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남극 장보고기지 건설 시 온실가스 배출량 산정 (Estimation of Greenhouse Gas Emissions During the Construction of Jangbogo Antarctic Research Station)

  • 주진철;윤정임;이승은;김유민;채창우;김영석
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.270-279
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    • 2012
  • 본 연구에서는 남극 장보고기지 건설 시 발생하는 온실가스 배출량을 자재생산단계와 시공단계로 구분하여 산정하였다. 또한, 시공단계의 배출원은 각각 해양수송과 내륙수송, 건설장비 사용, 건설캠프 운영으로 분류하여 온실가스 배출량을 구체적으로 산정하였다. 전과정평가 개념을 도입해 남극 장보고기지 건설에 투입되는 자재생산을 통해 배출되는 온실가스 배출량은 기지 건설에 따른 전체 온실가스 배출량의 23.8%에 해당하는 8,933 ton (as $CO_{2eq}$)으로 산정되었으며, 향후 남극 신규기지의 건설 시 자재생산을 통한 온실가스 배출이 반드시 고려해야 할 대상인 것으로 판단되었다. 남극 장보고기지 시공단계(총 2단계)에서의 온실가스 배출량은 1단계에 비해서 2단계에 비교적 많이 배출되었으며, 이는 2단계 때 수송화물선이 부산까지 회항하여 정박하므로 연료사용량이 증가하기 때문인 것으로 사료된다. 또한, 시공단계의 온실가스 배출원 가운데 해양수송이 내륙수송, 건설장비 사용 및 건설캠프 운영에 비해 다량의 온실가스를 배출하는 것으로 판명되었다. 남극 장보고기지 건설에 따른 자재생산단계와 시공단계를 통합한 전체 온실가스 배출량은 총 34,486 ton (as $CO_{2eq}$)으로 기존 남극기지 포괄적 환경영향평가(CEE)상에 제시된 온실가스 총배출량과 비교 시 다량의 온실가스가 배출되는 것으로 나타났다. 이는 기존 CEE상에 제시된 온실가스 배출량 산정 시 건설에 투입되는 자재생산을 통해 발생하는 온실가스 배출량 산정이 고려되지 않고, 단순히 자재수송 및 시공단계만을 고려하여 온실가스 배출량을 개략적으로 산정하였기 때문으로 판단된다.

거제${\cdot}$한산만 양식굴 Crassostrea gigas의 에너지 전환 효율 (EFFICIENCY OF ENERGY TRANSFER BY A POPULATION OF THE FARMED PACIFIC OYSTER, CRASSOSTREA GIGAS IN GEOJE-HANSAN BAY)

  • 김용술
    • 한국수산과학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.179-183
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    • 1980
  • 거제${\cdot}$한산만 양식굴 Crassostrea gigas의 에너지 전환 효율을 추정하기 위하여 한 양성 기간인 1979년 7월부터 1980년 4일까지 성장도, 생식 물질 방출량, 패자 형성량, 호흡량, 집단 감모율에 대한 현지 생체 실측 조사를 행하였으며, 연체부의 물질 조성 및 에너지 함량, 패각의 유기 물질 및 생식 물질의 에너지 함량을 각각 측정하고, 호흡량에서 호흡 열량 계수를 사용하여 이화 에너지양을 계산하였다. 이상의 자료에서 동화 에너지양에 대한 연체부 에너지양의 비율로 순 에너지 전환 효율을 계산하고 동화 효율을 측정하여 섭취 에너지양에 대한 연체부 에너지양의 비율로 총 에너지 전환 효율을 계산하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 각고(SH) 및 연체부 건조 중량 (DW)의 반월령(t)에 따른 성장도; $$SH=6.33(1-e^{-0.2421(t+0.54)}),\;(0<\leqq10)$$ $$SH=4.44+0.14t,\;(10{\leqq}t{\leqq}20)$$ $$DW=0.608(1-e^{-0.2421(t+0.54)2.589}),\;(0 $$DW=1.53\times10^{-6}\times(4.44+0.14t)^{7.2},(10{\leqq}t{\leqq}20)$$ 2. 생식물질 방출량(G): $$G=0.0145+(3.95\times10^{-3}{\times}SH^{2.9861}$$ 3. 패각 형성량(SO); $$SO=0.000648{\times}SH^{2.527}$$ 4. 호흡량(R); $$log\;R=(0.0386T-0.5381)+(0.6409-0.0083T){\cdot}log\;DW$$ 5. 연체부 에너지 함량; 3.93(7월)-4.54(4월) Kcal/g, DW(질소 보정에 의한 계산값) 6. 생식 물질의 에너지 함량$(E_G)$: $$E_G,\;Kcal=\frac{1}{4}[0.0149SH^{2.961}+0.0547]$$ 7. 패각 유기물의 에너지 함량$(E_{so})$; $$E_{so},\;Kcal=0.00184SH^{2.527}$$ 8. 호흡 에너지 계수: 3.18(8월)-3.31(4월) cal/mg $O_2$ 9. 집단 총 감모율 : $36\%$ 10. 동화 효율 : $55.5\%(40\~70\%)$ 11. 순 에너지 전환 효율 : $28\%$ 12. 총 에너지 전환효율 : $15.28\%(11\~20\%)$.

