기후변화 시나리오(RCP)를 이용한 도시지역 빗물펌프장의 미래 필요용량 산정

강나래,이건행,노희성,김형수,Kang,Na Rae,Lee,Keon Haeng,Noh,Hui Seong,Kim,Hung Soo 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.2

최근 기상이변의 증가로 인해 돌발성 집중호우가 빈번하게 발생하고 있다. 기상청에서는 이런 기후변화에 대비하기 위하여 최근 온실가스 증가경향을 반영한 새로운 온실가스 시나리오를 제시하였다. 따라서 본 연구에서는 새로운 온실가스 시나리오인 RCP 시나리오를 이용하여 인천광역시의 미래기간에 대한 목표기간별 확률강우량의 변화를 추정하였다. 이를 토대로 미래에 증가되는 빗물펌프장 용량을 추정하여 현 시설물의 필요(수요)용량을 산정하였다. 최악의 시나리오인 RCP 8.5에 따르면, 대상지역인 인천광역시의 9개 빗물펌프장 중 3개소는 미래 강우의 증가에도 어려움이 없을 것으로 판단되나, 나머지 6개 펌프장의 시설용량은 미래 강우를 수용하기에 부족한 것으로 나타났다. 특히, 목표기간III(2071-2100) 강우를 수용하기 위해선 현재 시설용량을 6배정도 증설해야할 것으로 예상되었다. 따라서 본 연구를 통해 도출된 결과를 토대로 인천지역의 미래 도시배수시스템의 용량을 검토하여 대비할 필요가 있을 것으로 판단된다. In the recent years, flash flood and local heavy rainfall have been frequently occurred in Korea and this may be due to the climate change. Korea Meteorological Administration(KMA) and IPCC AR5 reported new greenhouse gas scenario called RCPs(Representative concentration pathways). This study tries to analyze the variability and trend of future rainfall using the new RCP scenarios. Based on this, we estimate the needed capacity(demand) at existing pumping station for the future. The study area is Incheon-city, Korea which has 9 pumping stations. This study uses the RCP 8.5 which is the worst scenario of RCPs for the impact assessment of climate change and there will be no difficulty in the three of nine pumping stations for the future rainfall. But, the capacities of 6 pumping stations will not be sufficient for the future rainfall and runoff. It is expected to construct more pumping stations allowable 6 times of existing pump capacity especially for Target III(2071-2100). Therefore, we may need to prepare for the future flood damage potential by reviewing the capacity of future drainage system in Incheon city.

제주 수산가공부산물 유래 기능성 소재 탐색

강나래,이원우,고주영,김현수,김준성,안용석,고창익,정준범,전유진,Kang, Nalae,Lee, WonWoo,Ko, Ju-Young,Kim, Hyun-Soo,Kim, Junseong,Ahn, Yong-Seok,Ko, Chang-Ik,Jeong, Joon Bum,Jeon, You-Jin 한국해양바이오학회 2014 한국해양바이오학회지 Vol.6 No.2

In this study, we investigated the bioactive substances of the Alcalase hydrolysate obtained from fishery processing by-products in Jeju by measuring bioactivities including radical scavenging acitivty, cytoprotective activity against 2,2-azobis-(2-amidino-propane) dihydrochloride (AAPH), and ACE inhibitory activity. This study is important because of utilization of unused fishery processing by-products in Jeju. The Alcalase hydrolysate was prepared through the hot water extraction and enzymatic hydrolysis, and then further separation of the Alcalase hydrolysate was performed by ultrafiltration using 10 kDa molecular weight cut-off membrane. The Alcalase hydrolysate showed the relatively higher DPPH and peroxyl radical scavenging activity ($IC_{50}$ value; 1.30 mg/ml and 0.888 mg/ml, respectively). Also, the Alcalase hydrolysate showed the ACE inhibitory activity with 1.87 mg/ml of $IC_{50}$ value. These biological activities are increased over 1.2 or 2.5 times through the ultrafiltration of the Alcalase hydrolysate. Therefore, the Alcalase hydrolysate obtained from fishery processing by-products in Jeju and the different molecular weight fractions should be given consideration for food and cosmetics ingredient. Furthermore, this research on the utility of fishery processing by-products might be a useful tool into the industry.

