• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권1호
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• pp.1-9
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• 2010

이산화탄소($CO_2$)가 지구온난화의 주요 원인으로 밝혀지면서 $CO_2$를 분리, 회수, 저장하는 기술의 개발과 적용에 대한 관심이 높아지고 있다. 아민화합물은 대표적인 $CO_2$ 흡수제이지만 재생 시 많은 에너지가 필요하고 흡수제가 열분해되며 증발하여 소실되는 단점이 있다. 이러한 단점을 개선할 수 있는 흡수제로 이온성 액체가 개발되고 있다. 이온성 액체는 양이온, 음이온으로 구성된 염이지만 상온에서도 액체상태를 유지하는 물질로서, 높은 열적 안정성, 낮은 휘발성, 특정 기체에 대한 선택적 흡수능력 등의 특성을 보인다. 여기서는 $CO_2$ 흡수능력이 큰 것으로 보고된 이온성 액체들을 바탕으로 이온성 액체의 구조와 온도, 압력, 수분 등 $CO_2$ 흡수량에 영향을 미치는 요인들을 비교하고, $CO_2$ 분리제로서 이온성 액체의 활용 가능성을 알아보았다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권10호
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• pp.4754-4773
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• 2018

In sensor medium access control (SMAC) protocol, sensor nodes can only access the channel in the scheduling and listening period. However, this fixed working method may generate data latency and high conflict. To solve those problems, scheduling duty in the original SMAC protocol is divided into multiple small scheduling duties (micro duty MD). By applying different micro-dispersed contention channel, sensor nodes can reduce the collision probability of the data and thereby save energy. Based on the given micro-duty, this paper presents an adaptive duty cycle (DC) and back-off algorithm, aiming at detecting the fixed duty cycle in SMAC protocol. According to the given buffer queue length, sensor nodes dynamically change the duty cycle. In the context of low duty cycle and low flow, fair binary exponential back-off (F-BEB) algorithm is applied to reduce data latency. In the context of high duty cycle and high flow, capture avoidance binary exponential back-off (CA-BEB) algorithm is used to further reduce the conflict probability for saving energy consumption. Based on the above two contexts, we propose an improved SMAC protocol, micro duty adaptive SMAC protocol (MDA-SMAC). Comparing the performance between MDA-SMAC protocol and SMAC protocol on the NS-2 simulation platform, the results show that, MDA-SMAC protocol performs better in terms of energy consumption, latency and effective throughput than SMAC protocol, especially in the condition of more crowded network traffic and more sensor nodes.

• 에너지공학
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• 제16권3호
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• pp.128-148
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• 2007

원자력 연구개발사업의 품질보증은 사업 고유의 속성을 반영하지 못하는 무분별한 품질보증요건의 선정 및 적용으로 인해 불필요한 요건이 포함되거나 필요한 요건이 배제될 가능성이 있을 뿐만 아니라, 이로 인한 자원낭비의 비경제성이 우려되고 있다. 본 연구에서는 원자력 연구개발사업의 속성을 반영하는 품질보증요건의 중요도 평가방법론을 제시하였다. 이 방법론은 기본적인 분석틀로서 QFD(Quality Function Deployment)를 활용하며, 계산과정에서 퍼지개념을 도입하여 인간 판단의 모호함에 따른 불확실성을 결과에 반영하고, 피설문자의 응답확신도를 활용함으로써 설문의 내용을 보다 유용하게 분석에 반영할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 특정 원자력 연구개발사업에 제시된 방법론을 적용함으로써 그 실용성을, 다양한 시나리오 분석을 통해 유효성을 확인하였다. 시나리오 분석 결과에 따르면, 퍼지개념과 응답확신도를 활용함에 따라 기존의 방법론과 비교하여 품질보증요건의 중요도에 유의할만한 수준의 변화를 가져올 수 있음을 확인하였다. 또한, 사업 속성요인의 수준변화가 품질보증요건의 중요도에 직간접적으로 반영되고 있음을 확인하였다. 본 연구는 원자력 연구개발사업의 속성을 반영하는 품질보증요건 중요도 산출방법론이라는 점과 QFD의 새로운 응용분야를 개척하였다는 점에서 그 의미를 찾을 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.497-504
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• 2008

