• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제8권2호
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• pp.159-179
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• 2022

Often a network becomes complex, and multiple entities would get in charge of managing part of the whole network. An example is a utility grid. While the entire grid would go under a single utility company's responsibility, the network is often split into multiple subsections. Subsequently, each subsection would be given as the responsibility area to the corresponding sub-organization in the utility company. The issue of how to make subsystems of adequate size and minimum number of interconnections between subsystems becomes more critical, especially in real-time simulations. Because the computation capability limit of a single computation unit, regardless of whether it is a high-speed conventional CPU core or an FPGA computational engine, it comes with a maximum limit that can be completed within a given amount of execution time. The issue becomes worsened in real time simulation, in which the computation needs to be in precise synchronization with the real-world clock. When the subject of the computation allows for a longer execution time, i.e., a larger time step size, a larger portion of the network can be put on a computation unit. This translates into a larger margin of the difference between the worst and the best. In other words, even though the worst (or the largest) computational burden is orders of magnitude larger than the best (or the smallest) computational burden, all the necessary computation can still be completed within the given amount of time. However, the requirement of real-time makes the margin much smaller. In other words, the difference between the worst and the best should be as small as possible in order to ensure the even distribution of the computational load. Besides, data exchange/communication is essential in parallel computation, affecting the overall performance. However, the exchange of data takes time. Therefore, the corresponding consideration needs to be with the computational load distribution among multiple calculation units. If it turns out in a satisfactory way, such distribution will raise the possibility of completing the necessary computation in a given amount of time, which might come down in the level of microsecond order. This paper presents an effective way to split a given electrical network, according to multiple criteria, for the purpose of distributing the entire computational load into a set of even (or close to even) sized computational loads. Based on the proposed system splitting method, heavy computation burdens of large-scale electrical networks can be distributed to multiple calculation units, such as an RTDS real time simulator, achieving either more efficient usage of the calculation units, a reduction of the necessary size of the simulation time step, or both.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.327-333
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• 2022

본 연구에서는 고용량 음극 소재로 활용되는 실리콘의 부피팽창을 개선하기 위해 Si/CNT/C 음극 복합소재를 제조하였다. Si/CNT는 표면 개질에 의한 양전하 실리콘과 음전하 CNT의 정전기적 인력에 의해서 제조되었고, 수열합성에 의해서 구형의 Si/CNT/C 복합소재를 합성하였다. 전극 제조는 poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polyacrylic acid (PAA) 및 styrene butadiene rubber (SBR) 바인더를 사용하였고, 1.0 M LiPF₆ (EC:DMC:EMC = 1:1:1 vol%) 전해액 및 fluoroethylene carbonate (FEC)가 첨가된 전해액을 사용하여 전지를 제조하였다. Si/CNT/C 음극 복합소재는 SEM, EDS, XRD 및 TGA를 사용하여 물리적 특성을 분석하였으며, 사이클, 율속, dQ/dV 및 임피던스 테스트를 통해 리튬이온 배터리의 성능을 조사하였다. 활물질로 Si/CNT/C 복합소재, 바인더로 PAA/SBR, 전해액으로 FEC 10 wt%가 첨가된 EC:DMC:EMC 용매를 사용했을 경우, 50 사이클 후 914 mAh/g의 높은 가역 용량과 83%의 용량 유지율 및 2 C/0.1 C에서 70%의 속도 특성을 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제33권4호
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• pp.209-227
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• 2023

정부는 건설산업의 생산성 혁신을 위해 BIM 기반 스마트 건설기술 활성화방안을 지속적으로 발표하고 있다. 설계단계에서는 BIM 데이터와 다른 첨단기술을 융합하여 설계 자동화와 최적화 수행을 목표로 한다. 국내 해저터널 사업인 남해 서면-여수 신덕 국도 건설공사 기본설계에서는 터널설계 프로세스에 따라 3D 공간정보를 이용한 터널설계 자동화 기술을 개발하여 BIM 기반의 설계를 수행하였다. 터널의 선형설계에 제너레이티브 디자인 기법을 사용하여 만 여건 이상의 케이스를 36시간 내에 도출하고, 설계자가 정의한 목적함수의 정량적 평가를 수행하여 설계자가 요구하는 조건의 최적 선형을 도출했다. AI 기반의 지반분류와 3D Geo Model을 구축하여 최적 선형의 경제성 및 안정성을 평가하였다. AI 기반의 지반분류는 시추 코어 1공당 약 30종의 지반분류를 수행하여 그 정밀도를 향상시켰고, 3D Geo Model의 경우 시공 중 추가되는 지반 데이터를 누적할 수 있다는 점에서 그 활용도를 기대할 수 있다. 3D 발파설계의 경우 Dynamo 상에서 노선상의 모든 보안물건을 검토하여 최적 장약량을 5분 만에 도출하고, 직관적이고 편리한 시공관리를 위해 3D 공간상에 설계 결과를 시각화함으로서 시공 중에 직접 활용할 수 있도록 했다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권1호
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• pp.1-16
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• 2023

