본 연구는 서울시를 대상으로 여름철 지표온도(LST)에 영향을 미치는 공간적 요인을 분석하고, 지역별 영향력의 이질성을 파악하고자 하였다. 이를 위해 Landsat 8 위성영상을 활용하여 2024년 여름철 평균 지표온도를 산출하고, 자연환경, 도시구조, 인구활동, 토지이용 변수들을 250m 격자 단위로 구축하였다. 전역적 회귀분석(OLS)과 지리가중회귀분석(GWR)을 수행한 결과, GWR 모형이 더 높은 설명력(R2 = 0.878)과 낮은 AIC 값을 보여 공간적 적합도가 우수함을 확인하였다. 또한 Local R2 분포를 통해 모형의 설명력이 지역별로 상이함을 확인하였고, 변수별 회귀계수의 공간 분포를 통해 열환경 형성 요인의 비선형성과 공간 비정상성을 실증적으로 확인하였다. 본 연구는 서울시의 열환경 대응을 위한 지역 맞춤형 공간정책 수립에 기초자료를 제공하며, 도시열섬의 불균형 해소 및 열취약지역 관리 전략의 수립에 기여하고자 하였다.

The swelling capacity of bentonite buffers is vital in high-level radioactive waste (HLW) repositories, as it minimizes groundwater infiltration, prevents nuclides from reaching the biosphere, and stabilizes the HLW canisters. As swelling capacity is a function of temperature, understanding bentonite’s behavior at approximately 100°C (its presumed upper limit) is essential. However, research on this subject has been scarce. Hence, this study explored the effects of thermal treatment of Ca-bentonite at 105°C under injected water pressures. The results suggest a 19% reduction in “swell index” and a 35%–36% decrease in the total pressure in thermally treated bentonite. The heated samples demonstrated higher hydraulic conductivity than the non-heated ones, indicating potential performance deterioration in controlling the fluid movement. Furthermore, the injected water pressure (base pressure) was not fully transmitted to the sample owing to the difference between the base and back pressures, leading to variations in the total pressure despite maintaining a constant differential pressure. Thus, the results demonstrated a degradation in bentonite’s swelling capacity and its compromised role in safe HLW disposal, when subjected to treatment at 105°C. The insights from this research can assist in HLW repository design, while highlighting the need for further research into bentonite’s performance.

본 연구는 선박 기관실 내에 설치된 증기 배관을 대상으로 누설 감지 및 상태 모니터링을 위한 방법론을 다루고 있다. 일반적 으로 기관실 내의 증기 배관은 보온재로 둘러싸여 있으므로, 증기가 누설되더라도 육안으로 식별하기 어려워 초기 대응을 지연시키는 상 황이 발생할 수 있다. 이에 본 논문은 RGB 카메라와 Thermal 카메라를 이용하여 상호보완적 정보 제공이 가능한 센서 시스템을 개발하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어의 설계 방법을 제안한다. 보다 세부적으로 제안된 시스템은 카메라 서버 모듈, 카메라 보정 모듈, 영상 정합 모듈, 열-지도 학습 모듈, 추론 및 시각화 모듈로 구성된다. 특히 증기 배관의 누설이 이상 고온을 초래한다는 점을 고려하여, 본 논문은 열-지도의 개념을 정의하고 열-지도의 효과적인 학습, 열-지도에 기반한 이상 고온 감지, 감지된 이상 고온 영역의 시각화를 위한 알고리 즘을 제안한다. 제안된 방법은 선박 증기 배관 시스템을 모사한 실험 장치를 이용하여 다양한 실험을 통해 그 효용성을 입증한다.

