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중기예보를 이용한 태양광 일사량 예측 연구 (A study on solar radiation prediction using medium-range weather forecasts)

  • 박수진;김효정;김삼용
    • 응용통계연구
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    • 제36권1호
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    • pp.49-62
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    • 2023
  • 급속적으로 비중이 증가하고 있는 태양광 에너지는 지속적인 개발 및 투자가 이루어지고 있다. 신재생에너지 정책인 그린뉴딜과 가정용 태양광 패널의 설치가 증가함에 따라 국내 태양광 에너지 보급이 점차 확대되어 그에 맞추어 발전량의 정확한 수요 예측 연구가 활발하게 진행되고 있는 시점이다. 또한, 일사량 예측이 발전량 수요 예측에 가장 영향을 미치는 요소로 작용하고 있다는 점에서 일사량 예측의 중요성을 파악하였다. 덧붙여, 본 연구는 선행 연구들에서 사용되지 않은 중기예보 기상 데이터를 활용하여 일사량 예측을 하고자 하였다는 점에서 가장 큰 차이점을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 서울, 인천, 수원, 춘천, 대구, 대전의 총 여섯 지역의 태양광 일사량 예측을 위하여 다중선형회귀모형, KNN, Random Forest 그리고 SVR 모형과 클러스터링 기법인 K-means 기법을 결합한 후, 클러스터별 확률밀도함수를 계산하여 시간별 일사량 예측을 진행하고자 하였다. 중기예보 데이터를 사용하기 전, 모형 예측 결과를 비교하기 위한 지표로서 MAE (mean absolute error)와 RMSE (root mean squared error)를 사용하였다. 데이터는 2017년 3월 1일부터 2022년 2월 28일까지의 시간별 원 관측 데이터를 중기예보 데이터 양식에 맞추어 일별 데이터로 변환하였다. 모형의 예측 성능 비교 결과, Random Forest로 일별 일사량을 예측한 후, K-means 클러스터링으로 기후요인이 유사한 날짜들을 분류한 뒤 클러스터별 일사량의 확률밀도함수를 계산하여 시간별 일사량 예측값을 나타낸 방법이 가장 우수한 성능을 보였다. 또한 이 방법론을 이용하여 중기예보 데이터에 모형 적합 후, 예측 결과를 확인하였을 때, 일자별로 예측 오류가 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 중기예보 기상데이터의 예측 오류로 인한 것으로 보인다. 향후 연구에서는 중기예보 데이터에서 활용할 수 있는 기상요인 중, 강수 여부와 같은 외생 변수를 추가하거나 시계열 클러스터링 기법을 적용한 연구가 이루어져야할 것으로 보인다.

치과의사와의 관계에서 치과위생사와 간호조무사의 직종 간 갈등 연구 (A study on conflicts between different occupational categories of dental hygienists and nursing assistances in terms of relationships with dentist)