In a study of the optimum operational condition for a melting decontamination, the effects of the basicity, slag type and slag composition on the distribution of depleted uranium were investigated for radioactively contaminated metallic wastes of iron-based metals such as stainless steel (SUS 304L) in a direct current graphite arc furnace. Most of the depleted uranium was easily moved into the slag from the radioactive metal waste. The partitioning ratio of the depleted uranium was influenced by the amount of added slag former and the slag basicity. The composition of the slag former used to capture contaminants such as depleted uranium during the melt decontamination process generally consists of silica ($SiO_2$), calcium oxide (CaO) and aluminum oxide ($Al_2O_3$). Furthermore, calcium fluoride ($CaF_2$), magnesium oxide (MgO), and ferric oxide ($Fe_2O_3$) were added to increase the slag fluidity and oxidative potential. The partitioning ratio of the depleted uranium was increased as the amount of slag former was increased. Up to 97% of the depleted uranium was captured between the ingot phase and the slag phase. The partitioning ratio of the uranium was considerably dependent on the basicity and composition of the slag. The optimum condition for the removal of the depleted uranium was a basicity level of about 1.5. The partitioning ratio of uranium was high, exceeding $5.5{\times}10^3$. The slag formers containing calcium fluoride ($CaF_2$) and a high amount of silica proved to be more effective for a melt decontamination of stainless steel wastes contaminated with depleted uranium.

• 한국운동역학회지
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• 제22권4호
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• pp.379-386
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• 2012

The aim of this study was to investigate and identify the differences in lower extremity energy dissipation strategies between drop-landing and countermovement-jump maneuvers. Fourteen recreational athletes(Age : $23.3{\pm}2.1years$, Height : $172.3{\pm}4.0cm$, Weight : $69.2{\pm}4.7kg$) were recruited and instructed to perform drop-landing from 45 cm height and countermovement-jump from 45 cm to 20 cm height. The landing phase was taken as the time between initial contact and peak knee flexion. A motion-capture system consisting of eight infra-red cameras was employed to collect kinematics data at a sampling rate of 200 Hz and a force-plate was used to collect GRF data at a sampling rate of 2000 Hz. Paired t-test was performed to determine the difference in kinematics and kinetics variables between each task. During the countermovement-jump task, all of lower extremity joint ROM and the hip joint eccentric moment were decreased and the ankle joint plantarflexion moment was increased than drop-landing task. In the eccentric work during countermovement-jump task, the ankle joint displayed greater while knee and hip joint showed lesser than drop-landing. Therefore, the knee joint acted as the key energy dissipater during drop-landing while the ankle joint contributed the most energy dissipation during countermovement-jump. Our findings collectively indicated that different energy dissipation strategies were adopted for drop-landing and countermovement-jump.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권3호
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• pp.1140-1151
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• 2023

Fully Ceramic Microencapsulated (FCM) fuel is emerging advanced fuel material for the future nuclear reactors. The fuel pellet in the FCM fuel is composed of matrix and a large number of TRistructural-ISOtopic (TRISO) fuel particles which are randomly dispersed in the SiC matrix. The minimum layer thickness in a TRISO fuel particle is on the order of 10^-5 m, and the length of the FCM pellet is on the order of 10^-2 m. Hence, the heat transfer in the FCM pellet is a multi-scale phenomenon. In this study, three multi-scale heat conduction models including the Multi-region Layered (ML) model, Multi-region Non-layered (MN) model and Homogeneous model for FCM pellet were constructed. In the ML model, the random distributed TRISO fuel particles and coating layers are completely built. While the TRISO fuel particles with coating layers are homogenized in the MN model and the whole fuel pellet is taken as the homogenous material in the Homogeneous model. Taking the results by the ML model as the benchmark, the abilities of the MN model and Homogenous model to predict the maximum and average temperature were discussed. It was found that the MN model and the Homogenous model greatly underestimate the temperature of TRISO fuel particles. The reason is mainly that the conventional equivalent thermal conductivity (ETC) models do not take the internal heat source into account and are not suitable for the TRISO fuel particle. Then the improved ETCs considering internal heat source were derived. With the improved ETCs, the MN model is able to capture the peak temperature as well as the average temperature at a wide range of the linear powers (165 W/cm~ 415 W/cm) and the packing fractions (20%-50%). With the improved ETCs, the Homogenous model is better to predict the average temperature at different linear powers and packing fractions, and able to predict the peak temperature at high packing fractions (45%-50%).

• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제13권2호
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• pp.152-162
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• 2024

Objective: This study was conducted to analyze the effect of wearable Electromyography-controlled functional electrical stimulation (EMG-controlled FES) System on Gait Function and cardiopulmonary metabolic efficiency during walking in older adults. Design: Cross-section study Methods: Total 22 older adult participants suitable to selection criteria of this study participated in this study. The EMG-controlled FES System, which functions as a wearable physical activity assist FES system was used. All participations performed randomly assigned two conditions (Non-FES assist [NFA], FES assist [FA]) of walking. In all conditions, spatio-temporal parameters and kinematics and kinetics parameters during walking was collected via 3D motion capture system and 6 minutes walking test (6MWT) and metabolic cost during walking and stairs climbing was collected via a portable metabolic device (COSMED K5, COSMED Srl, Roma, Italy). Results: In Spatio-temporal parameters aspects, The EMG-controlled FES system significantly improved gait functions measurements of older adults with sarcopenia at walking in comparison to the NFA condition (P<0.05). Hip, knee and ankle joint range of motion increased at walking in FA condition compared to the NFA condition (P<0.05). In the FA condition, moment and ground reaction force was changed like normal gait during walking of older adults in comparison to the NFA condition (P<0.05). The EMG-controlled FES system significantly reduced net cardiopulmonary metabolic energy cost, net energy expenditure measurement at stairs climbing (P<0.05). Conclusions: This study demonstrated that EMG-controlled FES is a potentially useful gait-assist system for improving gait function by making joint range of motion and moment properly.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.961-972
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• 2008

2004년 기준, 온실가스(GHG; Greenhouse Gas) 총 배출량 약 5억9,060만톤(t)$CO_2$로 배출량 세계 10위권인 우리나라는 국제 환경의 변화를 볼 때 향후 반드시 GHG를 감축해야한다. 2004년 국내 에너지 부문 중, 전력 발전 및 산업 부분에서 배출된 이산화탄소(CO$_2$)량은 총 2억9,685만t으로 우리나라 GHG 전체 발생량의 53.3%를 차지하여 이 두 분야에서 CO$_2$ 배출을 감축시키는 것이 가장 시급하고 중요한 문제이다. 또한 이 두 분야는 산업의 특성상 CCS(Carbon Capture and Storage) 기술을 적용하여 효율적으로 CO$_2$를 저감할 수 있는 가장 잠재력이 높은 분야이다. 두 분야에서 효율적으로 적용될 수 있는 CCS 기술로 단기적으로는 amine을 이용한 화합흡수법이, 중, 장기적으로는 ATR(Autothermal reforming), 또는 MSR-H2(Methane steam reformer with hydrogen separation membrane reactor)가 장착된 연소 전 기술과, SOFC+GT(Solid oxide fuel cell-Gas turbine) 같은 순산소 연소 기술이 가장 유리 할 것으로 예상된다. 이와 같은 최신 연소 전 및 순산소 연소 기술을 이용하면 향후 CO$_2$ 포집 비용을 $US 8.5-43.5/tCO$_2$로 줄일 수 있으며 이를 이용하여 전력 발전 및 산업 부분에서 발생하는 CO$_2$의 10%만을 감축하더라도 약 3,000만t의 CO$_2$를 저감할 수 있겠다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.263-272
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• 2012

