• Steel and Composite Structures
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• 제34권5호
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• pp.681-698
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• 2020

The paper addresses contribution to the modeling and optimization of major machinability parameters (cutting force, surface roughness, and tool wear) in finish dry hard turning (FDHT) for machinability evaluation of hardened AISI grade die steel D₃ with PVD-TiN coated (Al₂O₃-TiCN) mixed ceramic tool insert. The turning trials are performed based on Taguchi's L₁₈ orthogonal array design of experiments for the development of regression model as well as adequate model prediction by considering tool approach angle, nose radius, cutting speed, feed rate, and depth of cut as major machining parameters. The models or correlations are developed by employing multiple regression analysis (MRA). In addition, statistical technique (response surface methodology) followed by computational approaches (genetic algorithm and particle swarm optimization) have been employed for multiple response optimization. Thereafter, the effectiveness of proposed three (RSM, GA, PSO) optimization techniques are evaluated by confirmation test and subsequently the best optimization results have been used for estimation of energy consumption which includes savings of carbon footprint towards green machining and for tool life estimation followed by cost analysis to justify the economic feasibility of PVD-TiN coated Al₂O₃+TiCN mixed ceramic tool in FDHT operation. Finally, estimation of energy savings, economic analysis, and sustainability assessment are performed by employing carbon footprint analysis, Gilbert approach, and Pugh matrix, respectively. Novelty aspects, the present work: (i) contributes to practical industrial application of finish hard turning for the shaft and die makers to select the optimum cutting conditions in a range of hardness of 45-60 HRC, (ii) demonstrates the replacement of expensive, time-consuming conventional cylindrical grinding process and proposes the alternative of costlier CBN tool by utilizing ceramic tool in hard turning processes considering technological, economical and ecological aspects, which are helpful and efficient from industrial point of view, (iii) provides environment friendliness, cleaner production for machining of hardened steels, (iv) helps to improve the desirable machinability characteristics, and (v) serves as a knowledge for the development of a common language for sustainable manufacturing in both research field and industrial practice.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2010년도 춘계 학술논문 발표대회 1부
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• pp.111-114
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• 2010

최근 전 세계적으로 환경문제에 대한 관심이 증가하면서 건축분야에서도 친환경을 위한 노력이 증가하고 있다. 본 논문은 BIM 모델에 근거하여 친환경 현장시공의 위험도 관리에 관한 연구를 하였다. 친환경건축은 지속가능한 발전을 위한 건축으로 3R(Reducing environment pollution, Reducing resource use and Reducing energy source use)표준에 도달해야 한다. BIM은 3D설계, 시공, 유지관리의 효율성 극대화를 위해 건축설계를 2D에서 3D로 전환하고 수량, 공정 및 각종 분석 등의 정보를 통합적으로 활용하는 기술이다. 그리고 4D는 3D기술에 시간을 추가한 것으로써, 3D 모델이나 4D모델에 기반을 두고 있으며, 원가관리, 계획관리, 설계 및 재료관리 등이 BIM 때문에 변화하고 확대하고 있다. 이를 통해 위험관리도를 분석할 수 있다. 본 논문은 먼저 세 분야(환경요소, 자원요소, 에너지요소)에서 친환경 시공의 위험요소를 분석하고 판별하는 방법을 소개한다. 현장에서 일어날 수 있는 위험 확인은 이 공사를 통해서 위험을 판별하고 위험특성도를 찾을 수 있다. 다음으로 친환경위험과 BIM의 관계를 분석한다. 요즘은 BIM이 많이 활용되어서 쉽게 BIM 모델의 데이터베이스를 이끌어 낼 수 있고, 위험을 미리 예방할 수 있으며 옮길 수도 있다. 친환경위험의 세 분야는 분석을 통해서 개별적으로 위험관리를 할 수 있다. 친환경건물은 에너지분야 비율이 비교적 많은데 현장시공의 친환경도 비슷하다. 따라서 위험을 미리 예방하여 에너지를 절약할 수 있다. 소프트웨어를 통해 공간과 에너지성능을 잘 알 수 있고, 사용될 에너지의 전체를 계산할 수 있고, 라이프 사이클 등을 미리 알 수 있다. 그래서 4D모델이나 5D모델을 이용하면서 시공인원이 잘 판별하면 위험을 예방하거나 옮길 수 있다. 특히 시공환경 분야, 시공소음, 수질 오염 등의 문제점을 분석할 수 있다. 친환경공사는 복잡하고, 시간주기도 길어서 자원과 에너지를 많이 소모하기 때문에 친환경위험관리에 적합한 판별이 필요하며, 이를 통해 지속 가능한 발전을 할 수 있다.