이 연구에서는 초등 예비교사의 과학 PCK에 대한 학업 열정 수준과 그 열정에 영향을 미친 요인을 조사하였다. 이를 위해 2학기에 과학 관련 강좌를 수강하고 있는 비과학 심화전공 1~4학년 학생 182명을 선정한 뒤, 과학 내용학 및 과학 교육학에 대한 학업 열정을 측정하는 검사를 시행하였다. 또한 일부 학생을 대상으로 개별적인 심층 면담도 하였다. 연구 결과, 과학 내용학 학습과 과학 교육학 학습에 대해 '중요함'과 '조화열정'은 높은 수준, '좋아함'과 '시간/에너지 투자'는 보통보다 약간 높은 수준, '강박열정'은 보통보다 약간 낮은 수준으로 나타났다. 학년보다는 고등학교 시절 계열에 따라 과학 내용학 및 과학 교육학에 대한 학업 열정의 차이가 더 컸다. 초등 예비교사는 과학 내용학 및 과학 교육학에 대한 학업 열정에 영향을 미친 요인으로 '개인의 관심 및 흥미', '고등학교 시절 계열', '교육대학 과학 관련 강좌의 강의 내용', '교육대학 과학 관련 강좌 담당 교수의 특성', '교육실습 경험' 등을 비교적 많이 선택하였다. 그러나 그 선택 비율에서는 고등학교 시절 계열에 따라 약간의 차이가 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.197-208
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• 2022

암반층이 얕은 깊이에서 출현하는 국내 지층 조건과 지하 공간의 활용도 증가로 인해서, 발파에 의한 굴착은 여전히 이용되고 있다. 발파 천공 이후에 존재하는 물이 있는 조건에서 실시되는 표준 발파는 폭굉압력 감소, 일정 장약량 사용, 디커플링과 같은 기술적인 어려움이 있다. 하지만, 기존의 표준 발파 공법을 대체할 만한 공법이 없는 실정이다. 본 논문에서는 건공화 펌프 시스템을 이용하여, 천공 내부에 존재하는 물을 제거하는 건공화 ANFO (Ammonium Nitrate Fuel Oil) 발파와 발파 성능의 비교를 위해서 추가적으로 표준 발파를 수행하였다. 각각의 발파 공법에서 계측된 진동 속도 데이터들과 환산거리의 함수로 이루어진 경험적인 발파진동 추정식을 이용하여, 최소제곱법에 의한 선형회귀분석을 실시하고, 궁극적으로 발파 성능을 정량적으로 분석하였다. 그 결과, 건공화 ANFO 발파에서 진동 감쇠가 더 크게 발생하고, 암반 파쇄에 더 많은 에너지를 소비하여, 더 가까운 거리에서 진동 허용 기준을 만족하는 진동 속도를 보였다. 또한, 표준 발파의 발파 진동 영향권이 건공화 ANFO 발파보다 더 멀리 있고, 발파 패턴의 범위가 더 넓은 것으로 나타났다. 본 연구에서 수행된 현장 발파 실험 결과로부터, 건공화 ANFO 발파 공법의 발파 성능이 효율적임을 확인하였다.

• 적정기술학회지
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• 제5권2호
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• pp.91-96
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• 2019