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열량 영앙소의 수준이 흰쥐의 단백질 평형과 체조성에 미치는 영향 (Effects of Varying the Concentration of Energy Yielding Nutrients on Nitrogen Balance and Body Composition of the Growing Rats)

  • 장유경;한인규
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제13권3호
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    • pp.117-125
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    • 1980
  • 섭취된 단백질이 성장하는 쥐의 체내에서 이용되는 효율을 알고, 지방 섭취량이 단백질 대사에 어떤 영향을 주는지 알기 위해서 생후 6주되고 평균 체중이 약 106g 정도되는 Sprague-Dawley 계 albino rat 숫컷 51마리를 사용하여 (3 마리는 개시시 도체분석에 사용하고, 48마리는 사양시험에 사용하였음) 시험 사료의 에너지 수준은 M.E.가(價)가 4000Kca1/kg으로 모두 같게 하되 단백질 공급 수준은 저단백질구(10%), 중단백질구(20%), 고단백질구(30%)로 하고, 지방 급여 수준은 각 단백질 수준마다 총 에너지의 20%(저지방구), 40%(고지방구)로 정하고 나머지 에너지는 전분과 포도당으로 보충한 6종의 사료처리구에 대한 사양시험, 대사시험 및 도체분석 시험을 실시했던바 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 증체량은 사료의 단백질 수준을 증가시킬 경우 저지방구에서는 증가했으나 고지방구에서는 오히려 감소되있다. 사료 효율은 저지방구에서는 단백질 공급수준을 높일수록 증가되었으나 고지방구에서는 일정한 경향을 찾을 수 없었다. 단백질 효율에 있어서는 저단백질구의 그것이 높았는데 특히 저단백질 고지방구(LPHO)의 단백질 효율이 가장 높았으며 단백질 수준이 높아질수록 지방의 공급량에 관계없이 저하되었다. 2) 고형물, 단백질 총탄수화물의 소화율은 같은 수준의 단백질을 공급하는 경우 고지방구의 것보다 저지방구의 것이 높았으며, 단백질 급여 수준이 높을수록 고형물과 탄수화물의 소화율은 약간 감소되었으나, 단백질의 소화율은 오히려 약간 증가되었다. 지방의 소화율은 사료의 단백질이나 지방의 급여 수준에 큰 영향을 받지 않고 모두 높았다. 3) 질소 이용률에 있어서는 중단백질구(20%)인 경우 저지방구가 가장 높았으나, 고지방구는 가장 낮았다. 사료단백질 20%까지는 저지방 수준인 경우 질소이용률이 뚜렷하게 높은 것을 알 수 있었으나 고단백질구(30%)에서는 지방의 급여량에 따른 차이를 볼 수 없었다. 4) 에너지 섭취량은 사료의 단백질과 지방 수준에 따라서 영향을 받았다. 각 처리구별로 에너지의 대사율을 비교해 보면, 첫째로 사료의 단백질 수준이 높아질수록 에너지 대사율은 약간씩 낮아졌고, 둘째로 같은 단백질 수준에서는 저지방구의 에너지 이용률이 고지방구의 그것보다 훨씬 높았다. 5) 체성분은 시험 개시시 체조성에 미하여 체수분은 감소되었고 체단백질과 체지방은 모두 증가되었다. 단백질 공급 수준이 높아질수록 체수분은 높았고, 체단백질과 체지방은 모두 낮은 경향이 있었다. 단백질 수준이 같을 경우 고지방구의 체수분은 저지방의 그것보다 높았으며 체단백질과 체지방은 오히려 고지방구에서 낮은 경향을 보였다. 6) 이상에서 설명한 실험결과를 종합하여 볼 때 성장하는 흰쥐의 경우 단백질 20%, 지방 20%, 탄수화물 60%로 구성된 식이가 가장 이상적인 것으로 생각된다.