대전 소재 중형 아파트의 시대별 평면도 변화에 관한 연구

강나래(Kang na-rae),노황우(No hwang-woo) 한국콘텐츠학회 2013 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.2013 No.5

50 kW급 과수원용 트랙터 3점 히치 유압 동력 전달 장치 개발

강나래 ( Na-rae Kang ),김용주 ( Yong-joo Kim ),최문찬 ( Moon-chan Choi ),이규호 ( Kyu-hoo Lee ),정선옥 ( Sun-ok Chung ),하종규 ( Jong-kyou Ha ),강태경 ( Tae-kyoung Kang ),김영근 ( Young-keun Kim ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2

국내의 트랙터와 트랙터 주요 요소에 관한 연구는 엔진, 변속기 및 외장기술에서 많은 발전을 이루었다. 그러나 작업기 제어 시스템에 대한 개발은 미국, 호주, 영국, 일본 등 기술 선진국에 비해 발전 속도가 늦은 실정이다. 본 연구에서는 선진국의 기종과 경쟁할 수 있는 50 kW 급 과수원용 트랙터 개발을 위한핵심요소인 3점 히치 유압 동력 전달부를 개발하고, 그 성능을 평가하는 것을 목적으로 하였다. 유압시스템은 과수원용 트랙터의 방제, 제초 및 운반 작업에 적합한 유압회로를 설계하였고, 유압 양력의 목표치는 선진사 모델을 조사 분석하여 20.6 kN으로 설정하였다. 유압 승강 실린더는 트랜스미션 외부에 장착되는 외장형으로 설계하였고, 3점 히치 유압 양력 계산을 하기 위해서 유압양력 계산 프로그램을 Visual Basic 프로그램으로 사용하였다. 성능 시험을위해 하부 히치점에 웨이트를 적재할 수 있는 적재대를 부착하여, 웨이트를 적재하여 측정하는 방법을 사용하였다. 하부 히치의 최하단점에서 최상단점까지 작동하면서 최대 무게를 측정하였으며, 유압 양력 테스트를 위하여 트랙터 리프트암 센서값과 리프트암의 지면 기준 높이를 캘리브레이션하였다. 설계 시 3점 히치부의 위치를 먼저 결정을 한 후에 리프트 실린더의 용량을 결정하였다. 히치 양력 계산값은 최하사점인 초기에 유양 양력이 높게 나오다가 최상사점 가까이에 도달하면 유압 양력이 떨어지는 것으로 나타났다. 리프트 실린더의 로드경을 60 mm와 65 mm의 2가지 변수로 유압 양력을 계산하였다. 그 결과, 실린더 로드 직경 5 mm 차이가 유압 양력에서 2.9 - 3.9 kN정도 나타났다. 계산상 나타나는 최소 유압양력 18.6 - 31.4 kN으로 최고 상사점을 제외하면 실제 사용하는 구간에서의 유압 양력이 설계 시 설정한 값인 20.6 kN보다 높게 나타났다.

수집형 마늘 수확기 이용 난지형 마늘 수확 포장성능 시험

강나래 ( Narae Kang ),최일수 ( Ilsu Choi ),이예슬 ( Yeseul Kim ),김영근 ( Youngkeun Kim ),최덕규 ( Duckkyu Choi ),최용 ( Yong Choi ),권영석 ( Youngseok Kwon ),김재동 ( Jaedong Kim ),하창섭 ( Changseob Ha ),이종원 ( Jongwon Lee ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

