연도별 연구과제 124 페이지첫페이지로 이동

편서풍 파동이 생성되는 요인 중 하나로 지형 효과가 있다. 이에 지형이 달라진다면 편서풍 파동의 양상이 달라질 것이라 예상하였고, 이에 변화를 정량화시키고자 하였다. 따라서 본 연구에서는 회전 원통 실험장치로 지형의 여러 조건에서의 편서풍 파동의 모습을 확인하고, 이를 분류하는 실험을 진행하였다. 기존의 회전원통 실험 장치뿐만 아니라 직접 회전원통 실험 장치를 제작하여 실험을 진행하고자 하였다. 현재 실험 장치를 통해 로스비파를 나타낼 수 있는 환경을 마련하였으며, 추후 지형을 제작하여 본 실험을 진행하고, 실험 결과를 시각화하여 정량화하는 과정이 필요하다. 본 연구를 통해 편서풍 파동의 모양만 보고도 지형을 유추할 수 있는 지표가 마련될 것으로, 외계 행성의 지형을 유추하는 데에도 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

주제어: 편서풍 파동, 지형 효과, 실험 기기, 로스비파

이 연구는 원분 다항식의 특성과 응용 가능성에 대해 다룬다. 원분 다항식은 1의 원시 n제곱근을 근으로 가지는 다항식이다. 원분 다항식은 정수 계수의 기약 다항식이며 소수의 배수성에 있어서도 특수한 성질을 가진다. 원분 다항식의 성질을 이용하여 n으로 나눈 나머지가 1인 소수가 무한히 많음을 2가지 방법으로 보인다. 또한 원분다항식에서 이용했던 복소평면을 확장하여 사원수로 공간의 위치를 표현하고 회전 연산을 구현한다. 마지막으로 복소평면에서의 연산을 공간상에서 사원수로 구현한다.

주제어: 원분다항식, 디리클레 방정식, 정수론, 사원수

썰매는 다양한 연령층이 즐기는 활동이다. 그러나 재미를 느끼기 위해 무리하게 속도를 높이다가 안전사고로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 특정 가속도 및 속도의 구간에 최대한 빨리 진입하여 유지하도록 하는 것이 목표이다. 썰매의 속도에 영향을 주는 요인은 크게 마찰력, 공기 저항 력으로 나눌 수 있다. 따라서 저항을 주기 위한 날개 장치를 관성과 용수철의 탄성으로 진동시켜 조절하고, 저항 장치를 이용하여 바람에 의하여 날개의 각도를 조절할 수 있도록 하였다. 이를 간이 썰매에 적용시켜 실험하였고, 풍속에 따른 저항의 크기가 지수함수 꼴로 증가하는 것으로 보아 풍속에 의한 저항을 성공적으로 증가시켰다고 볼 수 있다. 하지만 관성에 의한 장치는 실험적 환경에 의하여 보완이 필요한 것으로 관측된다.

주제어: 썰매, 저항 장치, 풍속, 날개 장치

본 연구의 목적은 슬릿을 통과하는 유동 굴절 현상 해석하는 것이다. CFD, 풍동 실험을 통해 유동 굴절 현상이 발생하는 원인이 정체지점 형성으로 인한 국부적인 압력 상승과 역압력구배로 인한 유동 박리라는 것을 밝혀내었다. 이후 Stratford의 이론을 이용하여 슬릿과 인접한 영역에서 유동 박리면의 접선의 기울기가 (*공식 [붙임파일 초록 참조])와 같이 표현되며, 이는 Reynolds numbers(이하 Re)에 의존한다는 것을 알아내었다. 이를 통해 유동 박리 현상에서의 굴절각이 Re에 의존할 것이라고 예상하였다. CFD를 통해 유동 굴절각이 Re가 증가함에 따라 증가후 감소 경향을 보인다는 것을 수치해석적으로 구하였으며, 풍동 실험을 통해 검증하였다.

