• 제목/요약/키워드: High light efficiency

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광양만에서 춘계와 하계 영양염류 첨가가 식물플랑크톤군집의 성장에 미치는 영향 (The Influence of Nutrients Addition on Phytoplankton Communities Between Spring and Summer Season in Gwangyang Bay, Korea)

  • 배시우;김동선;최현우;김영옥;문창호;백승호
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제19권1호
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    • pp.53-65
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    • 2014
  • 춘계와 하계 광양만에서 식물플랑크톤 군집구조와 그들의 성장에 영향을 미치는 영양염제한 특성을 파악하기 위해서 만내외측의 20개 정점에서 생물학적 요인과 무생물학적 요인을 조사했다. 또한 식물플랑크톤 군집에 대한 영양염 첨가 효과를 알아보기 위해서 실험실에서 현장 20개 정점의 표층수를 이용하여 생물검정실험을 수행하였다. 전체 식물플랑크톤 군집의 90%이상을 규조류가 차지하였다. 이들 규조류중 Eucampia zodiacus와 Skeletonema costatum-like 종이 춘계와 하계에 각각 우점하였다. E. zodiacus와 S. costatum-like 규조류의 개체군 밀도가 춘계와 하계에 높은 밀도를 유지하게 된 이유를 간단히 설명하면, E. zodiacus 의 성장은 춘계 투명도가 높게 나타나 유광층내 광량의 증가가 원인으로 생각된다. 즉 유광층내 광량의 증가는 E. zodiacus의 개체수를 폭발적으로 증가시킬 수 있는 방아쇠 역할을 한 것으로 판단된다. 하계에 S. costatum-like이 전해역에서 우점한 이유는, 섬진강 담수 유입에 의한 낮은 염분과 함께 공급된 다량의 영양염은 그들 생물의 증식에 중요한 bottom-up 효과를 보였다고 판단된다. 실험실의 생물검정실험에서는 비록 내만(정점 8)과 외해(정점 20)에서 식물플랑크톤 군집의 최대 성장율은 유사하였지만, 인산염에 대한 반포화계수($K_s$)는 내만정점보다 약간 낮았다. 상대적으로 낮은 영양염농도에 적응한 세포는 낮은 인산염농도에서 충분히 성장할 수 있고, 다른 미세조류에 비하여 낮은 영양염농도의 조건에서 경쟁의 우위를 차지 할 것이다. 특히, 하계의 N영양염 첨가군의 효율은 대조군과 P영양염 첨가군에 비해서 높았다. 이는 광양만에서 하계에 N영양염의 공급이 섬진강을 통하여 계속적으로 유입되지만, 빠른 식물플랑크톤의 증식으로 인하여 N영양염 제한이 일어날 수 있다는 것을 시사할 수 있다. 반면, 규산염은 식물플랑크톤의 성장에 영향을 미치는 제한인자로 나타나지 않았고, 규조류의 분해로 인하여 Si의 재순환과 담수로부터 공급된 높은 규산염농도는 광양만에서 규조류 생태계를 유지할수 있는 유리한 조건이라 생각된다.

전기자동차 배터리 모듈 커버의 3D 프린팅 제작을 위한 GF/PC 복합소재 필라멘트 설계와 3D 프린팅 공정 및 구조 최적화 (GF/PC Composite Filament Design & Optimization of 3D Printing Process and Structure for Manufacturing 3D Printed Electric Vehicle Battery Module Cover)

