• 제목/요약/키워드: Wind Force

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Nomoto모델을 이용한 선박의 선형 모델 분석 및 퍼지제어기 설계 (The linear model analysis and Fuzzy controller design of the ship using the Nomoto model)

  • 임대영;김영철;정길도
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.821-828
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    • 2011
  • 본 논문은 자동항로 추적(Track keeping control), 자동조타(Automatic steering), 자동 접이안(Automatic mooring control) 등으로 구성된 자동운항 시스템 중 자동조타장치의 성능 개선 알고리즘 개발에 대해 다루고 있다. 자동조타는 풍력 또는 조력 등의 영향으로부터 선박의 설정 항로와 실제 침로와의 차이를 계산하여 설정된 항로를 유지하며 항해하므로, 조타에 소요되는 선원의 지속적인 항해로 인한 운전 부담을 경감시키고 불필요한 타조작에 의한 항로 이탈을 줄임으로써 항해거리 단축과 연료비용을 절약할 수 있는 시스템이다. 선박의 모델링을 위하여 Nomoto 모델에 근거하여 전달함수를 구하고, 조종성능(Manoeuvirng) 편리성을 고려하여 타각 입력에 대한 선수각 응답으로 표시된 선박의 4자유도만을 고려한 선형 모델을 제안하고 선박 자동조타장치의 최대각과 타각율을 고려하여 Fuzzy제어기를 설계 하였고 PID제어기로 성능을 비교 분석하였다.

Performance Evaluation of Hypersonic Turbojet Experimental Aircraft Using Integrated Numerical Simulation with Pre-cooled Turbojet Engine

  • Miyamoto, Hidemasa;Matsuo, Akiko;Kojima, Takayuki;Taguchi, Hideyuki
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.671-679
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    • 2008
  • The effect of Pre-cooled Turbojet Engine installation and nozzle exhaust jet on Hypersonic Turbojet EXperimental aircraft(HYTEX aircraft) were investigated by three-dimensional numerical analyses to obtain aerodynamic characteristics of the aircraft during its in-flight condition. First, simulations of wind tunnel experiment using small scale model of the aircraft with and without the rectangular duct reproducing engine was performed at M=5.1 condition in order to validate the calculation code. Here, good agreements with experimental data were obtained regarding centerline wall pressures on the aircraft and aerodynamic coefficients of forces and moments acting on the aircraft. Next, full scale integrated analysis of the aircraft and the engine were conducted for flight Mach numbers of M=5.0, 4.0, 3.5, 3.0, and 2.0. Increasing the angle of attack $\alpha$ of the aircraft in M=5.0 flight increased the mass flow rate of the air captured at the intake due to pre-compression effect of the nose shockwave, also increasing the thrust obtained at the engine plug nozzle. Sufficient thrust for acceleration were obtained at $\alpha=3$ and 5 degrees. Increase of flight Mach number at $\alpha=0$ degrees resulted in decrease of mass flow rate captured at the engine intake, and thus decrease in thrust at the nozzle. The thrust was sufficient for acceleration at M=3.5 and lower cases. Lift force on the aircraft was increased by the integration of engine on the aircraft for all varying angles of attack or flight Mach numbers. However, the slope of lift increase when increasing flight Mach number showed decrease as flight Mach number reach to M=5.0, due to the separation shockwave at the upper surface of the aircraft. Pitch moment of the aircraft was not affected by the installation of the engines for all angles of attack at M=5.0 condition. In low Mach number cases at $\alpha=0$ degrees, installation of the engines increased the pitch moment compared to no engine configuration. Installation of the engines increased the frictional drag on the aircraft, and its percentage to the total drag ranged between 30-50% for varying angle of attack in M=5.0 flight.

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상상력의 연극 이미지의 무대구성작업에 관하여 김아라 연출작업에 나타난 새로운 무대언어 (Theatre of Imagination: Study on New Languages in the Theatre Experiment of Ara Kim)

