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본 연구는 유동층 내 낙하 물체의 힘과 운동을 정량 분석하고 동적 특성이 미치는 영향을 규명하였다. 규사 유동층에 금속구를 낙하시켜 고속 촬영으로 운동 데이터를 얻고 Savitzky–Golay 필터와 푸리에 변환을 적용해 주기적 진동을 분석하였다. 약 29.3 Hz의 진동이 관측되었으며 이는 버블 생성 주기와 일치하였다. 진동 세기와 가속도 진폭의 상관관계를 통해 유동층 진동이 실제 운동력임을 검증하고, 이를 반영한 모델을 제시하여 실험 결과와 일치하는 낙하 곡선을 재현하였다.

주제어: 유동층, 낙하, 진동, 푸리에 변환, 모델

본 연구는 Kelvin Water Dropper(KWD)를 직접 제작하고, 다양한 변수 조절을 통해 전위차 형성에 가장 효과적인 조건을 탐색하는 것을 목적으로 한다. KWD는 낙하하는 물방울의 위치 에너지를 이용하여 정전기적 전위차를 형성하는 장치로, 외부 전원 없이도 작동한다는 점에서 친환경적이라는 장점을 가진다. 본 실험에서는 물의 전기전도도, KWD의 구조를 비롯한 여러 요소를 변화시키며 가장 최적의 구조를 찾는 것을 목적으로 한다. 오실로스코프를 이용한 정밀한 전위차 측정을 통해 실험의 정량성을 확보하였다. 또한, 반복측정을 통해 정밀도를 확보하였다. 연구 결과, 액체의 전기전도도가 낮을수록 전위차가 더 크게 형성된다는 것을 확인할 수 있었다.

주제어: 켈빈 워터 드로퍼, 양성 피드백, 전위차, 정전기 유도, 전기전도도

정규표현식(Regular Expression)은 다양한 문자열 검색 작업에 널리 사용되지만, 특정 패턴과 입력의 조합에서는 탐색이 급격히 증가하여 정규표현식 기반 서비스 거부 공격(ReDoS)을 유발할 수 있다. 본 연구는 이러한 ReDoS 공격을 효과적으로 방지하기 위해, 탐색 경로에서 반복량이 기준치 이상 증가할 경우에만 메모이제이션(Memoization)을 적용하고 반복량을 기반으로 탐색을 조기 종료하는 최적화 기법을 제안한다. 기존 연구는 모든 탐색 지점에 메모이제이션을 일괄적으로 적용함으로써 공격 대응 성능은 확보했지만, 여전히 일부 악의적 입력에 대해 시간 및 메모리 소모가 커지는 문제점을 가졌으며, 새로운 형태의 공격에 대응하지 못한다는 한계를 가졌다. 본 연구의 방법은 필요한 부분에 한정하여 상태 저장을 수행함으로써 조기 종료를 위한 기준 저장에 사용되는 메모리 사용량을 절감, 충당하면서 보안성 측면에서 더 나은 효율을 유지하였다.

주제어: Regular Expression, ReDoS, 선택적 메모이제이션, 시간복잡도 완화, 조기 종료

디지털 이미지 유통 과정에서는 JPEG 재인코딩, 리사이즈, 블러, 가우시안 노이즈 등 신호처리 변환이 상시 발생해 스테가노그래피의 복호 안정성을 저해한다. 본 연구는 DTCWT 기반 부호기반 인코딩을 제안해 대칭 방향쌍의 관계부호로 비트를 표현하고, 중복 삽입을 가중 다수결로 판정하도록 설계했다. BOSSBase 그레이스케일 데이터를 대상으로 DWT와 기본 DTCWT와 동일 페이로드, 좌표 정책으로 비교한 결과, 신호처리 공격 전 범위에서 제안 기법의 BER과 NHD가 일관되게 최소화되어 메시지 복호 신뢰도가 크게 향상됨을 확인하였다. 또한 본 연구에서 개발한 DTCWT는 실제 유통 경로에 근접한 파이프라인에서 낮은 왜곡과 높은 복원성을 동시에 달성했다.

주제어: 이미지스테가노그래피, DTCWT, 부호기반인코딩(SBE), 신호처리공격, 강인성

소행성의 형태는 궤도 예측, 탐사선 착륙 지점 선정, 태양계 형성과 진학의 이해에 있어 중요한 요소이다. 연구 대상은 NASA의 What’ s Observable? 및 Horizons System을 통해 683 Lanzia로 선정하여 덕흥천문대에서 원격 관측을 진행했다. python 프로그램을 통해 소행성의 light curve를 얻었고, 배경별과 비교해 오차를 보정했다. 이를 토대로 flux의 최대 • 최솟값을 이용해 소행성의 （장반경）/（단반경） 값을 계산했으며, meshlab에서 제공된 실제값과 비교했다. 추가적으로, DAMIT 프로그램을 활용해 소행성의 모양을 예측했다. 본 연구는 소행성의 light curve 분석과 형상 추정을 통해 적은 양의 데이터로도 진행한 분석의 타당성을 밝히는 데 의의가 있다.