  • 유정욱;이진우;김승현;김윤철;서종환
    • Composites Research
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    • 제34권4호
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    • pp.241-248
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    • 2021
  • 전기자동차 시장이 성장함에 따라 배터리 효율을 증가시키기 위해 차량 경량화 이슈가 대두되고 있다. 이에 전기자동차 배터리 모듈을 보호하는 배터리 모듈 커버를 기존 알루미늄 소재에서 알루미늄 대비 절반 수준의 무게를 가지는 고강도/고내열성 고분자 복합소재로 대체하고자 한다. 또한 복잡한 형상에 대한 제약이 없고, 다품종 소량생산에 유리한 3D 프린팅 기술을 접목하여 기술 변화가 빠른 초기 전기자동차 시장에 대응하고자 한다. 복합소재 역학에 기반하여 압출기를 통해 가공한 단섬유 GF(glass fiber)/PC(polycarbonate) 복합소재 내 유리섬유의 임계길이(critical length)가 453.87 ㎛임을 도출하였고, 사이드 피딩(side feeding) 방식의 가공법을 택함으로써 기존 365.87 ㎛이었던 잔류섬유길이를 향상시킴과 동시에 분산성을 향상시켰다. 이에 30 wt%의 GF가 함유된 GF/PC 복합소재로 인장강도(tensile strength) 135 MPa, 탄성계수(Young's modulus) 7.8 MPa의 최적의 물성을 구현하였다. 또한 3D 프린팅 필라멘트가 상용 필라멘트 규격인 두께 1.75 mm, 표준편차 0.05 mm를 만족하기 위해서 필라멘트 압출 조건(온도, 압출속도)을 최적화하였다. 제작된 필라멘트를 통해 기공률을 최소화하며 강도를 최대화하고, 동시에 생산성 향상을 위해 프린팅 속도를 최대화하는 다중 최적화 문제를 통해 3D 프린팅 공정조건(온도, 프린팅 속도)을 최적화하였고, 이로써 기존 상용화 되어있는 동일 소재 필라멘트 대비 인장강도 11%, 탄성계수 56%가 향상된 결과를 얻었으며, 출력물의 후처리(post-process)를 통해 후처리 전 대비 인장강도 5%, 탄성계수 18%를 추가로 향상시켰다. 끝으로 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 기법을 활용하여 전기자동차 배터리 모듈 커버의 시험 규격(ISO-12405)의 Mechanical Shock test의 기준을 만족하도록 배터리 모듈 커버의 구조를 최적화하였고, 이로써 배터리 커버 시험규격을 만족하면서 동시에 알루미늄을 사용했을 때 대비 37%의 경량화를 달성하였다. 해당 연구 결과 및 연구 방법을 활용하여 향후 다양한 분야에 고분자 복합소재 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

휴대용 포도자동결속기 개발연구 (Development of the paper bagging machine for grapes)

  • 박광호;이영철;문병우
    • 현장농수산연구지
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    • 제11권1호
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    • pp.79-94
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    • 2009
  • 본 연구는 우리나라 식용포도 재배농가의 보호봉지 결속작업이 주로 고령의 부녀자에 의존하고 있어 향후 이들 노동력을 대체하기 위하여 기계적인 포도보호봉지 결속장치를 개발하여 생산비를 절감하고자 얻어진 결과 는 다음과 같다. 1. 포도 보호봉지 및 포장봉지 결속기 개발 가. 자동결속기 설계는 CATIA V12/AUTOCAD 2000으로 하였다. 나. 자동결속기는 포도보호봉지를 기계적으로 묶어주는 장치로 소형, 경량이어야 하며 작업 시간, 노동량을 줄어 젊은층에서부터 고령자까지 작업할 수 있도록 설계하였다. 다. 자동결속기의 총 무게는 350g이하 초경량으로 제작될 수 있도록 하였다. 라. 결속성공률은 99%이상이 되도록 하였다. 마. 자동결속기의 결속롤과 커터, 배터리, 모터 등의 구조를 스테플러와 같은 가트리지형태로 개발하였다. 바. 카트리지 핀은 C-ring 28mm형으로써 길이는 500mm정도로 포도보호봉지 및 제과·제빵포장봉지를 결속할 수 있도록 제작하였다. 사. 작업시 포도나무 포도넝쿨 등 장애물의 영향을 받지 않도록 디자인을 설계, 제작하였다. 2. 포도보호봉지 결속작업시스템 포장실증시험 가. 자동결속기 시작기를 이용한 포도 보호 봉지결속으로 시기별 과병장, 과식품질이 무처리에 비하여 현저히 높았다. 나. 포도보호봉지 결속작업은 숙련자의 경우 1일 3,000개내외 씌우는 반면 초보자는 1,200개(37%)정도로 크게 떨어졌다. 다. 포도 보호봉지 자동결속기를 이용한 작업효율성은 102%로써 숙련자의 노동력을 대체할 수 있을 것으로 판단되었다. ∘ 1단계 : 232.5%(앞치마에서 보호봉지를 꺼내어 포도에 씌움) ∘ 2단계 : 60.7%(씌운 보호봉지 주름을 잡음) ∘ 3단계 : 104.7%(주름이 잡힌 상태에서 결속) ∘ 4단계 : 102% 라. 포도 보호봉지 결속부위의 둘레(크기)를 조사한 바 관행보호봉지결속작업(수작업)에서는 손으로 철사핀을 감기 때문에 평균 4.6cm이었으며 자동결속기의 결속롤(핀)은 5.3cm가 되어 다소 줄이는 것이 정밀성이 높을 것으로 판단되었다. 마. 수확시 과실 품질(과중, 과방크기-과장, 과폭, 가용성고형물, 산함량)을 조사한 결과 처리한 차이가 인정되지 않았다. 바. 자동결속기를 이용한 포도보호봉지 결속작업처리에서 포도의 열과(터진포도)와 이병율 차이에는 관행방법과 차이가 없었다.

