드릴구멍 정밀도 향상을 위한 영상계측시스템 개발과 동적신호 분석에 관한 연구

김민호 전북대학교 대학원 2009 국내박사

The hole manufacturing process occupies 30% in the industrial field. Drilling is one of the most important operations in machining industry and usually the most efficient and economical method of cutting a hole in metal. Producing high quality products with a fully automated machine tool system has been investigated in industry and academia for five decades. The current study focuses on the on-line evaluation and control of drilling processes. On-line tool wear monitoring and tool replacement at the proper time are important techniques, as it is necessary to prevent damage of cutting tool, machine, and workpiece. Unfortunately, past research has been superficial regarding the quality of a drilled hole. One of the cause is difficulty in determining hole quality. The measurement of hole location and diameter would be performed by CMM(Coordinate Measurement Machine). However, the usage of CMM requires much time and cost. In order to overcome the difficulties, we have developed a hole location and diameter error measuring device using machine vision. The developed measurement device attached to a CNC machine can determine hole quality quickly and easily. In this dissertation, a statistical analysis of the data regarding hole quality measured by developed device is also performed. Using standard twist drill, holes are dry-drilled on STS304 plate and measurement is carried out. The effects of drilling conditions(thinning, workpiece property, center-drilling, pecking, feed, and speed) work on the hole quality features of location error and oversize. The experimental result is analysed by an equal variances test. The analysed result shows that drilling conditions(thinning, workpiece, and center-drilling) affect the measured hole quality features. This dissertation is concerned with effective signal identification method for drill wandering using discrete wavelet transform of cutting signal(thrust force, torque, workpiece vibration, spindle motor current, and feed motor current) in drilling operations. Wavelet method has the advantage of fast computation with localization in both space and frequency domains. The results indicate that the wavelet transform can identify drill wandering with much greater sensitivity than frequency domain monitoring such as FFT.

PLL과 외란 관측기를 이용한 영구자석 동기모터의 센서리스 속도제어

김민호 청주대학교 대학원 2016 국내석사

본 논문에서는 최근 관심이 증대되고 있는 영구자석 동기모터(PMSM)의 센서리스 속도제어에 대해 다루었다. 영구자석 동기모터는 높은 효율, 체적 대비 큰 토크 성능 그리고 안전성을 갖추고 있어 관심이 증대되고 있는 상황이다. 이러한 영구자석 동기모터는 모터 내부의 영구자석으로 만들어진 회전자가 역기전력을 일으켜서 정상적인 전류제어를 방해한다. 그러므로 영구자석 동기모터를 정상적으로 제어하기 위해서는 회전자의 위치를 파악하는 것이 중요하다. 회전자의 위치 정보는 보편적으로 리졸버나 엔코더 등의 위치 센서를 사용하지만 위치 센서는 주변 환경의 영향을 많이 받으며, 실제 센서를 부착하게 되면 비용이 비싸지고 위치센서를 모터에 부착시에 여러가지 문제점 때문에 센서리스에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 영구자석 동기모터를 센서없이 구동하기 위해서 상태관측기를 통해서 정지좌표계상의 역기전력을 추정하고, 추정한 역기전력으로 위상고정루프(PLL)를 통해 회전자의 위치 및 속도 정보를 추종하는 방법을 사용하였다. 이렇게 추종한 위치 및 속도 정보를 속도 제어기를 통하여 속도 제어를 하였고, 외란 관측기를 사용하여 속도 제어의 신뢰성을 높였다. 그리고 3.0kW(4마력)의 6극 영구자석 동기모터와 Freescale 사의 MK60FX512VLQ15를 기반으로 한 모터 제어용 인버터 시스템을 이용하여 속도 패턴 실험과 부하 실험을 수행하므로써 제안한 영구자석 동기모터의 센서리스 속도 제어 알고리즘의 유효성을 확인 할 수 있었다.