［주제어: 소행성，광도곡선, 형태 추정］

이 연구는 박테리아의 Quorum Sensing, 즉 세포 간 신호전달이 박테리아의 중금속 흡수 기작에 있어서 어떤 영향을 미치는지 탐구한 연구이다. 박테리아로는 Bacillus subtilis를 사용하였으며 신호 전달 물질로는 Bacillus subtilis의 대표적인 신호 전달 물질인 Surfactin을 사용하였다. 본 실험에서는 박테리아의 신호 전달 물질의 유무에 따른 Pb²⁺의 흡수량을 분석하였다. 실험 결과 세 번의 실험에 대하여 신호 전달 물질을 추가적으로 제공하였을 때 더 많은 Pb²⁺ 흡수량을 보였다. 이를 통해서 Quorum Sensing이 박테리아의 중금속 흡수에 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었으며 환경 정화를 효율적으로 할 수 있음을 간접적으로 밝혀내었다.

주제어: 중금속 면역 박테리아, 중금속 흡수, 쿼럼 센싱, QS 신호 전달 물질

바이오필름은 미생물이 형성하는 3차원적인 보호구조로, 정수기나 수도관 등에서 위생 문제를 일으킨다. 본 연구는 식물 유래 성분의 대장균 바이오필름 형성 억제 가능성에 대해 알아보기로 했고, 이 때 용매로 사용되는 DMSO가 바이오필름에 주는 배경 영향도 확인해 보았다. 그 결과, 4% DMSO에서 대장균의 바이오필름 형성이 가장 활발했으며, 4% 이하에서는 형성이 촉진되고 4% 이상에서는 억제되는 경향을 보였다. 또한, palmatine의 경우 유리와 플라스틱 모두 공통적으로 64μg/mL 이상의 농도에서 바이오필름 형성을 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 palmatine은 대장균의 유리 및 플라스틱(PS) 표면에서의 바이오필름 억제 효과를 가지고 있다고 볼 수 있다.

주제어: palmatine chloride, 바이오필름, E.coli, DMSO

본 연구에서는 중금속 오염 수처리 기술로 주목받고 있는 하이드로겔 흡착제의 성능을 비교하고, 재사용 가능성에 대한 정량적 분석을 수행하였다. 실험에 사용된 하이드로겔은 알긴산과 키토산을 기반으로 해서, 실험실에서 직접 합성하였다. 두 종류의 하이드로겔의 납( 강 ) 이온 흡착을 실험한 결과, 알긴산 기반 하이드로겔이 키토산 기반 하이드로겔에 비해 더 높은 흡착 용량을 나타냈다. 또한, 하이드로겔의 재사용성을 평가하기 위해 탈착 시간을 구분하여 흡착-탈착 사이클을 6회 반복하며 흡착 용량의 변화를 측정하였다. 재사용이 진행될수록 흡착 성능은 점차 감소하였다. 이러한 성능 저하의 원인을 규명하기 위해 UV-vis 분광 광도법으로 납 이온의 농도를 정량 분석한 결과, 초기에는 잔류 이온의 축적이, 반복이 거듭될수록 하이드로젤 내 작용기의 손실이 흡착 성능 저하의 주요한 원인으 로 분석되었다. 결론적으로, 본 연구에서는 두 종류의 천연 고분자 기반 하이드로겔의 납 이온에 대한 흡착 성능과 재사용 과정에서의 성능 저하를 실험적으로 규명하였다. 이러한 연구 결과는 향후 하이드로겔 흡착제의 재생 효율 향상과, 친환경적이고 지속 가능한 수처리 흡착 소재 개발에 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

주제어: 하이드로겔, 흡착, 흡착 용량, 재사용

본 연구는 알긴산 비드의 반지름에 따른 흡착 효율과 기계적 안정성 사이의 상충 관계를 분석해 목표 시간 안에 목표 제거율에 도달할 수 있는 최대 반지름을 최적 반지름이라 정의한 후 이를 도출하는 것을 목표로 한다. 이를 위해서 Pb²⁺-알긴산 비드 계의 평형 흡착량은 Sips 모델을, 동역학적 확산은 LDF-등온선 모델을 통해서 각각 표 현하였다. 실험을 통해서 Sips 모델의 매개변수를 구한 후, 이를 Python 기반 LDF-모델을 이용해 반지름과 kLDF 사이의 관계를 분석한 결과, 초기농도 1000ppm, 비드 투입량 1g/100mL인 초기조건에서 15분 안에 90%의 제거율 을 달성할 수 있는 최적 반지름은 약 2.6mm로 도출되었다. 이후에, 이를 같은 조건에서 3회 진행한 실험에서도 892~906ppm의 제거율을 보이면서 모델 예측과 일치함을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구는 내부 확산이 지배적인 다공성 비드에서 목표를 충족할 수 있는 최적 반지름이 존재함을 규명하였으며, 알긴산 비드 외에도 펙틴, 키토산과 같은 내부 확산 지배 다공성 비드의 설계 과정에 적용 가능한 기준을 제시하였다.

