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상수관망 에너지 모의를 위한 정량화 분석기법 개발 (Development of a quantification method for modelling the energy budget of water distribution system)

  • 최두용;김상현;김경필
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권spc1호
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    • pp.1223-1234
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    • 2022
  • 기후변화에 대처하기 위한 온실가스 저감 노력은 상하수도 분야에서도 활발하게 진행되어 왔으며, 특히, 상수도 생산 및 공급과정에서 많은 에너지를 소비하는 상수관망의 에너지를 절감하기 위한 많은 기술개발이 이루어져왔다. 상수관망의 에너지 절감은 지형의 기복으로 발생되는 구조적 손실의 저감과 누수 및 마찰손실로 인한 운영 상 손실의 효율화를 통해 성취될 수 있음에도 실제 상수관망의 에너지 수지를 분석하는 단계에서 이들 인자들 상호간의 복합적 작용으로 인해 해석적인 접근뿐 아니라 수치모형을 이용한 모의에서도 한계를 노출하여 왔다. 본 연구에서는 지형의 기복, 누수 및 마찰손실의 유무에 따라 변화하는 유량, 압력수두 및 에너지를 5가지의 상수관망 상태(가설적 상태, 이상적 상태, 누수가 포함된 이상적 상태, 누수가 배제된 실제 상태, 실제 상태)에 대하여 수리 물리적 방정식을 도출하고, 이를 단순한 형태의 상수관망에 적용함으로서 에너지의 정량적 분석 및 분류, 각종 에너지 수지 구성요소별 분석과 이를 이용한 상수도 시스템의 에너지 진단이 가능하도록 하였다.

수학 문장제의 명사화 여부에 따른 초등학교 3학년의 해결 과정 분석 (Analysis of the 3rd Graders' Solving Processes of the Word Problems by Nominalization)

  • 강윤지;장혜원
    • 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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    • 제26권2호
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    • pp.83-97
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    • 2023
  • 명사화는 문법적 은유 중 하나로, 수식으로 변환해야 하는 대상의 수학화를 용이하게 한다는 장점과 함께 복잡하고 압축된 문장 구성으로 인해 문장 이해를 어렵게 할 가능성이 있다는 단점이 있다. 이러한 명사화가 실제 학생들의 문장제 해결 과정에 어떠한 영향을 미치는지 파악하기 위하여 초등학교 3학년을 대상으로 명사화 여부에 따른 사칙연산 문장제 8개를 제공하여 검사를 실시하였다. 분석 결과, 문장제의 명사화 여부는 문제 이해 및 수식화 가능 여부에 의미 있는 영향을 미치지 못하였다. 그러나, 검사에 참여한 학생에게 명사화에 대한 사전 경험이 없음에도 불구하고 문제 이해 단계에서 명사화 또는 탈명사화가 나타나는 것을 확인하였으며, 명사화의 유형 변화가 발생하는 경우 성공 비율이 높게 나타나는 등 수식화 단계를 용이하게 하였다. 이를 통하여 명사화가 문장제의 문제 이해 및 수식화 단계에서 교수학적 전략으로 활용될 수 있으며 문장제의 학습에서 더 깊이 있는 이해를 유도할 수 있을 것으로 기대할 수 있다. 

인터랙티브 시스템을 활용하는 인터랙티브 타이포그래피 작품에 관한 연구 - 'Interactive Floral Type'을 중심으로 (An Interactive Typography Piece, using Interactive System - Focusing on 'Interactive Floral Type')

  • 김현희;이동호;김현희
    • 디자인융복합연구
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    • 제14권5호
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    • pp.31-45
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    • 2015
  • 근래 들어, 인터랙티브한 매체의 활성화로 인해, 사용자의 인풋과 인터랙션을 타이포그래피에 직접적으로 반영하는 인터랙티브 타이포그래피가 발전하고 있다. 기존의 고정(fixed) 되어 있던 매체에서의 타이포그래피 디자인과 달리, 유동적으로 변화하는 인터랙티브 타이포그래피는 인터랙티브 시스템(Interactive system)을 바탕으로, 다양한 디자인 결과물을 즉각적으로 양산해 낸다. 이 연구에서는 기초 연구를 통해 작품을 구현했다. 기초 연구 단계에서는 문헌 연구를 통해, 인터랙티브 타이포그래피에 대해 고찰해 보면서, 함수의 개념을 빌려 인터랙티브 시스템을 이해하고자 했다. 작품 구현 단계에서는 플래시 액션스크립 (Flash action script)을 이용해 인터랙티브 타이포그래피 작품 '인터랙티브 프로럴 타입(Interactive Floral Type)'을 디자인하고 구현했고, 사용자의 마우스와 키보드의 인풋에 따라 타입의 크기, 색상, 레이아웃, 모션이 변화함으로써, 타이포그래피의 기본 조형 요소인 '개별 글자'가 '꽃'의 모양으로 실시간 변화하는 실험적 타이포그래피 작품을 구현했다.