인의 도핑으로 인한 실리콘산화물 속 실리콘나노입자의 광-발광현상 증진 및 억제 (Enhancement and Quenching Effects of Photoluminescence in Si Nanocrystals Embedded in Silicon Dioxide by Phosphorus Doping)

  • 김준곤;우형주;최한우;김기동;홍완
    • 한국진공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.78-83
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    • 2005
  • 지난 10년 동안 유전체 내부에 형성된 나노미터 크기의 규소알갱이는 발광센터로서 주목 받아왔다 나노미터 크기인 결정질 규소의 엑시토닉 전자-홀의 쌍들이 발광결합에 기여한다고 여겨진다. 그러나 규소결정에 존재하는 여러가지 결함들은 비발광 천이의 경로가 되어 나노규소결접립의 발광천이와 경쟁하여 발광효율을 저하시키는 요인이 된다. 이러한 결정 결함들은 고온 열처리과정에서 대부분 소멸되나 $1000^{\circ}C$ 이상의 공정 에서도 나노규소와 유전체의 계면에 존재하는 결함들은 나노규소결정립의 발광을 억제하게 된다. 일반적으로 수소로서 규소결정립의 계면을 마감처리하게 되면 규소결정립의 발광효율이 획기적으로 향상되나 불행하게도 매질 내 수소의 높은 이동성으로 말미암아 후속 열처 리 과정에서 수소마감효과는 쉽게 손실된다. 따라서 본 연구에서는 온도가역적인 수소 대신 인을 이온주입 방법으로 첨가하여 수소와 같은 계면 마감효과를 얻으며 또한 후속 고온공정 에 대한 내구력을 증대시켰다. 모재인 산화규소 기판에 400keV, $1\times10^{17}\; Si/cm^2$와 그 주위에 균일한 함량을 도핑하기 위하여 다중에너지의 인을 주입하였다. 규소와 인을 이온주입 후 Ar 분위기에서 $1100^{\circ}C$ , 두 시간의 후열처리를 통하여 규소결정립을 형성하였으며 향상된 내열효과를 시험하기 위하여 Ar 분위기에서 $1000^{\circ}C$까지 열처리하였다. 인으로 마감된 나노미터 크기인 규소 결정립의 향상된 광-발광(PL)효과와 감쇄시간, 그리고 발광파장의 변화에 대하여 논의하였다.

Ankistrodesmus bibraianus의 최적 배양조건 설정을 통한 수질오염물질 제거 및 축산 폐수 처리 적용 (Removal of water pollutants and its application to swine wastewater treatment through the establishment of best optimal growth conditions of Ankistrodesmus bibraianus)

  • 황인성;박영민;이예은;김덕원;박지수;오은지;유진;정근욱
    • 환경생물
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    • 제38권1호
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    • pp.82-92
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    • 2020
  • 축산 폐수는 고농도의 영양염류와 중금속을 함유하고 있어, 배출될 때 수질을 악화시킨다. 기존 처리 기술과 비교하여 bioremediation은 축산 폐수 처리에 유능하다. 특히, 미세조류는 오염물질 제거에 잠재력을 가지고 있다. 본 연구에서는 Ankistrodesmus bibraianus를 이용하여 축산 폐수 내 영양염류(질소(N), 인(P))와 중금속(구리(Cu), 아연(Zn))의 제거 가능성을 평가하고, A. bibraianus의 최적 배양조건을 확립하였다. 연구결과, 최적 배양조건은 28℃, pH 7, 광주기는 14:10 h로 설정되었다. N과 P의 단일 처리구(500, 1,000, 5,000, 10,000mg L-1)에서 제거효율은 각각 22.9~80.6%와 11.9~50.0%였다. 또한, N과 P의 복합 처리구에서 제거효율은 각각 16.4~58.3%와 7.80~49.8%였다. Cu와 Zn의 단일 처리구(10, 30, 50mg L-1)에서 제거효율은 각각 15.5~81.5%와 6.28~34.3%였다. 유사하게, Cu와 Zn의 복합 처리구에서 제거효율은 각각 16.7~74.5%와 5.58~27.5%였다. 또한 영양염류(N 및 P)와 중금속(Cu 및 Zn)의 성장 및 제거효율을 축산 폐수에 적용할 수 있음을 나타냈다. 본 연구의 결과에 따르면 A. bibraianus는 축산 폐수 내 영양염류와 중금속 제거에 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