주요 단어: 알긴산 비드, Sips 모델, LDF-등온선 모델, 흡착 효율, 기계적 안정성

Abstract This study aims to determine the optimal radius of alginate beads by analyzing the trade-off between adsorption efficiency and mechanical stability as the bead radius varies. The optimal radius is defined as the maximum bead size that can achieve a target removal efficiency within a given time. The equilibrium adsorption behavior of the Pb²⁺–alginate bead system was described using the Sips isotherm, while the diffusion-controlled kinetics were represented by the LDF model. After experimentally determining the Sips model parameters, the relationship between bead radius and the LDF rate constant was analyzed through a Python-based kinetic simulation. Under the initial conditions of 1000 ppm Pb²⁺ and a bead dosage of 1 g per 100 mL, the optimal radius required to reach 90% removal within 15 minutes was calculated to be approximately 2.6 mm. Subsequent verification experiments conducted three times under the same conditions removed 892–906 ppm of Pb²⁺, demonstrating strong agreement with the model prediction. Overall, this study confirms the existence of an optimal radius that satisfies performance requirements in diffusion-controlled porous bead systems and provides a quantitative design framework applicable not only to alginate beads but also to other beads such as pectin and chitosan.

Keywords: Alginate Bead, Sips model, LDF-model, absorption efficiency, mechanical stability

본 연구에서는 풍력 에너지를 활용한 양수 에너지 저장 시스템의 효율을 비교하기 위해 WEPS(Wind-Electric pumped Storage)방식과 본 연구에서 제안하는 DWPS(Direct Wind-Pumped Storage)방식의 성능을 비교하는 실험적 연구를 수행하였다. WEPS방식은 풍력 발전으로 생성된 전기를 모터와 펌프를 통해 양수 저장에 사용하지만, DWPS 방식은 풍력장치를 펌프에 직접 연결하여 물을 양수하기 때문에 에너지 변환 단계를 줄이고 손실을 최소화할 수 있다. 연구를 위해 두 방식을 모형화한 실험 장치를 제작하고, 주요 설계 변수들을 변경하면서 각 에너지 변환 단계별 동력과 효율을 측정하여 비교하였다. 실험을 통해 DWPS 방식의 효율적 우세를 검증하고 활용방안을 제안 하였다.

주제어: 양수 에너지 저장, PHES, Pumped Hydro Energy Storage, 에너지 효율

마이크로컨트롤러(microcontroller unit, MCU)는 금융, 통신, 생체인증 등 다양한 분야에서 민감한 정보를 보호하는 데에 사용된다. MCU의 보편화와 함께 이를 공격하는 다양한 기법들이 활발히 연구되고 있으며 그 중 대표적인 방법으로 시스템 내부에 인위적으로 오류를 주입하여 보안 기능 을 우회하거나 정보를 유출시키는 오류 주입 공격(fault injection attack)이 있다. 본 연구에서는 특히 고출력 레이저를 사용해 MCU 내부 회로에 일시적인 오류를 유발하는 광학적 오류 주입 공격(optical fault injection)을 다룬다. 기존 연구들은[1,2] 주로 레이저를 조사하는 위치에 따라 발생하는 오류를 결과론적으로 분석하는 데 집중해 왔다. 그러나 이러한 접근법은 오류가 발생한 이 후의 전파 경로를 규명하지 못해 복잡도가 높은 현대 MCU 프로그램에 적용하는 데에는 한계가 있다. 따라서 본 연구는 실험 및 시뮬레이션을 통해 수집한 데이터를 바탕으로 인과적 모델링을 통해 오류가 MCU 내에서 전파되는 경로를 밝히는 것을 목표로 한다.

주제어: 광학적 오류 주입, 오류 전파 경로, 인과추론

본 연구는 체인링의 반지름 변화가 자전거 구동계의 마찰 손실에 미치는 영향을 규명하고자 진행되었다. 앞, 뒤 체인링 반지름을 동일하게 설정하고, 크랭크 축에 질량체를 매단 뒤 자유 회전을 유도하여 체인 구동 시 발생하는 동역학적 거동을 관찰하였다. 라그랑지안 등 해석역학적 이론을 도입 해 실험에 대한 분석을 진행한 뒤 실제 실험을 진행하여 효율을 극대화하는 반지름이 존재할지 혹은 단조적인 경향성을 보이는지 분석한다. 본 실험을 진행하기 전에, 우드락 표면에서 실에 의해 발생하는 마찰을 확인하는 간이 실험을 진행한 후 이를 분석하고 수정 및 확장하여 본 실험을 진행하 였다. 이러한 과정을 통해 체인링 반지름과 구동 효율 간의 상관성을 체계적으로 고찰하고 자전거 구동계 효율 연구에 기초 자료를 제공하고자 한다.

주제어: 체인링, 마찰, 에너지, 회전