winds. The transmission lines system considered in this study consists of three lattice towers, four spans of conductors and two end-frames. The aeroelastic tests were conducted at the NSF NHERI Wall of Wind Experimental Facility (WOW EF) at the Florida International University (FIU). A horizontal distortion scaling technique was used in order to fit the entire model on the WOW turntable. The system was tested at various wind speeds ranging from 35 m/s to 78 m/s (equivalent full-scale speeds) for varying wind directions. A system identification (SID) technique was used to evaluate experimental-based along-wind aerodynamic damping coefficients and compare with their theoretical counterparts. Comparisons were done for two aeroelastic models: (i) a self-supported lattice tower, and (ii) a multi-span transmission lines system. A buffeting analysis was conducted to estimate the response of the conductors and compare it to measured experimental values. The responses of the single lattice tower and the multi-span transmission lines system were compared. The coupling effects seem to drastically change the aerodynamic damping of the system, compared to the single lattice tower case. The estimation of the drag forces on the conductors are in good agreement with their experimental counterparts. The incorporation of the change in turbulence intensity along the height of the towers appears to better estimate the response of the transmission tower, in comparison with previous methods which assumed constant turbulence intensity. Dynamic amplification factors and gust effect factors were computed, and comparisons were made with code specific values. The resonance contribution is shown to reach a maximum of 18% and 30% of the peak response of the stand-alone tower and entire system, respectively.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권7호
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• pp.1873-1893
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• 2023

The development of lightweight, low energy and small-sized sensors incorporated with the wireless networks has brought about a phenomenal growth of Wireless Sensor Networks (WSNs) in its different fields of applications. Moreover, the routing of data is crucial in a wide number of critical applications that includes ecosystem monitoring, military and disaster management. However, the time-delay, energy imbalance and minimized network lifetime are considered as the key problems faced during the process of data transmission. Furthermore, only when the functionality of cluster head selection is available in WSNs, it is possible to improve energy and network lifetime. Besides that, the task of cluster head selection is regarded as an NP-hard optimization problem that can be effectively modelled using hybrid metaheuristic approaches. Due to this reason, an Improved Coyote Optimization Algorithm-based Clustering Technique (ICOACT) is proposed for extending the lifetime for making efficient choices for cluster heads while maintaining a consistent balance between exploitation and exploration. The issue of premature convergence and its tendency of being trapped into the local optima in the Improved Coyote Optimization Algorithm (ICOA) through the selection of center solution is used for replacing the best solution in the search space during the clustering functionality. The simulation results of the proposed ICOACT confirmed its efficiency by increasing the number of alive nodes, the total number of clusters formed with the least amount of end-to-end delay and mean packet loss rate.

• Advances in nano research
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• 제15권1호
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• pp.35-48
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• 2023

Nanoparticles are known for their outstanding properties such as particle size, surface area, optical and electrical properties. These properties have significantly boasted their applications in various surface phenomena. In this work, calcium oxide nanoparticles were synthesized from periwinkle shells as an approach towards waste management through resource recovery. The sol gel method was used for the synthesis. The nanoparticles were characterized using X-Ray diffractometer (XRD), Fourier Transformed Infra-Red Spectrophotometer (FTIR), Brunauer Emmett Teller (BET), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and ultra violet visible spectrophotometer (UV-visible). While DLS and SEM underestimate the particle diameter, the BET analysis reveals surface area of 138.998 m²/g, pore volume = 0.167 m³/g and pore diameter of 2.47 nm. The nanoparticles were also employed as an adsorbent for the purification of dye (methyl orange) contaminated water. The adsorbent showed excellent removal efficiency (up to 97 %) for the dye through the mechanism of physical adsorption. The adsorption of the dye fitted the Langmuir and Temkin models. Analysis of FTIR spectrum after adsorption complemented with computational chemistry modelling to reveal the imine nitrogen group as the site for the adsorption of the dye unto the nanomaterials. The synthesized nanomaterials have an average particle size of 24 nm, showed a unique XRD peak and is thermally and mechanically stable within the investigated temperature range (30 to 70 ℃).