적층복합재의 내구성 향상을 위한 전처리방법 개발에 대한 연구

김민호 경희대학교 2009 국내박사

Carbon fiber has a stable non-polar chemical structure and a poor interfacial adhesive strength. It causes low fiber matrix affinity in carbon/epoxy composite. Thus, carbon/epoxy prepreg which is used to laminated composites also shows hydrophoicity and low adhesion between its surfaces, which affects to decrease the durability of laminated composites. In this study, plasma modification method on surface of carbon/epoxy prepreg was investigated to improve the durability of carbon/epoxy laminated composites A low vacuum plasma device by microwave source was used to modify surface of carbon/epoxy prepreg. Vacuum pressure in the chamber was maintained to 2.0 kPa to minimize evaporizing of matrix resin on the prepreg. Ar, N₂ and O₂ gas was used as a plasma carrier gas and its flow rate was fixed to 3.15 × 10^(-5) ㎥/s. Contact angle was measured to compare the hydrophilicity before and after plasma treatment on prepreg surface. Carbon/epoxy prepreg was treated by every 10 seconds up to 60 seconds in the plasma chamber. As the result of contact angle measurement, maximum values of hydrophilicity were showed up to 20, 30 and 50 seconds for Ar, N₂ and O₂ plasma treatment, respectively. Peel test by adhesive tape was also carried out under the same condition. The result showed O₂ plasma treatment was superior to the other plasma treatments. Adhesive strength on prepreg was increased from 260 mN/㎜ to 330 mN/㎜ after O₂ plasma treatment. XPS result showed that the increase of adhesive strength on prepreg was mainly affected by forming of polar chemical functions after plasma treatment. Especially, O₂ plasma was outstanding to create polar functional group as carbonyl and carboxyl groups compared to the other plasmas. Its values were increased to 5.83 at.% compared to the value of untreated specimen. DSC analysis also showed that this increase of polar chemical functions affected to cross-link of cured epoxy resin. Glass transition temperature was increased by 4 ℃ after O₂ plasma treatment and it meant cross-link of prepreg was increased during curing process. In order to understand the effect of O₂ plasma treatment on the durability of carbon/epoxy laminated composites, interlaminar fracture toughness test was carried out. Unidirectional ([0]_(10)) DCB specimens were used for the fracture tests and its energy release rate was calculated as a crack length increased. The test result showed that interlaminar fracture toughness was increased after O₂ plasma treatment. The energy release rate at room temperature(25℃) was varied from 480 kJ/㎡ to 620 kJ/㎡ and its value was also increased from 330 kJ/㎡ to 470 kJ/㎡at low temperature(0℃). It was concluded that O₂ plasma treatment on carbon/epoxy prepreg was effective method for improving the durability of carbon/epoxy laminated composites. Single lap shear test was carried out to understand an effect of plasma treatment for shear strength. The result showed that shear strength was improved from 23.97 MPa to 25.86 MPa after O₂ plasma treatment. As a result of SEM analysis, this improvement was