  • 남상식
    • 한국연극학
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    • 제48호
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    • pp.261-288
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    • 2012
  • This paper attempts to research on the new language in the directing of Ara Kim. She was cranky on working on the stage to experiment with her own style since the 1980s and so opened a new dawn in modern Korean theatre. She leaded the Korean experimental theatre. The background of this experiment is her idea on theatre. And here, we have to look the subject that she setted for the work in Chuksan: Ritual Past, Ritual Present. To her, the theatre has the function of ritual and fest. The theatre suggests universal tragedy given to human as natural life force and has its own agenda to drive people to healing. For it, Ara Kim explores archetypal forms and languages before the fragmentation of genres of art. Her theatre shows the results of experiments in which such languages are recreated with modernized sensibilities. We here, for example by outdoor performance in Chuksan Human Lear, try to interpret the aesthetic principles that body out her ritual theatre. And what we looked at though, is the base of the 'complex-genre-music-theatre', the methode to 'compose' the stage elements and put it all together. The directing of Ara Kim has, in terms of the composition of the stage elements, much of the indisputable artistic value. Her theatre is, so to speak, theatre of image, and it is theatre of imagination that completed by the audience's imagination. Human Lear which has its own characteristic in image fragments, convert the original Lear into a simple tale. It serves as background of the modern ritual that shows the most basic human instincts. We meet in Human Lear a ritual tale with some list of image for the human instincts. The arrangement of image, the montage of scene shows the performance as a kind of artistic space. In Human Lear the space is the natural one. It centers around the arena stage. The objects installed in the space changes it into the laboratory for 'seeing' the happening. The spectators see the performance and at the same time see themselves in the nature laboratory. They see, and equally, they are visible objects. They see the performance and us in the space in which the performance takes place. That is what Ara Kim with her modern ritual really aims. That aim is to this days still in effect. It is a major driver of her experiments to extend the boundary of the theatre. The ritualistic site-specific performance in Akor Wat, Cambodia, A Song of Mandala is the latest great product from her experiments. On the other hand, she continues on her way to experiment with pure stage elements. The 'Station' series(Station of Water, The Station of Sand, The Station of Wind) she recently showed are the non-verbal performance with all the stage elements: movement, sound, body, light, colour, objects and so on.

자동차 연비향상을 위한 복합재료 적용 타당성에 관한 연구 (Study on the Suitability of Composite Materials for Enhancement of Automotive Fuel Economy)

  • 주연진;권영철;최흥섭
    • Composites Research
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    • 제32권5호
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    • pp.284-289
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    • 2019
  • 본 논문에서는 KIA K3 (1.6) 가솔린 자동차의 연비(km/liter)식을 동력학적 힘-모멘트 평형 방정식, 구동력 및 에너지 방정식을 구성하고 분석하여 유도하였다. 이를 통해 차량의 속도(V), 자동차 총 중량(M), 타이어-노면의 롤링저항계수($C_r$), 도로 경사각(${\theta}$)과 항력계수($C_d$), 차량의 횡단면적(A)과 같은 공기역학적 매개변수가 자동차의 연비에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 경량금속합금, 섬유강화 플라스틱 복합재료와 같은 대체재료가 기존 자동차의 강재, 주철재를 대체하여 차량의 무게를 줄일 수 있는 가능성 등을 Ashby의 재료지수 방법으로 조사하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 고속(100km/h)에서 연비에 가장 큰 영향을 미친 매개변수는 그 크기순으로 자동차의 속도 V와 공기역학적 매개변수인 $C_d$, A, ${\rho}$ 및 동력학적 매개변수인 $C_r$, M의 순서로 조사되었다. 반면에 저속(60 km/h)에서는 동력학적 매개변수로는 V, M, $C_r$의 순서로, 공기역학적 매개변수로는 $C_d$, A, ${\rho}$ 순으로 영향을 미침을 확인하였다.

가새 설치에 따른 벤로형 지붕 연동온실의 구조성능 평가 (Structural Performance Evaluation of a Multi-span Greenhouse with Venlo-type Roof According to Bracing Installation)

  • 신현호;최만권;조명환;김진현;서태철;이충근;김승유
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.438-443
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    • 2022
  • 본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통해서 현장에서 사용되는 가새 시스템을 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실의 횡하중 가력시험을 수행하고 성능을 분석하였다. 횡강성과 응력을 분석하기 위해 실험체에 변위와 변형률계를 각각 9개소 및 16개소 설치하였으며 가새의 설치 유무에 따른 성능을 비교하기 위해 구조해석을 수행하였다. 실대형 실험과 가새의 설치 유무에 따른 구조해석 결과 비교에서 구조물의 횡강성이 많은 차이를 보였다. 실험체의 측고 부근에서 측정한 횡강성은 가새 시스템을 설치함으로 강성을 최대 44%까지 증가시켰다. 현장에서 사용하는 가새의 접합부가 충분한 강성을 확보하지 못함으로써 외력을 전체 구조물에 적절히 전달하지 못하여 횡강성이 구조해석 결과보다 많이 저하되는 현상이 나타났다. 따라서 온실 설계 시 구조성능의 신뢰성을 높이기 위해서 가새 시스템의 연결방법, 설치위치, 부재의 최대길이 등 온실의 접합부에 대한 명확한 시공방법과 설계기준이 정립되어 온실 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