  • 문희정;김영선;성미경
    • 대한치위생과학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.9-19
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    • 2018
  • The purpose of this study was to examine the state of conflicts among dental health care workers. A survey was conducted on 266 dental hygienists and nursing assistants who worked in dental institutions from September 12 to November 13, 2017, and SPSS(statistical package for the social science) version 20.0 was employed to analyze the collected data. The findings of the study were as follows: 1. The most common reason of the dental hygienists for turnover was working hours and heavy workload(24.6%), followed by pay (22.6%), conflicts with dentists(16.0%) and conflicts with colleagues (11.3%). The most dominant reason of the nursing assistants for turnover was pay(31.1%), followed by working hours(24.4%), heavy workload(17.8%), conflicts with dentists(15.6%) and conflicts with colleagues(8.9%). 2. The largest reason for unsuccessful communication with dentists was that heavy workload reduced the opportunity to communicate well(54.5%). The second biggest reason was that they couldn't communicate well though they had the opportunity(24.0%), and the third greatest reason was that they tended to lag behind dentists in terms of professional knowledge(16.9%). 3. The biggest reason for unsuccessful communication among the dental health care workers was that they didn't have a lot of chances to communicate well on account of heavy workload(41.0%). The second largest reason was the differences in professional knowledge(24.9%), and the third greatest reason was that they couldn't communicate well though they had the chance(23.7%). 4. The most dominant reason for conflicts with dentists was the difference in power(24.0%), followed by poor communication skills(22.1%) and a lack of mutual respect(18.1%). But the opinions of the nursing assistants were different from those of the dental hygienists, as they cited poor communication skills as the most common reason, which was followed by the difference in power and a shortage of understanding of each other's work. 5. The most common reason for conflicts among the dental health care workers was a shortage of communication and communication skills(22.9%), and the second most dominant reasons were a lack of mutual respect and poor understanding of each other's work(17.5%), followed by a lack of mutual respect(17.2%). 6. As to the ways of resolving conflicts with dentists, the most common case was making some mutual concessions to compromise (28.9%), followed by delivering opinions through the staff meeting (23.9%), resolving conflicts by candidly exchanging opinions(15.8%), avoiding each other in moderation(11.7%) and following the opinions or assertions of dentists(1.3%). 7. Concerning the conflict resolution methods among the dental health care workers, the most prevalent way was making some mutual concessions to compromise(36.4%), followed by resolving conflicts by candidly exchanging opinions(23.0%) and conveying opinions through the staff meeting(18.5%). 8. Regarding communication among the dental health care workers, the dental hygienists(3.53±.729) considered themselves to be better at communicating than the nursing assistants(3.29±.745) did(p<0.05), and the dental hygienists(3.45±.809) who thought there was respectful treatment among workers who were different in occupational categories found themselves to be better than the nursing assistants(3.21±.952) who had the same thought did(p<0.05). As a result of analyzing whether frequent job-related meetings occurred among the workers whose occupational categories were different, the dental hygienists(3.05±.975) perceived that there were more frequent meetings than the nursing assistants(2.67±.955) did (p<0.01).

머신러닝 기반 기업부도위험 예측모델 검증 및 정책적 제언: 스태킹 앙상블 모델을 통한 개선을 중심으로 (Machine learning-based corporate default risk prediction model verification and policy recommendation: Focusing on improvement through stacking ensemble model)

  • 엄하늘;김재성;최상옥
    • 지능정보연구
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    • 제26권2호
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    • pp.105-129
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    • 2020
  • 본 연구는 부도위험 예측을 위해 K-IFRS가 본격적으로 적용된 2012년부터 2018년까지의 기업데이터를 이용한다. 부도위험의 학습을 위해, 기존의 대부분 선행연구들이 부도발생 여부를 기준으로 사용했던 것과 다르게, 본 연구에서는 머튼 모형을 토대로 각 기업의 시가총액과 주가 변동성을 이용하여 부도위험을 산정했으며, 이를 통해 기존 방법론의 한계로 지적되어오던 부도사건 희소성에 따른 데이터 불균형 문제와 정상기업 내에서 존재하는 부도위험 차이 반영 문제를 해소할 수 있도록 하였다. 또한, 시장의 평가가 반영된 시가총액 및 주가 변동성을 기반으로 부도위험을 도출하되, 부도위험과 매칭될 입력데이터로는 비상장 기업에서 활용될 수 있는 기업 정보만을 활용하여 학습을 수행함으로써, 포스트 팬데믹 시대에서 주가 정보가 존재하지 않는 비상장 기업에게도 시장의 판단을 모사하여 부도위험을 적절하게 도출할 수 있도록 하였다. 기업의 부도위험 정보가 시장에서 매우 광범위하게 활용되고 있고, 부도위험 차이에 대한 민감도가 높다는 점에서 부도위험 산출 시 안정적이고 신뢰성 높은 평가방법론이 요구된다. 최근 머신러닝을 활용하여 기업의 부도위험을 예측하는 연구가 활발하게 이루어지고 있으나, 대부분 단일 모델을 기반으로 예측을 수행한다는 점에서 필연적인 모델 편향 문제가 존재하고, 이는 실무에서 활용하기 어려운 요인으로 작용하고 있다. 이에, 본 연구에서는 다양한 머신러닝 모델을 서브모델로 하는 스태킹 앙상블 기법을 활용하여 개별 모델이 갖는 편향을 경감시킬 수 있도록 하였다. 이를 통해 부도위험과 다양한 기업정보들 간의 복잡한 비선형적 관계들을 포착할 수 있으며, 산출에 소요되는 시간이 적다는 머신러닝 기반 부도위험 예측모델의 장점을 극대화할 수 있다. 본 연구가 기존 머신러닝 기반 모델의 한계를 극복 및 개선함으로써 실무에서의 활용도를 높일 수 있는 자료로 활용되기를 바라며, 머신러닝 기반 부도위험 예측 모형의 도입 기준 정립 및 정책적 활용에도 기여할 수 있기를 희망한다.