마늘은 기후에 따라 생육 특성의 차이가 뚜렷한 작물로 생육지역의 기후특성에 따라 한지형과 난지형으로 구분되며, 재배양식에 차이가 있어 농기계 개발에 어려움이 있다. 마늘 재배 기계화율은 ’18년 58.6%로 보고되고 있으나, 수확 작업은 36.7%로 기계화가 특히 미흡한 실정으로 트랙터 또는 경운기용 땅속작물 수확기(굴취기)를 이용하여 굴취 후 인력으로 뿌리에 붙은 흙을 털어내며 수집하고 있어 인력 의존도가 높은 실정이다. 이에 본 연구는 마늘굴취와 뿌리흙 제거, 수집을 일관적으로 수행하는 수집형 마늘수확기를 개발하고 난 지형 마늘을 대상으로 포장성능 시험을 수행하였다. 마늘 수확 포장성능 시험은 경상남도 창녕군 소재 농가포장에서 난지형 대서마늘(Allium sativum L.)을 대상으로 선정하였다. 요인별 20 m 시험구간 조성하였으며, 수확 시험 전 마늘 줄기를 지면으로부터 약 3 cm 내외로 절단하였다. 60kW급 트랙터를 이용하여 작업속도 3수준(0.07, 0.09, 0.11 m/s), 이송속도 3수준(70, 85, 95 rpm)을 요인으로 수행하였다. 수집형 마늘수확기의 수확성능 분석을 위해 시험 구간내 미수집된 마늘을 조사하였으며, 수확기 수집부에 수확된 마늘의 손상률, 이물질 혼입률을 분석하였다. 손상률의 경우 찍힘 등의 외부손상과 멍에 의한 내부손상을 조사하였으며, 멍에 의한 내부손상은 마늘을 수확 후 저장기간 동안 멍에 의한 부패 발생을 20일 동안 조사하였다. 이물질 혼입률은 수집부에 수확된 마늘과 흙을 분리하여 무게를 조사, 비교하였다. 수집형 마늘수확기의 요인별 유의성을 검정하기 위하여 분산분석(ANOVA)을 수행하였으며, 5% 유의수준에서 Duncan의 다중비교를 수행하였다. 포장성능 시험 결과 작업속도 0.11 m/s, 이송속도 85 rpm에서 손실률 2.3%, 손상률 2.2%, 이물질 혼입률 1.5%로 가장 양호하였다. 분산분석 결과 신뢰수준 95%에서 손실률과 이물질 혼입률은 작업속도 및 이송속도 간 유의성이 나타나지 않았으나, 손상률은 작업속도 및 이송속도 간 유의성이 나타났다.

선진사 점적관수용 솔레노이드밸브 성능시험

강나래 ( Na-rae Kang ),최진용 ( Jin-yong Choi ),김진현 ( Jin-hyun Kim ),장정우 ( Jung-woo Jang ),김용주 ( Yong-joo Kim ),정선옥 ( Sun-ok Chung ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2

농작물의 생산량과 품질을 증가하기 위해 효율적인 물관리 기술 및 작물 생육에 적절한 토양 수분을 유지하기 위해 관수 제어 기술이 필요하다. 전자밸브 기술은 연구가 진행되고 있으나 현재 해외 선진사제품에 의존적이다. 한국 전자밸브는 유량정밀도가 낮아 유량 및 압력 성능시험이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 설계 제작한 솔레노이드밸브 테스트벤치를 활용하여 해외 선진사 점적관수용 솔레노이드밸브 성능시험을 진행하였다. 제작한 솔레노이드밸브 테스트벤치에 선진사 점적관수용 솔레노이드밸브를 설치하였으며 유량 범위는 15~60 m³/h로 5 m³/h 단계별 제어를 통해 이스라엘 Bermad사, 미국 Rainbird사, 이스라엘 Baccara사, Netafim사 점적관수용 솔레노이드밸브 성능시험을 진행하였다. 솔레노이드 밸브 통과 전· 후 유량, 압력 데이터는 C# (visual basic)을 사용하여 수집하였다. 성능시험 결과 Bermad사 솔레노이드 밸브는 15 m³/h일 때 압력감소 0.29±0.013 bar, 60 m³/h일 때 2.46±0.055 bar가 발생하였고, Rainbird사는 유량 15 m³/h일 때 압력감소 0.12±0.031 bar, 60 m³/h일 때 2.22±0.068 bar가 발생하였다. Baccara사는 유량 15 m³/h일 때 압력감소 0.22±0.046 bar, 60 m³/h일 때 2.37±0.048 bar가 발생하였으며 Netafim사는 유량 15 m³/h일 때 압력감소 0.51±0.004 bar, 50 m³/h일 때 3.33±0.12 bar가 발생하였다. Netafim사 솔레노이드밸브는 유량 50 m³/h이상일 때 유량흐름이 불안정하였는데 이는 솔레노이드 밸브 적정유량이 34 m³/h이므로 밸브의 과부하로 인한 불안정으로 판단된다.