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자동차 긴급 피난 차선의 계획 설계 (Design of Truck Escape Ramps)

  • 구본충
    • 기술사
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    • 제28권4호
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    • pp.54-75
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    • 1995
  • 본 보고서는 자동차 긴급 피난 차선에 관한 기술 자료, 문헌의 검토와 각 주별 운송 당국에 대한 설문 조사 결과를 기본으로 하여 작성되었다. 자동차 긴급 피난 차선(Truck Escape Ram-ps)이 미국의 고속도로에 채택된 것은 35년의 역사가 있으며 지금은 서부의 산악 지대로부터 에팔라치아까지, LA 교외는 물론 동북부의 조그마한 마을까지 약 27개 주에서 채택하고 있다 과거에는 자동차의 긴급 피난 차선의 위치는 통상 사고 발생 경위와 기술적인 판단에 따라 선정하였지만 지금은 대형 사고가 발생되기전에 자동차 긴급 피난 차선의 필요성과 위치를 선정할 수 있는 새로운 방범이 도입되고 있다. 방법중에는 경사 평가제(Grade Severity Ra-ting System : GSRS)가 유력한 방법으로 평가된다. 자동차 긴급 피난 차선의 설계법은 지금도 계속적으로 발전 단계에 있으며 현재는 (자갈 제동 노반식 피난 차선)의 선호도가 높은 것으로 되어 있다. 입자가 둥글고 균일한 입도 분포로서 입경이 13~18mm인 자갈이 회전 저항이 커서 피난 차선의 노반 재료로 많이 사용되고 있다. 긴급 피난 차선의 길이 결정을 위한 새로운 계산 방법은 공사비 절감에 초점을 두고 있으며 긴급 피난 차선의 목과 종점부의 처리에 관한 설계법에 대한 연구가 진행중에 있다. 각 주별 조사에 의하면 1주일에 I~2회 이상 이용되는 곳이 있으며 자동차의 이용이 적어 4륜 구동 차량의 운전자들이 차를 시험하는 등국도 운전 연습장으로 사용되는 곳도 있었다. 따라서 긴급 피난 차선의 목적 외 사용을 제한하는 안내 표지판의 설치와 규정 강화를 위한 노력이 요구되고 있다. 내리막길의 정상부에는 미리 안내판을 설치하고 브레이크 점검 구역을 설치해 두면 안전 운행에 도움을 줄 수 있을 것이며 공공 정펄 매체를 이용한 안내 광고를 함으로써 운전자가 한계 상태에 위치한 자동차의 긴급 피난 차선을 적극적으로 이용할 수 있도록 유도하는 방법이 사용되고 있다. 적절한 유지 관리는 긴급 피난 차선의 효율적인 운영에 필수적인 요소로서 사용 후 입도 조정 및 표면 처리(fluffing :부풀림)가 필요하며 설계시나 유지 관리시에 노반의 세립토 제거 작업은 긴급 피난 차선의 수명 연장은 물론 만족할 만한 기능 유지에 결정적인 요인이 될 것이다. 현행 시공법을 개선하기 위하여는 몇 개 분야의 추가 연구가 필요하단. 예를 들면 비용 편익 분석, 위치 선정 기법 확립, 진입 속도 및 피난 차선 연장의 결정 조건, 골재 기능 평가, 다수 진입로의 필요성, 효과적인 운전자 교육 정책 등이 그것이다. 자동차 긴급 피난 차선은 유용한 시설로 여러곳에서 그 기능이 발휘되고 있으므로 많은 고속도로 관계자들은 설계, 시공 및 유지 관리 측면에서 유의해야 할 것이다.

