• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.47-51
• /
• 2017

본 논문에서는 공사현장의 지반 변형을 계측한 값을 바탕으로 지반의 물성 값을 재산정하는 "적응형 관리 기법"의 핵심인 역해석을 통한 물성 값의 최적화 알고리즘을 구현하였다. 적응형 관리 기법은 공사 중 모니터링을 통해 설계와 시공을 업데이트하는 프레임워크를 일컫는다. 최적화 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 실내시험과 가상의 굴착현장 두 경우에 대해 Hardening Soil 모델을 사용하여 전산해석을 실시하였다. 최적화 알고리즘을 적용할 구성모델의 입력변수는 복합민감도 값이 큰 입력변수를 선정하여 효율성을 고려하였다. 실내시험의 전산 해석은 비배수상태에서의 삼축압축시험과 삼축인장시험에 대해 시료의 파괴까지 수행하였다. 실제 시카고 연약 점성토로 수행한 삼축시험 결과인 전단응력-변형률과 과잉간극수압-변형률 관계를 관측 값으로 사용하였다. Hardening Soil 모델에 대하여, 관측 값을 가장 잘 모사할 수 있는 물성 값을 산정하기 위해 최적화 알고리즘을 적용하였다. 알고리즘을 적용한 결과, 관측 값을 잘 모사할 수 있는 물성 값을 성공적으로 찾을 수 있었다. 가상의 굴착현장에서는 삼축시험으로부터 산정한 지반의 물성 값을 현장의 대표 물성 값으로 가정하였고, 이때의 굴착 지지벽체의 수평 변위를 주요 관측 값으로 사용하였다. 다양한 초기 물성 값을 사용하여 전산해석을 수행하였고, 이 결과에 최적화 알고리즘을 적용하면 전산해석 결과가 현장 계측 값으로 수렴하는지 평가하였다. 최적화 알고리즘을 적용한 결과, 현장 계측 값으로 전산해석 결과 값이 거의 동일하게 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.404-412
• /
• 2016

본 연구는 제한된 인력과 비용을 활용하여 습지 지대에서의 일관되고 적절한 수위자료를 획득하기 위한 방안 수립을 목표로 하였다. 이를 위해 기존의 수위관측소 설치 기준에 입각한 상 하류간의 유기적인 상관관계를 파악하여 관측소간의 최적의 수위관측망의 선정 기술을 개발함으로서 유역을 대표할 수 있는 일관된 수위자료 획득에 중점을 두었다. 우선 기존에 습지 유역을 포함한 충주댐 유역을 대상으로 하천을 중심으로 설치되어 있는 수위관측소 현황을 파악한 후, 유출 특성을 나타내는 대표단위도를 산정한 후 확률밀도함수로 변환하였으며, 대상 유역내에서 엔트로피 이론에 의한 정보 전달량을 산정하였다. 마지막으로 각 관측소 간의 공간적인 상관관계를 분석하고, 정보 전달량과 각 관측소의 상관관계를 고려해 수위관측망을 최적화하였다. 즉, 정보 전달량으로 수위관측소의 개수에 따른 조합을 고려하되, 수위관측소간의 상관분석을 적용하여 수위관측소 설치위치와 개수에 대하여 최적화된 수위관측망을 제시할 수 있었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.481-487
• /
• 2016

본 연구는 도시 강우유출수 처리를 위한 하이브리드 빗물정원 시스템을 개발하고자 수행되었으며, Pilot scale 모니터링을 통하여 시스템 내의 서로 다른 구성요소간의 효율을 검증하였다. 유입수는 국내 외 도로강우유출수의 농도를 고려한 인공강우유출수를 이용하여 수행하였다. 모니터링 결과 하이브리드 빗물정원은 시설 내 저류 80%, 지하수의 침투 15%로 유입수의 약 95% 저감되는 것으로 나타났다. 이는 ST의 저류 및 PB와 IT의 침투 기작이 물순환 효과에 기여한 것으로 판단된다. 또한 오염물질 저감효율을 산정한 결과, TSS의 경우 평균 87%으로 나타났으며, 유기물은76%, 영양염류는 46%, 중금속은 56%으로 나타났다. 이는 PB와 IT에 포함된 여재의 여과, 침투 및 식생과 토양의 생물학적 흡수 기작 영향에 의해 나타난 결과로 판단된다. 이러한 연구 결과는 향후 빗물정원의 효율을 향상시키기 위한 시설의 개선 및 설계방안으로 활용 가능할 것으로 평가된다.