식용 풋옥수수 수확 요인시험 장치 제작 및 성능시험

강나래 ( Na-rae Kang ),최일수 ( Il-su Choi ),김영근 ( Young-keun Kim ),최용 ( Yong-choi ),현창식 ( Chang-sik Hyun ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

벼, 밀과 함께 세계 3대 식량작물인 옥수수는 영양분을 다량 함유하고 있고, 용도가 매우 다양하여 소비가 매년 증가함에 따라 식용옥수수의 재배면적은 06년 13.6 천ha에서 15년 15.3 천ha로 증가추세이다. 옥수수 재배는 식용과 사료용으로 구분되고 있는데, 사료용 옥수수는 기계화되었으나, 식용 옥수수 수확은 인력에 의존하고 있어 노동력 절감과 생산성 향상을 위해 식용옥수수 수확기 개발이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 풋옥수수 수확기 개발을 위해 시험 장치를 제작하고 요인시험을 진행하였다. 옥수수 수확기는 트랙터 부착형으로 PTO에서의 구동력 전달을 위한 1차, 2차 구동기어박스, 동력 전달 구동 조인트로 구성된 동력전달부, 1차, 2차 옥수수 이송 컨베이어, 가이드 분초관 및 줄기 절단 롤러와 옥수수 수집상자 등으로 구성 설계·제작하였다. 동력전달 구동 조인트는 이동(접힘) 및 작업시(확장) 유동범위를 고려하여 유압실린더에 의해 최대 470 mm 자동 축소 및 확장 가능하도록 제작하였다. 이송부는 2차 기어박스 구동부에서 절단된 동력으로 1차 이송컨베이어를 구동시키며 이송된 옥수수자루를 2차 이송부로 공급되어 옥수수 수납상자로 낙하하도록 하였으며 속도조절은 속도조절용 스프로킷으로 교환 장착 가능하도록 제작하였다. 수원시 권선구에 소재하고 있는 옥수수 포장에서 실험을 진행하였으며 재배양식은 조간 82.8±2.6mm, 주간 26.8±1.4 mm, 두둑 높이 17.6±1.2 mm로 조사되었다. 실험 조건은 PTO 1단 1000rpm, PTO 1단 2000rpm, PTO 2단 1000rpm으로 식용 풋옥수수 수확 요인시험 장치의 미탈과율을 조사하였다. PTO 1단 1000rpm일 때 미탈과율은 3.6%, PTO 1단 2000rpm일 때 5.26%, PTO 2단 1000rpm일 때 8.1%로 PTO 1단 1000rpm에서 가장 안정적인 수확 성능을 보였다.

피부각질형성세포에서 TNF-α/IFN-γ로 유도된 염증반응에 대한 감태 에탄올 추출물의 억제 효과

강나래 ( Nalae Kang ),한의정 ( Eui Jeong Han ),박수연 ( Soo Yeon Park ),지영흔 ( Youngheun Jee ),전유진 ( You-jin Jeon ),안창범 ( Chang Bum Ahn ),안긴내 ( Ginnae Ahn ) 한국키틴키토산학회 2017 한국키틴키토산학회지 Vol.22 No.2