caused by better interlayer adhesion between fiber and matrix. Tensile fatigue test was performed by applying a fatigue load up to 100,000 cycles in order to investigate an effect of plasma treatment on residual strength of carbon/epoxy laminated composites. Tensile specimen was fabricated by stacking unidirectionally and the load ratio (σ_(min) /σ_(max)) and the frequency of the fatigue load applied were 0.1 and 5 Hz, respectively. As the result, although the residual tensile strength decreased with increasing fatigue cycle for both type of specimen, the amount of decrease was not significant for either type of specimen. It was analyzed as fiber fracture was more dominant factor than interlaminar adhesion for the fracture of unidirectionally fabricated tensile specimen. Low vacuum plasma treatment with oxygen gas by microwave source is effective method to form polar functional groups and it affects to the enhancement of hydrophilicity of prepreg surface and the improvement of interlaminar adhesion for laminated composites. As the conclusion, this method is effective to improve the durability of carbon/epoxy laminated composites. 탄소섬유는 안정적인 비극성 화학 구조를 가지고 있으며, 이에 따라 탄소섬유/에폭시 복합재는 섬유/수지간 낮은 결합력을 나타낸다. 그러므로 적층복합재용으로 사용되는 탄소섬유/에폭시 프리프레그 역시 소수성 표면을 나타내며 적층복합재의 층간 결합을 저하시켜 내구성을 약화시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 층간 내구성을 개선할 수 있도록, 탄소섬유/에폭시 프리프레그의 소수성 표면을 개질하는 방안에 대해 연구하였다. 표면처리에는 극초단파 방식(2.45GHz)의 저진공 플라즈마 장비가 사용되었으며, 프리프레그의 변질을 최소화하기 위해 챔버 내부의 진공도는 2.0 kPa로 유지하였다. 플라즈마 유도를 위해 Ar, N₂, O₂ 가스를 사용하였으며, 가스 투입량은 3.15 × 10^(-5) ㎥/s로 고정하였다. 각 플라즈마 가스별로 최대 1분까지 10초 간격으로 표면처리한 후, 접촉각 측정을 통해 표면의 친수성 변화를 비교 분석하였다. 그 결과 최대의 친수성을 나타내는 표면처리 시간은 Ar, N₂, O₂ 플라즈마에 대해 각각 20초, 30초, 50초인 것으로 나타났다. 그리고 이 결과를 사용하여 표면 처리된 프리프레그의 접착강도시험을 수행한 결과, O₂ 플라즈마가 접착강도 향상에 가장 우수한 것으로 나타났다. 표면처리 전의 접착강도는 260 mN/㎜였으며, O₂ 플라즈마 표면처리 후에는 330 mN/㎜로 가장 크게 상승하였다. XPS 분석 결과에 따르면 이러한 표면 접착강도의 상승에는 표층의 극성기 생성이 주도적 역할을 하는 것으로 나타났다. 특히 O₂ 플라즈마의 경우 다른 플라즈마에 비해 카보닐기와 카르복시기이 생성이 두드러졌으며, 표면처리 전에 비해 5.83 at.% 증가하였다. DSC 분석에 의하면 이러한 극성 화학기 생성은 프리프레그 경화 과정의 수지 가교에도 영향을 주었다. O₂ 플라즈마 표면처리 후 유리전이온도는 표면처리 전에 비해 4 ℃ 가량 상승하였고, 이는 수지 가교도가 증가하였음을 뜻한다. 이러한 프리프레그 표면처리가 적층 복합재의 내구성에 미치는 효과를 알아보기 위해, 층간파괴인성시험이 수행되었다. 일방향 배열로 제작된 DCB 시편에 대해 층간 열림 방향으로 하중을 부여하고 그에 따른 에너지 방출율을 계산한 결과, 상온(25℃) 시험에서는 표면처리 전 480 kJ/㎡에서 620 kJ/㎡로 층간 파괴인성이 증가하였다. 또한 저온(0℃) 시험 역시 330 kJ/㎡에서 470 kJ/㎡로 층간 파괴인성이 증가하여, 프리프레그의 플라즈마 표면처리가 층간 내구성 향상에 효과적인 수단이라는 결과를 얻었다. 또한 플라즈마 표면처리가 전단 방향 하중에 따른 파괴 강도에 미치는 영향을 알아보기 위해, 일방향 배열로 적층 성형된 SLS 시편에 대한 전단시험을 수행하였다. 그 결과 전단파단강도가 표면처리 전 23.97 MPa에서 표면처리 후 25.86 MPa로 증가하였으며, 파단면의 SEM 분석 결과 표면처리 시편은 파단 후에도 섬유/수지 계면의 접착이 잘 유지되는 것으로 나타났다. 표면처리가 반복하중에 대한 잔류 강도에 미치는 영향을 알아보기 위해 일방향 적층된 인장 시험편에 대한 잔류 강도 시험을 수행하였다. 인장 시험편은 프리프레그를 일방향 배열하여 제작되었다. 그리고 최대 10만 회까지 5 Hz 속도로 정현파 피로하중이 부과되었으며, 이때 응력비(σmin/σmax) R은 0.1이었다. 시험 결과에 의하면 피로하중 증가에 따라 인장 강도는 감소하나 그 변화량은 미미하며, 표면처리 전후에 따른 차이 역시 미소한 수준이었다. 이는 일방향 배열 시험편의 인장 파단은 층간 결합력 보다는 배열 섬유의 파단이 보다 지배적으로 작용하기 때문인 것으로 분석되었다. 따라서 탄소섬유/에폭시 프리프레그에 대한 저진공 O₂ 플라즈마 표면처리는 표면의 극성 화학기 생성 및 친수성 향상에 효과적인 방법임을 알 수 있었다. 이에 따라 프리프레그 적층 시 층간 결합력이 상승하며, 결과적으로 적층복합재의 층간 내구성 향상에 효과적으로 작용한다는 결론을 얻게 되었다.

