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제조 시계열 데이터를 위한 진화 연산 기반의 하이브리드 클러스터링 기법 (Evolutionary Computation-based Hybird Clustring Technique for Manufacuring Time Series Data)

  • 오상헌;안창욱
    • 스마트미디어저널
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    • 제10권3호
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    • pp.23-30
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    • 2021
  • 제조 시계열 데이터 클러스터링 기법은 제조 대용량 데이터 기반 군집화를 통한 설비 및 공정 이상 탐지 분류를 위한 중요한 솔루션이지만 기존 정적 데이터 대상 클러스터링 기법을 시계열 데이터에 적용함에 있어 낮은 정확도를 가지는 단점이 있다. 본 논문에서는 진화 연산 기반 시계열 군집 분석 접근 방식을 제시하여 기존 클러스터링 기술에 대한 정합성 향상하고자 한다. 이를 위하여 먼저 제조 공정 결과 이미지 형상을 선형 스캐닝을 활용하여 1차원 시계열 데이터로 변환하고 해당 변환 데이터 대상으로 Pearson 거리 매트릭을 기반으로 계층적 군집 분석 및 분할 군집 분석에 대한 최적 하위클러스터를 도출한다. 해당 최적 하위클러스터 대상 유전 알고리즘을 활용하여 유사도가 최소화되는 최적의 군집 조합을 도출한다. 그리고 실제 제조 과정 이미지 대상으로 기존 클러스터링 기법과 성능 비교를 통하여 제안된 클러스터링 기법의 성능 우수성을 검증한다.

초고에너지 볼 밀링공정에 의한 (Hf-Ti-Ta-Zr-Nb)C 고엔트로피 카바이드 분말 제조 및 미세화 거동 (Preparation and Refinement Behavior of (Hf-Ti-Ta-Zr-Nb)C High-Entropy Carbide Powders by Ultra High Energy Ball Milling Process)

  • 송준우;한준희;김송이;석진우;김효섭
    • 한국분말재료학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.34-40
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    • 2022
  • Recently, high-entropy carbides have attracted considerable attention owing to their excellent physical and chemical properties such as high hardness, fracture toughness, and conductivity. However, as an emerging class of novel materials, the synthesis methods, performance, and applications of high-entropy carbides have ample scope for further development. In this study, equiatomic (Hf-Ti-Ta-Zr-Nb)C high-entropy carbide powders have been prepared by an ultrahigh-energy ball-milling (UHEBM) process with different milling times (1, 5, 15, 30, and 60 min). Further, their refinement behavior and high-entropy synthesis potential have been investigated. With an increase in the milling time, the particle size rapidly reduces (under sub-micrometer size) and homogeneous mixing of the prepared powder is observed. The distortions in the crystal lattice, which occur as a result of the refinement process and the multicomponent effect, are found to improve the sintering, thereby notably enhancing the formation of a single-phase solid solution (high-entropy). Herein, we present a procedure for the bulk synthesis of highly pure, dense, and uniform FCC single-phase (Fm3m crystal structure) (Hf-Ti-Ta-Zr-Nb)C high-entropy carbide using a milling time of 60 min and a sintering temperature of 1,600℃.

중국적 사유방식이 디자인 사고에 미치는 영향 상관 연구 (Research on the influence of Chinese Thinking mode on design thinking)

  • 리신;이동훈
    • 커뮤니케이션디자인학연구
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    • 제66권
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    • pp.284-296
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    • 2019
  • 사유방식은 한 민족에 내재된 정신의 결정체로서, 풍부한 역사적 누적을 거치면서 지금까지 전해져 왔고, 사람들이 사고하고 문제를 해결하는 사유 도구이다. 전통적 양식, 재질과는 다른 사유방식은 디자인에 본질적인 영향을 미치기도 하고, 전통 문화가 디자인 속에서 생명력을 얻을 수 있도록 해주기도 한다. 본문은 중국적 사유방식이 디자인 사고에 미치는 영향을 주요 연구 대상으로 하고, 먼저 사유방식과 디자인 사고의 개념 및 발전과정을 정리했다. 그리고 중국적 사유방식이 가지고 있는 관계형, 집합형, 그리고 체득형이라는 세 가지 특징을 도출했다. 다음으로, 사유방식이 디자인 사고에 미치는 영향을 제기했다. 주로 디자인 정의 문제, 하위 문제 배열 및 해결 방안 구축이라는 세 가지 측면에 집중되어 있다. 마지막으로는 일련의 중국 디자인 사례를 통해 중국적 사유방식이 어떻게 중국 디자인에 민족적 디자인 언어를 제공하였는지 분석했다