본 연구에서는 제주 자생해조류인 감태로부터 에탄올 추출법을 활용하여 제조한 추출물인 ECE의 피부각질형성세포에 대한 항염증 활성에 관한 실험을 수행하였다. 일반성분 측정 결과, ECE는 18.09%의 폴리페놀성분을 함유하는 것을 확인하였다. 또한 TNF-α/IFN-γ로 염증 자극을 유도한 피부각질형성세포에서 ECE의 항염증 활성을 평가한 결과, ECE는 염증성 사이토카인(IL-1β, IL-4, IL-6, IFN-γ 및 TNF-α)과 케모카인(MDC 및 RANTES)의 mRNA 발현을 억제하였다. 또한 ECE는 TNF-α/IFN-γ로 염증을 유도한 피부각질형성세포에서 IκBα와 NFκBp65의 인산화를 억제시킴으로써 NF-κB signaling의 활성화를 차단하였다. 이 모든 결과로부터, ECE는 피부각질형성세포에서 NF-κB signaling을 억제시킴으로써 염증성 사이토카인과 케모카인의 발현을 감소시켜 항염증 활성을 나타낸다고 할 수 있다. 또한, 이 연구 결과는 감태 에탄올 추출물인 ECE가 항피부염증 소재로서 이용가치가 있다는 것을 제시한다. In this study, we investigated inhibitory effects of Ecklonia cava ethanol extract (ECE) against tumor necrosis factor (TNF)-α/ interferon (IFN)-γ-induced inflammation in HaCaT, a human keratinocytes. First of all, we identified that ECE did not show cytotoxicities at the used all concentrations. Also, ECE reduced the expression levels of inflammatory cytokines such as interleukin (IL)-1β, IL-4, IL-6, IFN-γ and TNF-α, compared to the only TNF-α/IFN-γ-stimulated cells. In addition, the expression level of an inflammatory chemokine such as macrophage-derived chemokine (MDC) were decreased by the treatment of ECE in TNF-α/IFN-γ-stimulated HaCaT keratinocytes. Furthermore, ECE suppressed the activation of nuclear factor (NF)-κBp65 by regulating the phosphorylation of IκB-α and NF-κB. From these results, we indicated that ECE exerts the anti-inflammatory effects by suppressing the expression of TNF-α/IFN-γ-stimulated chemokines and pro-inflammatory molecules via a blockage of NF-κB activation in HaCaT keratinocytes. Our results suggest the preventive potential of ECE as a natural material for the treatment of inflammatory skin diseases.

수집형 마늘 수확기 포장성능 시험(Ⅱ)

강나래 ( Na-rae Kang ),최일수 ( Il-su Choi ),김영근 ( Young-keun Kim ),최용 ( Yong Choi ),권영석 ( Young-seok Kwon ),김재동 ( Jae-dong Kim ),하창섭 ( Chang-seob Ha ),이종원 ( Jong-won Lee ),김대철 ( Dae-cheol Kim ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2

국내 마늘 재배는 지역에 따라 한지형과 난지형으로 구분되며, 지역별 재배형식 및 재배양식에 차이가 있어 요구되는 농기계도 다양한 실정이다. 마늘 재배 기계화율은 ’18년 58.6%로 보고되고 있으며, 타 밭작물과 같이 파종과 수확작업의 기계화율이 각각 15.9%, 36.7%로 미흡한 실정이다. 파종작업의 경우 한지형은 파종 후 비닐피복, 월동으로 경운기용 파종기의 보급이 활발하며, 난지형은 비닐피복 후 파종 및 월동으로 한지형과 다른 비닐절개형 트랙터용 파종기가 개발·보급 중에 있어 파종작업의 기계화율은 증가할 전망이다. 그러나 수확작업의 경우 굴취 수확기를 이용한 굴취 후 인력으로 수집하고 있어 인력 의존도가 높은 실정이다. 이에 본 연구는 수집형 마늘 수확기 개발을 위해 시작기를 제작하고 포장성능 시험을 수행하였다. 시작기의 마늘 수확 포장성능 시험은 전남 무안군 소재 국립식량과학원 바이오에너지작물연구소 구내 시험포장에서 난지형 마늘(품종: 대서)을 대상으로 수행하였으며, 수확 시험전 마늘 줄기를 지면에서 약 10cm내외로 절단 후 요인별 3m 구간의 시험포를 조성하였다. 60kW급 트랙터를 이용하여 작업속도 3수준(0.10, 0.15, 0.20m/s), 이송속도 3수준(250.3, 356.8, 451.1rpm)을 요인으로 시험 구간내 마늘을 수확하고, 시작기의 수확성능 분석을 위해 시험 구간내 수집·수확된 마늘의 손상율, 혼입율, 흙미털림율을 분석하였다. 시험결과 작업속도 0.20m/s, 이송속도 250.3rpm 조건에서 수확성능이 가장 양호하였으나, 손상율이 9.4%, 혼입율 76.1%, 흙미털림율 18.6%로 수확손상 개선 및 흙분리 성능에 보완이 필요한 것으로 분석되었으며, 무안 지역과 같은 황토 토성의 포장에서는 시작기와 같은 수집형 수확기의 적응성이 낮은 것으로 분석되었다.

