• 운동과학
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• 제21권3호
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• pp.373-384
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• 2012

흡기근 훈련을 동반한 유산소운동이 흡기근력, 폐기능, 최대산소섭취량(maximal oxygen uptake; VO₂max)에 어떠한 영향을 미치는지 연구하였다. 24명의 건강한 대학생이 3 그룹으로 나뉘어 6주간의 실험에 참여하였다. 대상자들은 호흡근육훈련(RTG; n=8), 유산소성달리기훈련(REG; n=8), 호흡근육 및 달리기훈련(BTG; n=8) 그룹으로 나뉘었다. 실험전과 후 폐기능, 최대흡기압력(maximal inspiratory pressure; PImax), VO₂max가 평가되었다. RTG는 실험기간 동안 흡기근육훈련(inspiratory muscle training; IMT) 프로그램에 참여하였으며, PImax 의 50 % 강도로, 하루 2회, 주당 4일, 회당 30회 훈련하였다. REG는 개인별 VO₂max의 70-75 % 강도로, 하루 1회, 주당 4회, 회당 30분 달리기 훈련을 하였다. BTG는 같은 기간 동안 IMT와 달리기훈련 모두에 참여하였다. 실험기간 중 대상자들의 체격변인과 폐기능 변인은 변하지 않았다. VO₂max는 RTG, REG, BTG에서 각각 6.1±3.3 %, 5.9±6.6 %, 10.0±8.3 % 증가하였고(p< .05), PImax 또한 RTG, REG, BTG에서 각각 21.7±14.3 %, 19.7±12.0 %, 27.0±12.1 % 증가하였으나(p< .05), 그룹 간의 유의한 차이는 나타나지 않았다. 결론적으로, 모든 그룹에서 향상이 관찰되었으며, 흡기근 훈련과 유산소운동을 동반한 그룹에서 VO₂max와 PImax의 가장 큰 향상을 보였다.

• 스마트미디어저널
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• 제12권10호
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• pp.63-70
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• 2023

최근 스마트팜 에너지 비용 중 35% 낸난방비 에너지 소비가 증가되어 에너지 소비 효율화가 요구되며, 전기료 현실화에 대한 우려로 신재생 에너지 중요성이 증가하고 있다. 신재생 에너지는 수력, 풍력, 태양광 등에 속하며, 이중 태양광 에너지는 전기에너지로 변환하는 발전기술로, 이 기술은 에너지원이 환경에 미치는 영향이 적고, 유지 보수가 간편하다는 특징을 갖고 있다. 본 연구에서는 온실 축열조, 히트펌프 데이터 기반으로 축열조 영향을 많이 미치는 요소를 선정하고 축열조 공급 온도예측 모델을 개발하고자 한다. 시계열 데이터 분석 및 예측에 효과적인 LSTM(Long Short-Term Memory)과 다른 앙상블 학습 기법보다 뛰어난 XGBoost 모델을 이용하여 예측한다. 히트펌프 축열조 온도를 예측함으로써 에너지 소비를 최적화하여 시스템 운영을 최적화할 수 있다. 또한, 태양광 활용에 따른 냉난방비 절감 및 농가의 에너지 자립도 개선 등 스마트팜 에너지 통합 운영 시스템에 연계하고자 한다. 플랫폼을 통해 폐열 에너지의 공급을 관리하고 최대 난방부하 및 계절, 시간별 작물생장에 필요한 에너지값을 도출하여 이를 기반으로 최적 에너지 운용방안을 도출하고자 한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.75-83
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• 2023

