• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.7-7
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• 2011

Quantum beam technology has been expected to develop breakthroughs for nanotechnology during the third basic plan of science and technology (2006~2010). Recently, Green- or Life Innovations has taken over the national interests in the fourth basic science and technology plan (2011~2015). The NIMS (National Institute for Materials Science) has been conducting the corresponding mid-term research plans, as well as other national projects, such as nano-Green project (Global Research for Environment and Energy based on Nanomaterials science). In this lecture, the research trends in Japan and NIMS are firstly reviewed, and the typical achievements are highlighted over key nanotechnology fields. As one of the key nanotechnologies, the quantum beam research in NIMS focused on synchrotron radiation, neutron beams and ion/atom beams, having complementary attributes. The facilities used are SPring-8, nuclear reactor JRR-3, pulsed neutron source J-PARC and ion-laser-combined beams as well as excited atomic beams. Materials studied are typically fuel cell materials, superconducting/magnetic/multi-ferroic materials, quasicrystals, thermoelectric materials, precipitation-hardened steels, nanoparticle-dispersed materials. Here, we introduce a few topics of neutron scattering and ion beam nanofabrication. For neutron powder diffraction, the NIMS has developed multi-purpose pattern fitting software, post RIETAN2000. An ionic conductor, doped Pr2NiO4, which is a candidate for fuel-cell material, was analyzed by neutron powder diffraction with the software developed. The nuclear-density distribution derived revealed the two-dimensional network of the diffusion paths of oxygen ions at high temperatures. Using the high sensitivity of neutron beams for light elements, hydrogen states in a precipitation-strengthened steel were successfully evaluated. The small-angle neutron scattering (SANS) demonstrated the sensitive detection of hydrogen atoms trapped at the interfaces of nano-sized NbC. This result provides evidence for hydrogen embrittlement due to trapped hydrogen at precipitates. The ion beam technology can give novel functionality on a nano-scale and is targeting applications in plasmonics, ultra-fast optical communications, high-density recording and bio-patterning. The technologies developed are an ion-and-laser combined irradiation method for spatial control of nanoparticles, and a nano-masked ion irradiation method for patterning. Furthermore, we succeeded in implanting a wide-area nanopattern using nano-masks of anodic porous alumina. The patterning of ion implantation will be further applied for controlling protein adhesivity of biopolymers. It has thus been demonstrated that the quantum beam-based nanotechnology will lead the innovations both for nano-characterization and nano-fabrication.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.249-255
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• 2010

1990년대 이후 지진발생과 관련된 ULF 대역 지사가장의 변동이 다수 보고된 후, 분석 분석 방법을 이용한 지자기장 분석은 단기 지진예측에 큰 기여를 할 것이라 기대되고 있다. 본 연구는 기존 연구를 참조하여 개량된 분극 분석 방법을 개발하고, 이를 이용하여 청양관측소의 지자기 삼성분 자료를 분석하였다. 분석 주파수는 지진발생에 가장 민감하다고 알려진 0.01 Hz 대역이며, 수직 자기장과 수평 자기장의 분광에너지 비, 즉 분극값을 일단위로 계산하였다. 총 10개 월 동안의 사료가 분석되었으며, 분석경과를 Kp 인덱스 및 동일기간 발생한 지진이벤트와 비교하였나 청양의 분극값 변동은 Kp 인덱스와 관련성이 적었으며, 두 기간에서 지진발생과 관련한 주목할 만한 분극값의 증가가 관찰되었다. 일본 Kanoya 관측소의 자료와 비교해 본 결과, 청양의 분극값 증가는 광역적인 자기장의 변동에서는 지진발생과 밀접한 관계가 있는 것으로 생각된다. 또한, 자기장의 통계적 특성을 고려한 정규화된 분극값의 변동에서는 이러한 특징이 보다 뚜렷하게 확인된다. 따라서 분극 분석 방법은 지진전조형상 모니터링을 위해 유용하게 활용됨 수 있으며, 향후 추가적인 자료 확보 및 분석을 통해 지진발생과 관련된 ULF 변동을 탐지하는데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제48권2호
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• pp.217-230
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• 2020

지구온난화로 인한 온실가스 배출 감소에 대한 관심도가 증가하고 있으며, 이 중 온실가스 감축 계획으로 에너지 소비 감소 계획이 제안되고 충족을 위한 건축물이 열관류율 기준이 강화되었다. 한국에서는 소비되는 전체 에너지 중 약 25%는 건축부문에 사용되고 있으며 건물 에너지 소비량 감소를 위한 열전도율이 낮은 건축자재 또는 단열재 개발이 요구되고 있으며, 열전도율이 낮은 목재의 활용 사례도 증가하고 있다. 또한 내부 마감재로 사용될 경우 건물 에너지 소비가 최대 7%까지 감소된다는 선행연구 결과를 바탕으로 본 연구에서는 일반적으로 실내마감재로 사용되는 3가지 유형의 마감재(시멘트, 오동나무, MDF)에 따라 열전달특성 및 열용량을 비교하였다. 본 연구를 통하여 열 이동은 복사열의 형태로 전달되며 오동나무 마감재 사용시 에너지량과 열전달량이 가장 많은 결과로 실내 마감재로 목재 사용 시 건물 내부의 에너지 효율을 향상시킬 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.348-356
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• 2016

