• Smart Structures and Systems
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• 제31권3호
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• pp.283-299
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• 2023

Structural stability of floating platforms has long since been a crucial issue in the field of marine engineering. Excessive motions would not only deteriorate the operating conditions but also seriously impact the safety, service life, and production efficiency. In recent decades, several control devices have been proposed to reduce unwanted motions, and an attractive one is the tuned heave plate (THP). However, the THP system may reduce or even lose its effectiveness when it is mistuned due to the shift of dominant wave frequency. In the present study, a novel adaptive tuned heave plate (ATHP) is proposed based on inerter by adjusting its inertance, which allows to overcome the limitation of the conventional THP and realize adaptations to the dominant wave frequencies in real time. Specifically, the analytical model of a representative semisubmersible platform (SSP) equipped with an ATHP is created, and the equations of motion are formulated accordingly. Two optimization strategies (i.e., J₁ and J₂ optimizations) are developed to determine the optimum design parameters of ATHP. The control effectiveness of the optimized ATHP is then examined in the frequency domain by comparing to those without control and controlled by the conventional THP. Moreover, parametric analyses are systematically performed to evaluate the influences of the pre-specified frequency ratio, damping ratio, heave plate sizes, peak periods and wave heights on the performance of ATHP. Furthermore, a Simulink model is also developed to examine the control performance of ATHP in the time domain. It is demonstrated that the proposed ATHP could adaptively adjust the optimum inertance-to-mass ratio by tracking the dominant wave frequencies in real time, and the proposed system shows better control performance than the conventional THP.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.78-83
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• 2020

21세기 현대 사회의 정보와 지식은 급속도로 변화하고 있다. 다양한 시각으로 창의적 및 비판적 능력으로 해결해 나갈 능력이 필요로 하다. 이러한 사회적인 변화에 따라 2011년 교육부가 창의 융합형 인재 육성을 위해 STEAM(Science Technology Engineering Art Music)이라는 융합 교육을 제시하였다. 그리하여 본 연구에서는 21세기에 알맞은 인재 양성을 위해 주도적으로 학습자들이 수업에 참여하는 PBL 모형을 기반으로 수업이 진행되었다. 과목은 세계 공용어로 자리매김한 영어 수업과 4차 산업혁명으로 인한 발전으로 거의 모든 분야에서 찾아볼 수 있는 과학 수업을 융합하여 실제 수업에 적용하였다. 학습자들을 대상으로 한 설문 조사 및 교사 관찰을 통해 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 학습자들이 영어 교과 주제인 "Problem and Solution"을 정의할 수 있었으며 이를 바탕으로 과학교과 주제인 "Environment Pollution"의 문제점과 해결책을 얻기 위해 그룹 활동을 활발히 진행할 수 있었다. 이를 통해 학습에 대한 높은 이해력 (86%), 학습에 대한 높은 동기부여(100%), 자신감 향상(100%), 협동력 및 창의력 향상(100%)이라는 답변을 하였다. 본 연구를 통해 안타까운 점은 융합 교육에 대한 필요성과 효과성보다 여전히 정확한 답을 도출해야 하는 입시 교육으로 인해 활발히 진행되지 않는 점이 있다. 현시대에 알맞은 인재 양성을 위해 더욱 활발히 연구되어 다양한 교육 현장에 적용이 되어야 한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권10호
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• pp.1243-1252
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• 2017