Control of the flow past a sphere in a turbulent boundary layer using O-ring

  • Okbaz, Abdulkerim;Ozgoren, Muammer;Canpolat, Cetin;Sahin, Besir;Akilli, Huseyin
    • Wind and Structures
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    • 제35권1호
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    • pp.1-20
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    • 2022
  • This research work presents an experimental study's outcomes to reveal the impact of an O-ring on the flow control over a sphere placed in a turbulent boundary layer. The investigation is performed quantitatively and qualitatively using particle image velocimetry (PIV) and dye visualization. The sphere model having a diamater of 42.5 mm is located in a turbulent boundary layer flow over a smooth plate for gap ratios of 0≤G/D≤1.5 at Reynolds number of 5 × 103. Flow characteristics, including patterns of instantaneous vorticity, streaklines, time-averaged streamlines, velocity vectors, velocity fluctuations, Reynolds stress correlations, and turbulence kinetic energy (), are compared and discussed for a naked sphere and spheres having O-rings. The boundary layer velocity gradient and proximity of the sphere to the flat plate profoundly influence the flow dynamics. At proximity ratios of G/D=0.1 and 0.25, a wall jet is formed between lower side of the sphere and flat plate, and velocity fluctuations increase in regions close to the wall. At G/D=0.25, the jet flow also induces local flow separations on the flat plate. At higher proximity ratios, the velocity gradient of the boundary layer causes asymmetries in the mean flow characteristics and turbulence values in the wake region. It is observed that the O-ring with various placement angles (𝜃) on the sphere has a considerable alteration in the flow structure and turbulence statistics on the wake. At lower placement angles, where the O-ring is closer to the forward stagnation point of the sphere, the flow control performance of the O-ring is limited; however, its impact on the flow separation becomes pronounced as it is moved away from the forward stagnation point. At G/D=1.50 for O-ring diameters of 4.7 (2 mm) and 7 (3 mm) percent of the sphere diameter, the -ring exhibits remarkable flow control at 𝜃=50° and 𝜃=55° before laminar flow separation occurrence on the sphere surface, respectively. This conclusion is yielded from narrowed wakes and reductions in turbulence statistics compared to the naked sphere model. The O-ring with a diameter of 3 mm and placement angle of 50° exhibits the most effective flow control. It decreases, in sequence, streamwise velocity fluctuations and length of wake recovery region by 45% and 40%, respectively, which can be evaluated as source of decrement in drag force.

에폭시 접착제의 탄소나노튜브 함량과 경화시 습도 변화에 따른 GFRP 및 CFRP의 접착강도 변화 평가 (Evaluation of the Change in Adhesion Strength of GFRP and CFRP with Carbon Nanotube Contents in Epoxy Adhesive with Moisture Change during Curing)

  • 박희웅;김종현;박종만
    • 접착 및 계면
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    • 제23권1호
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    • pp.1-7
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    • 2022
  • 풍력블레이드가 대형화되면서 유리섬유 복합재료(GFRP)와 탄소섬유 복합재료(CFRP)를 혼용하여 제작하고 있고, 이 때 두 가지 이종재료 간의 접착특성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 에폭시 접착제 내 탄소나노튜브 함량 및 경화 시 습도의 차이에 따른 접착강도의 변화를 평가하였다. 탄소나노튜브의 함량이 다른 에폭시 접착제를 활용하여 GFRP와 CFRP를 접착하였고, 경화 시 습도에 따른 특성의 변화를 알아보기 위해 접착강도를 평가하였다. 탄소나노튜브 함량에 따른 변화를 알아보기 위해 접착제에 들어가는 탄소나노튜브의 함량을 0, 0.1, 0.3, 0.5, 1 wt%로 나누어 단일 랩 전단 시험을 진행하였고, 습도 조건에 따른 변화를 확인하기 위해 항온항습기로 습도를 20, 50, 80% 조건으로 나누어 접착제를 경화시킨 후 단일 랩 전단 시험을 진행하였다. 실험결과 에폭시 접착제에 탄소나노튜브를 넣음으로써 접착특성이 향상됨을 확인하였지만 함량이 과도하게 많을 때에는 접착력이 줄어드는 것을 확인하였다. 또한 습도가 증가할수록 접착특성이 변하지 않음을 확인할 수 있었다.