고객만족이 기업의 신용평가에 미치는 영향 (The Effect of Customer Satisfaction on Corporate Credit Ratings)

  • 전인수;전명훈;유정수
    • Asia Marketing Journal
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    • 제14권1호
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    • pp.1-24
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    • 2012
  • 본 연구는 고객만족과 기업가치 성과간의 관계를 분석하는 것이 목적이다. 기업가치성과는 주가와 신용등급으로 나눌 수 있는데, 전자는 기업의 시장가치이고 후자는 자금조달비용이라 구분하여 사용되고 있다. 고객만족과 주가와의 관계는 비교적 오래전부터 연구되어 왔으나 신용등급과의 관계는 최근 들어 연구되기 시작하였다. 대표적으로 Anderson and Mansi(2009)의 연구에서는 양자가 긍정적으로 관련된 것으로 밝혀졌으나, 윤상운(2010)이 국내자료를 사용한 연구에서는 그 관계가 입증되지 못하였다. 일치하지 않는 두 연구의 결과에서 아이디어를 얻어 본 연구에서는 고객만족이 신용등급에 긍정적 영향을 미치는 것으로 보고 이를 검증하였다. 두 연구에서 사용한 모델을 참고로 하였고 특히 우리나라 실정에서는 정부지원이 중요한 변수임을 감안하여 이를 포함한 연구모형을 설정하여 검증한 결과 긍정적 관련성이 있는 것으로 나타났다. 추가분석에서 자산규모가 큰 기업보다 작은 기업에서, 제조업보다 서비스업에서 고객만족이 신용등급에 더 유의한 긍정적 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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비글견에서 좌측앞쪽목신경절 차단에 대한 정량적 뇌파 분석 (The Analysis of Quantitative EEG to the Left Cranial Cervical Ganglion Block in Beagle Dogs)

  • 박우대;배춘식;김세은;이수한;이정선;장화석;정다정;이재훈;김휘율
    • 한국임상수의학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.514-521
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    • 2007
  • 교감신경차단은 지배영역에 대한 혈류를 증가시킨다. 이러한 이유로, 교감신경차단은 신경학적 질병이나 뇌질환 등에 시술되어 왔다. 그러나, 개에서 앞쪽목신경절 차단에 의한 뇌혈류의 조절은 잘 알려져 있지 않으며 뇌 순환의 변화와 뇌파의 변화에 대한 상관관계는 아직까지 개에서 잘 정의되어 있지 않다. 그래서, 우리는 뇌파의 변화는 개에서 앞쪽목신경절 차단에 의한 뇌혈류의 변화에 영향을 받을 수 있을 거라는 가설을 검증하였다. 25두의 비글견을 3개의 군으로 나누었다. I군(LCCGB, n=10)은 1% lidocaine을 이용하여 좌측 앞쪽목신경절을 차단하였다. II군(L, n=10)은 1% lidocaine을 좌 우측 두힘살근 내에 주입하였다. III군(N/SCCGB, n=5, 대조군)은 좌측 앞쪽목신경절을 생리식염수를 이용하여 차단하였다. 95% SEF와 MF에서는 대조군과 LCCGB군에서 통계적 차이가 없었다. 상대적 주파수 영역에서는 $\delta$ 주파수는 5-25분 사이에 감소하였으며, $\alpha$ 주파수는 같은 시간 동안 증가 하였다(p<0.05). 그러나, $\theta$ 주파수와 $\beta$ 주파수는 같은 시간대 대조군에 비해 유의한 변화를 보이지 않았다(p<0.05). 이러한 결과는 좌측 앞쪽목신경절 차단은 뇌혈류의 변화를 유발하지 못하며 그 자체의 효과는 불확실 하다는 것을 제시한다.