• 전자공학회논문지
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• 제54권4호
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• pp.99-107
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• 2017

본 논문은 기존의 리튬 배터리(lithium battery) 등가모델의 정확도 개선을 위한 배터리 모델 계수 보정기법을 제안한다. 전기자동차 등 다양한 산업분야에 사용되는 리튬 배터리의 배터리 셀간 잔존용량(SOC, state of charge) 동일하게 유지하여 배터리 수명의 단축을 최소화하기 위해 BMS(battery management system)가 연구 개발 되었지만, 배터리 셀 전압 기반의 셀 밸런싱(cell balancing) 동작으로 내부저항 및 커패시터에 따른 SOC 변화를 따라가지 못한다. 배터리 내부저항 및 커패시터에 따른 배터리 SOC 추정을 위해 다양한 배터리 등가모델이 연구되었지만, 모든 배터리에 동일하게 적용하는 것은 한계가 있으며 특히 과도상태의 배터리 상태 추정이 어렵다. 기존의 배터리 전기적 등가모델 연구는 1종의 배터리를 대상으로 5~10% 오차율로 충 방전 동적특성을 모사하며 서로 다른 전기적 특성을 갖는 실제 배터리에 적용이 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 모델 및 용량이 다른 실제 배터리 운용환경에 적합하며 오차율 5%이하의 동적특성 모사가 가능한 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 배터리 모델 계수 보정법 검증을 위해 3.7 V 정격전압, 280 mAh, 1600 mAh 용량의 리튬 배터리를 사용하였으며, 리튬 배터리의 전기적 등가 모델로 2단 RC Tank 모델을 사용하였다. 또한 0.25C, 0.5C, 0.75C, 1C 4가지 C-rate를 사용하여 배터리 충 방전 실험 및 모델검증을 진행하였으며 제안하는 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 통해 구현한 두 종류의 배터리 모델의 배터리 충 방전 특성 및 과도상태 특성의 오차율은 최대 2.13%이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권7호
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• pp.41-53
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• 2012

강우에 수반된 급경사지의 붕괴는 지반에 수분이 침투하여 평형상태에서 중력방향으로 지반이 이동하는 현상으로 지형과 지질 등에 의한 내적 요소와 강우, 지진 등에 의한 외적요인에 따라 붕괴의 정도가 달라진다. 암종에 따른 수분의 침투특성을 파악하기 위해 백악기말 고철질화강암이 분포하는 부산 금정산 지역과 퇴적암이 분포하는 지역 중 단양지역(사암), 진주지역(셰일), 포항지역(이암-미고결퇴적암) 등 4개 지역을 시범지역으로 선정하여 전기비저항 모니터링탐사를 실시하였다. 탐사기간은 우기가 시작되는 6월부터 하절기를 지나 건기에 해당하는 11월까지 수행하였다. 모니터링 결과 금정 지역과 진주 지역은 표준 강우량 산정 시 우기 동안의 선행강우량의 영향은 6월에서 10월까지의 전체 강우를 대상으로 산정할 필요성이 있고 반감기의 산정 시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다. 또한 저비저항 이상대의 수직적인 분포는 수분의 침투가 지표에서 하부 지반으로 균일하게 발생하는 것이 아니라 풍화대의 균열이나 토층의 이완된 간극을 따라 발생하고 있다. 포항지역 미고결퇴적암은 수분의 침투 형태가 화강암 및 쇄설퇴적암과는 상이하며, 강우 이후 하부지반으로 침투되는 속도가 빠르고 하부의 암반대수층으로 함양되는 기간이 짧아 현재 사용되는 표준강우량 산정 시 적용하는 선행강우량의 영향기간과 유사한 시간을 보인다. 지반의 함수 정도에 의해 단양의 쇄설성 퇴적암 분포지의 하부 지반에서 관찰되는 저비저항 이상대의 유지 기간은 포항지역과 유사하며, 집중호우 시측방으로 수분이 확산되는 정도는 진주의 쇄설성 퇴적암과 같은 형태를 보인다. 이상의 분석결과에서 단양 지역은 선행 강우량이 미치는 기간이 3주 정도로 추정된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권1호
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• pp.28-33
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• 2016

