연도별 연구과제 191 페이지첫페이지로 이동

본 연구는 점토광물의 일종인 Bentonite를 이용하여 중금속 흡착과 유기물 흡착 및 미세플라스틱 제거 등 수질정화에 관한 기능성을 알아보기 위한 연구이다. 여러 자료를 통해 점토광물에 대해 알아본 결과 양이온 교환용량(cation exchange capacity, CEC)이 크고 층간 팽창 정도가 큰 Montmorillonite계의 Bentonite가 실험에 가장 적합하다고 판단하였으며, Bentonite를 이용하여 현재 대두되고 있는 환경문제 중 수질오염을 해결하기 위한 실마리를 찾고자 연구를 진행하게 되었다. 수질이 나쁠 것으로 판단되는 하천 지역을 선정하여 시료를 채취한 후, 중금속, 유기물, 무기물 흡착 실험을 통하여, Bentonite의 수질오염의 원일 물질 제거 기능 뿐만 아니라 점토광물이 수질 개선에 이용될 수 있다는 가능성을 제시하려 한다.

▪ 주제어: 점토광물, Bentonite, 중금속 흡착, 유기물 흡착, 수질 정화

본 연구의 목표는 소형 수조에서 수심에 따른 다양한 해파의 재현이 가능하고 해파의 물리적 특성을 연구할 수 있는 피스톤식 조립식 다단형 해파 발생기를 제작하는 것이다. 대략 길이 4m, 폭 30cm, 높이 40cm의 소형 수조를 제작하고, 선형 엑추레이터를 이용한 조파 장치를 적용하였다. 트래커를 활용한 파고 측정 시스템의 제작과 반사파 제거를 위한 소파 블록 제작, 모형 수조에서 재현 가능한 다양한 연안 지형과 이에 따른 해파의 진행 과정을 재현하고 이를 정량적으로 분석할 수 있는 구조체와 측정 과정에 대한 연구이다.

▪ 주제어: 조파수조, 파고측정, 조파기

0.6m 천체망원경과 4K CCD를 이용하여 산개성단 M44에 대하여 B, V 시계열 측광 관측을 수행하였다. 관측은 2020년 4월 1일에서 2021년 5월 22일까지 V 필터 29일 밤 1,7775장의 영상과 B 필터 23일 밤 3,1018장의 영상을 얻었다. 획득한 영상은 Maxim DL을 이용하여 전처리와 구경 측광을 수행하였다. 성단 내 7개의 변광성 HI Cnc, BV Cnc, EP Cnc, BN Cnc, BU Cnc, BS Cnc, eps Cnc에 대한맥동 주기 분석은 Period 04(Sperl)와 AAAVOS(미국아마추어천문학회)에서 제공하는 Vstar를 이용하여 구하였다. HI Cnc 맥동주기는 23.661(c/d), BV Cnc는 20.259(c/d), EP Cnc는 16.161(c/d), BN Cnc는 27.268(c/d), BU Cnc는 18.618(c/d), BS Cnc는 17.035(c/d), eps Cnc는 24.664(c/d)의 주기를 보였는데 BU Cnc 이외는 이전의 연구 결과와 잘 일치하고 있다.

▪ 주제어: 산개성단, M44, 맥동 변광성, 주기 분석

이 연구는 영산강 하상퇴적물을 대상으로 입도, 원마도, 지화학적 특성을 분석하였다. 퇴적물의 입도는 지형적 영향을 가장 많이 받아 상류에서 하류로 이동할수록 세립해진다. 상류는 자갈과 모래 퇴적물, 중류는 모래 퇴적물, 하류는 실트와 점토 퇴적물이 많다. 상류에서 하류로 이동할수록 입자가 큰 조립질 퇴적물은 원마도가 증가한다. 그러나 세립질 모래(2～4Ø)는 반대 경향이 나타난다. 퇴적물의 지화학적 성분 함량은 상류에서 하류로 갈수록 증가하는 경향이 강하다. 퇴적물의 성분 함량에 영향을 주는 조절 요인은 입도 61.10%, 주변 지질 17.16%, 오염 10.91% 정도가 영향을 주는 것으로 판단된다. 수질은 영산강 상류 지역에서 보통 Ⅱ～Ⅲ 등급이며, 중류로 갈수록 Ⅳ～Ⅴ 등급으로 악화되고, 하류에서 Ⅲ～Ⅳ등급으로 약간 개선된다.