• 한국공간정보시스템학회 논문지
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• 제9권2호
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• pp.55-66
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• 2007

21세기에 이르러 육상에너지 자원의 고갈과 점차 심화되는 세계 에너지난에 따라 해양광물자원에 대한 관심도가 증대되고 있다. 또한 세계 연안국들은 배타적경제수역(EEZ) 체제로 돌입하면서 자국의 해양관할권 확대를 위한 경쟁도 더욱 치열해지고 있다. 특히 1996년 1월 UN 해양법 협약에서 EEZ 개념이 도입되면서 각국의 갈등은 더 심화되었고 연안국간 EEZ 경계를 획정해야 하는 문제를 초래하였다. 우리나라의 경우에도 주변국과 EEZ가 중첩되기 때문에 경계획정을 위하여 관계국과의 협상이 시급한 실정이다. 이러한 협상에 대비하여 EEZ 내의 자원분포, 해저지질, 기존의 협정, 해양법 등과 같은 자료의 확보가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 분산적으로 관리되고 있는 기존 자원조사 자료를 분석하고 자료의 유형별 적합한 데이터베이스 표준안을 확정하여 이를 기반으로 자료를 가공하고 정리함으로써 EEZ 해양자원 조사의 결과물들을 효율적으로 관리할 수 있도록 하였다. 또한 구축된 데이터베이스에 존재하는 위치정보와 속성정보들을 상호 연계성과 전문적인 표출방안 등을 고려하여 다양한 정보를 효율적으로 표출할 수 있는 EEZ 해양자원정보시스템 (MRIS)을 개발하였다. 본 시스템은 GIS(Geographic Information System)을 이용하여 표출된 공간데이터를 다양한 공간 분석과 공간검색 기능 등을 이용하여 분석함으로써 EEZ 지역별 경제성 비교 및 주요 정책 수립에 활용되도록 하였다. 아울러 본 시스템을 이용하여 향후 EEZ 지역별 해양자원의 지속적 관리와 제공이 가능하여 국가해양자원의 체계적 관리가 가능하다. 나아가 향후 주변국과 경계획정에 있어 유리한 협상 결과를 도출하기 위한 제반 정보 제공과 함께 다양한 의사결정지원이 가능할 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.105-108
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• 2011

유가의 급등과 화석 연료에 의한 온난화 현상은 재생 가능한 대체 연료에 대한 필요성이 요구되었다. 수송용 바이오 연료를 비교하였을 때 에탄올보다 높은 알코올 경우 휘발유와 비슷한 장점을 갖는데 그 이유는 높은 에너지 밀도와 낮은 흡습성을 갖기 때문이다. 이러한 이유로 미생물의 발효는 지속적인 에너지를 얻을 수 있는 잠재적 생산자라 할 수 있다. 본 연구에서는 생물학적으로 생산되는 알코올 성분에 대하여 두 종의 세균과 한종의 효모인 Escherichia coli와 Clostridium acetobutylicum 그리고 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여 바이오 알코올에 대한 세포 성장 정도와 함께 미생물내에 스트레스 반응 유전자들의 분석을 실시하였다. 분석한 알코올은 에탄올과 부탄올이며, 이들의 농도별 세균의 성장속도와 산화적 손상에 민감하게 반응하는 katG 유전자, 생물막 손상에 민감하게 반응하는 fabA 유전자, 단백질 손상에 민감하게 반응하는 grpE 유전자, 유전자 손상에 민감하게 반응하는 recA 유전자의 반응여부를 분석하였다. 그 결과, 에탄올과 부탄올 중 부탄올의 세포 독성이 더 높게 관찰되었으며, 부탄올의 경우 생물막 손상을 유발하는 세포내 독성효과를 지니고 있음을 확인하였다.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.35-42
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• 2014