본 연구는 다라수 씨앗 추출물의 생리활성을 평가하여 식품 원료로서의 활용 가치를 검증하 고자 하였다. 다라수 씨앗 추출물의 성분, 항산화, 세포독성, 항염증 분석을 기반으로 효능을 평가하였 다. 그 결과, 다라수 씨앗 추출물은 총 플라보노이드 16.50 mg/100g, 총 폴리페놀 699.66 mg/100g, 비 타민 C 4.44 mg/100g의 함량을 나타냈으며, DPPH 및 ABTS 라디컬 소거 활성이 농도 의존적으로 증 가하였다. 대조군과의 비교했을 때, 세포독성은 200 ㎍/㎖ 농도까지 95% 이상의 생존율을 보였고 해당 농도에서 iNOS 유전자 발현량과 NO 생성량, TNF-α 발현량을 유의성 있게 억제하였다. 이러한 결과 는 다라수 씨앗 추출물이 항산화 및 항염증 효능을 가진 안전한 식품 원료임을 입증하였다. 따라서 본 연구는 다라수 씨앗을 기반으로 한 신규 식품 개발 원료로의 활용 가능성을 제시하는 기초자료가 될 것 으로 기대된다.

본 연구는 현재 우리나라 연안에 건설․운용 중인 총 23개 발전소를 대상으로 지형지수(Ω)와 해저경사도(⊿) 개념을 적용하 여 발전소가 입지한 지역과 배수구 전면 해역의 해안 지형 특성을 평가하고자 하였다. 그 결과, 동해 및 제주 해역의 발전소 해안의 지형지수는 비교적 낮아서 0에 가까운 경향을 보였고, 서해는 다양한 Ω 값을 나타내어 직선형(Ω = 0), 내만형(Ω > 0), 돌출형(Ω < 0) 지형이 모두 나타났으며, 남해는 대부분의 발전소들이 내만에 위치해 Ω > 0로 나타났다. 또한 본 연구에서는 대표적인 지형지수와 해 저경사도를 선정하여 각각에 대한 해수유동 및 온배수 확산 수치모형실험을 수행하였다. 그 결과, 해저경사도(⊿)가 클수록 최강조류속 은 증가 경향을 보였으나, 지형지수에 따른 유속 차이는 미미하였다. 지형지수에 따른 초과수온 1℃의 온배수 확산을 분석한 결과, 해 안선과 평행한 방향의 확산거리가 가장 크게 나타났다. 내만형과 돌출형 해안에서는 Ω가 양과 음의 방향으로 커질수록 확산거리는 줄 어드는 경향을 보였으며, 온배수 확산거리는 해저경사도보다 지형지수에 의한 영향을 많이 받는 것을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 내열성을 가지고 포자를 형성하는 Bacillus spp. 중 국내 분리 균주인 G. thermodenitrificans subsp. Calidus와 U. suwonensis 포자의 열 저항성 비교하여 레토르 트 식품의 멸균 여부 확인에 이용 가능성을 판단하고자 하 였다. G. thermodenitrificans subsp. Calidus 포자의 121oC에 서 D-value는 1.6±0.03분이며, Z-value는 31.2±1.49oC으로 나 타났다. U. suwonensis 포자의 121oC에서 D-value는 1.2±0.02분이며, Z-value는 31.1±0.48oC으로 나타났다. 두 균주 모두 식품의 멸균 여부 확인에 사용되는 C. botulinum 포자의 121oC에서의 D-value보다 높은 것으로 확인되었다. 따라서 레토르트 식품 멸균 여부를 판단하는데 C. botulinum 과 함께 국내 분리 균주인 G. thermodenitrificans subsp. Calidus와 U. suwonensis의 포자를 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