상·하부 발열량차 공법을 이용한 기초 매트 매스콘크리트의 수화열 균열 저감

김민호 청주대학교 2017 국내박사

최근 도심지의 건축물은 지가상승에 따른 토지의 효율적 활용 및 건설기술의 발달로 말미암아 점점 더 고층화하는 경향이다. 이에 따라 건축물의 기초는 구조체의 안정성과 연관하여 두꺼운 매스콘크리트 형태의 매트콘크리트가 설계되어지고 있다. 그런데, 이와 같은 매트 매스콘크리트는 건축물의 하부구조를 안전하게 지지하는 역할에는 긍정적일 수 있지만, 800 mm 이상의 두꺼운 부재로 설계되는 경우가 많아짐에 따라 수화열에 의한 균열이 문제점으로 제기 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 W사 아파트 기초 MAT 매스콘크리트 타설부에 상하부 콘크리트간의 응결시간 및 발열량차를 축소시켜 궁극적으로는 중심부와 상부표면과의 온도차이를 줄임으로써 온도차에 의한 인장응력을 최소화하고자 한다. 즉, 본 연구는 매스콘크리트의 균열을 제어하는 3성분계 저발열배합 사용과 상·하부를 구분하는 수화발열량차 공법을 적용하고자 하였다. 즉, 수화발열량차 공법적용에 대한 수화열 저감과 균열제어의 활용성 및 효율성을 검토하고, 프로그래밍을 이용한 수화열 해석과 실제현장에 적용된 매스콘크리트의 온도이력 및 균열지수를 비교검토함으로써 효과적인 매스콘크리트의 균열 저감 방법을 제안하고자 하였다. Recently, a downtown structures tend to become more high-rise due to the efficient use of land and the development of construction technology due to the increase in land prices. Therefore, the foundation of constructions has been designed with a mat concrete in a form of heavy mass concrete in connection with the stability of the structure. However, such a mat mass concrete may be positive for the role of supporting the substructure of the building safely, but cracks due to hydration heat have been issued due to the fact that it is often designed as a thick member of 800 mm or more. Therefore, in this study, it is aimed to minimize tensile strength due to the temperature difference by reducing the difference of the setting time and the hydration heat difference between the upper and lower concrete in the foundation mass concrete placement lifts of W company apartment. In other words, this study tried to apply ternary low heat mixture controlling the crack of mass concrete and hydration heat different Method that distinguishes the upper and lower placement. This study examines the utility and efficiency of hydration heat reduction and crack-control for the application of hydration calorific value, and proposes an effective crack reducing method by hydration heat analysis using programming and by comparing the temperature history and crack index of mass concrete applied in the field.