모자건강관리를 위한 위험요인별 감별평점분류기준 개발에 관한 연구 (A Study on the Risk Factors for Maternal and Child Health Care Program with Emphasis on Developing the Risk Score System)

  • 이광옥
    • 대한간호학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.7-21
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    • 1983
  • For the flexible and rational distribution of limited existing health resources based on measurements of individual risk, the socalled Risk Approach is being proposed by the World Health Organization as a managerial tool in maternal and child health care program. This approach, in principle, puts us under the necessity of developing a technique by which we will be able to measure the degree of risk or to discriminate the future outcomes of pregnancy on the basis of prior information obtainable at prenatal care delivery settings. Numerous recent studies have focussed on the identification of relevant risk factors as the Prior infer mation and on defining the adverse outcomes of pregnancy to be dicriminated, and also have tried on how to develope scoring system of risk factors for the quantitative assessment of the factors as the determinant of pregnancy outcomes. Once the scoring system is established the technique of classifying the patients into with normal and with adverse outcomes will be easily de veloped. The scoring system should be developed to meet the following four basic requirements. 1) Easy to construct 2) Easy to use 3) To be theoretically sound 4) To be valid In searching for a feasible methodology which will meet these requirements, the author has attempted to apply the“Likelihood Method”, one of the well known principles in statistical analysis, to develop such scoring system according to the process as follows. Step 1. Classify the patients into four groups: Group $A_1$: With adverse outcomes on fetal (neonatal) side only. Group $A_2$: With adverse outcomes on maternal side only. Group $A_3$: With adverse outcome on both maternal and fetal (neonatal) sides. Group B: With normal outcomes. Step 2. Construct the marginal tabulation on the distribution of risk factors for each group. Step 3. For the calculation of risk score, take logarithmic transformation of relative proport-ions of the distribution and round them off to integers. Step 4. Test the validity of the score chart. h total of 2, 282 maternity records registered during the period of January 1, 1982-December 31, 1982 at Ewha Womans University Hospital were used for this study and the“Questionnaire for Maternity Record for Prenatal and Intrapartum High Risk Screening”developed by the Korean Institute for Population and Health was used to rearrange the information on the records into an easy analytic form. The findings of the study are summarized as follows. 1) The risk score chart constructed on the basis of“Likelihood Method”ispresented in Table 4 in the main text. 2) From the analysis of the risk score chart it was observed that a total of 24 risk factors could be identified as having significant predicting power for the discrimination of pregnancy outcomes into four groups as defined above. They are: (1) age (2) marital status (3) age at first pregnancy (4) medical insurance (5) number of pregnancies (6) history of Cesarean sections (7). number of living child (8) history of premature infants (9) history of over weighted new born (10) history of congenital anomalies (11) history of multiple pregnancies (12) history of abnormal presentation (13) history of obstetric abnormalities (14) past illness (15) hemoglobin level (16) blood pressure (17) heart status (18) general appearance (19) edema status (20) result of abdominal examination (21) cervix status (22) pelvis status (23) chief complaints (24) Reasons for examination 3) The validity of the score chart turned out to be as follows: a) Sensitivity: Group $A_1$: 0.75 Group $A_2$: 0.78 Group $A_3$: 0.92 All combined : 0.85 b) Specificity : 0.68 4) The diagnosabilities of the“score chart”for a set of hypothetical prevalence of adverse outcomes were calculated as follows (the sensitivity“for all combined”was used). Hypothetidal Prevalence : 5% 10% 20% 30% 40% 50% 60% Diagnosability : 12% 23% 40% 53% 64% 75% 80%.

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고해상도 재분석자료와 관측소 1시간 평균 지상 온도 비교 (Comparisons of 1-Hour-Averaged Surface Temperatures from High-Resolution Reanalysis Data and Surface Observations)

