• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권5호
• /
• pp.301-309
• /
• 2021

본 연구에서는 시계열 순서의 의미가 희석될 수 있는 기존의 U-net 기반 딥러닝 강우예측 모델의 성능을 개선하고자 하였다. 이를 위해서 데이터의 연속성을 고려한 ConvLSTM2D U-Net 신경망 구조를 갖는 모델을 적용하고, RainNet 모델 및 외삽 기반의 이류모델을 이용하여 예측정확도 개선 정도를 평가하였다. 또한 신경망 기반 모델 학습과정에서의 불확실성을 개선하기 위해 단일 모델뿐만 아니라 10개의 앙상블 모델로 학습을 수행하였다. 학습된 신경망 강우예측모델은 현재를 기준으로 과거 30분 전까지의 연속된 4개의 자료를 이용하여 10분 선행 예측자료를 생성하는데 최적화되었다. 최적화된 딥러닝 강우예측모델을 이용하여 강우예측을 수행한 결과, ConvLSTM2D U-Net을 사용하였을 때 예측 오차의 크기가 가장 작고, 강우 이동 위치를 상대적으로 정확히 구현하였다. 특히, 앙상블 ConvLSTM2D U-Net이 타 예측모델에 비해 높은 CSI와 낮은 MAE를 보이며, 상대적으로 정확하게 강우를 예측하였으며, 좁은 오차범위로 안정적인 예측성능을 보여주었다. 다만, 특정 지점만을 대상으로 한 예측성능은 전체 강우 영역에 대한 예측성능에 비해 낮게 나타나, 상세한 영역의 강우예측에 대한 딥러닝 강우예측모델의 한계도 확인하였다. 본 연구를 통해 시간의 변화를 고려하기 위한 ConvLSTM2D U-Net 신경망 구조가 예측정확도를 높일 수 있었으나, 여전히 강한 강우영역이나 상세한 강우예측에는 공간 평활로 인한 합성곱 신경망 모델의 한계가 있음을 확인하였다.

• 지질공학
• /
• 제31권1호
• /
• pp.1-17
• /
• 2021

암체 내에 발달하는 단열계는 지반의 특성뿐만 아니라 유체의 유동특성을 제어하기 때문에 이들을 평가하는 것은 매우 중요하다. 따라서 이들을 정량화하기 위한 다양한 시도가 있어왔다. 그러나 기하학적 분석을 통해 획득한 정량적 매개변수인 단열밀도만으로는 단열계의 진화를 설명하기 어렵고, 단열계의 연결패턴 같은 암석 내 단열의 공간적 관계를 정량화하기 어렵다. 따라서 최근 기존에 이뤄지던 기하학적 분석과 함께 위상기하 분석을 통한 단열계의 특성화 필요성이 대두되고 있다. 그러나 암체에의 다양한 적용성에도 불구하고, 아직 국내에서는 단열계의 위상기하 분석이 지질매체에 적용되어 연구된 적은 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 최근 단열연구 분야에서 주목받고 있는 단열계 위상기하 분석의 정의와 개념, 위상기하 분석과 관련된 그래프이론, 그리고 이들을 적용하는 방법에 대해 간략히 소개하고자 한다. 이러한 위상기하학적 연구방법이 단열계의 분석에 사용된다면 암체 내 단열을 따라 흐르는 지하수나 석유 저류암의 유동특성과 단열계의 진화를 정량화하는데 유용하게 사용될 수 있다. 또한 방사성폐기물처분장과 같이 유체의 유동특성이 중요한 주요 시설물의 부지선정 등에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
• /
• 제51권3호
• /
• pp.213-223
• /
• 2021