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하계 한국 남해의 해황 변동과 멸치 초기 생활기 분포특성 (The Variations of Oceanic Conditions and the Distributions of Eggs and Larvae of Anchovy in the Southern Sea of Korea in Summer)

  • 추효상
    • 한국수산과학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.77-85
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    • 2002
  • 한국 남해의 대마난류 변동에 따른 멸치 초기 생활기 분포와 해황과의 관계를 7월과 8월 (하계) 한국 남해 연안 및 대마난류 횡단 관측을 통해 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 7월 말$\~$8월 초 한국 남해의 표층은 수온 $20\~23^{\circ}C$ 이하, 염분 33.0 이상의 남해 연안수와 수온 $21\~25^{\circ}$, 염분 32.0$\~$32.5의 중간수 (대마난류계수) 그리고 수온 $26^{\circ}$ 이상, 염분 31.5 이하의 대마난류수가 분포하였다. 해역별로 연안수는 거문도와 소리도 주변,욕지도$\~$거제도 남서연안에 분포하고 대마난류수는 제주도 북동 일부해역과 외해역에 분포했다. 대마난류계수는 연안수와 대마난류수사이에 존재하고 거문도$\~$소리도, 소리도$\~$욕지도에서 warm streamer 형태로 연안 유입되었다. 수온, 염분의 수평경도가 큰 해역은 청산도$\~$거문도, 거제도 남서해역 주변이었다. 2) 위성자료에 나타난 표면 수온 수평경도가 가장 큰 해역은 청산도와 거제도 남서 해역 주변이었다. 표면 수온의 일 변화에서 거문도$\~$소리도, 소리도$\~$욕지도 해역에서 난수 유입이 일어났다. 표층류는 고흥반도 남쪽$\~$소리도가 북서 방향, 소리도$\~$욕지도는 북동-북서 방향으로 수송되어 수온, 염분 분포에 나타난 표층 warm streamer의 연안 유입 형태와 일치하였다. 연안수나 외해의 대마난류수는 북동$\~$동으로 수송되었다 (Fig. 13) .3) 클로로필 (기초생산력)은 연안수역이 2.0$\mu$g/h 이상으로 높고 외해는 0.5$\mu$g/h 이하로 낮았다. 클로로필 농도 분포는 수온, 염분 분포와 거의 유사하였다. 농도가 가장 큰 해역은 수온, 염분의 수평경도가 가장 큰 거제도 남서해역으로 8.0$\mu$g/h이었다. 4) 멸치 난과 자 $\cdot$ 치어는 연안수와 대마난류계수간 전선이 형성되는 거문도와 욕지도, 거제도 남서해역 주변에 많이 분포하였다. 이들 해역은 하계 기초 생산력이 타 해역에 비해 크고 남쪽에서 반 시계 방향으로 연안을 향해 유입하는 warm streamer가 존재하는 해역이었다.

국가지정 석조문화재의 훼손상태에 따른 보존처리 상관성 연구 (Relationship Between Deterioration State and Conservation Treatment Types for State-designated Stone Cultural Heritage in Korea)

  • 이명성;전유근;이미혜;이재만;박성미;김재환
    • 보존과학연구
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    • 통권34호
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    • pp.64-81
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    • 2013
  • 2001년부터 2005년까지의 국가지정 석조문화재의 정기조사 이후에 많은 석조문화재가 보수 보존처리 되었지만 아직까지 훼손상태 및 등급에 따른 보존처리 기준이 모호하다. 따라서 이 연구에서는 국가지정 석조문화재의 훼손유형 및 등급에 따른 보수 보존처리의 원인을 통계분석하여 석조문화재의 훼손등급과 보존처리의 상관도를 분석하였다. 이 결과, 석조문화재의 모든 훼손유형에서 3등급이 가장 높게 나타났으며, 이를 등급별로 보면 4등급은 풍화상태가 143건, 5등급은 생물영향이 61건으로 가장 많았다. 2002년부터 2011년까지 실시된 보존처리는 총 211건으로 집계되었다. 보존처리 유형은 표면세정(134건, 26.1%), 수지접합, 강화처리 등이 가장 많이 실시되었다. 석조문화재에 대한 직적접인 처리 이외에도 석조문화재의 보존환경을 안정적으로 유지하기 위해 보호각 설치, 배수로 정비, 주변정비공사 등이 실시되었다. 보존처리율은 전반적으로 훼손등급이 높아질수록 증가하는 것으로 확인되었다. 구성암석에 따라서는 변성암 및 퇴적암이 화성암으로 구성된 석조문화재 보다 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 건조시대에 따라서는 삼국시대 석조문화재의 보존처리율이 가장 높게 나타났으며 통일신라시대, 고려시대, 조선시대에 축조된 석조문화재의 보존처리율은 유사한 것으로 확인되었다. 국가지정 석조문화재의 최대훼손등급에 따른 보존처리율 살펴보면, 5등급에서 매우 높은 약 80%정도의 비율을 보이며 2012년에 보존처리된 석조문화재 수를 합하면 보존처리율은 더 높아진다. 이 결과는 향후 국내 석조문화재의 훼손상태에 대한 보존처리 여부를 결정하는데 있어 기초자료로 제공될 수 있을 것이다.