유엔기후변화협약회의(UNFCCC)에서는 이산화탄소 포집 및 저장(Carbon dioxide capture and storage, CCS)의 부족한 경제성 확보 및 개발도상국으로의 확대의 하나의 방편으로 CCS를 청정개발체제(Clean Development Mechanism, CDM)로 수용하는 것에 대한 논의가 2005년부터 진행되었다. CCS의 CDM 수용과 관련하여 CCS 기술보유국 및 산유국과 개발도상국간의 의견차이로 인하여 합의를 이루지 못하고 논의가 거듭되다, '10.12월 칸쿤 회의결과, CCS의 CDM 수용 가능성에 대해 합의가 이루어졌다(CMP[2010], Decision7/CMP.6). 당시 당사국들은 CCS의 CDM 수용을 위해 방식 및 절차에 관련한 주요 이슈, 즉, 1) 저장지 선정, 2) 모니터링, 3) 모델링, 4) 경계, 5) 누수 측정 및 계산, 6) 월경 효과, 7) 연계프로젝트 배출 계산, 8) 위해성 및 안전성 평가, 9) CDM 체제하의 책임 등에 대한 합의를 우선 요구하였으며, 동기간 동안 과학 기술자문부속기구(SBSTA)에서는 의견 교환 및 워크숍 개최 등을 통해 방식 및 절차에 대한 초안을 마련하였다. 이 초안을 바탕으로 '11년 12월 남아공 더반 회의에서 마침내 CCS기술을 CDM으로 수용키로 최종 합의하였다(CMP[2011], Decision-/CMP.7). CCS의 CDM 수용은 단순히 경제적 인센티브의 제공이라는 의미를 넘어 CCS 기술이 국제사회에서 이산화탄소 저감기술로 공식적으로 인정받았다는 것을 의미하기에 국내의 관련 기술 및 산업뿐만 아니라 법 정책적 측면에서도 큰 영향을 미칠 것으로 보인다. 이에 본 논문에서는 각 이슈들에 대한 국제적 논의 동향을 분석하고, 이를 통해 현재 우리나라가 계획하고 있는 CCS 실용화를 위해 선행되어야 할 정책적 고려 사항을 도출하였다. 금번에 채택된 CCS기술의 CDM 체제 방식 및 절차에 따르면, 우리나라와 같은 비부속서 I 당사국도 방식 및 절차에서 제시한 법 제도를 수립할 경우 CCS CDM 사업 활동 수행이 가능하다. 현재 우리나라는 상위법인 '저탄소 녹색성장 기본법'이 제정되어 있으나 CCS CDM 방식과 절차에서 요구하고 있는 세부 법 제도 프레임웍은 미비한 상황이다. 따라서 단기적으로 포집, 수송, 저장 분야 별로 관련법 개정을 통해 CCS CDM 기반 조기 마련과 함께 장기적으로는 단일법 제정을 포함한 CDM 체제 하의 CCS 사업관련 종합적 법제도 기반을 준비할 것을 제언하고자 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권3호
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• pp.187-197
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• 2010

화석연료를 사용하는 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서 배출되는 $CO_2$를 포집하고 이를 대수층이나 유가스전과 같은 지질학적 구조에 장기간 저장하는 이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon dioxide Capture and Storage, CCS)이 기후변화 대응기술로서 국내외적으로 주목 받고 있다. 이와 같은 CCS 기술을 구현하기 위해서는 포집된 대용량의 $CO_2$ 혼합물을 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송하는 과정이 필요하고, 이러한 공정에 대한 기존의 연구는 주로 순수 $CO_2$를 대상으로 하여 진행되어 왔다. 그러나 일반적으로 발전소 및 제철소 등에서 포집된 $CO_2$ 혼합물에는 $N_2$, $O_2$, Ar, $H_2O$, $SO_2$, $H_2S$ 등과 같은 불순물들을 포함하고 있다. 이러한 $CO_2$ 혼합물 내 불순물들은 처리하고자 하는 $CO_2$ 혼합물의 열역학 상태량 등을 변화시킴으로써 압축, 정제, 수송 및 저장 공정들에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 이러한 불순물 중 황성분이 함유된 $SO_2$가 포함된 $CO_2$ 혼합물의 수송 및 저장 공정을 설계하는데 있어 매우 중요한 $CO_2$ 혼합물의 열역학 거동을 모사하기 위한 상태량 모델들을 비교 분석하였다. 이를 위해 BWRS EOS, PR EOS, PRBM EOS, RKS EOS, SRK EOS 그리고 NRTL-RK 모델과 같은 총 6가지 물리적 상태량 모델을 이용하여 $CO_2-SO_2$ 혼합물의 VLE 거동을 수치계산하고 이를 실험 데이터와 비교하였다. 또한, $CO_2$, $SO_2$와 같은 서로 다른 분자간의 상호작용 효과를 보완하기 위하여 상태량 모델을 이용한 계산결과와 실험결과와의 차이를 정량화하여 각각의 상태량 모델의 예측능력을 계량화 비교분석하였고 이로부터 $CO_2-SO_2$ 혼합물에 대한 최적의 이성분 매개변수 값들을 도출하였다.