Purpose: The atmospheric pressure plasma jet (APPJ) has been introduced as an effective disinfection method for titanium surfaces due to their massive radical generation at low temperatures. Helium (He) has been widely applied as a discharge gas in APPJ due to its bactericidal effects and was proven to be effective in our previous study. This study aimed to evaluate the safety and effects of He-APPJ application at both the cell and tissue levels. Methods: Cellular-level responses were examined using human gingival fibroblasts and osteoblasts (MC3T3-E1 cells). He-APPJ was administered to the cells in the experimental group, while the control group received only He-gas treatment. Immediate cell responses and recovery after He-APPJ treatment were examined in both cell groups. The effect of He-APPJ on osteogenic differentiation was evaluated via an alkaline phosphatase activity assay. In vivo, He-APPJ treatment was administered to rat calvarial bone and the adjacent periosteum, and samples were harvested for histological examination. Results: He-APPJ treatment for 5 minutes induced irreversible effects in both human gingival fibroblasts and osteoblasts in vitro. Immediate cell detachment of human gingival fibroblasts and osteoblasts was shown regardless of treatment time. However, the detached areas in the groups treated for 1 or 3 minutes were completely repopulated within 7 days. Alkaline phosphatase activity was not influenced by 1 or 3 minutes of plasma treatment, but was significantly lower in the 5 minute-treated group (P=0.002). In vivo, He-APPJ treatment was administered to rat calvaria and periosteum for 1 or 3 minutes. No pathogenic changes occurred at 7 days after He-APPJ treatment in the He-APPJ-treated group compared to the control group (He gas only). Conclusions: Direct He-APPJ treatment for up to 3 minutes showed no harmful effects at either the cell or tissue level.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제39권4호
• /
• pp.22-33
• /
• 2021

최근 도시지역의 지반침하가 빈번하게 발생하여 주민들의 불안이 증가하고 막대한 사회적 비용이 발생하고 있다. 지반침하의 원인 중 노후 상하수도관의 파열은 매설관의 가동을 정지시킬 뿐만 아니라 지반 및 수질오염 문제를 야기한다. 그러나 대부분의 파이프는 시공 후 매설되어 육안으로 볼 수 없기 때문에 다른 구조물에 비해 유지보수의 중요성이 저평가되고 있다. 최근 몇 년 동안 지하 파이프 및 구조물의 유지 보수에 통합 물리적 탐사가 적용되었다. 현재 지하 공간 내부와 지반취약점을 조사하기 위해 통합물리조사를 실시하고 있다. 통합물리조사는 여러 가지 물리조사를 이용하여 다양한 물성자료를 얻고 기존 자료를 추가하는 분석기법이다. 일반적으로 지반 공학에서는 전기 및 표면파 조사를 포함한 통합 물리 조사가 채택되지만, 이러한 조사를 이용하여 지하 공간의 시간적 변화를 조사하는 것은 어렵다. 이에 반해 원자로 내부를 스캔하기 위한 투과기술로 우주선 뮤온을 이용한 탐사가 이루어지고 있다. 뮤온을 이용한 측량은 진동이나 전기의 영향 없이 실시간 관찰이 가능하다. 이러한 조사는 많은 노동력을 요구하지 않고 밀도 분포를 조사할 수 있기 때문에 활용 가능성 측면에서 큰 잠재력을 가지고 있다. 본 논문에서는 우주선 뮤온을 이용한 측량 기술을 소개하고, 이러한 기술을 지하 공간 및 지하 구조물에 대한 새로운 물리 측량 기술로 적용할 가능성을 제시한다.