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DNA Shuffling을 이용한 Paenibacillus polymyxa GS01의 다기능 β-Glycosyl Hydrolase (Cel44C-Man26AP558) 효소 활성 증가 (Enhancing the Enzymatic Activity of the Multifunctional β-Glycosyl Hydrolase (Cel44C-Man26AP558) from Paenibacillus polymyxa GS01 Using DNA Shuffling)

  • 강영민;강태호;윤한대;조계만
    • 미생물학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.73-78
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    • 2012
  • 본 연구자들은 이전에 cellulase, xyalnase 및 lichenase의 다기능 효소활성을 지니는 절단된 Cel44C-$Man26A_{P558}$${\beta}$-glycosyl hydrolase를 보고하였다. 본 연구에서는 절단된 Cel44C-$Man26A_{P558}$ 효소의 다기능성 ${\beta}$-glycosyl hydrolase 활성을 증가시키기 위해 DNA shuffling을 시도하였다. DNA shuffling에 의해 단일변이(P438A)를 가진 M2Cel44C-$Man26A_{P558}$와 이중변이(A273T 및 P438A)를 가진 M21Cel44C-$Man26A_{P558}$를 얻었다. 이중변이를 가진 M21Cel44C-$Man26A_{P558}$은 단일변이를 가진 M2Cel44C-$Man26A_{P558}$ 보다 효소활성이 낮게 나타났으나, M2Cel44C-$Man26A_{P558}$와 M21Cel44C-$Man26A_{P558}$은 대조구인 Cel44C-$Man26A_{P558}$ 보다 약 1.3에서 2.2배 정도 높은 효소활성을 나타내었다. 특히, 단일변이를 가진 M2Cel44C-$Man26A_{P558}$는 대조구인 Cel44C-$Man26A_{P558}$보다 cellulase, xylanase 및 lichenase 효소활성이 약 1.5에서 2.2배 정도 높게 나타났다. ${\beta}$-Glycosyl hydrolase의 cellulase, linchenase 및 xylanase 최적 효소활성은 각각 pH 7.0, 7.0 및 6.0에서 이었다. 이러한 결과는, 아미노산 잔기인 Ala438이 다기능성 ${\beta}$-glycosyl hydrolase 활성을 증가시키는 중요한 역할을 한다고 추정할 수 있다.

GIS 산업에 있어서 지리학의 역할 및 수요에 대한 분석 (The Analyses of Geographers지 Roles and Demands in Korean GIS Industries)