정원과 대조구 간 열 환경 요소의 차이와 정원 구성 요소 간 열 환경과 열 스트레스 지수의 차이에 대한 결과는 다음과 같다. 정원과 대조구 간 열 환경 요소의 시계열 변화에서 대기 온도의 차이는 0.8°C에서 2.4°C까지 나타났고, 흑구 온도는 4.4°C까 지 나타났으며, WBGT는 1.6°C 차이가 나타났다. 대조구에 비 해 정원의 열 환경이 모든 온도에서 낮게 나타난 것이다. 특히, 대조구와 정원의 온도 증가 폭을 비교해 보면, 정원에서 모두 온도의 완만한 증가 폭을 확인할 수 있었다. 정원이 급격한 온도 차이는 만들어낼 수 없으나, 소규모 녹지를 활용한 지속적인 온도 조절에 효과를 보일 수 있겠다. 이용객이 느끼는 열 스트레 스 지수도 정원에서 낮게 나타나 정원이 열 쾌적감 증진 역할을 할 수 있다고 판단된다. 정원 구성 요소에 따른 열 환경 변화를 비교하였을 때, 목재 소재의 시설물이 표면 온도가 높았고, 녹지 에 의해서 생긴 그늘이 온도 차이를 줄일 수 있는 요소가 되었다. 실외 미기후를 대상으로, 정원 입지 환경 중에 하나인 건물에 의한 그늘과 녹지 그늘이 열 스트레스 지수인 UTCI에서 동일하 게 ‘moderate’ 수준을 나타냈다. 즉, 건물 그늘의 일사 차단 효과로 인해 열 쾌적감이 증진되는데, 건물이 없는 소규모 녹지 에서도 교목과 초지 식재로 열 쾌적감 증진에 효과를 높일 수 있다. 이와 같이 정원 구성 요소에 미기후 조절 효과에 관련이 있는 요소를 선정하였을 때, 건물→수목→주변 포장재→정원 포 장재→시설물의 순서로 정원 입지 선정과 구성 요소 선택에 활 용할 수 있는 가이드를 마련할 수 있을 것이다.

In the development of a digital multi-process welding machine, we aimed to analyze the heat dissipation effects resulting from changes in the transformer's shape. Two installation configurations for the transformer, vertical and horizontal, were proposed. Thermal-flow analysis was conducted for the welding machine, taking into account variations in spacing between each proposed configuration. The results indicated that the shape and spacing of the components did not significantly alter the airflow around the reactor coil, which is the main heat-generating component of the machine. When comparing the heat dissipation effects across models with different transformer spacings, it was observed that models with narrower spacing exhibited improved heat dissipation, while the vertical configuration demonstrated a slightly higher heat dissipation effect overall. Transient analysis revealed the irregularities in internal flow and the resulting scattered temperature distribution over time within the welding machine.

Light-weight ceramic insulation materials and high-emissivity coatings were fabricated for reusable thermal protection systems (TPS). Alumina-silica fibers and boric acid were used to fabricate the insulation, which was heat treated at 1250 °C. High-emissivity coating of borosilicate glass modified with TaSi2, MoSi2, and SiB6 was applied via dip-and-spray coating methods and heat-treated at 1100°C. Testing in a high-velocity oxygen fuel environment at temperatures over 1100 °C for 120 seconds showed that the rigid structures withstood the flame robustly. The coating effectively infiltrated into the fibers, confirmed by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and X-ray diffraction analyses. Although some oxidation of TaSi2 occurred, thereby increasing the Ta2O5 and SiO2 phases, no significant phase changes or performance degradation were observed. These results demonstrate the potential of these materials for reusable TPS applications in extreme thermal environments.