본 연구는 국내 사과원 생태계에 대한 $CO_2$ 및 에너지(현열, 잠열) 플럭스를 에디공분산 기법으로 정량화하고 이들의 계절적 변화를 분석하였다. 2006년 국내 사과원 생태계의 누적 NEE는 $-396.9g\;C\;m^{-2}$으로, 유사한 환경 조건에서 수행된 이탈리아의 사과원 생태계의 NEE ($-380.0g\;C\;m^{-2}$)와 아주 비슷한 것으로 분석되었다. 또한 양국의 사과원 생태계에서 일 최대 NEE는 6월 하순에 관측되었다. 다만, 국내 장마기간에 해당되는 7월의 NEE는 양국의 과수원 생태계에서 다른 양상을 나타내었다. 이와 같이 과수원 생태계와 같은 집약적으로 관리되는 생태시스템에서도 NEE의 변화가 관개 등 영농활동에 의해서 큰 영향을 받지만, 기온, 강수량 등 환경조건에도 영향을 많이 받는 것으로 조사되었다. 국내 사과원 생태계의 탄소 흡수능력에 대한 보다 정확한 평가를 위해서는 3년 이상의 장기적인 플럭스 자료를 토대로 추가적인 연구가 요구되며, 상호 검증과 탄소수지 평가를 위해서는 챔버방식의 생태학적 접근도 추가로 필요할 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.55-62
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• 2012

소화약제의 국소방출방식 개념이 적용될 수 있는 대향류 확산화염을 대상으로 $CO_2$ 소화약제의 소화기구를 재조명하기 위한 연구가 시도되었다. 이를 위해 연료 또는 공기류에 $CO_2$가 첨가된 낮은 총괄신장율의 $CH_4$/air 대향류 확산화염이 상세반응을 이용한 수치해석을 통해 검토되었다. 첨가된 $CO_2$를 포함한 복사 참여 화학종의 복사 열손실을 고려하기 위하여 optically thin model(OTM)이 적용되었다. 주요 결과로서, 공기류에 첨가된 $CO_2$의 소화농도 예측결과는 문헌에 보고된 실험결과를 적절하게 예측하고 있으나, 연료류에 첨가된 경우 다소 과소 예측된 결과를 확인하였다. 소화효과에 대한 정량적 분석을 위하여 가상의 소화약제의 개념이 도입되었다. $CO_2$ 소화효과의 분석을 통해 총괄신장율($a_g$)에 따른 순수 희석효과, 복사 열손실 및 열용량에 의한 열적효과 그리고 $CO_2$의 연쇄반응 억제를 통한 화학적 효과의 정량적 기여도를 구체적으로 확인할 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제63권6호
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• pp.1-16
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• 2021

Global warming due to climate change is expected to significantly affect the hydrological cycle of agriculture. Therefore, in order to predict the magnitude of climate impact on agricultural water resources in the future, it is necessary to estimate the water demand for irrigation as the climate change. This study aimed at evaluating the future changes in water demand for irrigation under two Shared Socioeconomic Pathways (SSPs) (SSP2-4.5 and SSP5-8.5) scenarios for paddy rice in Gimje, South Korea. The APEX-Paddy model developed for the simulation of paddy environment was used. The model was calibrated and validated using the H₂O flux observation data by the eddy covariance system installed at the field. Sixteen General Circulation Models (GCMs) collected from the Climate Model Intercomparison Project phase 6 (CMIP6) and downscaled using Simple Quantile Mapping (SQM) were used. The future climate data obtained were subjected to APEX-Paddy model simulation to evaluate the future water demand for irrigation at the paddy field. Changes in water demand for irrigation were evaluated for Near-future-NF (2011-2040), Mid-future-MF (2041-2070), and Far-future-FF (2071-2100) by comparing with historical data (1981-2010). The result revealed that, water demand for irrigation would increase by 2.3%, 4.8%, and 7.5% for NF, MF and FF respectively under SSP2-4.5 as compared to the historical demand. Under SSP5-8.5, the water demand for irrigation will worsen by 1.6%, 5.7%, 9.7%, for NF, MF and FF respectively. The increasing water demand for irrigating paddy field into the future is due to increasing evapotranspiration resulting from rising daily mean temperatures and solar radiation under the changing climate.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제45권1호
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• pp.174-189
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• 2012