일반적으로 교량은 계곡, 하천 등의 구간을 쉽게 통과하기 위한 목적으로 설치되는 시설물이다. 도심지를 통과하여 운행되는 철도교량 등은 지진, 통행차량의 충돌 등의 외부적인 요인으로 인해 손상이 발생하게 되며, 이로 인한 심각한 인명피해와 주변 시설물의 피해 그리고 운행중단으로 인한 도심지의 기능 마비 등 심각한 인적 물적 피해가 발생할 수 있다. 충돌이 발생한 교량에 대해서는 손상 정도에 따라 부분 보수 혹은 전면 교체 등의 보수작업이 진행되고 있다. 충돌로 인한 손상 혹은 변형이 발생하는 경우, 변형의 정도, 변형으로 인한 교량의 내하력에 영향을 미치는 정도 등에 따라 보수 방법을 결정한다. 본 연구에서는 도심지 내에서 설치되어 운행 중인 노후 철도 교량에 대해 차량의 충돌로 인해 발생한 국부 변형에 대한 보수작업에 대한 수치 해석적 검토를 수행하였다. 이를 위해 차량 충돌로 인하여 발생한 국부 변형에 대한 교량의 구조적 안전성 검토를 수행하였다. 본 논문에서는 분석 결과를 바탕으로 사고 교량의 보수 방법을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.182-192
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• 2023

본 연구에서는 동적 횡하중을 받는 조적 담장의 내진성능 향상을 위한 ECC(Engineered Cementitious Composite) 자켓의 효과를 실험적으로 검증하였다. 첫째로, 임팩트 해머 시험을 통해 비보강과 ECC로 보강된 조적 담장의 고유진동수와 모드 감쇠비, 변형 형상을 식별하여, 940mm의 비보강 조적담장과 970mm의 ECC 보강 담장이 각각 6.4, 35.3Hz의 고유진동수와 7.0, 5.3%의 감쇠비를 가지는 것을 확인하였다. 둘째로, 진동대를 사용하여 면외방향에 대한 지진파 실험을 수행하였고, El Centro(1940) 지진파를 25%부터 300%까지 스케일링하여 적용하였다. 비보강 조적담장의 경우, 50% 지진하중에서 벽돌과 줄눈 경계에 휨균열이 발생하였고, 다시 30%로 스케일링된 지반운동에서 면외방향으로 전도파괴되었다. 반면에 ECC로 보강된 조적담장은 300%의 지진하중에서도 균열이나 손상 없이 강건한 성능을 유지하였다. 마지막으로, 25~300%의 지반운동에 의한 비보강과 ECC 보강 조적담장의 밑면전단력과 설계기준에 따른 밑면전단력을 비교 및 평가하였다. 그 결과, 재현주기 1,000년의 지진에 대해 비보강 조적담장이 붕괴될 위험이 있는 데 반해, ECC 보강 담장은 4,800년 주기의 지진에도 안전한 것으로 추정되었다.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.297-304
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• 2023

첨단 전자 제품 산업의 비약적인 발전은 환경적 측면에서 고농도 암모니아 폐수의 증가를 초래했다. 고농도 암모니아 폐수를 안정적으로 처리하기 위해 다양한 방법의 기술이 시도되고 있으나, 지금까지 성공적인 기술이 개발되어 적용되지는 못하고 있다. 본 연구에서는 첨단 전자산업에서 발생하는 고농도 암모니아 함유 폐수에 대하여 밀폐(closed) 순환형 대향류 충전탑 형식의 실증설비를 이용하여 온도, 공기부하율 그리고 폐수부하율 변화에 따른 암모니아성 질소의 제거효율과 제거 특성을 평가하였다. 폐수량 20.8 m³ h^-1, 공기량 18,000 Nm³ h^-1의 운전 조건에서 온도를 45, 50, 55 그리고 60℃로 변경하여 운전한 결과, 암모니아성 질소(NH₃-N)의 제거율은 각각 87.5, 93.4, 96.8 및 98.7%로 온도가 제거율에 미치는 가장 큰 영향 인자임을 알 수 있었다. 공기부하율을 증가시키면 제거율도 증가하나, 흡수탑의 액적(droplet)이 탈기탑으로 유입되어 제거율 증가는 크지 않았다. 폐수 부하율이 변경되어도 제거율은 크게 변하지 않았는데, 이는 제거율에 영향이 없는 것이 아니라, 상대적으로 높은 공기부하율에 기인한 것으로 판단된다. 실증연구를 통해 암모니아 탈기법은 첨단 전자산업에서 발생하는 고농도 암모니아 폐수를 안정적으로 처리할 수 있는 적정한 공법임을 확인할 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제41권3호
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• pp.62-72
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• 2023