2021년 기준 4,339개소의 공공하수처리시설에서 발생하는 하수찌꺼기는 년간 4,271,110톤으로 하수처리장 신·증설 등으로 인해 매년 증가하고 있다. 하수찌꺼기 등 유기성폐자원의 처리를 위해서 퇴비화, 혐기성 소화, 열분해, 소각, 매립 등 다양한 방법이 적용되고 있다. 특히 혐기성 소화는 잔류고형물 저감, 자본비와 운영비 절감, 바이오에너지 생산 및 환경에 대한 영향 최소화 등의 장점을 지니고 있어 실행 가능한 방법 중의 하나로 간주되고 있다. 그러나 하수찌꺼기 등과 같이 고형물을 함유한 유기성폐자원의 혐기성 소화 시 가수분해 반응은 율속단계로 알려져 있다. 따라서 혐기성 소화 시 가수분해 효율을 증진하기 위하여 초음파, 마이크로웨이브, 화학적 전처리, 열가수분해 등의 방법이 적용되고 있다. 특히 열가수분해의 경우 지난 20년간 관련 연구가 꾸준히 이루어져 많은 수의 실 규모 시설이 현장에 적용되었다. 그럼에도 불구하고 높은 에너지 소비, 혐기성 소화 저해물질 생성 및 색도로 인한 자외선 소독 효율 저감 등으로 인해 아직도 관련 연구가 지속적으로 진행 중이다 따라서 본 논문에서는 하수찌꺼기의 안정화와 혐기성 소화조의 효율 향상을 위해 가용화 기술 중 대표적이고 상용화가 가장 많이 이루어진 열가수분해에 대해 고찰하고자 한다. 특히 하수처리시설에서 열가수분해와 혐기성 소화조를 연계 하는 경우 예상되는 문제점과 해결방안에 대한 제시를 통해 혐기성 소화조의 안정성 및 메탄 발생량 향상, 하수처리시설 찌꺼기의 효율적 저감 및 에너지 자립화에 기여하고자 한다.

이 연구는 상변화 물질(PCM)을 함침시킨 경량 골재(LWA)를 활용한 고강도 콘크리트의 개발에 중점을 두고 있다. 상변화 온도가 5.5°C인 Tetradecane을 PCM으로 사용하였으며, LWA(Expended shale, ES)가 PCM 운반체 역할을 수행하였다. ES의 공극 은 진공 함침 기법을 통해 PCM으로 충전하였고, PCM-ES 복합체의 누출을 방지하기 위해 이중 코팅 처리가 추가로 이루어졌다. PCM-ES에 대한 시차주사열량계 시험 결과, 발열 및 흡열 엔탈피가 각각 96 J/g와 97 J/g로 나타났다. 콘크리트 혼합물은 밀도 최적 화를 위해 마이크로 실리카(MS), 실리카 분말(S), 실리카 모래를 사용하여 설계되었으며, PCM-ES는 실리카 모래의 25% 및 50%를 체 적 기준으로 대체하였다. 기계적 강도 테스트 결과, PCM-ES 콘크리트는 25% 및 50% 대체 시 각각 56.39 MPa와 45.94 MPa의 압 축 강도를 기록하였다. 열 성능 테스트는 다양한 주변 온도 조건에서 PCM-ES 콘크리트의 거동을 확인하기 위해 수행되었다. PCM-ES 콘크리트는 15°C에서 −5°C까지의 세 가지 열 사이클 시험을 진행하였으며, 이 과정에서 내부 온도가 지속적으로 모니터링 되었다. 결과적으로 주변 온도가 −5°C로 떨어지더라도 콘크리트 내부 온도는 0°C 이상을 유지하는 것으로 나타났다.

To develop a heat-generating asphalt pavement utilizing a phase-change material (PCM), this study evaluated the application method of a PCM as an asphalt material and the thermal and physical properties of asphalt mixtures. The selection of PCM materials according to the phase-change temperature range suitable for thermal asphalt pavements and the encapsulation method for application to asphalt materials were examined, and encapsulated PCMs (ePCMs) using various materials were produced. The thermal and physical properties were evaluated through chamber experiments and strength tests by applying the ePCMs to asphalt mixtures. The characterization results of the ePCMs showed that ePCM-C had the highest latent heat, thermal stability, and physical stability in the asphalt binder and mixture. The chamber test results showed that ePCM-C, which had high latent heat, had the longest temperature delay time under all conditions. The mixing ratio was calculated by volume to substitute low-density ePCM into the mixture; as the ePCM content increased, the asphalt content also increased. The results of the Marshall stability and indirect tensile strength tests indicated that as the ePCM content increased, the strength and crack resistance properties decreased. Asphalt mixtures containing ePCMs have demonstrated the ability to maintain temperature for a long time within a specific temperature range. If an ePCM is improved such that it is not damaged under the production conditions of asphalt mixtures, it is expected to be sufficiently utilized as a technology for preventing road freezing.

