The demand for energy is steadily rising because of rapid population growth and improvements in living standards. Consequently, extensive research is being conducted worldwide to enhance the energy supply. Transpiration power generation technology utilizes the vast availability of water, which encompasses more than 70% of the Earth's surface, offering the unique advantage of minimal temporal and spatial constraints over other forms of power generation. Various principles are involved in water-based energy harvesting. In this study, we focused on explaining the generation of energy through the streaming potential within the generator component. The generator was fabricated using sugar cubes, PDMS, carbon black, CTAB, and DI water. In addition, a straightforward and rapid manufacturing method for the generator was proposed. The PDMS generator developed in this study exhibits high performance with a voltage of 29.6 mV and a current of 8.29 μA and can generate power for over 40h. This study contributes to the future development of generators that can achieve high performance and long-term power generation.

생산적인 인문학기반 융합연구를 위해서는 방법론에 관한 고찰이 필요하다. 본고의 목적은 현상학과 인지 과학의 융합연구라는 맥락 안에서 이러한 방법론의 사례를 소개하고 평가하는 것이다. 본고는 에드문트 후설의 시간의식 현상학을 신경과학 연구에 선행적재하는 프란시스코 바렐라의 신경현상학 연구를 소개 하고, 이러한 방법론의 의의와 한계, 그리고 인문학기반 융합연구에 대한 시사점을 평가한다. 바렐라의 연구는 현상학의 현재장 분석, 즉 파지-근원인상-예지 구조를 동역학 이론을 매개로 뇌 활동이라는 생물 학적 기반과 연결한다. 이에 따르면 뇌 활동은 기초 규모, 통합 규모, 서사 규모라는 시간성의 세 규모에서 일어나는데, 특히 통합 규모가 현재장에 상응한다. 이러한 연구의 의의는 시간의식을 설명하는 매개를 제공한다는 점, 그리고 의식의 ‘어려운 문제’와 관련하여 ‘설명 간극’에 다리를 놓는다는 점이다. 그러나 이 연구의 한계는 ‘의식의 시간’을 가지고 ‘시간의 의식’을 설명하는 오류를 범한다는 점, 그리고 체험과 신경과정 사이의 동형성 이상을 제공하기 어렵다는 점이다. 나아가 이 연구가 인문학기반 융합연구에 대해 시사하는 점은 인문학이 자신의 고유한 이념과 방법론을 유지해야 한다는 점, 그리고 인문학이 과학 의 이론적 토대로서 기여할 수 있다는 점이다.

본 논문에서는 전기화학발광 소재로 널리 이용되는 Ruthenium 착화합물을 함유한 전기화학발광 소자의 활 성층 제작시, 인쇄성 및 공정성을 향상시키기 위해 Poly(methyl methacrylate) (PMMA)를 첨가하였을 때, PMMA의 함유량이 전기화학발광소자의 발광층 내 이온들의 이동 현상에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 이를 위해, Ruthenium 착화합물과 이온성 액체가 9:1 비율로 섞인 용질이 Acetonitrile에 20 mg/ml 농도로 녹여진 용액과 Dichloromethane에 PMMA가 25 mg/ml의 농도로 용해된 용액을 세 가지 (10:0.14, 10:1 그리고, 10:3) 중량비로 섞어 서 준비한 용액으로부터 발광층을 형성하여 전기화학발광소자를 제작하고, 소자의 전기적 특성을 평가하였다. 그 결 과, 발광층 내의 PMMA 함유량이 증가할수록 Ruthenium 착화합물 기반 전기화학발광소자의 구동 전압은 점차 증가 하였고, PMMA의 양이 줄어들면 순방향 전압하의 전류와 역방향 전압하의 전류 차에 따라 나타나는 이력곡선 (hysteresis)이 점차 사라지는 것을 확인할 수 있었다.

새로운 알루미나 (Al2O3)와 실리카(SiO2)로 이루어진 규산알루미나질 납석광물을 적용하여 세라믹 지지체를 개발하고 수처리 적용가능성을 평가하였다. 납석 세라믹 지지체의 순수투과도는 약 1370 L/m2.hr.bar 였으며 지표수의 탁도 및 유기물의 제거율은 각각 98 %와 75 %였다. 실 하수처리장 MBR의 MLSS를 취수하여 실험한 결과 완벽한 SS 제거효율을 나타내었다. 모듈간격에 따른 납석지 지체 파울링 현상을 관찰한 결과 모듈간격이 증가할수록 파울링은 감소하였으나 일정 모듈간격(3.5 cm)이상인 경우 파울링은 증가하였고 이는 공기 폭기량이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다.