• 공업화학
• /
• 제34권1호
• /
• pp.15-22
• /
• 2023

최근, 피셔-트롭시(Fischer-Tpropsch, F-T) 합성 생성물의 단환방향족(BTEX) 수율을 향상시켜 공정 경제성 및 효율을 높이기 위한 연구가 활발하다. 본 연구에서는, F-T 유래 탄화수소의 모델로서 에틸렌을 선정하고, HZSM-5 (HZ5)의 산특성, 메조기공율 및 결정화도 변화에 따른 에틸렌으로부터 방향족 합성 반응(ethylene-to-aromatics, ETA) 거동에 대하여 조사하였다. HZ5에 몰농도를 달리한 NH₄F 수용액을 함침 및 소성하여 불소 도입 HZ5를 제조하였으며, F/HZ5의 구조 및 화학적 특성은 BET, 고체 NMR, XPS, NH₃-TPD 및 피리딘-IR 분광법을 통하여 조사되었다. ETA 반응은 673 K, 0.1 MPa의 조건에서 실시되었으며, 0.17 M NH₄F 수용액 처리에 의한 불소화 HZ5는 산특성, 메조기공율 및 결정성 향상에 기인하여 에틸렌 전환율, BTEX 선택도 및 촉매 안정성이 향상되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권2호
• /
• pp.175-188
• /
• 2023

화석연료를 대체할 수 있는 친환경 미래 에너지로 수소에너지에 대한 전세계적 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 미생물, 원자력 등을 이용한 차세대 수소 생산 기술이 개발되고 있으나, 화석연료 기반의 수소 생산 비용을 뛰어 넘기에는 아직 많은 시간과 노력이 필요한 상황이다. 화석연료 기반의 수소 생산 과정에서 온실가스의 배출량을 최소화 할 수 있는 방안으로 메탄 직접분해 반응 기술이 최근 관심을 모으고 있다. 공정의 경제성 향상을 위해서 수소 생산과 동시에 생산된 탄소물질의 고부가화 대한 연구가 필수적이며, 고부가 탄소 물질 중 하나인 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)의 품질 및 수율 등과 관련한 촉매반응 연구가 지속되어 왔다. 또한 공정기술 측면에서, 연속적인 생산이 가능하며 기체-고체 접촉 효율이 좋은 유동층 공정을 적용시켜 생산성과 경제성을 확보하고자 하는 연구가 시도되었다. 최근 유동층을 이용한 메탄 직접분해 반응기술은 수소 270 kg/day, 탄소 1000 kg/day의 생산이 가능한 정도의 기술 개발이 진행되었으며, 향후 촉매 재활성화, 분리 및 재순환 기술 등이 개발되면 공정의 효율이 크게 제고될 것이다. 이에 본 총설에서는 메탄 직접 분해에 활용되는 촉매 및 유동층 메탄 열분해 기술의 최근 연구들을 고찰하였다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.56-69
• /
• 2022

주요 선진국들은 극초음속 무기체계 개발에 경쟁을 가속화하고 있다. 북한은 잠수함 발사 탄도 미사일을 탑재한 신형 잠수함 건조를 눈앞에 두고 있고, 한국은 핵추진 잠수함, 경 항공모함, 신형 미사일 개발 등 다양한 전력 증강 계획을 추진하고 있다. 동북 아시아 지역은 한국을 비롯하여, 북한, 미국, 중국, 러시아, 일본이 군사적 경쟁 속에서 긴장감을 늦출 수 없는 상황을 지속하고 있다. 이에 따라, 이들 국가들의 무기체계 개발 경쟁도 전 세계의 최고 수준을 보여주고 있으며, 그 중심에 한국이 놓여있다. 본 논문에서는 주요 국가들이 개발 경쟁을 하고 있는 극초음속 무기체계가 왜 필요한지 기술적 분석을 통해 그 의미를 알아보고, 한국군이 추구하고자 하는 군사력 발전 방향을 분석해 본다. 그리고 극초음속 무기체계 개발을 위해 극복해야 하는 기술적 한계와 추진 전략에 대해 제안하고자 한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제33권6호
• /
• pp.435-444
• /
• 2023