  • 장은미
    • 대한지리학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.643-664
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    • 2004
  • 본고는 지리학의 사회참여라는 주제 하에 한국의 지리학 전공자가 GIS 산업에 기여한 것과 수행한 역할을 가늠해보고자 시작되었다. 후학들의 기대수준과 실제적인 지리정보시스템을 비 지리학자의 요구사항과의 간격을 최소화하기 위하여, GIS 산업 현장에서 인정하고 있는 자격증 사안에 대한 소개와 향후 GIS산업의 방향을 예측하는 자료를 생산하는 것이 본고의 목적이다. 한국의 GIS 산업의 시기별 특성과 각 단계에 있어 지리학 전공자의 기여도 정리하였으며, 주요기관별 지리학 전공자의 비중 및 수행업무에 관한 인터뷰를 실시하였다. 또한 GIS 사업에 관련된 공공기관의 2003년 2004년의 중장기 기술개발 및 사업개발 계획을 분석하여 차후에 GIS 산업방향을 예측할 수 있도록 하였다. 설문지를 통하여 산업계와 연구계의 수요분석을 시행하고 그 결과는 GIS 산업의 진출을 위한 지리학과의 GIS교육의 SWOT (강점, 약점, 기회, 위협)분석으로 정리하였다. 분석결과 실습과 프로그래밍 중심의 훈련이 강조된 반면, 지리학과의 강점에 해당되는 다양한 세계 지리적 지식, 인간과 환경을 아우르는 종합적 시각. 통합능력, 학제간 연구훈련 등은 저평가되고 있었다. 대기업에서의 지리학과 전공자의 비중이 오히려 높았으며 이는 중소기업이 보다 구체적인 프로그램 구현부분에 기술적으로 치중하기 때문이다. 텔레매틱스와 같이 신성장동력으로 일컬어지는 산업에 GIS가 일부 포함되어 있기에. 지리학과의 GIS 교육은 문화지리와 연계된 지역마케팅, GIS 교육 분야, 새로운 위치기반의 서비스 모형개발 등에 기회가 있다고 여겨지며. 이는 학제간 협력 보다는 지리학내의 협동연구를 통한 핵심 역량 강화에 치중해야할 것을 시사한다. 보여준다.57장, 보조지 1장)이었으나, 수리 후 가로 25.8cm, 세로 39.4cm, 책의 두께는 1.9cm, 판본 64장(본문 57장, 보조지 1장, 겉표지 앞과 뒤 각1장, 보호지 앞과뒤 각2장)으로 가로 0.5cm, 세로 0.5cm, 두께 0.4cm, 판본 6장이 증가하는 등의 외형적 변화가 발생하였다.Polyacrylamide gel disc 전기(電氣) 영동(泳動)에서 L-c fraction은 pH 4. 3 gel에서는 명확(明確)한 단일(單一)의 단백질(蛋白質) 밴드를 보여주었으나, pH 8.3 gel에서는 아직도 두 개의 이상(以上)의 밴드가 검출(檢出)되었다. 4. 그러나 L-c fraction은 효모(酵母) 세포벽(細胞壁)의 다당류(多糖類) 성분중(成分中)에서 오직 glucan에 대한 ${\beta}-1$, 3-glucanase의 기질(基質) 특이성(特異性)만을 나타내었다. 따라서 L-c fraction을 zymolyase의 부분(部分) 정제(精製) 표품(標品)으로써 용해(溶解) 촉진(促進) 인자(因子)에 관(關)한 연구(硏究)에 제공(提供)하고져 동결(凍結) 건조(乾燥)하였다. used for court dress and official uniforms in the royal court. 4. Sa(紗) and Ra(羅) whose features have been examined we Gapsa(甲紗), Sun-in (純仁), Gosa(庫紗), Gwansa(官紗), Jusa(走紗), Eunjosa(은조사), Gwangsa(廣紗), Waesa(倭紗), Dorisa(도리사), Gong-yangsa(공양사), Rasa(羅紗), Danghangra(唐亢羅),

개선된 유전자 알고리즘을 이용한 평면 철골트러스의 형상계획 및 단면 이산화 최적설계 (Shape Scheme and Size Discrete Optimum Design of Plane Steel Trusses Using Improved Genetic Algorithm)

  • 김수원;여백유;박춘욱;강문명
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.89-97
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    • 2004
  • 최적설계기법을 사용한 경제적인 설계의 필요성은 오래 전부터 요구되어 왔으나, 종전의 설계가 설계자의 경험에 의한 시행착오적인 반복설계를 통하여 이루어져 왔기 때문에 구조물의 형상이 복잡한 경우에는 계산상의 어려움과 반복계산을 되풀이해야 하는 번거로움으로 진정한 최적설계는 기대하기 어려웠다. 최적설계법이 구조물의 설계에 매우 유용하다는 사실이 증명되고 있긴 하지만, 아직도 최적설계의 의미를 제대로 이해하지 못하고 있는 실정이며, 더구나 설계실무자는 어디까지나 사용자이기 때문에 수리적 계획수법에 친숙할 필요까지는 없지만 최소한 이런 기법의 가능성과 중요성을 이해할 필요는 있는데 대부분 그러하지 못하고 있는 실정이다. 일반적으로 트러스 구조물 설계 시 주어진 부재의 응력에 따라 단면적을 산출하여 그 단면적에 역학적으로 가장 합리적인 단면을 선정하여 경제적인 설계단면을 구한다. 그러나 트러스의 형상, 트러스 높이에 따른 경제성의 문제는 보통 설계자의 경험과 직관에 의하여 결정되고, 특별한 검토가 이루어지지 않고 설계가 수행되는데, 실제 트러스 구조물에서 트러스의 형상과 높이가 전체 건설공사비에 크게 영향을 미친다. 그러므로, 트러스 구조물의 최적설계에서 트러스 형상, 라이즈 비(rise ratio : 높이/스팬) 및 격간 수(number of panel)를 고려하는 것이 필요하다. 트러스 형상과 스팬에 따른 최적형상과 최적높이 및 격간 수에 대해 설계자의 초기 구조계획 시 주관적 선택의 어려움을 해결하고, 실제의 지붕형 트러스 구조에 설계하중을 작용시켜 응력해석에서부터 부재 단면설계까지의 자동화된 최적설계 알고리즘을 개발할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 플랫 트러스의 형상, 격간 수, 격간의 간격 및 부재단면 등에 대하여 이산적인 변수의 처리와 넓은 설계 공간의 탐색능력과 더불어 문제의 비선형성과 관계없이 전체 최적해를 찾아낼 수 있는 유전자 알고리즘을 이용한다. 또한, 강 구조 한계상태설계기준(대한건축학회, 1998)을 기준으로 하여 자동으로 플랫 트러스의 구조계획과 단면이산화 최적설계를 동시에 수행할 수 있는 최적화 알고리즘을 제시하는 것을 목적으로 한다.