  • 송형규;윤대옥
    • 한국지구과학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.95-110
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    • 2020
  • 본 연구에서는 고해상도 ERA5 재분석자료 중 우리나라 지상 온도 자료의 신뢰성을 검증할 목적으로 종관기상관측소(ASOS) 관측자료와 비교를 수행하였다. 새롭게 생산되어 배포 중인 ERA5 재분석자료는 높은 시·공간적 해상도를 가져 여러 분야에 활용성이 매우 높다. 자료의 분석 기간은 ASOS 61개 관측소가 1999년 이후로 결측률이 매우 낮으며 시간평균 자료를 제공한다는 점을 고려하여 1999-2018년 기간으로 설정하였다. ERA5 격자 자료는 격자 내 90-m 수치표고모델(DEM) 분포로부터 내륙, 해안, 산악 지역에 해당하는 지형학적인 특성에 따라 분류하여 ASOS 지점 자료와 비교되었다. 분석 기간 전체에 대한 평균 지상 온도는 ASOS와 ERA5 모두 공간 분포의 패턴과 값은 큰 차이없이 유사하였다. ASOS와 ERA5의 산점도 비교를 통해 전체 기간, 특히 여름, 겨울 기간에 대해 계절 변동성을 가진다는 특성을 확인할 수 있었으며, 이는 달별 두 자료 사이의 매시간 차이 확률밀도함수(PDF)의 시계열을 통해서도 확인되었다. 두 자료 사이의 차이를 통계지수인 NMB, RMSE를 계산하여 정량화시켰을 때, 각 값에서 지역적인 특성을 보였으나 모든 지수에서 큰 차이가 없다고 판단할 수 있었으며, 상관성을 보기 위해 R과 IOA를 통해 구한 값은 모두 0.99에 근접하였다. 특히 일평균 산출에 있어 1-시간-평균 값 24개를 이용한 일평균의 경우가 최고와 최저온도의 평균을 이용하는 일평균에 비해 오차가 작게 나타났고, 두 자료 사이의 상관성도 높게 나타남을 확인하였다. 두 자료의 차이가 나타나는 원인으로 ERA5 격자 내 지형 효과가 가장 클 것으로 판단하여 수치표고모델을 활용하여 각 지역별 PDF를 이용해 첨도 및 왜도를 구하고, 이를 온도 차이 파워 스펙트럼의 1년 주기 변동 크기와 비교하였다. 그 결과, 양의 상관성을 가졌음을 확인하였다. 이는 지형 효과가 두 자료 차이의 원인이라고 설명하는 결과이다.

간호사의 비정규직 고용실태 및 관련요인에 관한 연구 (A Study on the Nurses' Contingent Employment and Related Factors)

  • 최숙자
    • 간호행정학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.477-500
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    • 1999
  • Korean labor market has showed remarkable change of the increase in the amount of unemployment and contingent employment since IMF bailout agreement. There is a theoretical position to explain this increase in contingent employment at hospitals with the notion of flexibility. The high flexibility of employment due to the increase of contingent employees is becoming very important part in new business strategy of hospitals. The types of contingent employment of the nurse are part-time employment temporary employment, fixed-term employment, and internship which was introduced in early 1999. Recently, Korean health care industry managers have paid attention to the customer oriented service, rationalization of business administration, service quality control so that they can adjust their business to outer environment. Especially their efforts concentrate on the wage reduction through efficient and scientific control of man power because wage shares about 40% of total cost. This dissertation aims at verifying the phenomena of the contingent employment of the nurse and analyzing the related factors and problems. To rephrase these aims in ordinal: First, verifying the phenomena of contingent employment of the nurse. Second, verifying the problems of that phenomena. Third, analyzing the related factors of the contingent employment of the nurse. To accomplish these research goals, a statistical survey was executed. in which 384 questionnaires-66 for manager nurses, 318 for contingent nurses - were given to nurses working at 66 hospitals-which have at least 100 beds-in Seoul. Among them, 187 questionnaires-38 from manager nurses, 149 from contingent nurses'- 'were returned. Then, the data coded and submitted to T-test, $X^2$ -test, variance analysis(ANOVA), correlation analysis, multiple regression analysis, Logistic Regression with SAS program. The research results of the contingent nurses are followings: 1. The average career term at the present hospital 8.4 months: duty-on days per month are 24.2 days: working time per day is 7.9 hours. These results showed little difference from regular nurses. 2. Their wage level is about 70% of regular nurses except for internship nurses whose wage level is 41% of regular nurses. To break down the wage composition, part-time nurses and internship nurses get few allowance and bonus. And contingent nurses get very low level of additional pay except for fixed-term nurses who are under similar condition of employment to regular nurses. These results show that hospital managers are trying to reduce the labor cost not only through the direct way of wage reduction but through differential treatment of bonus, retirement allowance, and other additional pay. 3. The problem of contingent employment: low level of pay; high level of turn-over rate: weakening of union; low level of working condition: heavy burden of work; inhuman treatment. The contingent nurses consider these problems more seriously than manager nurses do. What manager nurses regard problematic is the absence of feeling-belonged and responsibility of the contingent nurses. 4. The factors strongly related with the rate of the number of contingent nurses for the number of regular nurses; gross turn-over nurses; average in-patients per day; staring wage of graduate from professional college: the type of hospital ownership; the number of beds; the gap between gross newcomer nurses and gross turn-over nurses. The factors related with their gross wage per month; the number of beds; applying of health insurance; applying of industrial casualty insurance; applying of yearly-paid leave; the type of hospital ownership; average out-patients per day; gross turn-over nurses. The meaningful factors which make difference by employment type: monthly-paid leave; physiological leave. The logistic regression analysis using these two factors shows that monthly-paid leave is related with the type of hospital ownership; the number of beds; average out-patient per day, and physiological leave is related with the gross newcomer nurses; gross turn-over nurses; the number of beds.