Due to the development of civilization, the humans is privileged the rich of technologies for housing thermal environment. But, this kind of technological development caused enough trouble of energy excessive consumption. For solve this problem, many researchers strive to exploit the low energy sustainable techniques. For such a reason, the eco-friendly techniques of vernacular house are resurfacing. These traditional techniques are applied to a development of eco-friendly modern housing. They are no longer recognized as outdated products. On this context, this study proposes an scientific analysis on the thermal environment characteristics of Neolithic thatched-roof dugout hut(Um house). So far the several studies have been carried out in viewpoint of the history and structural compositions of the Um house which has been used as the normal housing for about 1000 years in the Neolithic era, however the thermal characteristics analysis of the Um house has never been studied. Um house is not a housing which has been composed by the scientific analysis or architectural design technology, but evolved empirically over a long period. This study on the thermal environment characteristics of Um house would provide basic information for the development of korean eco-friendly rural housing by korean climate characteristics. In this study, the thermal environmental characteristics of the Um house in the Neolithic era was analysed experimentally. The results of this study could be summarized as follows: 1. When the solar insolation and the ambient temperature in the daytime were $420W/m^2$ and $17^{\circ}C$ respectively, the surface temperature of the Um house roof covered with the rice straw was $37^{\circ}C$ and that in the roof $32^{\circ}C$, and in the conditions above the air temperature in the room was $15^{\circ}C$. 2. When the ambient relative humidity was 40%, that in the room of the Um house 50%, and at the ambient relative humidity of 90~100%, that in the room was 60%. 3. Through the experimental analysis, it was verified that the enthalpy and relative humidity is in an inverse relationship. 4. In general the comfort degree in the living space is changed with the seasonal climate, also in this study, the comfort degree in the room of the Um house in October and November was higher than that in May and June.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권3호
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• pp.198-205
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• 2010

본 연구에서는 순천만의 효율적인 관리 및 보존을 위한 기초자료 제공의 일환으로, 순천만 갯벌의 입도분포 특성 및 유기물의 특성을 파악하여 오염현황을 진단하는 것을 목적으로, 2009년 4월과 7월에 순천만 갯벌을 조사한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 순천만 갯벌은 대부분이 clay와 silt의 함량이 90% 이상에 해당하는 니질상(muddy facies)을 나타내었으며, 간조시 동천으로부터 유입된 하천수가 유하하는 수로에 해당하는 갯강에서는 사질상(sandy facies)이 우세하게 분포하는 것으로 나타났다. 순천만 갯벌의 분급도는 전체적으로 $1.9{\sim}3.8{\phi}$(평균 $2.5{\phi}$)의 분포를 보였으며, 왜도는 -1.5~3.2(평균 -0.3)를 나타내었고, 첨도는 1.5~14.1(평균 3.9)을 나타내었다. 이는 순천만의 갯벌은 세립질 퇴적물이 집중적으로 분포하고 있으며, 그리고 그중 일부는 다양한 입도를 가지는 퇴적물이 혼재되어 있고, 갯 강은 하천수의 유하에 의한 침식이 일어나고, 그 이외의 대부분의 지역에서는 퇴적이 일어나고 있다는 의미이다. 순천만 갯벌의 총유기물량(IL)은 5.75%로 타해역에 비해서 비교적 양호한 편이며, 부영양화 기준(COD; 20.0 mg/g dry, 황화물 0.2 mg S/g dry)보다 대부분지역에서는 낮은 값을 나타내었으나, 일부 지점에서는 기준을 초과하였다. 그리고 순천만 갯벌에 포함되어 있는 유기물은 대부분이 육상으로부터 유입된 것으로 추정된다. 순천만의 갯벌은 비교적 양호한 상태라고 판단되나 일부의 정점에서는 다소 높은 경향을 나타내고 있어 순천만의 보존을 위해서는 육상기인의 유기물 및 영양염류의 저감방안이 요구되며 지속적인 모니터링을 통한 관리가 필요하다고 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.545-553
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• 2017

Microalgae can offer an attractive way of generating renewable and sustainable biodiesel. Biodiesel derived from microagae can have lower impact on the environment and food supply than biodiesel produced from crops. But biodiesel derived from microagae have poor fuel properties at low temperature depending on their species. In this study, it was investigated that fuel characteristics of biodiesel derived from Tetraselmis sp. and cold weather performance of biodiesel blend (BD3, 3 vol.% biodiesel - 97 vol.% diesel). The startability and operability of the passenger car in BD3 was good at $-20^{\circ}C$.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.123-133
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• 2013