1970년대 산업화에 따른 플랜트 구조물이 노후화됨에 따라 구조적 기능을 상실해 발파 해체 공법을 활용한 해체 철거 수요가 증가하고 있다. 발파 해체공법은 기계식 해체공법에 비해 해체 공기가 짧아 환경공해 발생 노출 시간을 최소화할 수 있지만 잘못된 발파 설계 및 시공 계획에 따른 붕괴거동의 실패는 안전성에 매우 큰 위험을 유발한다. 따라서 붕괴거동 모사를 통해 최적의 발파 해체 조건과 이에 따른 영향을 고려하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 Finite element method (FEM)와 Discrete element method (DEM)의 장점을 활용해 구축된 3-D Combined finite discrete element method (FDEM) 코드 기반 3-D DFPA 를 적용해 (구)서천화력발전소의 연돌 구조물에 대한 해체 모사를 수행하였으며 실제 구조물의 연돌 구조물 발파해체의 붕괴거동과 비교 분석하였다. 수치 모사 결과, 실제 구조물과 붕괴 거동 및 붕괴 완료 시간이 동일하게 나타났다. 또한, 발파구간 개구부 상부에 위치한 후드부의 크기가 연돌의 붕괴거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 후드부의 면적을 조정하여 해체 모사를 수행하고 균열 발생 양상 및 z-방향 변위 곡선을 통해 비교 분석하였다. 분석 결과, 후드부의 면적이 증가함에 따라 하중을 지지하는 면적이 줄어들고 그에 따른 균열 발생 증가 및 전도 시간 감소를 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.209-222
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• 2024

토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.203-211
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• 2014

터널은 이동시간을 최소화 시킬 뿐만 아니라 친환경적인 도로건설을 위한 필수적인 시설물이라 하겠다. 최근에는 보다 높은 서비스수준의 제공을 위하여 터널 건설이 가속화 되고 있다. 그러나 터널을 주행하는 운전자는 좁고 어두운 터널의 특성상 심리적 불안감과 시야의 제약을 받게 된다. 더욱이 1,000m 이상의 장대터널을 통과하는 운전자는 단조로운 형태의 터널 내부를 장시간 통과함에 따라 졸음 등이 발생할 수 있으며, 보다 큰 심리적 압박감을 느껴 운전자 부하가 가중되게 된다. 이러한 운전자 부하는 장대터널 내부의 주행안전성을 크게 저하시키며 높은 사고위험성을 내포시키게 된다. 따라서 본 연구에서는 장대터널 교통안전 특성을 고려하여 장대터널의 적정길이를 제시하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 장대터널의 교통안전에 영향을 미치는 교통안전변수를 분류하고 선정하였다. 교통안전변수는 교통사고변수와 속도변수로 분류하며, 해당 변수는 교통사고건수, 교통사고율, 주행속도, 개별차량 주행속도 차등으로 세부적인 분류를 하였다. 이상과 같이 분류된 교통안전변수가 장대터널길이에 미치는 영향을 검토하기 위하여 상관관계분석을 실시하였다. 분석결과 교통사고율이 유의한 결과를 나타냄에 따라 교통사고율을 교통안전변수로 선정하였다. 터널 길이에 따라 교통안전변수가 큰 폭으로 증가하는 지점은 사고발생가능성이 높은 지점으로 볼 수 있다. 따라서 해당 지점을 선정하기 위해 교통안전변수의 분포표를 작성하였으며, 교통안전변수가 크게 증가하는 구간을 임계점으로 설정하였다. 그리고 해당 임계점에 도달하기 이전의 길이를 장대터널의 적정길이로 설정하였다. 본 연구에서 제시한 장대터널의 적정길이를 통해 향후 장대터널에서 발생하는 교통사고 감소에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.666-677
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• 2019