Alginate에 고정화된 Calcium Carbonate를 이용한 Buffer System에서 비드 크기에 따른 Bifidobacterium의 배양에 대한 효과 (Particle Size Effects in Buffer System using Calcium Carbonate Bead Immobilized with Alginate for the Cultivation of Bifidobacterium)

  • 이기용;허태련
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.425-433
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    • 1998
  • Bifidobacteria의 고농도 배양을 위한 배양액내 완충제로써 $CaCO_3$ 비드를 효율적으로 이용하기 위하여 유기산에 대한 비드의 반응특성과 유기산과 반응한 비드의 재사용 방안을 수학적 모델을 적용하여 검토하였다. 각각 다른 크기의 $CaCO_3$ 비드를 0.1 M의 혼합 유기산 용액과 Bifidobacterium longum ATCC 15707이 접종된 배양액에 각각 첨가하여 반응시킨 후, 비드 표면으로부터 감소한 $CaCO_3$ 양을 수학적 모델에 의하여 산출한 비드의 직경값과 micrometer를 이용하여 반응한 비드의 직경을 직접 측정한 값을 비교한 결과 서로 일치하였다. 그러므로, 수학적 모델이 유기산과 반응하는 $CaCO_3$ 비드의 반응특성을 설명하는데 유용하게 이용되어 질 수 있음을 확인하였다. 각각 다른 크기의 $CaCO_3$ 비드를 완충제로 사용한 배양액에 Bifidobacterium longum을 접종하여 $37^{\circ}C$로 20시간 배양한 후, $CaCO_3$ 비드의 완충효과와 직경의 변화 및 Bifidobacterium longum에 대한 증식도를 측정한 결과 비드의 직경이 작을수록 더높은 완충효과와 균증식도를 나타내었으며, 또한 비드의 직경이 크게 감소하였다. 균배양액으로부터 회수한 비드의 직경을 조사하여 반응된 비드의 전체표면적을 산출한 후 초기 사용한 비드의 전체표면적과 같도록 새로운 비드를 첨가하여 bifidobacteria를 배양한 결과 초기 사용한 비드의 완충효과와 유사한 결과를 나타내었으며, 또한 배양액내 균증식도도 같은 수준으로 증식되었음을 알 수 있었다. 따라서 bifidobacteria 배양에 완충제로 이용된 비드를 균배양에 완충제로 재차 이용할 경우 비드가 일정한 크기를 갖고, 감소한 표면적과 같은 양의 새로운 비드를 첨가한다면 사용된 비드의 재활용 가능성도 있다고 사료되었다.

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일반학급에서의 초등 수학 영재아 지도 방안 연구 (A Study of a Teaching Plan for Gifted Students in Elementary School Mathematics Classes)

  • 김명자;신항균
    • 한국초등수학교육학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.163-192
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 정규교육과정 내에서 초등학교 일반학급 수학 영재아를 위한 효율적인 영재교육 방안을 탐색해 보고, 영재의 특성을 고려한 심화학습 프로그램을 개발하여 실제로 일반학급의 교수 학습 환경에 적용한 후, 그 효과를 분석하는 것이다. 문헌연구를 통해 초등학교 일반학급 수학 영재아 지도를 위한 복식수업 형태의 영재교육 방안을 제시하였고, 수학영재 심화학습 프로그램을 개발하여 초등학교 1학년 한 학급 6명을 대상으로 적용하여 그 효과를 분석하였다. 연구의 결과 첫째, 일반학급에서 복식수업 형태로 수학 영재교육을 실시하는 것은 수학 영재아 측면에서 매우 효과적이었다. 둘째, 수학영재 심화학습 프로그램은 수학 영재아의 수학적 사고력과 창의성 계발에 매우 효과적이었다. 셋째, 수학 영재아 선발 과정에서 교사의 추천과 영재성 검사는 둘 다 매우 중요한 것으로 나타났다. 이 연구는 영재교육이 방과후 교육 형태의 특별교육으로만 운영될 것이 아니라 정규교육과정 내에서 보다 효율적인 방법으로 운영함으로써 수학 영재아의 요구에 부합되면서도 영재교육의 효과를 극대화할 수 있음을 제안하고 있다.