지구온난화 문제에 대한 대책으로 녹색 사업에 대한 관심과 투자가 높아지고 있다. 국내 건설 기업들도 기존 토목 및 건축 공종에서 신재생에너지 사업으로 영역을 확대해 나가고자 한다. 그러나 신재생에너지 사업은 투자경제성이 검증되지 않고 건설 기업들은 관련 리스크에 대해 명확히 인지하지 못하고 있다. 본 연구에서는 녹색 건설 사업의 일환으로 국내에서 수행되고 청정개발체제(CDM)사업으로 등록된 신재생에너지 사업의 투자경제성에 관한 단계별 분석을 수행하였다. 1단계에서는 UNFCCC에 등록된 국내 CDM 사업을 대상으로 분석을 수행하였으며, 그 결과 평균 IRR은 -3.19%로 사업들의 수익성이 저조한 것을 파악하였다. 2단계에서는 사업별(태양광, 풍력, 수력, 매립가스)로 IRR이 가장 낮은 사업을 선정하여 국내의 발전차액지원제도(FiT)와 탄소배출권(CER)판매를 통한 추가 수입을 적용하여 수익성 향상 여부를 정량적으로 분석하였다. 그 결과 투자경제성이 있는 사업은 매립 가스 및 풍력 사업이었으며 두 보조방안에도 불구하고 태양광 및 수력 사업은 수익성이 없었다. 또한 사업별로 보조방안의 비중이 상이한 것을 볼 수 있었는데 특히 FiT는 태양광, CER판매는 매립가스 사업이 가장 혜택을 보았다. 이에 비해 풍력 및 수력 사업은 보조방안으로 인한 추가 수입이 적은 것을 파악하였다. 4개의 대상 사업 중 매립가스의 IRR이 가장 개선되었으나 풍력사업이 NPV가 가장 높고 보조방안에 대한 의존도가 낮아 투자매력도가 좋은 사업으로 드러났다. 건설 기업들은 신재생에너지 관련 기술이 성숙하면서 경쟁력이 높아짐에 따라 장기적 관점에서 관련 사업에 투자와 경험을 구축하는 것이 중요할 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제28권6호
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• pp.556-567
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• 2019

세계적으로 그린빌딩, 스마트빌딩 등과 같은 마이크로 워터 그리드 단위의 초고층 빌딩이 증가되는 추세로 수자원과 에너지의 수요증대 등과 같은 문제를 해소하기 위해 그린빌딩 인증 제도가 시행되고 있다. 그러나 마이크로 워터 그리드 단위의 그린빌딩 인증제도 내에서 전력과 에너지 분야는 활발한 연구개발사업이 진행되고 있는 반면 수자원의 연계·연속 활용을 통해서 물의 재이용, 물 절약 등과 같은 지속가능한 수자원의 활용에 대한 연구는 다소 미흡한 상태에 있다. 따라서 본 논문에서는 그린빌딩 인증제도에서 다중수원의 연계연속 활용을 위해 수자원 부문에 대한 특성과 한계점을 분석하고, 마이크로 워터 그리드 단위의 그린빌딩이나 스마트빌딩 및 복합단지 내외에서 상수, 자연 및 대체수자원 등과 같은 각종 수자원이 연계연속 활용할 수 있는 평가방법과 성능평가기준을 제시하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1057-1064
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• 2014

최근 전세계적으로 재생에너지의 관심이 증가하고 있다. 그 중 많은 관심을 받고 있는 것이 상대적으로 낮은 온도의 폐열을 사용하는 유기랭킨사이클(ORC)이다. 유기랭킨사이클은 기존의 증기터빈사이클과 유사한 기술을 사용하지만 낮은 온도의 폐열을 사용하기 위해서 증기대신 냉매를 작동유체로 사용한다. 작동유체를 냉매로 사용함으로 인해 이상기체 가정을 사용할 수 없고, 이는 ORC 시스템에 이용되는 터빈의 설계를 좀 더 복잡하게 만든다. 또, 냉매의 큰 분자량과 복잡한 분자구조로 인하여 낮은 음속을 가지게 되고 이로 인해서 쉽게 초킹 조건에 접근하게 된다. 본 연구에서 R245fa를 작동유체로 하여 입구온도 $124^{\circ}$에 팽창비 9 의 조건에서 터빈의 효율을 증가시키기 위해 다단으로 설계된 아음속 ORC 터빈을 설계하는 과정과 터빈의 성능에 대하여 설명하고자 한다. 설계된 터빈은 200kW 급의 ORC 발전 시스템에 사용될 예정이다.