주제어: 유체역학, 굴절, 유동 박리, 풍동 실험, CFD

본 연구는 문제가 되고있는 미세플라스틱이 우리나라 주변 해양에 어떻게 분포할지를 한반도 주변의 해저지형 모델과 해류 시뮬레이션을 통해 알아보기 위해 시작되었다. 본 연구는 우리나라 주변, 특히 서해에서 어떤식으로 미세플라스틱이 흘러가고 분포하는지에 대한 지도를 제작하고, 그것이 사람들에게 어떤 피해를 가져올지에 대한 예측 모델을 생산하는 것이 목적이다.
바다에 버려지는 많은 인류의 쓰레기는 최근 큰 관심을 받고 있으며, 모두가 함께 해결해야하는 문제이다. 본 연구를 진행함으로써 우리나라 주변의 해류가 서해에서 미세플라스틱을 옮기는 경로와 그 속의 미세플라스틱의 양에 대한 분석, 그로 인해 얼마나 많은 해양생물에 미세플라스틱이 남아있는지 정량적으로 알아낼 수 있을 것으로 기대한다.

주제어: 해류, 미세플라스틱, 시뮬레이션, 모델링

새집증후군은 아파트 신축과 관련하여 지속적인 건강 문제로 대두되고 있다. 이 증후군의 주요 원인은 휘발성 유기 화합물(VOCs)로 Formaldehyde(FA)가 가장 큰 영향을 미치고 있다. 그러나 상용화된 FA 검출 센서는 높은 가격으로 인해 접근성에 한계가 있다. 이에 따라, 우리는 FA 검출을 위해 비용 효율적이고 고감도인 로다민 6G 유도체를 이용한 형광센서를 개발하였다. 농도, pH, 온도 변화 등 다양한 조건에서 기체 상태의 FA를 효과적으로 검출할 수 있도록 하이드로겔 형태로 상용화함으로써 이 기술을 더욱 발전시키는 것을 목표로 하고 있다. 이 방법은 현재의 한계를 해결 하고 새로운 주택 환경에서 FA 노출을 확인하고 관리하는 데 널리 사용될 수 있는 실용적인 해결 책을 제공할 수 있을 것이다.

주제어: 새집증후군, Rhodamine 6G, 형광센서, Agarose Hydrogel

pH측정할 때 사용되는 상업용 pH 지시지는 제작, 포장, 폐기 과정에서 다양한 환경 오염을 초래할 수 있다. 이러한 문제점을 파악하게 된 후 친환경적인 pH 변색성 필름 제작의 필요성을 느끼게 되었고 이 필름을 제작하기 위해 블루베리에서 추출 가능한 pH 변색성 천연 색소인 안토시아닌을 이용하기로 하였다. 본 연구에서는 블루베리 속에 들어있는 안토시아닌을 추출한 후 DMF 용액과 polyacrylonitrile 물질의 혼합물에 섞어 pH 변색성 필름을 합성하고 필름으로 사용되기 적절한 DMF 용액과 polyacrylonitrile 물질 사이의 비율을 알아보고 아가로오스를 이용하여 인체에 무해한 pH 변색성 필름을 제작해보고자 한다.

주제어: 안토시아닌, DMF, polyacrylonitrile, 아가로오스, pH

일반적으로 지진계에는 용수철 또는 실이 이용되어 자석과 코일의 전자기 유도로 진동을 측정한다.
지진계의 정확도를 높이기 위해 관성을 크게 할 수 있는데 이 연구에서는 기존에 쓰이던 용수철이나 실이 아닌 방법을 이용해 지진계의 구조를 바꾸어 정확도를 높이려고 하였다. 그리고 지반과 건물의 움직임을 분리시키는 면진구조의 원리를 지진계에 적용시켜 진동을 정확히 나타내려고 하였다. 기존에 쓰이던 방법으로 만든 지진계와 면진구조를 적용한 지진계를 진동실험을 통해 진동을 얼마나 잘 나타내는지 확인했다. 면진구조를 이용한 지진계는 진동이 기록되는 시간 길이는 잘 나타내었지만 장치가 원래 위치를 이탈하면서 불규칙적인 진동 결과가 나왔다. 이를 개선하고 면진구 조를 이용한 완전한 지진계를 만들기 위해 상자 형태의 지진계를 제작했다. 실험 결과를 통해 면진 구조를 이용한 지진계가 기능할 수 있고 진동길이와 진동의 개형을 잘 나타낼 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다.