해양레저용 활주형선의 공기저항 및 온실 가스 배출에 대한 연구 (A Study on Air Resistance and Greenhouse Gas Emissions of an Ocean Leisure Planning Boat)

  • 김용섭;황선규
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.202-210
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    • 2013
  • 최근 소득증대로 인해 해양레저에 대한 관심이 높아짐에 따라 해양레저용으로 많이 이용되는 활주형선의 선형설계와 생산에 대한 많은 연구 개발이 필요해지고 있다. 지금까지 수행된 활주형선의 저항에 대한 연구를 분석해본 결과 활주형선은 속도가 빠르고 침수표면적이 매우 작기 때문에 일반 선박과는 다른 저항 특성을 가지고 있음을 알게 되었다. 본 연구는 현재 조선소와 추진기 및 엔진 생산업체에서 유효마력 산정에 널리 활용되는 Savitsky공식을 이용하여 연구대상 활주형선의 전저항을 먼저 계산한 후 이론해석과 풍동실험을 통하여 활주형선 주위에 대한 유동특성을 분석하고 속도와 트림각도 변화에 따른 공기저항, 양력 등을 구하였다. 또한 이 결과를 이용하여 전저항에 대한 공기저항의 비율을 속도와 트림각 변화에 대하여 이론해석결과와 실험결과를 비교하고 분석하였으며 본 연구결과는 좀 더 정확한 유효마력 추정에 활용되어 산출근거를 무시하고 막연하게 고마력 엔진을 장착하는 폐단을 막을 수 있을 것으로 기대된다. 한편 기상 이변으로 인한 자연재해가 증가하면서 온실가스에 대한 관심이 높아지고 있다. 국제해사기구(IMO)에서는 선박의 설계 단계에서 적용되는 에너지 효율 지수(EEDI)와 해상을 운항할 때 적용되는 에너지 효율지수(EEOI)를 제정하여 선박으로부터 배출되는 온실가스를 줄이려 하고 있다. 그러나 이 규정은 총톤수(GT) 400톤 이상의 선박에 적용될 예정이므로 해양레저용 선박과 같은 소형 선박은 대형 선박에 비해 단위 출력 당 온실가스 배출량은 오히려 많지만 이 IMO 규정에 의한 규제를 받지 않는다. 따라서 본 연구는 소형선박인 해양레저용 활주형선의 온실 가스 배출량을 산출함으로써 이에 대한 문제점을 제기하고 소형선박에 적용될 수 EEDI 계산법 제정의 필요성을 제시하였다.

생태학적 디자인을 기반으로 한 근 미래형 친환경주택연구 (A Study on the Eco-friendly Housing in the Near future based on the Ecological Design)