In conventional construction practices, roof-parapet junction structures inevitably disrupt the insulation installation's continuity, leading to energy loss and thermal bridging. To address this issue, parapet thermal breaks were installed to interrupt the heat flow between the roof and the parapet, effectively preventing thermal bridging and energy loss and thereby reducing overall energy loss in buildings. This study equipped three experimental specimens with the developed parapet thermal breaks to verify their structural performance. These specimens were subjected to unidirectional loading under displacement-controlled conditions. The structural performance of these insulation structures was evaluated by comparing and analyzing the test results with corresponding analytical studies conducted using a finite element analysis program. In addition, five analytical models with varying parameters of the parapet thermal breaks were developed and compared against the baseline model. Consequently, the most efficient shape of the parapet thermal break was determined.

Electrical and thermal transport properties of a polycrystalline carrier-doped wide-gap semiconductor LaCu1-δ S0.5Se0.5O (δ = 0.01), in which the CuCh (Ch = S, Se) layer works as conducting layer, were measured at temperatures 473~673 K. The presence of δ = 0.01 copper defects dramatically reduces the electrical resistivity (ρ) to approximately one part per million compared to that of δ = 0 at room temperature. The polycrystalline δ = 0.01 sample exhibited ρ of 1.3 × 10-3 Ωm, thermal conductivity of 6.0 Wm-1 K-1, and Seebeck coefficient (S) of 87 μVK-1 at 673 K. The maximum value of the dimensionless figure of merit (ZT) of the δ = 0.01 sample was calculated to be 6.4 × 10-4 at T = 673 K. The ZT value is far smaller than a ZT ~ 0.01 measured for a nominal LaCuSeO sample. The smaller ZT is mainly due to the small S measured for LaCu1-δS0.5Se0.5O (δ = 0.01). According to the Debye model, above 300 K phonon thermal conductivity in a pure lattice is inversely proportional to T, while thermal conductivity of the δ = 0.01 sample increases with increasing T.

The recent surge in energy consumption has sharply increased the use of fossil fuels, leading to a steep rise in the concentration of greenhouse gases in the atmosphere. Interest in hydrogen is growing to mitigate the issue of global warming. Currently, hydrogen energy is transported in the form of high-pressure gaseous hydrogen, which has the disadvantages of low safety and energy efficiency. To develop commercial hydrogen vehicles, liquid hydrogen should be utilized. Liquid hydrogen storage tanks have supports between the inner and outer cylinders to bear the weight of the cylinders and the liquid hydrogen. However, research on the design to improve the structural safety of these supports is still insufficient. In this study, through a thermal-structural coupled analysis of liquid hydrogen storage tanks, the model with three supports, which had the lowest maximum effective stress in the outer tank, inner tank, and supports as proposed in the author's previous research, was used to create analysis models based on the diameter of the supports. A structurally safe design for the supports was proposed.

This study investigates the thermal expansion characteristics of hydroxyl-terminated polybutadiene(HTPB) based solid propellants, focusing on batch-to-batch variability and accelerated aging effects. Coefficient of thermal expansion(CTE) measurements were conducted using thermomechanical analyzer(TMA) on samples from different manufacturing batches and specimens aged at various temperatures for different durations. Results indicate variations in CTE values between batches, highlighting the significance of manufacturing process control. Accelerated aging experiments reveal minimal systematic changes in CTE, suggesting stability of thermal expansion properties under short-term thermal stress. The overall distribution of CTE values shows concentration within a specific range, indicating consistency in thermal expansion characteristics. These findings provide insights into the thermal behavior of HTPB-based solid propellants, contributing to improved missile design and lifecycle prediction models.