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방사선 조사시 산소가 세포에 미치는 영향의 이론적 분석 (A Theoretical Study for Estimation of Oxygen Effect in Radiation Therapy)

  • Rena J. Lee;HyunSuk Suh
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제11권2호
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    • pp.157-165
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    • 2000
  • 목적: 방사선조사에 의해 형성된 DNA 손상정도가 산소에 의해 변화되는 추세을 이론적 모델을 이용하여 평가 및 분석하였다. 방법 및 대상: Water radiolysis(물의 방사성분해)시 생성되는 유리기 들간의 반응, 손상된 DNA의 형성, 손상의 복구, 및 산소에 의한 손상의 고정들을 시간 미분 방정식을 이용하여 표현하였다. 문헌에 나와 있는 반응상수(rate constants)들은 그대로 사용되었고 알려지지 않은 상수들은 실험에서 얻어진 데이터에서 얻은 곡선을 대입하여 얻었다. 화학반응상수 변화와 산소농도변화에 따른 세포 생존도를 구하였다. 모델을 통해 얻어진 세포 생존도와 방사선량의 상관관계를 세포 생존곡선으로 표시하였다. 산소에 의한 손상의 fixation(고착화)과정과 산소농도가 세포생존에 미치는 영향을 분석하여 보았다. 산소가 세포생존에 미치는 정도를 정량화 하기 위하여 산소증가효과비(Oxygen Ehhancement Ratio, OER)를 계산하여 실험치와 이론치를 비교하였다. 결과: 산소에 대한 민감성 연구에서 DNA생존도는 산소의 농도와 화학반응속도상수에 영향을 받았다. 산소의 농도가 0에서 1.0 $\times$ $10^{7}$ 으로 변화할 때 세포 생존도에는 변화가 없었다. 그러나 1.0 x $10^{7}$ 에서 1.0 $\times$ $10^{10}$ 변화할 경우 세포의 생존률이 감소하였다. 모의연구에서 얻은 OER치는 10% 세포생존시에는 2.32, 45% 세포생존시에는 1.9 이었다. 결론: 산소의 감수성 연구에서 보여주듯이 방정식을 이용하여 얻어진 새포생존곡선은 실험에서 얻어진 세포생존곡선을 재연할 수 있었다 또한 방사선조사시 생성되는 손상된 세포의 양은 산소 반응상수가 가장 크고 산소농도가 증가되는 경우에 증가됨을 알수있었다. 모의연구에서 얻은 산소증가효과비는 세포생존이 low level인 경우 높은 일치성을 보여 주었다 따라서 본 연구는 세포살해시 산소의 효과를 semi-empirical 모델을 사용하여 예측할수 있다는 것을 보여주고 있다.

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기업의 SNS 노출과 주식 수익률간의 관계 분석 (The Analysis on the Relationship between Firms' Exposures to SNS and Stock Prices in Korea)