광물탄산화 공정 이후 발생하는 잔사슬래그의 수계 내 비소 제거 기작 (Arsenic Removal Mechanism of the Residual Slag Generated after the Mineral Carbonation Process in Aqueous System)

  • 김경태;일함 압둘 라티에프;김단우;김선희;이민희
    • 자원환경지질
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    • 제55권4호
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    • pp.377-388
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    • 2022
  • 제강슬래그를 이용한 광물탄산화 공정 이후 발생하는 잔사슬래그의 비소(As) 제거 기작 규명을 위해, 전로제강슬래그(blast oxygen furnace slag: BOF)에 직접 및 간접탄산화 공정이 각각 적용된 두 종류의 잔사슬래그를 대상으로 실험실 규모의 실험을 실시하였다. 광물탄산화 공정은 잔사슬래그의 화학적-광물학적 조성변화, 용출수의 pH 저감, 표면 미세공극 형성 등 기존 제강슬래그의 특성을 변화시키는 것으로 밝혀졌다. 다양한 pH 범위의 As 인공오염수(초기농도: 203.6 mg/L)에 잔사슬래그를 반응시킨 배치실험에서, RDBOF (직접탄산화 후 BOF)는 초기 pH가 감소할수록 As 제거효율이 증가하는 경향을 보이며 초기 pH가 1인 환경에서 99.3%의 As 제거효율을 나타냈다. 이는 RDBOF 표면을 피복하던 CaCO3가 낮은 초기 pH 환경에서 용해되어 RDBOF 표면에서 철산화물의 노출 면적을 증가시킴으로 인해, 철산화물의 As 음이온 표면 흡착을 촉진한 것에서 기인한 것으로 판단되었다. 반면 RIBOF (간접탄산화 후 BOF)는 초기 pH가 높은 환경일수록 As 제거효율이 증가하며 초기 pH 10의 As 오염수에서 70.0%의 가장 높은 As 제거효율을 보였다. RIBOF의 영전하점(pH 4.5)을 고려할 때, 초기 pH 4-10 조건에서 음전하를 띠는 RIBOF의 표면에 As 음이온의 전기적 인력에 의한 표면 흡착은 발생하기 어려울 것으로 예상되었다. 다만 수용액 내 용존하는 Ca2+, Mn2+, Fe2+와 같은 2가 양이온들에 의해 As 음이온이 RIBOF 내 철산화물에 간접적으로 고정되는 양이온 가교효과(cation bridge effect)가 발생하였고, 초기 pH가 높은 환경일수록 슬래그 표면이 더 강한 음전하를 띠며 양이온 가교효과가 가속화되어, 결과적으로 많은 As가 흡착된 것으로 판단되었다. 하지만 강알칼리 (pH 10-11 이상) 조건에서는 RIBOF 표면에 생성된 칼슘침전물이 철산화물을 피복함으로써 철산화물에 의한 As 음이온 표면 흡착을 저해하는 현상이 발생하였다. 또한 배치실험 이후 회수된 잔사슬래그에 TCLP 시험을 수행한 결과, RDBOF와 RIBOF 모두 2% 미만의 As 탈착률을 보여 안정적인 형태로 As가 고정되어 있음이 확인되었다. 본 연구 결과를 통해, 잔사슬래그가 기존에 As 제거제로 활용되던 제강슬래그의 단점인 수계의 급격한 pH 상승을 억제하는 동시에, 높은 As 제거효율 및 안정성을 나타내는 저비용-친환경의 As 제거제로서의 활용 가능성을 입증하였다.