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부재력(部材力) 근사해법(近似解法)을 이용(利用)한 아치구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)에 관한 연구(研究) (The Optimal Configuration of Arch Structures Using Force Approximate Method)

  • 이규원;노민래
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.95-109
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    • 1993
  • 본(本) 연구(研究)에서는 Mode분할기법(分割技法)을 이용(利用)하여 아치구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)를 시도(試圖)하였다. 본(本) 연구(研究)에서는 아치리브를 유한개(有限個)의 직선부재(直線部材)로 구성(構成)되어 있는 것으로 하고 상관방정식(相關方程式)과 허용응력(許容應力) 및 좌굴제약(挫屈制約)까지 포함(包含)하여 2골절(滑節)아치와 양단고정(兩端固定)아치의 형상(形狀)을 최적화(最適化)할 수 있도록 최적화(最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하였다. 본(本) 연구(研究)의 제(第) 1단계(段階)(level 1)에서는 다른 연구(研究)와 달리 근사화(近似化)한 아치구조물(構造物)의 강성도행렬(剛性度行列)(stiffness matrix)과 기하강성도행렬(幾何剛性度行列)(geometric stiffness matrix)관계(關係)로부터 Ray leigh-Ritz법(法)으로 좌굴하중(挫屈荷重)을 구(求)하고, 설계공간법(設計空間法)에 의한 감도해석(感度解析)으로 부재력(部材力)을 근사화(近似化)함으로써 구조해석수(構造解析數)를 줄일 수 있었다. 목적함수(目的凾數)는 구조물(構造物)의 중량(重量)이 최소(最小)가 되도록 중량함수(重量凾數)로 택(擇)하였다. 제약조건식(制約條件式)으로는 허용응력(許容應力), 좌굴응력(挫屈應力) 및 설계변수( 設計變數) 상(上) 하한치제약(下限値制約)을 부과(附課)하여 최적화문제(最適化問題)를 형성(形成)하였다. 제(第) 2단계(段階)(level 2)에서는 설계변수(設計變數) 및 조정변수(調整變數)를 절점좌표(節點座標)로 하고 목적함수(目的凾數)로는 중량함수(重量凾數)로 하여 최적화(最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하였다. 절점좌표(節點座標)만을 설계변수(設計變數)로 함으로써 무제약최적화문제(無制約最適化問題)로 형성(形成)되므로 최적화(最適化) 과정(過程)이 용이(容易)하다. 본(本) 연구(研究)의 알고리즘을 아치구조물(構造物)에 적용(適用)한 결과(結果) 본(本) 연구(研究)는 아치구조물(構造物)의 형태(形態), 제약조건식(制約條件式)에 구애(拘碍)받지 않고 최적해(最適解)에 효율적(效率的)으로 수렴(收斂)하였고 아치구조물(構造物)의 최적형상(最適形狀)은 제약조건식(制約條件式)에 따라 상이(相異)하였으며 중량(重量)은 제약조건식(制約條件式) 및 아치의 형상(形狀)에 따라 다소(多少)의 차이(差異)는 있으나 형상최적화(形狀最適化)로 17.7%-91.7%까지 감소(減少)시킬 수 있다.

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