농업용 트랙터 간척지 로타리 작업 견인성능 분석 시험

강나래 ( Narae Kang ),최일수 ( Ilsu Choi ),이예슬 ( Yeseul Lee ),김영근 ( Youngkeun Kim ),김영화 ( Younghwa Kim ),우제근 ( Jeakeun Woo ),유승화 ( Seounghwa Yu ),전현종 ( Hyeonjong Jun ),최용 ( Yong Choi ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1

트랙터는 다목적용 농업기계로 다양한 토양 환경에서 작업이 가능하나, 간척지 및 습지와 같은 연약 지반에서는 구동륜 침하와 슬립이 발생해 트랙터를 이용한 농작업에 어려움이 발생한다. 국외의 경우 간척지 등의 연약지반에 적합한 높은 지상고 및 크롤러 형태의 다양한 트랙터가 개발되어 보급 중이나, 국내는 지상고가 낮고, 차륜형태의 트랙터가 보급되고 있어 간척지 적응성이 낮은 것으로 보고되고 있다. 이에 간척지에서 농작업에 적합한 중형급 트랙터 개발이 요구되고 있으며, 본 연구는 간척지 겸용 트랙터 개발 기초 연구로 80 PS급 일반 트랙터를 이용한 간척지 로타리작업 시 소요되는 견인력 및 슬립율을 분석하였다. 시험에 사용된 트랙터는 80 PS급 트랙터(LUXEN800, KM, Korea)이며, 농작업은 연간 포장작업비율이 가장 높은 로타리작업을 선정하였다. 작업기는 로타베이터(그린맥스, NG195, Korea)을 사용하였으며, 로타리작업 시 견인력 데이터를 측정하기 위하여 로드셀을 이용한 육분력계 계측시스템을 제작하였다. 각 차축에 기어와 근접센서를 부착하고, 단위시간당 기어의 톱니수를 측정하여 차축의 회전속도를 측정하였으며, 30 m 구간을 직선 주행하기 위한 바퀴회전수와 비교하여 슬립율은 분석하였다. 포장시험은 김제시 새만금지구 국립식량과학원 소재의 포장에서 수행하였으며, 작업속도는 주행속도 L2단(2 km/h)에서 PTO단수 2단(750rpm)으로 설정하였다. 경심깊이 15 cm 조건에서 로타리작업을 직선 주행하여 30 m씩 10반복 수행하였으며, 포장시험지의 토양환경은 포장 내 임의의 12구간을 선정하여 토양 수분함량과 원추관입지수(Cone Index, CI)를 측정하였다. 토양환경 분석결과 토성은 Loamy sand(양질사토), 수분함량은 27.2~35.8%의 범위로 나타났으며, 원추관입지수는 깊이 1 cm에서 20 cm까지 5 cm단위로 측정하였을 때 약 291.4~3112.6 kPa로 측정되었다. 트랙터 견인력은 약 70~200 N 범위로 로타리작업 시작 후 작업기 견인을 위하여 견인력 증가하는 것을 볼 수 있으며, 전·후륜 좌·우측의 슬립율은 11.78~17.06% 범위로 나타났다.