• 환경생물
• /
• 제35권2호
• /
• pp.207-214
• /
• 2017

본 연구에서 배초향 종자의 다양한 저장조건에서의 활력변화를 조사하여 종자 등온흡습곡선, 활력 공식을 예측하였다. 그 결과 배초향의 등온흡습곡선은 전형적인 S 형태로 나타났으나 Phase I이 관찰되지 않아 상대습도 11% 이전에서 단분자층 수분함량이 형성될 것으로 보인다. Log 수분함량에 대한 Log 수명(${\sigma}$)의 영향은 선형 반응을 보였다. 하지만 낮은 상대습도 조건(RH 11%)의 수명은 예측값보다 비교적 낮게 나타났다. 온도에 대한 수명의 반응은 2차 선형 반응을 보였으며, 모델의 예측값에 대하여 특별한 경향이 나타나지 않았다. Universal constant를 사용하는 Two step model을 활용한 배초향 종자 활력 공식의 예측 결과 높은 온도, 높은 수분함량에서는 비교적 모델과 비슷한 경향이 관찰되었으나, 낮은 온도, 낮은 수분함량에서는 데이터의 변이가 크게 나타나는 경향이 관찰되었다. 이는 야생 종자인 배초향 종자가 지닌 휴면, 활력의 불균일성과 같은 요인에 의한 것으로 판단된다. 배초향 종자의 활력 공식을 활용한 P85예측 결과 종자은행에서의 표준 조건에서 가장 긴 저장 기간을 보였다. 종자은행의 표준 건조조건에서 건조된 배초향 종자의 P85는 종자은행 장기저장조건 ($-20^{\circ}C$)이 196년으로 예측되었다. 하지만 one step 모형에서는 P85가 560년으로 예측되어 활력 공식의 예측 방식 선정의 중요성을 보여줬다. 배초향 종자와 같은 야생식물은 대량의 연구재료를 확보하기 쉽지 않기 때문에 일반적인 작물 종자 장기저장 프로세스와는 다르게 수명 예측을 활용하여 갱신 시기, 모니터링 시기의 최적화가 필요하다. 본 결과로 도출된 배초향 종자의 P85는 이러한 프로세스의 최적화의 기준으로 활용 가능할 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.171.2-171.2
• /
• 2016

The 2-dimensiona electron gas (2DEG) layers have opened tremendous interests in the heterooxide interfaces formed between two insulating materials, especially between LaAlO3 and $SrTiO_3$. The 2DEG layers exhibit extremely high mobility and carrier concentrations along with metallic transport phenomena unlike the constituent oxide materials, i.e., $LaAlO_3$ and $SrTiO_3$. The current work inserted artificially the interfacial layer, $Sr_xCa_{1-x}TiO_3$ between $LaAlO_3$ and $SrTiO_3$, with the aim to controlling the 2-dimensional transports. The insertion of the additional materials affect significantly their corresponding electrical transports. Such features have been probed using DC and AC-based characterizations. In particular, impedance spectroscopy was employed as an AC-based characterization tool. Frequency-dependent impedance spectroscopy have been widely applied to a number of electroceramic materials, such as varistors, MLCCs, solid electrolytes, etc. Impedance spectroscopy provides powerful information on the materials system: i) the simultaneous measurement of conductivity and dielectric constants, ii) systematic identification of electrical origins among bulk-, grain boundary-, and electrode-based responses, and iii) the numerical estimation on the uniformity of the electrical origins. Impedance spectroscopy was applied to the $LaAlO_3/Sr_xCa_{1-x}TiO_3/SrTiO_3$ system, in order to understand the 2-dimensional transports in terms of the interfacial design concepts. The 2-dimensional conduction behavior system is analyzed with special emphasis on the underlying mechanisms. Such approach is discussed towards rational optimization of the 2-dimensional nanoelectronic devices.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제46권8호
• /
• pp.986-996
• /
• 2017