  • 추진;유보현
    • 디자인학연구
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    • 제18권4호
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    • pp.105-118
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    • 2005
  • 20세기의 산업화에 따른 문명의 발전과 기술의 고도화를 통해 인간들은 다양한 편리성을 누리게 되었다. 그러나 21세기는 개발중심적인 편향적 발전에 대한 생태학적 한계를 극복하고 우리의 후손에게 좀 더 깨끗한 환경을 물려주는 이른바 '지속가능 한 환경'을 만드는 시대라는 점에 공감하고 있다. 환경공생이 가지는 범위는 미시적 차원의 환경에서 거시적 차원의 환경에 이르기까지 다양한 수준의 환경적 어울림을 뜻하는 것이다. 이에 따른 친환경주택의 세 가지 목표는 지구환경 보전, 주변 환경과의 친화성, 주거환경의 건강과 저 적성이다. 환경공생의 관점에서 본다면, 주택은 지구환경보전을 위해 에너지와 자원을 절약해야 하고 태양열이나 풍력 등을 이용한 자연 에너지의 집적과 우수의 재사용, 폐기물의 감소와 재활용이 생활 속에서 실천되어야 한다. 주변 환경과의 친화성이 이루어지도록 기후풍토, 지리 등 생태학적으로 환경을 이해하여 빛과 바람 그리고 동식물 등의 환경요소와 잘 화합하는 개발을 하도록 유도하여야 하고 그 구성원 또한 건강하여야 한다. 그리고 주거환경의 건강과 쾌적성을 위하여 청정한 공기와 온도, 습도, 통풍 등이 잘 유지되도록 친환경 소재를 통한 지구의 유한한 에너지 보전과 재활용에 더욱 노력을 아끼지 말아야 할 것이다. 친환경주택은 생태주의라는 새로운 패러다임으로의 전환 없이는 도전하기도 실현하기도 어려운 새로운 사회적 사명이 되었다. 특히 국내의 친환경적용 주택의 사례나 연구가 아직 선진국에 비해 많지 않음께 아쉬움을 느끼며 본 연구가 환경적 삶과 질을 확보하기 위한 의식의 고취와 관심의 증대를 가져오길 바라며, 이러한 연구는 앞으로 좀 더 구체화되고 체계화되어 우리가 궁극적으로 추구해야 할 건강하고 행복한 삶을 위한 새로운 문명적 패러다임을 위한 하나의 기틀이 되어질 수 있도록 해야 할 것이다.리팀)를 중심으로 하는 QFD(quality function development)의 접근방법, (2) 마케팅 담당자를 중심으로 하는 컨조인트 분석(conjoint analysis), (3) 상기의 2가지 접근방법의 상호보완적 및 동시적 결합 및 피드백의 주장(Pullman, Moore and Wardell, 2002)을 들 수 있다. 그러나 본 연구의 실증적 분석결과에는 품질경쟁력이 제품 디자인과 고객만족사이에 교량적 역할을 담당한다. 이 분석결과는 제품 디자인에 대한 품질경쟁력의 2가지 접근방법(QFD의 접근방법과 컨조인트 분석)의 조화를 이룰 수 있는 이론적 기초가 될 수 있다. 즉, 제품디자인의 결정요인 분석결과는 QFD의 접근방법에, 제품 디자인 파급효과 분석결과는 컨조인트 분석에 각각 보완적 기여를 할 수 있다. 이와 동시에, 실증적 분석결과는 Ettlie(1997)의 디자인 통합(DI) 이론에 대한 실증적 기반을 제공할 수 있다. 마지막으로, 성공적인 디자인 경영(DM)을 위해서는 최고 경영자의 지원뿐만 아니라 부처 간 의사소통의 장애요인을 제거하고 CFT(cross-functional team)를 운영함으로써 동시적 엔지니어링(CE) 및 제품 및 공정 디자인의 개발이 제품 개발의 속도를 가속화하고 디자인 품질을 높이며 시장 성공을 보증할 수 있도록 해야 한다.임과 채팅은 긍정적인 상호관련을 가진 것으로 나타난 반면 전자메일 서비스 이용은 성적 만족과 부정적인 상호관련을 가진 것으로 분석되었다. 이는 대학생들이 지루하게 느끼거나 외로움을 느낄 때 전자메일을 주로 이용하지만 성적 만족을 위해 전자메일을 이용하지 않고 있다는 사실을 보여주는 것이다. (3) 인터넷 이용 이후 다른 미디어와 면대면 커뮤니케이션과의 관계 인터넷을 이용한 후 응답자들의 전통적인 미디어(텔레비전, 라디오, 신문, 잡지,

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겨울철 자연 동결 건조에 의한 노계 육제품의 제조 (Manufacture of Spent Layer Chicken Meat Products by Natural Freeze-Drying during Winter)

  • 이성기;강선문;이익선;서동관;권일경;판조노;김희주;가천흥;박재인
    • 한국축산식품학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.277-285
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    • 2010
  • 경제적 가치가 낮은 노계육으로 겨울철의 자연 동결 건조에 의해 새로운 염지 건조 계육을 제조하기 위하여 본 연구를 실시하였다. 평균 80주령의 산란 노계 통닭을 무처리(대조구), 염지구, 염지에 2% trehalose 첨가구로 나누어 실시하였다. 시험용 노계육은 강원도 인제에서 겨울철 3개월(2008. 1-2008. 3; 평균기온: $-1.8^{\circ}C$; 평균습도: 63%; 평균풍속: 1.8 m/sec) 동안 명태 건조와 동일한 방법으로 야외에서 건조시켰다. 건조가 진행됨에 따라 노계육의 수분과 수분활성도는 모두 감소하였다. 특히 염지 처리를 하면 건조기간 중 대조구에 비해 pH가 높고 수분활성도와 전단력이 낮으며, 지방산화와 단백질 부패가 억제되었다(p<0.05). 관능검사에서도 염지시킨 건조 노계육이 대조구에 비해 맛, 연도, 다즙성 및 종합적 기호도에서 월등히 우수하였다(p<0.05). Trehalose는 염지육에서 건조기간 중상대적으로 수분 함량을 높이고 건조를 지연시켰으나, 수분활성도는 대조구에 비해 낮췄기(p<0.05) 때문에 보습제의 역할을 하였다. 지방산 조성을 보면 건조기간 동안 염지육들이 대조구에 비해 다가불포화지방산 함량이 높았다. 대부분의 미생물들은 건조 중에 약 2 Log CFU/g 이하의 낮은 수준이거나 검출되지 않았다. 따라서 이화학적, 미생물학적 및 관능검사의 결과로 볼 때 노계육을 염지시켜 자연 건조를 3개월 이내 실시하면 품질 및 위생적으로 문제가 없는 건조 노계 육제품을 제조할 수 있다.