바이오디젤을 농작물보다 미세조류에서 생산할 때 여러 가지 장점이 있다. 미세조류는 적은 공간에서도 배양이 가능하며 지방 함유량이 높아 생산량이 매우 높다. 그러나 아직까지는 생산 공정 비용이 높다는 문제점을 가지고 있다. 미세조류에서 바이오디젤을 생산하는 공정에 필요한 비용 중 미세조류 배양액에 첨가되는 당이 차지하는 비중이 높다. 본 연구에서는 바이오디젤 생산용 Chlorella protothecoides의 배양액에 첨가될 당을 농업부산물 배추로부터 생산하는 공정을 연구 개발하였다. 먼저 리그노셀룰로우스 바이오매스를 이용하기 위해서 분쇄된 배추에 H₂SO₄로 처리하였을 때 0.5%가 가장 당 생산량이 많았지만 다음 단계에서 효소의 활성을 저해하였기 때문에 0.25% H₂SO₄ 용액을 50℃에서 24시간 처리하는 것이 가장 적절한 조건임을 알 수 있었다. 셀룰로스를 분해하기 위하여 Trichoderma harzianum균주를 배양하여 배양액에 분비된 셀룰로스 분해효소(cellulases)를 사용하였다. T. harzianum 배양 조건은 28℃/pH 7/130 rpm에서 5일간 배양으로 최적화하였다. H₂SO₄ 용액으로 전처리 된 배추는 T. harzianum 배양액을 효소 활성도 0.24 FPU/ml로 희석하여 45℃/pH 5/130 rpm 조건에서 약 3일동안 처리하였을 때 가장 효율적인 당 생산량을 이룰 수 있었다. 다른 농업부산물을 같은 공정 과정으로 처리하였을 때 배추가 가장 높은 당 생산률을 나타내어 활용도면에서 우수하다고 여겨진다. 배추의 수분함유량이 최대(95%)인 갓 폐기된 배추 잎의 경우 가장 당의 생산량이 많아서 가능한 빨리 처리하는 것이 바람직하였다. 지속 가능한 바이오디젤 생산을 위하여 미세조류를 배양할 때 본 연구에서 최적화한 조건에 따라 농업부산물 배추를 처리함으로써 비용 절감을 이룰 수 있을 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제34권1호
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• pp.58-69
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• 2024

역전기투석(reverse electrodialysis, RED)은 해수와 담수의 농도 차로부터 에너지를 얻는 이온교환막을 이용한 전기막 공정이다. 해수와 담수에 포함된 다가 이온은 이온교환막의 고정 전하 그룹에 강하게 결합하여 높은 저항을 유발하며 uphill transport를 통해 개방회로 전압과 전력 밀도를 저하시킬 수 있다. 본 연구에서는 RED 응용을 위해 1가 이온 선택성 및 전기화학적 특성이 우수한 세공충진 음이온교환막(pore-filled anion-exchange membrane, PFAEM)을 제조하였다. 제조된 막의 1가 이온 선택성은 3.65였으며 동일 조건에서 1.27의 선택성을 갖는 상용막(ASE, Astom Corp.)보다 우수한 수준을 나타내었다. 또한 제조된 막은 ASE 대비 낮은 전기적 저항 등 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 0.459 M NaCl/0.0510 M Na₂SO₄의 해수와 0.0153 M NaCl/0.0017 M Na₂SO₄의 담수 조건에서 RED 성능을 평가한 결과 제조된 막을 적용하여 1.80 W/m²의 최대 전력 밀도를 얻었으며 이는 ASE 막 대비 40.6% 향상된 출력 성능이었다.

• 산업진흥연구
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• 제9권1호
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• pp.167-177
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• 2024

본 논문의 목적은 궁위 인식에 대한 학술적 지위를 조금이나마 회복시켜 보는 데 목적이 있다. 근묘화실로 비유되는 궁위론, 즉 연월일시의 상징성은 단순한 통변의 기술이 아니다. 사주의 가장 근간을 이루는 명리 원리에 해당한다는 점을 인식하고 그 학술적 연구가 앞으로 더 많이 이루어져야 한다는 취지에서 연구하였다. 사주를 구성하는 내재적 사상은 음양오행이며, 기록하는 글자는 십간십이지이고, 시공의 자리를 담당하는 요소는 천간, 지지 그리고 4개의 기둥으로 엮인 궁위(宮位)이다. 이번 궁위 인식에 관한 고찰을 통해 인간이 탄생하는 시점, 즉 우주의 에너지가 뇌와 온몸에 포맷되는 그 순간에 과거의 시간과 정보가 시간의 점을 통과하고 스펙트럼처럼 확산되며 미래의 시간과 행동을 이끌어 간다는 '시간의 스펙트럼' 현상을 궁위론의 근거로 제시해 보았다. 임철초가 '원형이정'을 설명하는 근거로 사용한 선･후천팔괘의 변화 포인트와 현대 우주론 중 하나인 평행이론에서 가정하고 있는 현재를 투과하고 있는 두 원뿔형의 시간 변화 혹은 왜곡이 미래의 우주에 잔상을 남긴다는 가정을 궁위론의 연역적 근거로 삼아 논의해 보았다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권4호
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• pp.213-223
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• 2011