▪ 주제어: 영산강, 퇴적물, 입도, 원마도, 지화학적 특성, 수질

여러가지 신·재생 에너지가 개발되어가며 풍력 에너지가 주목을 받고 있지만, 아직 우리나라는 외국에 비해 풍력 발전에 대해 많은 부분이 빈약하다. 때문에 근 40년 간의 풍속 자료 분석을 통해 발전 효율을 높일 수 있는 방법을 찾고자 한다. 87만여개 숫자의 풍속 자료를 일일이 특정 기준에 따라 분류할 수 없었기에, fortran을 사용하였다. 분류된 풍속 자료를 시각화 시켜 40년 간 각 지역 풍속의 변화를 도출하고 이를 통해 향후 풍속의 변화 양상을 예측하여, 풍력 발전기의 신설 위치를 예측해 본다.

▪ 주제어: 관측소, 전력량, 풍력발전, 풍속

조선의 독자적 천문의기인 소간의를 복원하여 실제 교육 현장에 교재로서 활용하고, 그 효용성을 검증하려 하였다. 먼저 고천문학과 소간의의 이론적 배경에 대해 전문자 자문을 얻었고, 자문 내용을 바탕으로 하여 1차, 2차 시제품을 제작하였다. 1차 시제품은 스티로폼을 이용해 수제작하였고, 실제 크기와 동일하게 복원했으나 강도, 부품 손실 등의 문제로 실관측이 불가하다. 2차 시제품은 3D 프린터를 이용해 실제 크기의 약 1/5 크기로 제작하여 제한적인 관측이 가능하다. 2차 시제품을 이용해 총 두 차례에 걸쳐 α UMi, λ Sco에 대한 관측 시험을 진행했으며, 천체 좌표를 어느 정도 정확하게 측정할 수 있음을 확인했다. 또한 학생들의 이해를 돕기 위하여 추가적으로 웹사이트도 제작하였다. 향후 완전 복원을 진행한 후, 학교 현장에서 소간의의 교육적 활용성을 검증할 것이다.

▪ 주제어: 고천문학, 소간의, 교구, 현대적 복원, 3D 모델링

최근 스페이스 X사의 스타링크 프로젝트를 비롯하여 수 십년 동안 쏘아 올려진 인공위성으로 인해 천체 사진 촬영 및 관측에 지장이 가는‘천문관측교란 현상’이 빈번하게 발생하고 있다. 현대에는 stellarium을 비롯한 다양한 인공위성의 궤도를 예측할 수 있는 프로그램이 있지만, 군사 위성과 같이 정보를 기입할 수 없는 위성처럼 예외가 존재한다. 이에 착안하여 본 연구에서는 DSLR 카메라를 이용하여 거문고 자리를 지나는 인공위성을 가이드 촬영하고, 한 방위에 대한 고정 촬영을 하여 계절별, 날짜별 인공위성의 개수 변화와 더불어 그 인공위성의 겉보기 밝기를 추정하여 최종적으로 천체 관측에 미치는 영향을 파악한다. stellarium에 이 인공위성 정보가 기입되었는지 확인하여 본 연구의 필요성을 검증할 수 있다.

▪ 주제어: DSLR, 인공위성, 거문고 자리, 가이드 촬영

회절 공식과 Snell의 법칙 등을 통해 회절격자의 격자 주기에 알맞은 프리즘의 쐐기각을 계산하고, 아크릴 직각프리즘을 연마하고 회절격자를 부착해 그리즘 분광기를 제작하였다. 제작한 그리즘 분광기를 DSLR 렌즈 앞에 배치한 상태에서 백색 LED, 기체 방전관을 촬영하여 나타나는 스펙트럼 데이터를 분석함으로써 그리즘 분광기의 실제 성능을 검증하였다. 또한 프리즘과 회절격자를 결합한 채로 카메라 앞에 고정할 수 있도록 하는 하우징을 설계하고, 실제로 출력한 후 개선 방향에 대해 고민하였다.

▪ 주제어: 그리즘, 분광, 프리즘, 회절격자, 스펙트럼

이 연구는 저조된 지질에 관한 관심을 높이고 지질에 관하여 연구하고자 하는 이들에게 자료를 제공할수 있도록 도감을 제작하고자 하는 연구이다. 도감을 제작하는데에 있어 크게 2부로 나누어 1부에서는 기본적인 암석들과 선정된 특정 지역에서 산출되는 암석에 관한 도감을 제작하였다. 2부에서는 선정된 특정 지역의 지층 분포를 수평적, 수직적으로 나누어 나타내었고 각 지층의 구성 요소들과 특징에 대하여 서술하였다.