배터리는 휴대폰, 전기자동차, 무인잠수정 등과 같은 분야에서는 주 동력원으로 사용되고, 일반 자동차에서는 시동기 또는 램프구동용으로 사용되며, 일반 선박에서는 비상전원으로 사용되고 있다. 2차 전지로는 납축전지와 리튬이온 배터리를 많이 사용하고 있으며, 납축전지는 가격이 비교적 저렴하고 안전하다. 리튬이온전지는 에너지 밀도가 높고 출력이 우수하며 수명이 긴 장점이 있으나 공기 중의 수분과 반응하여 폭발의 위험성을 가지고 있다. 그러나 최근에는 방수, 방염, 방진 기술의 발달에 힘입어 리튬배터리의 사용이 증가하고 있고, 특히 하이브리드 선박 및 전기추진 선박 등의 주동력원으로 사용될 만큼 그 사용범위가 점점 넓어지고 있으므로 좀 더 엄격한 배터리의 관리가 필요하다. 하이브리드 선박에서는 500kWh 이상의 대용량 동력원을 만들기 위하여 셀(Cell) 단위로 이루어진 수십 개의 리튬배터리가 들어 있는 팩들로 접속이 된 전원을 사용한다. 따라서 배터리 점검에 필요한 검출 전압, 전류 및 온도 데이터들을 관리용 서버로 보내 주는 유선 점검 및 감시시스템을 구현하는 데에는 많은 전선과 통신 모듈이 필요하다. 본 논문에서는 직렬통신 모듈보다 가격이 저렴하고 전선을 사용하지 않는 저 전력 블루투스(Bluetooth low energy, BLE) 무선통신 모듈과 전력선 모뎀을 사용하여 하이브리드 선박용 리튬배터리 저가형 점검 및 감시시스템을 구현하고자 한다. 배터리의 점검요소에는 잔존용량(State of charge, SOC)과 잔존수명(State of health, SOH)이 있으며, 제안한 시스템은 이들을 규칙적으로 점검하여 배터리의 수명 예측과 예방 정비를 할 수 있기 때문에 안전사고를 방지할 수 있을 것으로 전망된다.

• 지질공학
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• 제28권1호
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• pp.69-79
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• 2018

한국 정부는 온실효과에 대응하기 위해서 이산화탄소 배출을 850.6 Mt에서 2030년까지 314.7 Mt (37%)로 감축하기로 하였다. 이러한 상황에서, 한국 정부는 이산화탄소 지중저장시설로부터 누출되는 이산화탄소를 시함부지 규모로 연구하기 위하여 2014년에 이산화탄소 지중저장 환경관리연구단(K-COSEM)을 발족하였다. 이산화탄소의 누출을 탐지하기 위해서는 대산지역의 수리지질학적, 지구물리학적 특성을 규명하는 것이 필요하다. 본 연구에서는, 충북 음성군 대소면 내산리의 연구부지에서 2017년 6월 28일부터 7월 24일과 8월 7일부터 9월 11일까지 두 차례에 걸쳐서 각각 $CO_2$와 $SF_6$를 용해시킨 물을 지하에 주입하여 지하에서의 이산화탄소 누출 거동을 알아내고자 하였다. 주입정은 심도 24 m, 케이싱은 21 m까지, 스크린 구간은 심도 21~24 m 구간이다. 2017년 8월 18일과 9월 1일의 두 차례 전기비저항탐사로 주입수의 흐름과 전기비저항 특성을 파악하고자 하였다. 연구 결과에 의하면, 고 전기비저항대와 저 전기비저항대가 뚜렷하게 구별되며, 주입수의 유동방향은 자연상태의 지하수 흐름과 비슷하게 나타났다. 또한, 저 전기비저항대는 주입심도로부터 천부 표토층까지 광범위하게 형성되며, 이는 높은 투수성을 가지는 풍화대가 이산화탄소 누출 가능성이 높다는 것을 지시한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제30권4호
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• pp.345-350
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• 1997