  • 김태환;정우진;이상용
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제24권2호
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    • pp.233-253
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    • 2014
  • Can the stock market really be predicted? Stock market prediction has attracted much attention from many fields including business, economics, statistics, and mathematics. Early research on stock market prediction was based on random walk theory (RWT) and the efficient market hypothesis (EMH). According to the EMH, stock market are largely driven by new information rather than present and past prices. Since it is unpredictable, stock market will follow a random walk. Even though these theories, Schumaker [2010] asserted that people keep trying to predict the stock market by using artificial intelligence, statistical estimates, and mathematical models. Mathematical approaches include Percolation Methods, Log-Periodic Oscillations and Wavelet Transforms to model future prices. Examples of artificial intelligence approaches that deals with optimization and machine learning are Genetic Algorithms, Support Vector Machines (SVM) and Neural Networks. Statistical approaches typically predicts the future by using past stock market data. Recently, financial engineers have started to predict the stock prices movement pattern by using the SNS data. SNS is the place where peoples opinions and ideas are freely flow and affect others' beliefs on certain things. Through word-of-mouth in SNS, people share product usage experiences, subjective feelings, and commonly accompanying sentiment or mood with others. An increasing number of empirical analyses of sentiment and mood are based on textual collections of public user generated data on the web. The Opinion mining is one domain of the data mining fields extracting public opinions exposed in SNS by utilizing data mining. There have been many studies on the issues of opinion mining from Web sources such as product reviews, forum posts and blogs. In relation to this literatures, we are trying to understand the effects of SNS exposures of firms on stock prices in Korea. Similarly to Bollen et al. [2011], we empirically analyze the impact of SNS exposures on stock return rates. We use Social Metrics by Daum Soft, an SNS big data analysis company in Korea. Social Metrics provides trends and public opinions in Twitter and blogs by using natural language process and analysis tools. It collects the sentences circulated in the Twitter in real time, and breaks down these sentences into the word units and then extracts keywords. In this study, we classify firms' exposures in SNS into two groups: positive and negative. To test the correlation and causation relationship between SNS exposures and stock price returns, we first collect 252 firms' stock prices and KRX100 index in the Korea Stock Exchange (KRX) from May 25, 2012 to September 1, 2012. We also gather the public attitudes (positive, negative) about these firms from Social Metrics over the same period of time. We conduct regression analysis between stock prices and the number of SNS exposures. Having checked the correlation between the two variables, we perform Granger causality test to see the causation direction between the two variables. The research result is that the number of total SNS exposures is positively related with stock market returns. The number of positive mentions of has also positive relationship with stock market returns. Contrarily, the number of negative mentions has negative relationship with stock market returns, but this relationship is statistically not significant. This means that the impact of positive mentions is statistically bigger than the impact of negative mentions. We also investigate whether the impacts are moderated by industry type and firm's size. We find that the SNS exposures impacts are bigger for IT firms than for non-IT firms, and bigger for small sized firms than for large sized firms. The results of Granger causality test shows change of stock price return is caused by SNS exposures, while the causation of the other way round is not significant. Therefore the correlation relationship between SNS exposures and stock prices has uni-direction causality. The more a firm is exposed in SNS, the more is the stock price likely to increase, while stock price changes may not cause more SNS mentions.

열 에너지 그리드 연계운전의 운전 거동 특성 분석을 위한 방법론에 관한 연구 (A Study for the Methodology of Analyzing the Operation Behavior of Thermal Energy Grids with Connecting Operation)

  • 임용훈;이재용;정모
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제1권3호
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    • pp.143-150
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    • 2012
  • 본 연구에서는 스마트 열 그리드의 운영 특성 분석을 위한 기초적인 방법론과 해당 방법론에 근거한 열 그리드 연계운전 분석 시뮬레이션 프로그램에 대해 소개하고자 하며, 특히 기존의 광역 열에너지네트워크에 해당하는 집단에너지 시스템 인근에 소규모 열 그리드가 신규로 연계되어 운전될 경우에 대한 각 시스템별 운영특성 및 주요 운전 변수에 대한 상호 영향에 대해 면밀히 살펴볼 수 있는 시뮬레이션 방법론에 대해 고찰해보고자 한다. 본 연구에서 열 그리드 간 연계운전에 따른 기존의 규모가 큰 열 그리드에 대한 영향은 해당 그리드의 연간 시각별 운영 실적 데이터를 바탕으로 한 경험적 상관관계식을 도출하여 간략히 모델링하고자 하였으며, 신규 그리드에 설치, 운영되는 열원 설비들에 대한 운전 특성은 실제 제품의 운전부하별 운전효율 자료에 대한 DB를 구축, 사용함으로서 시뮬레이션 분석 결과의 신뢰도를 제고하고자 하였다. 또한 본 시뮬레이션 프로그램에서는 해당 수요처의 에너지부하 예측에 있어 건물 유형별로 연간, 시각별로 실측한 데이터를 기반으로 수립된 단위 에너지부하 모델을 이용, 예측함으로써 운전시뮬레이션을 통한 최적화 분석 결과의 신뢰성을 확보하고자 하였다. 본 연구에서 기 제안된 방법론 및 이에 근거한 시뮬레이션 분석 결과로부터 그리드 상호간 열 거래에 기반한 복수의 열 그리드 운전 특성 분석 방법의 효용성을 확인할 수 있었으며, 향후 수요자 및 열 에너지 공급자간 다양한 정보의 공유를 근간으로 하는 IT 기반 스마트 열 그리드 최적화 분석으로의 확장을 위한 기초 자료를 확보할 수 있었다.