본 연구에서는 서울 일부 지역 주부 140명을 대상으로 사회 인지론을 적용하여 개발된 나트륨 섭취 감소를 위한 영양교육 프로그램을 수행하고, 프로그램의 효과를 평가하기 위하여 나트륨 섭취 관련 지식 및 인식, 환경 인식, 식행동을 조사하여 교육 전후의 변화를 파악하였다. 나트륨 섭취 관련 지식 및 인식 항목에서는 하루 필요 소금 섭취량에 대해 인지하는 비율이 교육 후 77.8%로 교육 전보다 54.6%가 증가하였다. 교육 후 싱거운 쪽의 음식의 간을 선호하는 것으로 인식 변화한 대상자는 25.6%였다. 대부분 대상자들은 식생활에서 저염 섭취에 대한 필요성을 느끼고 있었고, 싱겁게 조리된 음식을 제공할 시 선택하겠다고 응답한 대상자의 비율이 높아 저염 섭취를 위한 환경적 요인이 향상된다면 저염섭취에 대한 자아효능감에 해당하는 개인적 수준의 영역이 높아질 수 있음이 확인되었다. 나트륨 섭취 관련 환경 항목에서는 대상자의 약 2/3가 교육 전 저염식을 먹을 수 있는 곳을 찾아본 경험이 없다고 응답하였으나, 교육 후 찾아본 경험이 있는 것으로 변화된 대상자는 23.6%로 증가하였다. 교육 후 서울 시내에서 저염 음식점의 필요성을 느낀다고 응답한 대상자는 70.0% 이상이었으나, 저염식을 섭취 시 주변에서 먹을 수 있는 곳을 찾는 것은 대체로 어려운 것으로 나타났다(93.5%). 나트륨 섭취 관련 식행동 항목에서 교육 전후로 효과가 있었던 항목은 식품의 영양표시를 확인하고 나트륨이 적은 식품을 선택, 저염 제품 등 나트륨이 적은 식품을 구매, 조리 시 소금의 사용량을 줄이고 마늘, 생강, 고춧가루 등 천연재료를 사용, 패스트푸드(햄버거, 피자 등) 및 가공식품의 섭취 감소 항목으로 직접적인 저염 실천 행동에서의 개선 효과가 유의적으로 나타났다. 그러나 환경 요인과 관련된 식행동인 짜지 않게 조리 요청 여부와 저염 제품 및 건강음식점 소개 여부 항목에서는 행동 변화율이 낮았다. 향후 본 연구에서 수행된 저염 섭취를 위한 영양교육 프로그램을 보완하기 위하여 저염 섭취를 위한 물리적 환경 개선과 병행하여 환경 인식에 대한 평가를 실시하고 대상자가 지속해서 저염 섭취를 위한 행동 변화들이 유지될 수 있는 영양교육 내용이 보완되어야 할 것으로 생각된다.

• 대기
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• 제34권2호
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• pp.139-151
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• 2024

The Yeongdong region has suffered from severe snowstorms and the relevant damage such as traffic accidents on slippery roads, and the collapse of greenhouses and temporary buildings. While a lot of research on snowfall has been conducted, the detailed study of snow crystals' phase and habit through intensive observations and the relevant microphysical analysis is still lacking. Therefore, a snowflake camera, PARSIVEL, and intensive radiosonde soundings were utilized to investigate phase and habit changes in solid precipitation. Two remarkable episodes of phase and habit changes were selected such as 19 March 2022 and 15 February 2023. Both events occurred in the synoptic condition of the High in the north and the Low passing by the south, which was accompanied by rapid temperature cooling below 2.5 km. During the events of a short period between 3 to 6 hours, the temperature at 850 hPa decreased by about 4 to 6℃. This cooling led to a change in the main habit of snow particles from riming to aggregate, identified with both MASC and PARSIVEL. Meanwhile, the LDAPS model analyses do not successively represent the rapid cooling and short-term variations of solid precipitation, probably by virtue of overestimating low-level equivalent potential temperature during these periods. The underlying causes of these the low-level temperature variations within 6 hours, still remain unclear. It might be associated with mesoscale orographic phenomenon due to the mountains and East Sea effects, which certainly needs an intensive and comprehensive observation campaign.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.385-396
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• 2023

단양-영월-정선지역 옥천습곡단층대에서 북동-남서 방향의 충상단층대를 따라 분포하는 중생대 반송층군은 페름기-트라이아스기 송림조산운동 혹은 쥐라기 대보조산운동의 기록을 간직하고 있기 때문에 한반도 중생대 조산윤회와 지구조진화를 설명하는 데 있어 매우 중요하다. 본 논평에서는 반송층군의 층서, 퇴적시기, 그리고 분지발달사에 관한 그간 연구를 종합하고 향후 연구방향을 제시하고자 한다. 한반도 남부의 중생대 지구조진화 과정에서 반송층군이 가지는 의미에 대한 시각은 크게 두 가지로 나뉜다. 전통적인 견해는 송림조산운동 후기 혹은 종료 후에 (횡)인장 분지에 반송층군이 퇴적된 후 대보조산운동에 의해 변형이 발생한 것으로 간주한다. 이러한 해석은 단양탄전지역을 중심으로 획득한 층서 및 고생물자료와 구조지질연구 결과에 근거한다. 반면 근래 연구 결과로서 반송층군을 대보조산운동과 관련된 조산동시성 퇴적작용의 산물로 보는 해석이 존재한다. 이러한 대안적 시각은 영월지역 일대에 분포하는 화산쇄설암에 대한 U-Pb 절대연령과 해당 지역의 구조지질학적 해석 결과를 바탕으로 한다. 하지만 두 모델 모두 반송층군으로 분류된 퇴적층에서 도출된 고생물자료와 절대연령자료를 종합적으로 설명하지 못한다. 이는 퇴적학, 구조지질학, 지질연대학, 암석학, 지화학 연구를 통해 획득한 다학제적 자료를 종합한 새로운 분지 진화 모델이 필요하다는 점을 시사한다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권1호
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• pp.45-59
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• 2008