수산자원보호구역의 유기물과 중금속 분포특성을 파악하기 위하여 2017년 2월 남서해연안 5개 수산자원보호구역(가막만, 여자만, 득량만, 완도연안, 영광연안) 54개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 입도, 강열감량(IL), 화학적산소요구량(COD), 산휘발성황화물(AVS) 및 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Pb, Zn)을 분석하였다. 평균입도(Mz)는 평균 7.4±0.1Ø 였으며, 주로 세립한 니(mud) 퇴적물로 구성되어 있었다. IL, COD와 AVS의 평균농도는 각각 4.63±0.96 %, 13.0±3.1 mgO₂/g·dry, 0.092±0.124 mgS/g·dry 였으며, 영광연안이 다른 보호구역에 비해 낮았다. 중금속의 평균농도는 각각 As 7.5±0.9 mg/kg, Cd 0.04±0.02 mg/kg, Cr 70.2±9.7 mg/kg, Cu 15.3±2.8 mg/kg, Fe 3.3±0.5 %, Hg 0.014±0.003 mg/kg, Pb 25.0±6.0 mg/kg, Zn 99±14 mg/kg 였으며, 보호구역내 대부분 만 안쪽에서 높고 만 외측 및 외측연안에서 낮은 특성을 보였다. 퇴적물기준(sediment quality guidelines, SQGs), 오염부하량지수(pollution load index, PLI), 생태계위해도지수(ecological risk index, ERI)를 사용하여 퇴적물 중금속 오염도를 평가한 결과, 남서해연안 수산자원보호구역 퇴적물은 수산생물 및 저서생물에 영향을 주지 않는 안전한 중금속 농도를 유지하고 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.510-520
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• 2021

어류 양식장 퇴적물 중 유기물과 중금속의 오염상태를 파악하기 위하여 통영-거제 연안 어류 양식장 퇴적물 중 총유기탄소(TOC), 총질소(TN), 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)을 조사하였다. 양식장 퇴적물 중 TOC와 TN의 평균농도는 각각 22.7 mg/g과 3.4 mg/g로 남해안의 반폐쇄적인 내만보다 높았다. 퇴적물 중 중금속의 평균농도는 비소(As) 10.5 mg/kg, 카드뮴(Cd) 0.37 mg/kg, 크롬(Cr) 82.9 mg/kg, 구리(Cu) 127 mg/kg, 철(Fe) 4.19 %, 수은(Hg) 0.041 mg/kg, 망간(Mn) 596 mg/kg, 납(Pb) 39.5 mg/kg, 아연(Zn) 175 mg/kg였으며, 이중 Cd, Cu의 농도는 인접한 남동해 연안의 패류양식해역보다 3배 이상 높았다. 퇴적물 기준을 이용한 오염평가 결과, 대부분의 어류 양식장에서 TOC와 중금속 중 Cu 농도가 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한, 전체 중금속 농도를 고려한 오염부하량지수(PLI)와 생태계위해 도지수(ERI) 결과는 일부 어류 양식장 퇴적물이 저서생물에 극심한 부정적인 생태 영향을 줄 수 있는 상태(disastrous risk)인 것으로 파악되었다. 따라서, 어류 양식장 퇴적물은 유기물 및 일부 중금속에 의한 오염된 상태를 보이고 있어, 양식장 퇴적환경을 개선하고 퇴적물내 유기물 및 중금속의 주된 오염원을 파악하는 한편 오염부하량을 저감하는 종합적인 관리대책이 필요하다.