주제어: 지진계, 면진구조

위 연구는 집단 동물 간에 행동들을 관찰하며 로지스틱 사상을 통해서 개체군에 개체수 변화를 관찰하고 기존 군집 모델에서 포식자 개념을 추가함과 동시에 포식자-피식자-서식지(먹이)를 고려한 시뮬레이션 모델을 개발할 수 있다. 이때 사용자는 포식자를 직접 이동시킬 수 있으면 포식자의 이동을 통해 피식자의 이동 양상을 알수 있다. 이러한 포식자의 접근에 대한 피식자의 군집행 동을 예측할 수 있다면 메뚜기 떼의 퇴치, 원양어업 등에 사용될 수 있을 것이다.

최근 생체인증 방식을 사용하는 빈도가 증가함에 따라 일상생활에서 개인정보가 유출되어 범죄에 이용되는 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 개인정보가 유출되면 정신적 피해와 재산적 피해를 가져 오는 것은 물론이고, 범죄에 악용될 수 있으며 정보를 재식별하는 과정에서 2차 피해가 발생할 수도 있다. 이에 따라 도용하기 어려우며 유출 시에도 이를 악용하기 어렵도록 필체를 통해 개인을 식별하는 기술을 사용해 특정 상황에서 효율적인 자동 대출 및 반납 시스템을 구현하고 더 나아가 보안이 취약한 다른 시스템을 대체할 수 있을 가능성을 확인하기 위해 이 연구를 진행하였다.

주제어: 손글씨, 필적 감정, 딥러닝, 대출 반납 관리

본 연구는 에어로졸에 의한 열수지 변화를 알아보고 분석하는 교구를 제작해 일반인들의 열수지에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 하며, 에어로졸을 투입해 열수지를 측정하는 교구를 제작하였다.
에어로졸이 없는 대조군, 화산재를 대체한 실리카 분말과, 검댕을 대체한 숯가루의 경우로 나누어서 실험했다. 제작한 실험 장치에서의 열수지 식을 설계 후, 아두이노로 센서로부터 값을 입력받고, 열수지를 출력할 수 있도록 설계했다. 실험결과, 실리카 분말을 넣었을 때, 열수지의 크기가 낮게 나타났고, 숯가루를 넣었을 때, 열수지의 크기가 높게 나타나, 복사강제력의 변화로 인해, 에너지 교환이 변화되었다는 것을 알 수 있었다. 또한, 세 가지 대기 조건에서 열수지 크기의 경향성은 비슷하게 나타나, 에너지 교환 방식은 동일했다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해, 대기 조건에 따라 열수지의 크기가 변화함을 실험적으로 검증하였고, 대기조건 변화에 따른 열수지에 대한 이해를 높일 수 있었다.

주제어: 에어로졸, 열수지, 에너지, 기온, 열

본 연구에서는 낙엽들을 바이오에탄올로 만드는 과정에서 전자레인지만을 이용하는 전처리 과정을 제시하고 그 효율을 기존 방법과 비교하였다. 기존에 제시된 고압멸균법이나 교반침지법은 처리 시간이 오래 걸린다는 단점이 있어 적은 시간이 소요되는 microwave irradiation을 이용한 것이다.
산과 염기 용액에 대해 각각 고압멸균법과 microwave irradiation을 시행하여 낙엽 리그닌 제거율과 당 전환 정도를 측정하고 비교했다. 리그닌 제거 정도는 고압멸균법이 더 높은 양상을 띄었지만, 당 전환 정도는 microwave irradiation이 더 높은 양상을 띠는 것을 확인하였다. 결과적으로 microwave irradiation이 고압멸균법보다 시간을 단축하면서도, 더 높은 당 전환 효율을 얻는 방법임을 알게 되었다.

주제어: 낙엽, 리그닌, 효소 당화, autoclaving, microwave irradiation