본 연구에서는 인도양 해수면 온도의 변동성과 1970년 중 후반 이후 동아시아 여름 몬순의 변화의 상관성을 분석하였다. 전반기의 인도양 해수면 온도는 동아시아 여름강수편차(EASRA), 북서태평양 몬순지수(WNPMI)와 상관관계가 거의 없었지만 후반부에서는 인도양 전 부분에 걸쳐 상관관계가 크게 증가하였다. 인도양 해수면 온도와 동아시아 몬순과의 상관성 관계는 봄철과 여름철 각각 지역적으로 차이를 보였다. 봄철의 경우에는 적도 인도양을 중심으로 높은 상관성을 보인 반면 여름철의 경우에는 벵갈만 근처의 인도양에서 높은 상관성을 보였다. 인도양 해수면 온도의 수십년 주기의 변동성은 ENSO의 변동성보다 동아시아 여름 강수편차에 상관성이 높게 나타나고 있으며 따라서 ENSO보다도 인도양 해수면 온도의 변동성이 동아시아 여름몬순에 더 큰 영향을 줄 수 있다. 이러한 인도양 해수면 온도의 수십년주기의 변동성 차이(후반기 해수면 온도와 전반기 해수면 온도의 차이)를 모델의 강제력으로 주고 AGCM실험을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 모델 실험 결과 실제 전 후반기 강수량의 차이 패턴인 동아시아 북부의 강수 감소, 한반도와 일본 남부의 강수 증가, 중국 남부의 강수 증가의 패턴이 보였다. 특히 8월의 북서태평양고기압의 확장으로 인한 강수의 증가는 실제 기후변화 차이를 나타낸다. 인도양 해수면 증가로 인한 모델상에서의 대기 순환은 벵갈만-인도양과 북서태평양의 상승기류 중심을 더욱 강화시키는 역할을 해주며 북서태평양에는 고기압성 기류를 강화시키고 동아시아 지역에서는 저기압성 기류를 강화시키는 역할을 한다. 또한 상승기류 중심을 북쪽으로 이동시킨다. 따라서 인도양 해수면 온도의 증가 효과는 동아시아 지역과 북서태평양 지역의 반대위상의 변화를 강화시키는 역할을 하고 있다. 인도양지역별 해수면 온도의 민감성 실험에서는 적도인도양의 강제력의 경우에 북서태평양 상승기류을 강화하여 동아시아 여름몬순에 영향을 주었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.773-778
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• 2015

지구 환경오염문제가 대두되면서 세계 각국에서는 환경오염을 최소화하려는 움직임이 활발히 이루어지고 있다. 국제해사기구(IMO)에서는 해양 대기오염의 상당량이 선박에서 배출되는 배기가스에 의한 것으로 판단하고 있다. 이에 따라서 선진국을 중심으로 선박관련 환경규제 및 선박배기가스 배출기준이 점차적으로 강화되어 가고 있으며, 관련 기술개발이 급격하게 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 연료유 스크러버에 사용되는 노즐개발 및 분사노즐의 위치 선정을 위해 실험용 스크러버에서 PIV 실험을 통하여 노즐의 분사속도는 20.1 m/s, 분사각은 $66^{\circ}$을 확인을 하였다. 또한, CFD 해석을 통해 실험값과 비교 하였으며, 이 노즐을 실증 모델 스크러버 사이즈에 적용하여 스크러버에 고르게 분사시키기 위하여 여러 케이스를 적용하여 CFD해석을 진행하여 노즐의 위치를 선정 하였다.

• 문화경제연구
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• 제17권2호
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• pp.81-102
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• 2014

전 세계적으로 발생하고 있는 온실가스 배출의 중요한 원인 중 하나는 교통부문에서의 탄소배출이다. 이와 관련하여 최근 활발하게 논의되고 있는 전기자동차의 개발과 보급은 자연자원을 중심으로 운영되는 관광지의 지속가능성을 유지하기 위해서 필요하다. 우리나라를 대표하는 자연자원 중심의 관광지인 국립공원에서는 탐방객 관리나 업무를 위해 주로 내연기관으로 구성된 차량이 이용되고 있는데, 이 때문에 매연, 소음 등으로 환경문제가 발생하고 있다. 이를 억제하기 위해서 전기자동차를 도입할 필요가 있다. 본 연구는 국립공원의 친환경적 운영을 위해 전기자동차 사용의 경제적 가치를 분석하고, 이를 통해 전기자동차에 대한 청정운행모델을 개발할 수 있는 기초적인 선행연구로서 기능하기 위해 이루어졌다. 본 연구의 분석과정에서 지불의사금액 추정을 위해 설문지법을 이용한 로짓모형을 활용하였다. 조사모집단은 20세이상 전국 성인남녀이며, 성 연령별로 균등할당하여 조사를 실시하였다. 설문지에는 양분선택형 질문과 인구통계학적 사항에 관한 질문이 포함되었다. 분석결과 전기자동차 도입을 위해 지불 가능한 1인당 환경보전기금은 3,948원으로 추정되었으며, 전기자동차 도입으로 발생하는 국립공원의 가치는 5,613,813만원으로 나타났다. 국립공원에 전기자동차를 도입할 경우, 환경적으로 국립공원의 환경의 질을 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 국립공원에서의 전기자동차 도입은 기후 변화에 대응하기 위한 적극적 수단으로서 운영될 수 있는 대안적 친환경행동이라 할 수 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권2호
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• pp.48-55
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• 2011