토사불능잠의 출현기구에 관한 생리해부학적 연구 (Physioanatomical studies on mechanism in the process of becoming non-spinning silkworm(Bombyx mori))

  • 윤종관
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제8권
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    • pp.41-50
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    • 1968
  • 산견능률을 향상시키기 위해서는 불결견잠을 방제하는 일이 급선무라 할 수 있다. 그러므로 누에를 생리해부학적인 면에서 그 출현기구를 분석구명하여 이의 방제책을 한 자료로 삼으려 한 것이며 조사 연구내용을 요약하면 다음과 같다. 1. 견사선에 이상이 없음에도 영견치 않는 누에의 토계부부근의 조직을 검사한 결과 토계관의 기부에 와 있는 신경, 기관 및 근육 등에서 다각체를 발견하였다. 2. 불토사잠중에서 농병에 의하는 것이 차지하는 비율이 상당히 높았다. 3. 5령의 누에에 향식 당일부터 8시간에 걸쳐 농즙을 접종한 결과 결견잠수에 있어서 접종이 늦을수록 많고 불결견잠수는 접종초기와 중기에 있어서는 큰 차가 없었지만 후기에 이르러 감소하는 경향이 있고 사육 및 족중폐잠수는 접종시기가 빠를수록 많았다. 4. 농병의 증세는 농즙 접종후 약 3일전후하여 농잠으로서의 특징을 나타내기 시작하였다. 그리고 농병잠이라하여도 영견능력이 있는 것은 상족직전에 접종된 것 중에서 영견개시후 발병되기 때문에 도중에서 토계불능케 되어 박피 또는 중피견 밖에 영견할 수 없는 것이고 또한 경도의 농병잠은 토계기능의 마비상태가 토계불능까지는 되지 않는 것으로 인정되였다. 5. 원종 교잡종을 합하여 44품종에 걸친 불결견잠 출현경향을 조사한 결과 교잡종에 비하여 원종이 불결견잠의 수가 많았고 원종에서도 일본종계통이 많았다. 6. 불결견잠의 견사선에 있어서는 중부계선에 파동이 많았다. 7. 정상숙잠과 농병불결견잠의 잠체 및 소화기의 크기를 비교한 결과 길이에 있어서는 큰 차 없지만 체건-동체 둘레 및 소화기의 나비에 있어서는 농병불결견잠의 것이 훨씬 컸다. 8. 5령 성식기에 낙하충격을 가한 결과 두부하위낙하보다는 경면하위낙하의 것이 또는 온돌과 마루바닥보다는 시멘트바닥에 낙하된 것이 충격이 컸다.

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체위 의존성 및 체위 비의존성 폐쇄성 수면 무호흡증후군의 신체계측인자 및 수면구조의 차이 (The Differences of Anthropometric and Polysomnographic Characteristics Between the Positional and Non-positional Obstructive Sleep Apnea Syndrome)

  • 박혜정;신경철;이충기;정진홍;이관호
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제48권6호
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    • pp.956-963
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    • 2000
  • 연구배경 : 폐쇄성 수면 무호흡증 환자 중 수평와위보다 측와위에서 호흡장애의 정도가 호전되는 체위성 폐쇄성 수면 무호흡증 환자의 신체계측인자와 수면단계 및 수면구조의 특성, 그리고 동맥혈산소포화도의 차이를 수면다원검사를 통하여 확인하고자 하였다. 대상 및 방법 : 1996년부터 1998년까지 수면장애로 영남대학병원에서 수면다원검사를 실시하여 폐쇄성 수면 무호흡증으로 진단된 환자 중 20세 이상으로 체질량지수(BMI) 20 이상, 호흡장애지수(RDI) 10 이상, 수평와위와 측와위로 각각 30분 이상 수면을 취했던 환자 50명을 대상으로 하였다. Cartwright 등의 기준에 따라 체위성, 비체위성 수면 무호흡증으로 구분하였다. 수면 다원 검사와 동맥혈 산소포도를 측정하였고 자동 체위감지 장치와 전문검사자의 관찰로 환자의 체위를 확인하였다. 결과 : 체위성 폐쇄성 수면 무호흡증 환자는 전체 폐쇄성 수면 무호흡증 환자의 30%를 차지하였다. 이들의 신체 계측의 특징은 비체위성 무호흡증 환자와 비교할 때 몸무게는 낮은 경향이 있었고(p>0.05), 체질량지수는 낮았다(p<0.05). 체위성 폐쇄성 수면 무호흡증 환자는 수면효율이 높고(p<0.05), 총 수면시간과 깊은 수면을 나타내는 3, 4 단계의 수면지속 시간은 길었으며(p<0.05), 무호흡지수는 유의하게 낮았다(p<0.05). 또한 수면 중 평균저산소포화도 및 평균산소 포화도, 그리고 최저산소포화도는 각각 87.7%, 92.7%, 78.3%로 비체위성 무호흡증 환자보다 유의하게 높았고(p<0.05), 동맥혈 산소 불포화도 지수는 체위성 무호흡증 환자가 훨씬 낮았다(p<0.05). 결과 : 폐쇄성 수면 무호흡증 환자는 체위에 따라 수면 중 발생하는 호흡장애정도나 무호흡 빈도의 차이가 크고, 체질량지수는 이러한 체위에 따른 호흡양상의 변화에 중요한 역할을 한다. 따라서 일부 폐쇄성 수면 무호흡증 환자의 호흡장애를 개선시키기 위하여 체위치료법과 비만도 조절이 중요하며, 수면다원검사를 시행할때 체위변동 관찰과 체위변동에 따른 수면구조의 변화에 대한 평가가 반드시 필요할 것으로 생각한다.