In this paper, we address the issue of temperature uniformity in high-power antenna systems by proposing and analyzing various design strategies. Specifically, when there is significant spatial freedom in the internal coolant pathways of the cooling plate, a counterflow approach is implemented to achieve temperature uniformity. Conversely, in scenarios where spatial constraints exist, a differential fin area design is proposed to effectively manage heat distribution. Additionally, in cases where the design of coolant pathways is restricted and fin design is not feasible, we suggest minimizing temperature variations by adjusting the thermal conductivity of the carriers located beneath the heat-generating components. This comprehensive approach aims to enhance the thermal management of high-power antenna systems, ensuring improved system stability and performance.

본 논문에서는 15차 bézier 곡선을 사용하여 기존의 연구보다 더 유연한 빔 형상을 설계하고, 더 넓은 설계 공간에서 최적 설계를 수 행하여 최적의 열전도도를 갖는 빔 형상을 설계한다. 설계 공간이 넓어지면 그 만큼 계산양이 증가하게 되는데, 고차원 변수 공간에서 효율적으로 작동하는 인공신경망을 사용하여 최적 설계를 가속화하여 계산 한계를 극복하였다. 더 나아가 최적의 탄성계수를 갖는 빔의 형상과 비교하였으며 열전도와 탄성학 사이의 수학적 유사성을 이용하여 빔 형상을 설명한다. 본 연구에서는 인공지능을 활용 한 형상 최적설계를 통해 기존의 한계를 뛰어넘는 격자구조의 빔 형상을 제안한다. 먼저, SC(Simple Cubic), BC(Body Centered Cubic) 격자 구조 빔 형상을 bézier 곡선으로 모델링하고 bézier 곡선의 제어점 좌표를 무작위로 설정하여 학습데이터를 확보하였다. NN(Neural Network) 및 GA(Genetic Algorithm)를 통해 우수한 유효 열전도도를 가진 빔 형상을 생성하여 최적의 빔 형상을 설계하였 다. 본 연구를 통해 추후 다양한 열 조건에서 격자구조의 적절한 구조적 해답을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

최근 지구온난화로 인해 폭우, 눈 등 이상기후가 발생하면서 노면 동결(블랙아이스)로 인한 사고 및 인명피해가 늘어나고 있 는 것이 문제가 되고 있다. 이를 최소화하기 위해 본 연구에서는 다공성 골재인 팽창점토에 열저장이 가능한 상변화물질(PCM)을 적용 하였다. PCM은 상변화 과정에서 열에너지를 흡수, 저장, 방출할 수 있는 소재로 온도에 따른 결빙을 최소화할 수 있다. 따라서 본 연 구에서는 시멘트 복합재에 적용되는 PCM 함침이 가능한 경량골재에 진공함침을 실시하고 기계적, 열적 성능 검증 연구를 수행하였다. 열적 성능을 향상시키기 위해 다중벽탄소나노튜브(MWCNT)와 실리카흄을 첨가하였다. 본 연구에서는 물체의 열적 성능을 측정할 수 있는 DSC 실험을 통해 PCM 함침 경량골재 및 콘크리트 복합체의 열적 성능을 검증하였다. 콘크리트 복합체 제작 후 압축강도 시험 과 열적 성능시험을 실시하였다. 이때 열적 성능을 검증하기 위해 항온항습 챔버를 이용하여 시험을 진행하였다. 압축강도 실험을 통 해 MWCNT의 분삭액을 혼입한 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체의 평균 압축강도는 24MPa 이상으로 구조물에 적용이 가능함을 확인하였다. 열적 성능시험을 통해 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체는 영하의 외기온도에서도 영상의 온도를 유지할 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 주거 및 상업 건물 및 다양한 구조물에 적용이 가능할 것으로 판단된다.