해안지대의 에너지평형을 결정짓는 복사성분 가운데 주변 바다로부터 반사되는 양을 무시할 수 없지만 아직 해수면 반사성분을 추정할 수 있는 방법이 확립되지 못한 실정이다. 본 연구에서는 새로운 추정방법을 고안하여 해수면 반사성분의 지리적, 계절적 분포양상을 모의하였으며, 그 결과 영향권의 면적과 수광량 모두 동지 무렵에 가장 크고 하지 무렵에 가장 적다는 것을 밝혔다. 이 방법을 제주도 한라산 사면에 적용할 경우 동지 무렵의 해수면 반사영향권은 $182.3km^2$이고 하루 누적 수광량은 $0.41MJ\;m^{-2}$ 이었다. 순간값의 경우 일 중 시간에 따라 전체 일사수광량 가운데 해수면 반사성분이 최대 33%를 차지하였다. 이 모형에 의해 해수면 반사성분을 추정할 때 가장 큰 영향을 주는 기상요인은 풍속으로 나타났다. 따라서, 현실적인 산출을 위해서는 모형에서 풍속을 고려해 주어야만 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권6호
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• pp.691-711
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• 2022

지구 대기에 영향을 주는 거의 모든 인간활동과 자연현상을 수치적으로 담아내는 지구시스템모델은 기후 위기의 시대에 활용될 가장 진보한 과학적 도구이다. 특히 우리나라 기상청이 도입한 지구시스템모델인 Unified Model (UM)은 지구 대기 연구의 과학적 도구로써 매우 활용성이 높다. 하지만 UM은 수치 적분과 자료 저장에 방대한 자원이 필요하여 개별 연구자들은 최근까지도 기상청 슈퍼컴퓨터에만 UM을 가동하는 상황이다. 외부와 차단된 기상청 슈퍼컴퓨터만을 이용하여 모델 연구를 수행하는 것은 UM을 이용한 모형 개선과 수치 실험의 원활한 수행에 있어 효율성이 떨어진다. 본 연구는 이러한 한계점을 극복할 수 있도록 개별 연구자가 보유한 고성능 병렬 컴퓨터(리눅스 클러스터) 에서 최신 버전 UM을 원활하게 설치하여 활용할 수 있도록 UM 시스템 환경 구축 과정과 UM 모델 설치 과정을 구체적으로 제시하였다. 또한 UM이 성공적으로 설치된 리눅스 클러스터 상에서 N96L85과 N48L70의 두 가지 모형 해상도에 대하여 UM 가동 성능을 평가하였다. 256코어를 사용하였을 때, 수평으로 1.875° ×1.25° (위도×경도)와 수직으로 약 85 km까지 85층 해상도를 가진 N96L85 해상도에 대한 UM의 AMIP과 CMIP 타입 한 달 적분 실험은 각각 169분과 205분이 소요되었다. 저해상도인 3.75° ×2.5° 와 70층 N48L70 해상도에 대해 AMIP 한달 적분은 252코어를 사용하여 33분이 소요되는 적분 성능을 보였다. 또한 적분을 위해 사용된 코어의 개수에 비례하여 적분 성능이 향상되었다. 성능 평가 외에 29년 간의 장기 적분을 수행하여 과거 지상 2-m 온도와 강수 강도를 ERA5 재분석자료와 비교하였고, 해상도에 따른 차이도 정성적으로 살펴보았다. 재분석자료와 비교할 때, 공간 분포가 유사하였고, 해상도와 대기-해양 접합에 따라 모의 결과에서 차이가 나타났다. 본 연구를 통해 슈퍼컴퓨터가 아닌 개별 연구자의 고성능 리눅스 클러스터 상에서도 UM이 성공적으로 구동됨을 확인하였다.