▪ 주제어: 지층, 도감, 암석, 지질

정확한 진원 결정은 지진 연구에 있어서 매우 중요하다. 결정된 진원은 지진의 조기경보에 관한 연구나 지진재해도 작성등에 사용될 수 있고, 이 외에도 여러 지진학적 연구에서 많이 사용되기 때문이다. 지진의 진원은 기록된 지진파형의 도달시간과 계산을 통해 얻은 이론적인 도달시간과의 차이를 최소로 하는 방법으로 결정된다. 이론적인 도달시간을 계산할 때에 속도모델을 가정하여 사용하기 때문에 그 속도모델이 실제 연구지역의 매질의 속도를 잘 반영하는 것이 중요하다. 그래서 우리는 3차원 속도구조 모델을 사용하여 제주도와 그 근처 해상에서 발생한 39개의 지진들의 진원을 결정하였다. 추가적으로 진원 결정에 사용한 관측소들의 배열이나 개수, 그리고 S파의 부재가 진원결정에 미치는 영향을 확인하기 위해 다양한 관측소 그룹을 사용하여 진원을 결정하여 그때의 가능도 함수의 크기와 모양을 비교 분석 하였다.

▪ 주제어: 진원결정, 3차원 속도모델, 가능도 함수

현대사회에 들어서며 전 세계적인 도시화로 인해 고층 건물의 수가 증가하게 되었고, 이로 인해 빠른 속도를 띄는 빌딩풍의 발생 빈도가 늘어나게 되었다. 본 연구에서는 빌딩풍을 활용하는 방안으로, 덕트와 건물 배치를 종합적으로 설계하여 도시 내 순환하는 바람의 세기를 높일 수 있는 방안을 알아보고 자 하였다. Flow Design과 풍동장치로 실험한 결과 미풍에서는 테두리를 부착한 반열림형 하단 출구 덕트, 약풍에서는 테두리를 부착한 기본형 덕트, 강풍에서는 추가 구조물을 부착하지 않은 폐쇄형 하 단 출구 덕트가 가장 큰 풍속 증진을 일으켰다. 건물의 배치는 Basic Model, Divided Model, Repeated Model, A-type Model 의 4가지로 설계하여 풍속 증진 효과를 살펴 보았다. A-Type Model 은 풍력원에서 거리가 멀어져도 풍속과 풍량을 거의 일정하게 유지할 수 있었고, Basic Model은 풍력 원과 가까운 거리에서 풍속 증진 효과를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 앞의 Basic Model로 박리류를 거쳐 풍속을 올린 후 뒤편의 A-type Model로 빠른 풍속을 유지시키는 건물 배치를 제안하게 되었으며 이에 따라 차례대로 나타나는 강풍, 약풍, 미풍 발생지역에 각각 폐쇄형 하단 출구 덕트, 테두 리를 부착한 기본형 덕트, 테두리를 부착한 반열림형 하단 출구 덕트를 배치하여 도시 공기 순환을 높 이는 통합적 도시 구조시스템을 제안하였다.

▪ 주제어: 빌딩풍, 풍력 증진, 덕트, 도시 건물 배치

석영의 슬립 시스템을 이용한 석영지온계는 암석의 변형 온도를 제공해 지각 진화의 역사를 알려준다. 인천 영종도 백운산의 석영편암을 채취해 결정 방향성을 분석하고 석영지온계를 이용해 한반도 중부의 변형 역사를 추정했다. 편광현미경 관찰 결과 석영편암 내 광물들은 대부분 중립질의 석영이었고 일부 백운모도 관찰되었다. EBSD 분석을 통해 얻은 극점도(pole figure)상의 열림 각도는 60-78°였고, 이는 400-600℃의 중온 변형 환경을 지시한다. 석영의 결정은 타형이고 높은 평편비(aspect ratio)를 보이므로, 변형에 의해 석영편암의 패브릭(fabric)이 형성된 것으로 보인다. 이를 한반도 지사에 대입하면 중생대 초 한중 지괴와 남중국 지괴가 충돌했던 시기에 석영편암이 변형되었음을 유추할 수 있다.

▪ 주제어: 석영편암, 석영지온계, SEM-EBSD, 열림각도(Opening Angle), 대륙충돌대