Shapley Value를 이용한 안양천 유역 통합관리 계획에 따른 비용분담방안의 연구 (A Study on Cost Division Scheme Using Shapley Value for Integrated Watershed Management Planning for Anyang-cheon, Korea)

  • 송양훈;유진채;공기서;김미옥;안소은
    • 환경정책연구
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    • 제9권2호
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    • pp.3-19
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    • 2010
  • 안양천은 서울의 한강에 유입되는 대표적 도시하천이다. 도시화로 인한 안양천 하천수질 악화와 건천화 문제를 개선하기 위해 유역통합관리를 위한 여러 사업이 진행되고 있다. 유역통합관리를 위해서는 관련 지자체들의 공조가 필요하게 되며, 재정분담문제가 필연적으로 발생하게 된다. 본 연구에서는 유역통합관리를 위해 제안된 사업비 261억의 4개 소유역의 비용분담 방안을 Shapley Value를 이용하여 제안하고 이를 다른 2개 분담방안들과 비교하였다. '분담방안 1'은 수질개선시설이 설치되는 유역의 지자체가 비용을 부담하는 방안으로, 소유역 I지역은 0.58%, 소유역 II지역은 29.54%, 소유역 IV지역은 0%, 그리고 소유역 V지역은 69.88%의 비용을 분담하게 된다. '분담방안 2'는 각 소유역의 소하천길이에 따라 비용을 분담하는 것으로, 13개 지자체들의 교섭력이 동일하다는 것을 전제로 하고 있으며, 소유역 I지역은 13.76%, II지역은 7.34%, IV지역은 45.87%, V지역은 33.03%의 분담을 해야 한다. 하지만 하천의 물 흐름은 상중하류의 각 지자체에 서로 다른 교섭력을 부여하므로, 공조적 게임의 해(解)인 shapley Value를 이용하여 교섭력을 고려한 재정분담방안인 '분담방안 3'으로 비용분담체계를 설계하였다. 모든 가능한 공조체제에 있어 각 참여자들의 평균 한계기여도의 합으로 측정되는 Shapley Value에 의한 분담비율은 I지역 0.29%, II지역은 14.77%, IV지역 50.00%, V지역은 34.94%이며, 이를 지자체들이 수용 가능한, '공정한' 재정분담방안으로 제시하였다.

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Preparationand Characterization of Rutile-anatase Hybrid TiO2 Thin Film by Hydrothermal Synthesis

  • Kwon, Soon Jin;Song, Hoon Sub;Im, Hyo Been;Nam, Jung Eun;Kang, Jin Kyu;Hwang, Taek Sung;Yi, Kwang Bok
    • 청정기술
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    • 제20권3호
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    • pp.306-313
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    • 2014
  • 나노다공성 $TiO_2$ 필름은 주로 염료감응형 태양전지의 작동전극으로 사용된다. 지금까지 염료감응형 태양전지의 광전환효율을 높이기 위해 $TiO_2$ 나노구조체에 대한 다양한 연구가 시도되어왔다. 본 연구에서는 수열합성법을 이용하여 FTO glass 위에 루타일 $TiO_2$ 나노로드를 수직적으로 성장시켰고 그 위에 아나타제 $TiO_2$ 필름을 재 합성하였다. 이 새로운 방법은 아나타제 $TiO_2$ 합성시 요구되는 시드층 합성단계를 피할 수 있었다. 밀집한 아나타제 $TiO_2$ 층은 전자생성층으로써 고안되었고 시드층 대신 합성된 루타일 $TiO_2$ 나노로드는 생성된 전자들이 FTO glass로 이동하는 통로역할을 하게 되었다. 전자이동률을 증진시키기 위해 루타일 나노로드에 $TiCl_4$ 수용액을 이용하여 표면 처리하였고 열처리 후 표면 위에 얇은 아나타제 $TiO_2$ 필름을 형성시켰다. 합성된 루타일-아나타제 $TiO_2$ 구조체의 두께는 $4.5-5.0{\mu}m$이고 셀 테스트 결과 3.94%의 광전환효율을 얻게 되었다. 이는 루타일 $TiO_2$ 나노로드 전극과 비교했을 때 광전환효율이 상당히 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