시설재배지(施設栽培地) 토양비옥도(土壤肥沃度) 관리(管理)의 기초자료(基礎資料)를 얻고자, 우리나라 남부지방(南部地方)에 위치한 시설(施設) 과채류(果菜類) 및 화훼류(花卉類) 주산지(主産地) 71개(個) 포장(圃場)의 염농도(鹽濃度) 특성(特性)을 분석(分析)한 결과는 다음과 같았다. 1. 조사지역(調査地域)의 평균 염농도(鹽濃度)는 표토에서 5.84, 심토에서 2.49dS/m로 표토가 심토보다 2배 이상 높았는데, 71개 포장(圃場) 중 2.0dS/m 이하(以下)인 곳은 표토기준으로 11.3%, 심토기준으로는 50.7%였다. 2. 시설재배(施設栽培) 작물별(作物別) 염농도(鹽濃度)는 과채류재배지(果菜類栽培地)가 2.29(심토)~5.13dS/m(표토), 화훼류재배지(花卉類栽培地)는 2.75(심토)~6.34dS/m(표토)로써 후자(後者)가 전자(前者)보다 더 높았다. 3. 조사시기별(調査時期別) 염농도(鹽濃度)는 2월 시료(試料)가 9월 시료(試料)보다 4.3(표토)~37.7%(심토), 12월 시료(試料)보다는 10.3 (표토)~11.3(심토) 더 높았다. 4. 염농도(鹽濃度)와 정상관(正相關)을 보인 토양무기성분(土壤無機性分)의 상관계수(相關係數) 크기는 표토에서 $Mg^{2+}$ > $NO_3{^-}$ > $Cl^-$ > $Ca^{2+}$ > $SO_4{^{2-}}$ > $K^+$, 심토에서는 $Cl^-$ > $SO_4{^{2-}}$ > $NO_3{^-}$ > $Ca^{2+}$ > $Mg^{2+}$ > $K^+$ 순이었다. 5. 시험포장(試驗圃場)에서는 토양(土壤)의 염류집적(鹽類集積)이 심할수록 진균수(眞菌數)에 대한 세균수(細菌數) 또는 방선균수(放線菌數)의 비(比)값이 감소(減少)된 경향(傾向)이었다.

• 유통과학연구
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• 제10권7호
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• pp.33-41
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• 2012

The purpose of this study is to analyse the state of the energy industry and to determine the efficiency of its functioning on the basis of energy conservation principle and application of innovative technologies aimed at improving the ecological modernisation of agricultural sectors of Kazakhstan. The research methodology is based on an integrated approach of financial and economic evaluation of the effectiveness of the investment project, based on calculation of elasticity, total costs and profitability, as well as on comparative, graphical and system analysis. The current stage is characterised by widely spread restructuring processes of electric power industry in many countries through introduction of new technical installations of energy facilities and increased government regulation in order to enhance the competitive advantage of electricity market. Electric power industry features a considerable value of creating areas. For example, by providing scientific and technical progress, it crucially affects not only the development but also the territorial organisation of productive forces, first of all the industry. In modern life, more than 90% of electricity and heat is obtained by Kazakhstan's economy by consuming non-renewable energy resources: different types of coal, oil shale, oil, natural gas and peat. Therefore, it is significant to ensure energy security, as the country faces a rapid fall back to mono-gas structure of fuel and energy balance. However, energy resources in Kazakhstan are spread very unevenly. Its main supplies are concentrated in northern and central parts of the republic, and the majority of consumers of electrical power live in the southern and western areas of the country. However, energy plays an important role in the economy of industrial production and to a large extent determines the level of competitive advantage, which is a promising condition for implementation of energy-saving and environmentally friendly technologies. In these circumstances, issues of modernisation and reforms of this sector in Kazakhstan gain more and more importance, which can be seen in the example of economically sustainable solutions of a large local monopoly company, significant savings in capital investment and efficiency of implementation of an investment project. A major disadvantage of development of electricity distribution companies is the prevalence of very high moral and physical amortisation of equipment, reaching almost 70-80%, which significantly increases the operating costs. For example, while an investment of 12 billion tenge was planned in 2009 in this branch, in 2012 it is planned to invest more than 17 billion. Obviously, despite the absolute increase, the rate of investment is still quite low, as the total demand in this area is at least more than 250 billion tenge. In addition, industrial infrastructure, including the objects of Kazakhstan electric power industry, have a tangible adverse impact on the environment. Thus, since there is a large number of various power projects that are sources of electromagnetic radiation, the environment is deteriorated. Hence, there is a need to optimise the efficiency of the organisation and management of production activities of energy companies, to create and implement new technologies, to ensure safe production and provide solutions to various environmental aspects. These are key strategic factors to ensure success of the modern energy sector of Kazakhstan. The contribution of authors in developing the scope of this subject is explained by the fact that there was not enough research in the energy sector, especially in the view of ecological modernisation. This work differs from similar works in Kazakhstan in the way that the proposed method of investment project calculation takes into account the time factor, which compares the current and future value of profit from the implementation of innovative equipment that helps to bring it to actual practise. The feasibility of writing this article lies in the need of forming a public policy in the industrial sector, including optimising the structure of energy disbursing rate, which complies with the terms of future modernised development of the domestic energy sector.