동해안 국가어항 및 지정항만의 효율적 수질관리 및 개발계획 수립에 따른 환경성 진단을 지원하기 위해 수질현황과 변동특성을 분석하고, 정책적 고찰을 실시하였다. COD는 대부분 설정된 수질환경기준을 만족하였지만, TN과 TP는 기준을 초과하는 구역이 많았다. 하계에 최대 농도를 보인 COD, SS와는 달리 총인은 상대적으로 동계에 농도가 높은 양상이었다. 거진항, 축산항과 구룡포항을 제외하고는 대부분 인이 제한인자로 작용하는 것으로 평가되었고, 강구항과 포항구항의 부영양화지수가 가장 높았다. 국가어항인 강구항과 지정항만인 포항항, 주문진항과 구룡포항은 오염지수(COD, TN과 TP를 고려한 함수)가 상대적으로 크고 최근 들어 점점 증가하는 경향을 보인 반면, 삼척항, 임원항과 축산항은 오염지수가 다소 감소하는 등 연구지역마다 복잡한 변동양상을 나타내어 복수의 수질항목(유기 및 무기물질 등)을 종합적으로 고려한 오염지수의 지속적 평가가 필요하였다. 수질기준적용에서 죽변항과 축산항은 뚜렷한 환경적 차이가 없음에도 불구하고 다른 구역에 비해 엄격하게 적용되어 있는 등 기준설정에 대한 개선이 필요하였다. 최근 설정된 수질등급기준과 평가지수는 개선된 측면은 있으나, 오염원 관리대상 항목과의 연계성이 미흡하고 환산계수 등이 모호한 측면이 있어서 좀 더 보완될 필요성이 제기되었다. 항내 퇴적물 오염실태에 관한 기초자료가 매우 부족하므로 준설토의 친환경적 처분과 수질악화를 방지하기 위해서 이에 대한 진단과 모니터링이 수반되어야 할 것이다. 특히, 지정항만 등에 대한 모니터링이 이루어지고 있으나 일부에 국한될 뿐만 아니라, 국가어항 모니터링은 전체의 7%에 지나지 않아서 관련 법적 근거 마련을 통해서 국가가 관리하는 항에 대한 체계적인 모니터링방안이 재정립되어야 할 것이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권4호
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• pp.337-348
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• 2012

황해생태지역 보전사업은 생태계를 훼손하는 각종 위협으로부터 황해생태지역의 서식지와 생물다양성을 보전하고, 그 중요성과 가치를 전 세계적으로 알리며, 한국, 중국, 일본 3국의 이해와 관심, 그리고 공동의 노력을 도모하기 위하여 수행하는 국제 공동프로젝트이다. 황해생태지역 지원사업은 2002~2006년에 수행되었던 황해생태지역 계획프로그램에 이어 2007~2014년까지 총 7년에 걸쳐 수행되고 있다. 프로젝트 재정은 (주)파나소닉에서 후원하며, 한국에서는 한국해양과학기술원, 중국과 일본에서는 세계자연보호기금 지부가 각 국가별 사업담당기관이다. 황해생태지역 계획프로그램이 과학자를 중심으로 한 생물학적 평가와 잠재적 우선보전지역 선정에 초점을 맞추었다면, 황해생태지역 지원사업은 보다 다양한 이해당사자를 대상으로 실질적인 활동을 지향하고 있다. 특히 본 사업은 지역에서의 직접적인 보전활동, 지역주민들의 참여와 협력을 지원하기 위해 만들어졌다. 사업 계획은 크게 3단계로 구성된다. 2008~2009년에는 한국 및 중국의 16개 기관을 대상으로 소액사업을 운영하였으며, 2010~2012년에는 서식지보전 시범지역을 한국과 중국에서 각각 1곳을 선정하여 국제기준의 보전방식, 즉 해양보호구역 관리, 생태계 기반관리 및 공동체 기반관리를 도입함과 동시에 국내 및 지역의 특성에 맞는 서식지 보전활동을 개발하여 3년 동안 지원하고 있다. 마지막 단계인 2013~2014년에는 이해당사자 포럼 등을 통하여 소액사업과 시범지역 활동성과를 보급하려고 한다. 이러한 활동을 통해 황해생태지역 보전에 대한 대중적 인식을 긍정적으로 변화시키는데 기여하였으며, 중앙정부 및 지방자치단체의 해양보호구역 정책에 공동체를 기반으로 하는 관리방식이 반영되기 시작하였다.