카드뮴의 흡입독성 연구를 위해 설계된 에어로졸 발생장치에서 발생된 카드뮴 에어로졸의 입경분석(766ppm 카드뮴 네뷸라이징 용액) (Particle Size Analysis of Cadmium Aerosol for Cadmium Inhalation Toxicology Study (766ppm Cadmium Nebulizing Solution))

  • 정재열;도날드밀턴;김태형;이종영;장두섭;강성호;송용선;이기남
    • 동의생리병리학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.1035-1041
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    • 2002
  • Ultrasonic nebulizer with the application of new engineering methodology and the design of electronic circuit and 766ppm Cd nebulizing solution were used to generate cadmium aerosol for inhalation toxicology study. The results of particle size analysis for cadmium aerosol were as following. The highest particle counting for source temperature 20℃ was 43.449 x 10³ in inlet temperature 250℃ and particle diameter 0.75㎛. The highest particle counting for source temperature 50℃ was 43.211 x 10³ in inlet temperature 100 ℃ and particle diameter 0.75㎛. The highest particle counting for source temperature 70℃ was 41.917x10³ in inlet temperature 250℃ and particle diameter 0.75㎛. The ranges of geometric mean diameter(GMD) were 0.677-1.009㎛ in source temperature 20℃, 0.716-0.963㎛ in source temperature 50℃, and 0.724-0.957㎛ in source temperature 70℃. The smallest GMD was 0.677㎛ in source temperature 20℃ and inlet temperature 20℃. and the largest GMD was 1.009㎛ in source temperature 20℃ and inlet temperature 20℃. The ranges of geometric standard deviation(GSD) were 1.635-2.101 in source temperature 20℃. 1.676-2.073 in source temperature 50℃, and 1.687-2.051 in source temperature 70℃. The lowest GSD was 1.635 in source temperature 20℃ and inlet temperature 20℃, and the highest GSD was 2.101 in source temperature 20℃ and inlet temperature 200℃. Aerosol generated for cadmium inhalation toxicology study was polydisperse aerosol. The ranges of mass median diameter(MMD) were 1.399-5.270㎛ in source temperature 20℃. 1.593-4.742㎛ in source temperature 50℃, and 1.644-4.504㎛ in source temperature 70℃. The smallest MMD was 1.399㎛ in source temperature 20℃ and inlet temperature 20℃, and the largest MMD was 5.270㎛ in source temperature 20℃ and inlet temperature 200℃. Increasing trends for GMD, GSD, and MMD were observed with same source temperature and increase of inlet temperature. MMD for inhalation toxicology testing in EPA guidance is less than 4㎛. In our results. inlet temperature 20 and 50℃ in source temperature 20℃, and inlet temperature 20 to 150℃ in source temperature 50 and 70℃ were conformed to the EPA guidance. MMD for inhalation toxicology testing in OECD and EU is less than 3㎛. In our results, inlet temperature 20 and 50℃ in source temperature 20, 50, and 70℃ were conformed to the OECD and EU guidance.

엽채류에 엽면 살포된 농약의 세척 방법에 따른 제거 (Removal of Pesticide Residues in Field-sprayed Leafy Vegetables by Different Washing Method)

  • 권혜영;김택겸;홍수명;김찬섭;백민경;김두호;손경애
    • 농약과학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.237-243
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    • 2013
  • 우리가 주로 생체로 먹는 들깻잎, 상추를 하우스에서 재배하고 안전사용기준을 준수하여 약제를 살포한 후 수확하여 다양한 세척액의 시간별 제거율을 조사하고 가정에서 주로 사용하는 방법인 흐르는 물에 씻는 방법과 물을 받아 씻는 방법의 제거효율을 비교하였다. 들깻잎의 경우 잔류농약의 제거율은 수돗물 3~63%, 소금물 2~58%, 녹차액 6~74%, 세제액 8~86%였다. 세제액만이 수돗물과 유의성 있는 차이를 보였고 다른 세척액은 수돗물과 유의성이 없었다. 세척시간이 증가함에 따라 제거율도 증가하였으나 세제액의 1분 세척과 3분 세척만이 유의한 차이가 있었고 다른 처리들은 세척시간별로 제거율의 유의한 차이가 없었다. 흐르는 물에 씻는 방법과 물을 받아 씻는 방법을 조사한 결과 상추를 흐르는 물에 1회 세척시 8~68%, 물을 받아 세척시 7~64% 농약이 제거되었고 물과 시간은 흐르는 물에 세척시 17.5 L, 2.9분이 소비되었고 물을 받아 세척시 4 L, 1분이 소비되었다. 물을 받아 3회 세척시 16.5~76.6%의 농약이 제거되었으며 물과 시간은 12 L와 3분이 소비되었다. 따라서 물을 받아 세척하는 것이 물과 시간을 절약하면서 제거율을 높일 수 있는 것으로 생각되었다.