미국과 한국의 초기 고등수학 발전과정 비교연구 (Comparison of early tertiary mathematics in USA and Korea)

  • 이상구;설한국;함윤미
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.977-998
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    • 2009
  • 초등(elementary), 중등(secondary)교육에 이어지는 대학 및 직업 교육을 총칭하여 고등(tertiary) 교육이라고 한다. 본 연구는 미국에서의 고등(tertiary)수학과 한국에서의 고등수학 초기 발전과정을 비교 연구한다. 미국 대학에서의 수학 강좌개설의 역사를 살펴보면 하버드대 학장인 던스터가 1640년 산술과 기하를 예비졸업생들을 대상으로 지도한 기록이 남아있다[10]. 이 기록에 의하면 미국 대학과정의 수학은 1636년 설립된 하버드 대학에서 1640년부터 실질적인 강의가 시작되었다고 할 수 있다. 미국의 수학자로는 1870년 'Linear Associative Algebra'를 발간한 하버드의 벤자민 퍼스가 비로소 수학에 대한 학술적인 기여를 통하여 처음으로 유럽학계의 주목을 받는다. 미국의 경우 세 번째 연구중심대학으로 시작한 시카고대학의 성장과 함께 학술적으로 유럽 수학계의 인정을 받고 미국 수학연구의 존재를 학계에 알린 미국인 수학자로 G.D. 버코프를 꼽는다. 1912년 하버드대 수학과 교수로 부임하여 하버드대 수학과의 역할을 교육에서 연구로 바꾸는데 결정적인 역할을 한다. 즉, 미국 수학이 교육에서 연구 단계로 진화하는 과정에 무려 200년 이상이 걸렸다는 사실을 확인할 수 있다. 하버드에서 대학 과정이 설립될 즈음 조선에서의 고등수학의 상황은 어떠하였을까? 한반도에서는 조선산학과 구한말의 대학부 및 연희 전문학교 수물과를 거쳐 1945년 8월 2차 세계대전이 끝나면서 비로소 일제식민통치하에서 벗어난 1945년 4년제 대학에 수학과가 처음 설립된다. 일제 강점기에는 중학교와 전문학교 이과에서 일부 직업교육 또는 대학수학이 다루어졌다. 한국의 경우 경성대의 이임학이 1947년 막스 존의 미해결 문제를 풀며 한국 근대수학자의 존재를 서양에 알리게 된다. 본 연구에서는 미국과 한국의 초기 고등수학 발전과정을 수학자 중심으로 비교 연구하여 발전 단계를 진단한다.

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심리적 처치프로그램에서 고등학교 학생들의 뇌파반응에 따른 수학불안의 변화 (The Changes of Mathematics Anxiety Shown Brain-Based Measurement through a Remedy Program for High School Students)

  • 한세호;고상숙
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제26권2호
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    • pp.205-224
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    • 2016
  • 수학불안은 부정적인 수학에 대한 자아개념을 형성 하게 할 뿐 아니라 학습 장애 요인으로 작용할 수 있기에 수학불안 요인을 찾고 그에 알맞은 처치 방안을 고안해내는 것이 중요하다. 이에 본 연구는 고등학교 학생들을 대상으로 수학 내적 요인, 학습 방법 요인, 시험 및 성적 요인, 수학 외적 요인을 감소시켜줄 수 있는 심리적 처치프로그램을 개발 하고, 개발된 프로그램을 적용시킴으로써 수학불안 감소에 어떠한 효과가 있는지를 연구하였다. 수원에 위치한 S 외국어고등학교 총 11명의 학생을 연구 대상으로 하였고, 10주간 심리적 처치 프로그램 실시 후에 수학불안과 뇌파검사를 측정하고, 이를 분석하였다. 분석결과 본 프로그램의 지속적인 심리적 처치는 어느 정도 수학불안 감소에 도움이 될 수 있으며, 수학불안에 대해 학생별 진단이 지필 검사지에 의한 일차적 분석에만 근거하지 않고, EEG에 의한 다차원적인 요인 분석의 가능성을 확인하는 계기가 되었다.