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초등학교 학생들의 생활 속 과학단위 인식과 이해 (Elementary Schooler's Recognition and Understanding of the Scientific Units in Daily Life)

  • 김성규
    • 과학교육연구지
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    • 제36권2호
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    • pp.235-250
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    • 2012
  • 이 연구는 초등학교의 과학교과서, 과학관련 교과 및 실생활 관련 교과에 나오는 과학 단위를 분석하고, 초등학교 6학년 학생들의 생활 속에서 사용하고 있는 과학단위들의 인식과 이해정도를 알아보고자 하였다. 연구 대상은 320명의 초등학교 6학년 학생이며 설문의 내용은 생활 속에서 흔히 볼 수 있는 질량(kg), 거리(km), 부피(L), 전압(V), 시간(s), 온도($^{\circ}C$), 속력(km/h), 열량(kcal), 퍼센트(%), 전력(W), 산도(pH) 등 11개의 과학단위에 대한 이해와 인식정도를 알아보고 생활 속에서 과학단위를 찾고 배울 수 있는 장소에 관해 알아보고자 하였다. 통계처리 프로그램인 SPSS 17.0을 사용하여 응답별 빈도와 백분율을 산출하였다. 결과는 다음과 같이 요약 할 수 있다. 타 교과와의 단위비교에서는 대체적으로 학년에 따라 비슷하게 단위가 중복되었으며 학년이 올라갈수록 단위의 수준이 높아지고 또한 과목의 특성에 맞는 단위도 확인하였다. 단위의 용도를 묻는 질문에서는 kg, km, L, $^{\circ}C$, kcal, km/h, W 단위 등은 91% 이상으로 잘 알고 있었다. 전압(V)과 시간(s)은 다른 단위보다 정답률이 낮았다. 특히 전문성이 있는 %, pH단위는 잘 이해하지 못하였다. 그리고 단위의 인식을 묻는 질문에서는 예외로 액체의 부피(L)와 산-염기에 쓰이는 단위인 산도(pH) 단위를 제외하고는 대부분단위들은 90%이상으로 잘 이해하고 있었다. 생활 속 과학단위 찾기 활동으로 가장 적합한 장소 및 가장 많이 습득한 곳은 학교>상점/마트>신문/방송>거리/도로>가정> 기타 순서로 동일하게 나왔다. 이러한 결과는 학교에서 단위학습이 체계적으로 이루어져야 하고 또한 교사의 역할이 중요함을 알 수 있다. 따라서 위의 연구결과를 볼 때 생활 속 과학단위는 쉽게 장소에 따라 각각 과학단위 찾기가 가능하며 어디서나 과학단위 학습에 큰 효과가 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 학생들이 과학단위를 보다 정확하게 이해하기 위해서는 교사가 적극적으로 과학단위를 정확하게 가르칠 필요가 있다. 그리고 초등학생이 알아야하는 과학단위이거나 어렵다고 생각되는 과학단위는 부록이나 NIE 활용 등을 통해서 과학교과서에 제시하거나 교사의 설명을 덧붙인다면 초등학생들의 과학단위를 보다 정확하고 바르게 이해하고 실생활에 활용과 수업에 큰 도움이되리라 생각된다.