고추역병 유발병원균 Phytophthora capsici에 대한 Bacillus sp. AM-651의 항진균활성 (Antifungal Activity of Bacillus sp. AM-651 Against Phytophthora capsici)

  • 이중복;신정학;장종옥;신기선;최충식;김건우;조민섭;전춘표;김윤회;권기석
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.227-232
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    • 2008
  • 고추 역병이 발병된 토양 시료에서 길항미생물을 선발 및 개량하여 다시 현장에 적용했을 때 방제능 및 적응력이 높은 생물 방제균을 선발하고자 총 300여점의 경북 북부지역의 토양시료로부터 길항능이 우수한 균주를 분리하였으며, 이들을 대상으로 고추 역병균에 대한 항진균력이 가장 우수한 균주 AM-651을 최종 선발하였다. 분리균주 AM-651은 생리생화학적 특성과 16S rDNA sequencing의 방법을 이용하여 동정한 결과 Bacillus sp.로 동정되었다. 항진균성 활성물질의 생산을 위한 배지의 최적조건은 Davis minimal media를 변형하여 배양하였을 경우 pH 7, 온도 $30^{\circ}C$ 조건에서 고추 역병균에 대한 항진균 활성이 높았으며, 탄소원으로는 0.5% glucose, 질소원으로는 0.1% $(NH_4)_2SO_4$, 무기염으로는 0.7% $K_2HPO_4$를 첨가하였을 때 가장 높은 활성을 보였다 선발된 Bacillus sp. AM-651 균주를 시간대별로 배양 후 항진균력을 측정 해 본 결과 48시간 배양액에서 고추 역병균에 대한 억제율이 가장 높았다. 또한, Bacillus sp. AM-651의 배양액은 pH와 온도의 변화에서 안정된 활성을 보였다. Bacillus sp. AM-651은 고추 역병 외에도 B. sorokiniana, B. cinerea, R. solani 등에 대하여 항진균 활성이 높았고, 다른 식물성 병원균에 대해서도 비교적 항진균 활성이 높게 나타났다. 열처리한 Bacillus sp. AM-651 배양상등액은 처리전과 비슷한 항진균 활성을 가지므로 열에 안정한 물질인 것으로 추측되었다.

고체추진기관의 유동-구조 상호작용 해석에서 Serial Staggered 기법의 수치 안정성 (Numerical Stability of Serial Staggered Methods in Fluid-Structure Interaction Analysis of Solid Rocket Motors)

  • 조현주;이지호;이창수;김종암;김신회;이정섭
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.179-185
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    • 2016
  • 본 연구에서는 고체추진기관의 2차원 축대칭 FSI 해석에서 CSS 및 ISS 기법의 수치 안정성을 고찰하였다. 이를 위하여 CSS 및 ISS 기법을 2차원 축대칭 FSI 수치해석 알고리즘에 구현한 프로그램을 작성하고, 이를 ACM 및 BCM 고체추진기관의 복합거동 해석에 사용하였다. 해석 결과들을 비교 분석하여 ISS 기법이 고체추진기관 FSI 해석의 수치 안정성 개선에 효과적인지 검토하였다. 연구결과, ISS 기법을 적용한 FSI 해석은 시스템 시간간격이 작아질수록 수치적 수렴성을 보이며, CSS 기법과 다르게 시간이 진행되어도 수치해의 진동이 발산하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 ISS 기법을 사용하면 ACM 및 BCM의 FSI 해석에 CSS 기법을 이용할 시 나타나는 수치 불안정성을 개선할 수 있음을 확인하였다.