본 연구에서는 우엉을 이용한 식초의 제조 가능성을 검토하였으며, 반응표면분석법을 통하여 우엉식초의 발효조건에 대한 영향을 모니터링하여 발효조건을 최적화하였다. 그리고 제조된 우엉 발효식초의 기능성 성분과 유효성분을 확인하였다. 식초 제조를 위해 우엉 추출액에 사과 농축액을 15% 첨가하여 알코올 발효시킨 결과, 5일 후 6.4%의 알코올이 생성되었다. 초산 발효조건을 확립하기 위해 중심합성계획법에 따라 발효시간, 발효온도를 독립변수로 하여 실험을 계획하였고, 발효액의 특성을 반응변수로 하여 실험한 후 발효조건을 최적화하였다. 17일간의 초산 발효 후 13개 실험구의 acetic acid 함량은 3.85~4.73%였으며, $R^2$ 값은 0.9850으로 1% 이내 유의수준에서 유의성이 인정되었다. Arctiin 함량의 범위는 0.37~0.50 mg%였으며, $R^2$ 값은 0.8380으로 5% 이내 유의수준에서 유의성이 인정되었다. 각 변수에 대한 회귀식을 도출하여 우엉식초 제조를 위한 최적 발효조건을 superimposing 한 결과 발효시간은 16일, 발효온도는 $30^{\circ}C$로 예측되었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.46-51
• /
• 2016

천연가스 액화공정은 극저온에서 운전되며, 에너지 집약적이다. 따라서 에너지 소모량을 최소화하기 위한 최적화 연구가 많이 진행되고 있으나, 천연가스 액화공정의 용량에 따른 비용 최적화는 많이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 다양한 천연가스 액화공정 중 SMR (Single Mixed Refrigerant) 공정을 대상으로, 용량별 설치비용과 운전비용을 분석하였다. SMR 공정의 용량은 1 MTPA (million ton per annum)부터 0.5 MTPA 단위로 증가하여 2.5 MTPA까지 설정하였다. 플랜트 용량의 증가에 따라 천연가스와 냉매의 유량만을 증가시켰으며, 온도, 압력, 조성 등 다른 운전조건은 모든 용량에서 동일하게 적용하였다. 비용 분석을 위해 Aspen Economic Evaluator(v8.7)를 사용하였으며, 비용 정보를 얻기 힘든 다중 흐름 열교환기의 경우에는 six tenths factor rule을 적용하여 계산하였다. 또한 용량별 SMR 공정의 비용 연구결과를 2천만 톤, 4천만 톤 및 8천만 톤 규모의 소규모 가스전에 대하여 적용한 결과, 가스전 규모에 따라 최적의 플랜트 용량을 찾을 수 있었다. 이러한 비용 분석을 통해 비용기반 최적화의 발판을 마련하였다.