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태양에너지를 이용한 곡물건조시스템의 시뮬레이션에 관한 연구 (Simulation of Drying Grain with Solar-Heated Air)

  • 금동혁;김용운
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제4권2호
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    • pp.65-83
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    • 1979
  • Low-temperature drying systems have been extensively used for drying cereal grain such as shelled corn and wheat. Since the 1973 energy crisis, many researches have been conducted to apply solar energy as supplemental heat to natural air drying systems. However, little research on rough rice drying has been done in this area, especially very little in Korea. In designing a solar drying system, quality loss, airflow requirements, temperature rise of drying air, fan power and energy requirements should be throughly studied. The factors affecting solar drying systems are airflow rate, initial moisture content, the amount of heat added to drying air, fan operation method and the weather conditions. The major objectives of this study were to analyze the effects of the performance factors and determine design parameters such as airflow requirements, optimum bed depth, optimum temperature rise of drying air, fan operation method and collector size. Three hourly observations based on the 4-year weather data in Chuncheon area were used to simulate rough rice drying. The results can be summarized as follows: 1. The results of the statistical analysis indicated that the experimental and predicted values of the temperature rise of the air passing through the collector agreed well. 2. Equilibrium moisture content was affected a little by airflow rate, but affected mainly by the amount of heat added, to drying air. Equilibrium moisture content ranged from 12.2 to 13.2 percent wet basis for the continuous fan operation, from 10.4 to 11.7 percent wet basis for the intermittent fan operation respectively, in range of 1. 6 to 5. 9 degrees Centigrade average temperature rise of drying air. 3. Average moisture content when top layer was dried to 15 percent wet basis ranged from 13.1 to 13.9 percent wet basis for the continuous fan operation, from 11.9 to 13.4 percent wet basis for the intermittent fan operation respectively, in the range of 1.6 to 5.9 degrees Centigrade average temperature rise of drying air and 18 to 24 percent wet basis initial moisture content. The results indicated that grain was overdried with the intermittent fan operation in any range of temperature rise of drying air. Therefore, the continuous fan operation is usually more effective than the intermittent fan operation considering the overdrying. 4. For the continuous fan operation, the average temperature rise of drying air may be limited to 2.2 to 3. 3 degrees Centigrade considering safe storage moisture level of 13.5 to 14 perceut wet basis. 5. Required drying time decrease ranged from 40 to 50 percent each time the airflow rate was doubled and from 3.9 to 4.3 percent approximately for each one degrees Centigrade in average temperature rise of drying air regardless of the fan operation methods. Therefore, the average temperature rise of drying air had a little effect on required drying time. 6. Required drying time increase ranged from 18 to 30 percent approximately for each 2 percent increase in initial moisture content regardless of the fan operation methods, in the range of 18 to 24 percent moisture. 7. The intermittent fan operation showed about 36 to 42 percent decrease in required drying time as compared with the continuous fan operation. 8. Drymatter loss decrease ranged from 34 to 46 percent each time the airflow rate was doubled and from 2 to 3 percent approximately for each one degrees Centigrade in average temperature rise of drying air, regardless of the fan operation methods. Therefore, the average temperature rise of drying air had a little effect on drymatter loss. 9. Drymatter loss increase ranged from 50 to 78 percent approximately for each 2 percent increase in initial moisture content, in the range of 18 to 24 percent moisture. 10. The intermittent fan operation: showed about 40 to 50 percent increase in drymatter loss as compared with the continuous fan operation and the increasing rate was higher at high level of initial moisture and average temperature rise. 11. Year-to-year weather conditions had a little effect on required drying time and drymatter loss. 12. The equations for estimating time required to dry top layer to 16 and 1536 wet basis and drymatter loss were derived as functions of the performance factors. by the least square method. 13. Minimum airflow rates based on 0.5 percent drymatter loss were estimated. Minimum airflow rates for the intermittent fan operation were approximately 1.5 to 1.8 times as much as compared with the continuous fan operation, but a few differences among year-to-year. 14. Required fan horsepower and energy for the intermittent fan operation were 3. 7 and 1. 5 times respectively as much as compared with the continuous fan operation. 15. The continuous fan operation may be more effective than the intermittent fan operation considering overdrying, fan horsepower requirements, and energy use. 16. A method for estimating the required collection area of flat-plate solar collector using average temperature rise and airflow rate was presented.

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