핀란드에서는 고준위방사성폐기물 심층처분시스템 공학적방벽의 구성요소인 뒤채움재에 대해 기존 건설허가 신청 시 적용한 블록/펠렛 방식을 과립형 방식으로 변경하여 운영허가를 신청한 바 있다. 이에 따라 뒤채움에 대한 설계개념 수립을 위해 기존 뒤채움 방식의 문제점 및 대안 설계의 개선점을 확인하여 국내 적용성을 검토할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 우선적으로 핀란드 심층처분시설 인허가 과정에서 처분터널 뒤채움 방식 변경과 관련하여 수행된 주요 연구사례를 검토하여 블록/펠렛 뒤채움 방식 적용 시 예상되는 문제점을 확인하였다. 또한, 이를 바탕으로 뒤채움 방식에 대해 기술적 및 운영적 측면에서 고려되어야 하는 요소항목을 도출한 후 2가지 방식에 대한 비교·평가를 수행하여 설계 변경의 종합적 우위성을 규명하였다. 이와 같은 결과는 향후 국내 고유 심층처분시설 개발과정에서 최적 설계안을 도출하기 위한 기술적 근거자료로 활용할 수 있을 것으로 예상된다. 단, 뒤채움 방식 선정을 위해 필수적으로 고려되어야 하는 세부 요소항목에 대해 추가 기술자료를 확보하여 적용 가능성을 사전에 검토해야 한다.

• 공업화학
• /
• 제34권5호
• /
• pp.522-528
• /
• 2023

반도체 제조공정인 다이싱 공정용 점착 테이프를 제조하기 위해 다양한 개수의 광 반응기를 갖는 화합물을 합성하였고 아크릴 공중합체에 도입하여 UV 경화형 아크릴 점착제를 제조하였다. 합성된 광반응성 화합물(f = 2 또는 3)의 구조는 NMR을 이용하여 확인하였다. 광반응성 화합물(f = 1~3)은 우레탄 반응을 통해 아크릴 점착제의 곁가지로 도입되었고, FT-IR 측정을 통해 UV 경화형 아크릴 점착제가 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. UV 조사 전 후의 박리강도 변화는 실리콘 웨이퍼를 기재로 하여 평가되었으며, UV 조사 전 점착제의 높은 박리강도(~2000 gf/25 mm)가 UV조사 후 크게 감소(~5 gf/25 mm)하였다. 다 관능성 광 반응기가 도입된 점착제의 점착력 감소 효과가 가장 컸으며 FE-SEM을 통한 표면 잔류물 측정 결과, UV 조사 후의 표면 잔류물도 매우 낮은 수준(~0.2%)으로 관찰되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제34권1호
• /
• pp.28-53
• /
• 2024

원자력발전에 따라 필수적으로 발생하는 고준위방사성폐기물은 원자력발전이 시행된 나라 내 처분이 원칙이다. 고준위방사성폐기물의 심층처분을 위한 처분 지역과 모암의 결정은 과학적 방법뿐만 아니라 정치, 경제, 사회적으로 중요한 이슈이다. 현재까지 전 세계적으로 처분 모암으로 고려되는 암종은 결정질암, 퇴적암인 이암, 화산암인 응회암, 암염 등이 있다. 그러나 국내의 경우 지질학적으로 암염을 제외한 다양한 암종이 복잡하게 분포하고 있다. 본 논문에서는 고준위방사성페기물처분장의 처분 모암에 대한 다양한 암종 연구의 예비결과와 함께 전국규모의 지질학적, 암석역학적 특성을 분석하였을 뿐만 아니라, 후보 암종에 대한 심부 시추조사 사례들을 통하여 특성을 검토하고 처분 모암으로서 다양한 암종들의 가능성을 제시하고자 하였다. 또한 전국규모의 광역적 특성 분석, 문헌 조사, 상세 사례분석 등을 통하여 고준위방사성폐기물 심층처분을 위한 후보 암종으로 결정질암인 쥐라기 화강암과 백악기 퇴적암 중진주층과 진동층을 도출하였다. 그러나 본 논문에서 도출된 후보 암종들에 대해 연구된 자료의 양이 적기 때문에 처분심도, 지역적 특성, 다학제적인 검토 등에 대한 추가적이고 상세한 분석이 수행된 후 신중히 처분 암종이 결정되어야 할 것으로 사료된다.