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터보 팬 2류체 노즐로 구성한 포그 분무장치를 이용한 온실 내 공기의 냉각 효과 (Cooling Effect of Air in Greenhouse Using A Fog Sprayer Consisted of Two-fluid Nozzle with Turbo Fan)

  • 김태규;민영봉;김도완;김명규;문성동;정태상
    • 농업생명과학연구
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    • 제46권3호
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    • pp.119-127
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    • 2012
  • 여름철 고온기 온실 내 효율적 증발냉방을 위하여 다량 포그 분무가 가능하고 설치비용이 저렴하도록 한 터보팬 2류체 노즐로 포그 분무장치를 구성하고 소형 유리온실에 2.2 m 높이로 설치하여 냉방시험을 실시하였다. 이 장치의 분무시험 결과 평균분무입경이 $29{\mu}m$이고 1대당 포그 분무량은 $160m{\ell}/min$로 비산반경 2 m이내에서 입자들이 모두 증발하는 것으로 나타났다. 이 장치를 평면적 $228m^2$인 단동 유리온실에 2대를 설치하여 냉방실험한 결과, 외기의 온도 $30.2^{\circ}C$, 상대습도 81.2%인 때 온실 내 공기의 온도 $28.8^{\circ}C$, 상대습도 87.5%의 낮은 냉각효과를 나타내었다. 문헌 조사와 냉방실험 결과로부터 여름철 우리나라 남부지역의 외기온 $35^{\circ}C$를 기준으로 단동온실은 50% 차광에서 증발냉각에 의해 온실 내 공기온도를 외기온보다 $2{\sim}3^{\circ}C$ 낮추려면 환기회수 1회/분, 물분무량은 $10m{\ell}/min/m^2$인 것으로 추정되었다.

광주시 소매업의 입지와 주민의 효율적 이용에 관한 연구 (A Study on the Location of Retail Trade in Kwangju-si and Its Inhabitants와 Effcient Utilization)

  • 전경숙
    • 대한지리학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.68-92
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    • 1995
  • 소매업은 경제, 사회, 문화, 정치를 배경으로 소비자의 요구에 부응하며 발전해 가 기 때문에 지역구조의 이해라는 측면에서 증요한 연구 주제이다. 또한 소매업은 일상생활을 영위하기 위한 기본적인 기능이므로, 이에 대한 이해는 삶의 질 향상이라는 측면에서도 중 요하다. 최근, 우리나라는 주민소득의 향상과 그에 따른 수요의 다양화, 개성화, 그리고 정보 화 사회로의 이행, 대기업 및 외국유통업의 참여, 정부의 유통산업 근대화 작업 등 소매업 환경의 변화와 함께 소매업이 크게 변화하고 있다. 따라서 미래의 변화 예측과 바람직한 발 전 방향이 제시되어야 함에도 불구하고, 이에 대한 연구가 미흡하다. 이에 광주시를 연구대 상지역으로 선정하여, 소매업의 입지와 그에 대한 주민의 이용 행태, 그리고 주민의 바람직 한 이용방안을 분석하였다. 이는 입지행태라는 순수한 학문적기여 뿐 아니라, 지역의 효율성 과 평등성의 실현이라는 응용면에서도 중요한 의의를 지닌다.

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