새롭게 제조된 납석기반 세라믹 멤브레인의 기본성능을 관찰하였다. 실규모 하수처리 membrane bioreactor (MBR) 미생물 고농도 현탁액을(MLSS : 약 6 g/L) 처리하는 납석기반 멤브레인 파울링 현상을 서로 다른 공기 폭기량과 막 간격에 대해 관찰하였다. 공극크기가 약 1.0 μm인 비코팅 납석기반 세라믹 멤브레인 지지체의 순수투과도의 경우 약 1100 L/m2⋅hr⋅bar로 측정되었으나 알루미나로 코팅된 납석기반 세라믹 멤브레인은 공극크기의 감소로(0.3 μm) 순수 투과도는 두 배가량 감소하였다. 실규모 MBR 미생물 현탁액을 적용한 침지식 여과실험에서 납석 기반 세라믹 멤브레인 지지체의 경 우 투과플럭스 20 LMH에서 공기폭기량을 증가시켰을 때 파울링은 감소하였다. 그러나 공기폭기가 파울링에 미치는 영향은 막간 간격에 상당히 의존하였다. 일정한 공기폭기 유량에서 막간간격의 증가는 파울링을 감소시켰으나 막간 간격을 3.5에서 5.4 cm로 증가시켰을 때 파울링 속도는 오히려 증가하였다. 알루미나 용액으로 표면코팅된 납석기반 지지체의 경우 유사한 결과가 관찰되었으나 파울링 속도는 코팅층이 없는 지지체에 비해 상대적으로 낮았다. 표면코팅에 상관없이 납석기반 지지체 와 멤브레인의 경우 거의 완벽한 SS 제거효율을 나타내었다. 또한 납석 지지체 알루미나 표면코팅은 PEG (분자량 8,000 kDa)을 적용하였을 시 멤브레인의 유기물 배제율을 향상시켰다.

본 연구에서는 갤로핑/플러터와 웨이크 갤로핑과 같은 공력불안정현상을 이용한 에너지 수확 장치에 대한 적용가능성을 검토하였다. 이를 위해서, 작은 규모의 에너지 수확 장치를 설계 및 제작하였고, 이 장치들의 효율성과 효과를 증명하기 위한 일련의 실험을 수행하였다. 이러한 시험 결과로부터 공력불안전형상(갤로핑/플로터 및 웨이크 갤로핑)을 이용한 에너지 수확 시스템의 적용 가능성이 증명되었다.

최근 우리나라에서 빈번하게 발생되는 가뭄으로 인하여 많은 피해가 발생하고 있으며, 이에 대한 사전대응의 필요성이 커지고 있다. 가뭄에 대한 효과적인 사전대응을 위해서는 신뢰성 있는 가뭄 예측 정보가 필수적이다. 본 연구에서는 수문학적 가뭄에 대한 확률론적 예측을 수행하기 위하여 가뭄의 전이현상을 베이지안 네트워크 모형에 반영하였다. 가뭄의 전이현상을 고려한 베이지안 네트워크 기반의 가뭄 예측 모형(PBNDF)은 과거, 현재, 미래에 대한 다중 모형 앙상블 예측결과와 가뭄전이 관계를 결합하여 새로운 수문학적 가뭄 예측 결과를 생산하도록 구축되었다. 본 연구에서 PBNDF 모형은 파머수문학적 가뭄지수를 활용하여 낙동강 유역의 10개 지점을 대상으로 가뭄을 확률적으로 예측하는데 적용되었다. PBNDF 모형의 ROC 분석 결과 ROC 점수가 0.5 이상의 유의한 결과를 나타내 실제 예측 모형으로 활용가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 기존에 개발된 모형(지속성 예측, 베이지안 네트워크 예측 모형)과 평균제곱오차의 제곱근(RMSE), 기술 점수(SS)를 활용하여 비교를 수행하였으며, 그 결과 PBNDF 모형의 RMSE는 상대적으로 낮은 값을 가지며, SS는 약 0.1~0.15 정도 높은 것으로 나타나 예측성능이 향상되었다는 것을 확인할 수 있었다.

This study aims to apply homotopy method to space truss composed of discrete members to obtain a semi-analytical solution. For the purpose of this research, a nonlinear governing equation of the structures is formulated in consideration of geometrical nonlinearity, and homotopy equation is derived. The result of carring out dynamic analysis on a simple model is compared to a numerical method of 4th order Runge-Kutta method(RK4).