경상북도 경주시에 위치한 양동마을은 중요민속문화재 제189호로 지정된 500년 역사의 한국의 전통마을이다. 최근 유네스코(UNESCO)의 세계유산인 양동마을은 보존 가치가 높아짐과 동시에 관광객의 증가에 따라 많은 위협을 받고 있다. 본 연구는 양동마을의 관속식물과 외래식물 및 귀화식물의 현황을 조사 분석하여 전통문화공간 관리체계의 부재를 인식하고 차후 외래 식물 관리보전방안 수립을 위한 기초자료를 제공하기 위해 실시하였다. 관속식물상은 89과 227속 261종 1아종 5품종 26변종 총 293분류군이다. 외래식물은 53과 98속 104종 2품종 8변종 총 114분류군이다. 귀화식물은 15과 36속 37종 2변종 총 39분류군이다. 이에 따른 양동마을의 귀화율은 13.31%, 도시화지수는 13.64%이다. 양동마을의 전체 관속식물상 293분류군 중 외래식물은 114분류군으로 38.91%에 해당하는 높은 수치이다. 따라서 우리나라의 전통유산으로서 양동마을의 식물관리지침을 수립하고, 이에 따른 외래식물 유입 방지와 관리 및 식재계획을 세워야 하며, 주민을 대상으로 한 교육을 병행하는 것이 바람직하다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제44권3호
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• pp.164-177
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• 2011

본 연구는 전통주거공간 속에 반영된 환경친화적인 계획기법과 원칙을 파악하여 그 원리를 재정립하고자 수행되었다. 이를 위해서 대표적 전통 주거공간인 경상북도 경주시 양동마을의 관가정을 대상으로, 문헌연구와 현장연구를 통해 주거공간에 표출되거나 내재된 환경친화성 원리 및 기법을 입지선정 및 공간구성, 자연에너지 활용, 자연재료 활용 등으로 구분하여 파악하고자 하였다. 본 연구를 통해 얻는 결과는 입지적 측면에서 남동향을 취하여 일사 및 일조의 환경조절측면을 고려하고 있었으며, 지형의 변형을 최소화하는 건물축조기법으로 조성한 것을 알 수 있었다. 환경보전적 측면에서는 대문간-안마당-안대청으로 바람의 통풍이 가능하도록 구조적으로 배치하였으며, 공간구성적 측면에서는 경관의 조망을 중시하여 담장의 조절을 통해 외부 경관을 끌어들이는 수법을 활용한 것을 알 수 있었다. 전통공간에 있어서 환경친화적 기법 및 조절원리는 오랜 기간 동안 경험에 의해 발전되었으며, 지역기후와 지역환경에 적합한 많은 전통적인 기법들로 개발되었다. 이러한 기법들을 추출하여 기술적으로 발전시키는 것은 지구환경과 에너지 문제를 해결하고 보다 쾌적한 인간의 생활환경을 창출하는데 중요한 의미를 지니고 있다 하겠다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제21권3호
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• pp.62-72
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• 2022

본 논문에서는 초소형 드론에 탑재가 가능하도록 소형화한 GPS 대역(L₁ 대역 중심 주파수 : 1.575 GHz) 안테나를 제안하였다. 소형화는 λ/4 마이크로스트립 안테나를 기저로 섭동법을 적용시키고, 패치 가장자리의 전류 길이를 길게 하는 개념으로 실현시켰다. 제안된 안테나는 10 mm × 9 mm × 10 mm(0.05 λ × 0.05 λ × 0.05 λ) 크기의 스티로폼(ε_r=1.06, 두께=10 mm) 표면에 장착 가능한 인쇄형으로 제작하였다. 임피던스 매칭을 위해 급전 선로의 두께 및 길이, 단락 스터브 간의 간격을 조절하였으며, 그 결과, 제작된 안테나는 중심주파수 1.575 GHz에서 S₁₁은 -38.6 dB를 얻었으며, 방사 패턴 측정 결과, 0° 방향에서 xz-plane의 E_θ 성분 이득 1.87 dBi, yz-plane의 Eθ 성분 이득 -1.7 dBi의 특성을 얻었다. 결과적으로, λ/2 마이크로스트립 패치 안테나와 비교하여 98.8 %의 체적 축소율을 확보함으로써, 초소형 드론에 탑재가 가능한 GPS 안테나로써 활용이 가능함을 제시하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.404-414
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• 2023

본 연구에서는 미래 SSP 기후변화 시나리오 자료를 생산하기 위해 과거 30년(1981-2010)에 대한 한반도 농업용 전자기후도를 생산하고 평가하였다. ERA5 재분석 자료와 기상청 ASOS 자료에 지형인자를 고려하는 IGISRM 통계 모형을 이용하여 기후요소 6종(강수량, 평균기온, 최고기온, 최저기온 풍속, 상대습도, 일사량)에 대한 1km 해상도의 격자형 상세자료를 생산하였다. 연 평균(누적) 분포도를 살펴본 결과, 모든 변수는 기상청 ASOS 관측에서 나타난 일반적인 특성을 잘 모의하면서 지형적 효과가 적절하게 반영되었다. 농진청 농업기상 AWS와 기상청 방재기상 AWS를 이용하여 상관계수, Slope, NRMSE를 계산한 결과, 기온관련 변수에서는 재현성이 우수하게 나타났으며, 그 외 변수에서는 재현성이 다소 낮고 지역적 편차가 큰 것으로 나타났다. 관측정보 기반의 농업용 전자기후도는 미래 SSP 기후변화 시나리오 자료를 상세화하는데 기본 자료로 활용될 것이다.