• Toxicological Research
• /
• 제33권1호
• /
• pp.43-48
• /
• 2017

With ultraviolet and visible light exposure, some pharmaceutical substances applied systemically or topically may cause phototoxic skin irritation. The major factor in phototoxicity is the generation of reactive oxygen species (ROS) such as singlet oxygen and superoxide anion that cause oxidative damage to DNA, lipids and proteins. Thus, measuring the generation of ROS can predict the phototoxic potential of a given substance indirectly. For this reason, a standard ROS assay (ROS assay) was developed and validated and provides an alternative method for phototoxicity evaluation. However, negative substances are over-predicted by the assay. Except for ultraviolet A (UVA), other UV ranges are not a major factor in causing phototoxicity and may lead to incorrect labeling of some non-phototoxic substances as being phototoxic in the ROS assay when using a solar simulator. A UVA stimulator is also widely used to evaluate phototoxicity in various test substances. Consequently, we identified the applicability of a UVA simulator to the ROS assay for photoreactivity. In this study, we tested 60 pharmaceutical substances including 50 phototoxins and 10 non-phototoxins to predict their phototoxic potential via the ROS assay with a UVA simulator. Following the ROS protocol, all test substances were dissolved in dimethyl sulfoxide or sodium phosphate buffer. The final concentration of the test solutions in the reaction mixture was 20 to $200{\mu}M$. The exposure was with $2.0{\sim}2.2mW/cm^2$ irradiance and optimization for a relevant dose of UVA was performed. The generation of ROS was compared before and after UVA exposure and was measured by a microplate spectrophotometer. Sensitivity and specificity values were 85.7% and 100.0% respectively, and the accuracy was 88.1%. From this analysis, the ROS assay with a UVA simulator is suitable for testing the photoreactivity and estimating the phototoxic potential of various test pharmaceutical substances.

• 한국가스학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.104-111
• /
• 2016

최근 화학물질을 사용하는 시설이 증가하면서 동시에 시설의 노후화, 기계적 결함, 인적오류 등으로 화학물질 누출사고 피해가 많아지고 있다. 특히, 산업단지는 군집 특성으로 인해 화학물질 누출사고 발생 시 인근 사업장으로 확산되어 큰 피해로 이어질 가능성이 크다. 이에 따라 화학물질을 취급하는 공정의 누출조건, 환경조건을 반영한 다양한 누출 시나리오를 토대로 빠른 감지와 대응을 위해 경계면의 센서배치 방안을 제시할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 염소가스가 누출되는 경우에 대해 COMSOL를 사용하여 주요 매개변수의 적용으로 실질적인 사고 시나리오를 해석하였다. 그리고 사고 시나리오를 바탕으로, 센서의 감지 확률과 감지시간 등 각 항목마다 중요도를 부여하여 최적 위치가 산출되도록 목적함수를 선정하였다. 또한 예상치 못한 지역의 누출사고에 대해 최적화된 센서배치의 강건성 분석을 통해 본 방안의 타당성을 높였다. 결과적으로, 기존 방식보다 효과적으로 경계면의 센서배치 최적화 방법의 적용 가능성을 확인하였다. 이상의 결과로 부터 이동식 센서의 배치방법과 농도 데이터를 기반으로, 누출원의 역추적에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.31-37
• /
• 2017

본 논문에서는 고출력 무전극 램프 시스템 개발에서 램프 내에 가스종류, 혼합비, 압력과 방전관 사이즈, 아말감종류 및 혼합비, 페라이트코어의 특성등의 최적화를 통한 램프 설계 부분을 연구하였다. 또한 구동방식에 따른 점등회로의 역율 및 효율개선, 파형이나 인가 주파수에 따른 특성 분석을 통한 점등회로설계 부분 등을 고려하였으며, 최종적으로 주변 환경을 고려 무전극 등기구 설계를 수행 하였다. 고출력 무전극 램프용 점등회로의 설계를 통한 특성분석을 진행하여 개선 보완을 통하여 효울을 향상 시켰으며 점등회로의 구동주파수에 따른 무전극 램프의 광학적 특성 및 시스템 영향을 확인한 결과, $7{\sim}10^{\circ}C$ 정도 낮은 특성의 135kHz로 구동하는 점등회로를 최적화하였다. 실험적으로 Peak Noise 발생으로 인한 FET(Q3,Q4) demage 현상을 개선하였다. 최종적으로 무전극램프용 점등회로 최종 설계도을 통해 약 2~3배 이상의 수명을 확보함으로써 안정기의 신뢰성 및 무전극 램프 시스템의 효율이 높음을 알 수 있었다.