組織構成員의 職務 不安定性과 組織沒入 및 職務滿足에 關한 硏究

김민호 東國大學校 社會科學大學院 2000 국내석사

최근 우리나라의 기업 조직은 경영악화와 부도 사태 등으로 인하여 많은 어려움을 겪고 있다. 이러한 위기 상황에 대응하기 위하여 비효율을 줄이려는 여러 처방이 제시되고 있으며 그 중에서 인력 감축이 하나의 대안으로 채택되고 있다. 총체적인 한국 경제의 위기의식과 기업의 조직 구조 개편, 주력 사업의 첨단산업화, 능력 본위의 인사관리 등의 요인으로 인해 조직구성원들은 더 이상 평생직장을 보장받을 수 없다는 직무불안정성을 느끼고 있다. 암묵적인 고용 계약의 위반이라는 사실은 조직구성원들에게 심리적 영향이 매우 클 것이며 조직효과성에도 영향을 미치게 될 것이다. 즉, 감원으로 인해 생산성의 증가보다 조직구성원들의 충성심을 감소시켜 전체 조직에는 역효과를 가져온다는 문제가 자주 논의되고 있다. 그러나 현재 우리 나라에서는 직무불안정성에 대한 학문적 연구가 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 조직구성원들의 직무불안정성을 측정해 보고 직무불안정성과 조직몰입 및 직무만족의 관계를 알아보고자 한다. 본 연구의 목적은 다음과 같다. 첫째, Greenhalgh 과 Rosenblatt가 제시한 직무불안정성의 개념 모델을 포항시에 소재한 10개 기업에 적용시켜 직무불안정성과 조직몰입은 어떤 관계를 나타내는지 알아보고자 한다. 둘째, 직무불안정성과 직무만족은 어떤 관계를 나타내는지 알아보고자 한다. 셋째, 조직구성원이 지각한 조직몰입과 직무만족은 어떤 관계를 나타내는지 알아보고자 한다. 넷째, 인구통계학적 변수의 직무불안정성은 어떤 관계를 나타내는지 알아보고자 한다. 직무불안정성이 조직몰입과 직무만족에 미치는 영향을 알아보는 연구모형을 검증하기 위하여 포항시 소재 중소기업 9개와 대기업 1개 조직에 근무하는 사원 248명을 대상으로 설문조사를 실시하고 상관관계분석을 통해 가설을 검증하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 조직구성원이 지각한 직무불안정성과 조직몰입의 관계는 부의 유의미한 상관관계가 나타났다. 즉 조직 구성원들의 직무불안정성이 높을수록 조직몰입의 수준은 감소한다는 것이다. 둘째, 조직구성원이 지각한 직무불안정성과 직무만족의 관계에서도 부의 유의미한 상관관계가 나타났다. 이는 조직 구성원들의 직무불안정성이 높을수록 직무만족의 수준은 감소한다는 것을 의미한다. 즉 조직구성원이 계속적인 고용을 보장받지 못하고 경제적 필요에 위협을 받을 때 직무를 수행해 나가는 과정이나 직무수행의 결과에서 부정적 감정을 나타낸다는 것을 의미한다. 셋째, 조직구성원이 지각한 조직몰입과 직무만족의 관계는 정의 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 즉 조직구성원이 자신이 속한 조직에 대해 애착을 지니고 적극적으로 개입할 때 직무를 수행해 나가는 과정이나 직무수행의 결과에서 긍정적 감정을 나타낸다는 것을 의미한다. 넷째, 인구통계학적 변수와 직무불안정성과의 관계에서는 남성보다는 여성이 직무불안정성을 더 높게 지각하고 학력 수준이 낮을수록 직무불안정성 높았다. 앞으로도 우리나라 경제는 구조조정으로 인해 조직구성원들이 직무불안정성을 높게 지각할 것이다. 따라서 직무불안정성에 영향을 미치는 다양한 선행요인과 결과변수들을 파악하여 직무불안정성을 줄일 수 있는 방안에 대한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

등경유 탈황 공정의 운전 최적화를 위한 가상 분석기 모델링 연구

김민호 서울대학교 대학원 2022 국내석사

촉매 반응을 통해 황을 제거하는등경유 탈황 공정은 정유 화학의 대표 공정 중 하나로, 황 함량이 기준치를 초과하는경우 제품 판매가 불가능하므로 황 함량 관리가 매우 중요하다. 지금까지는 샘플을 채취해서 실험을 하거나 분석기를 사용하여 황 함량을 측정했다. 만약 제품의 황 함량을 실제로 측정한다면 결과를 확인할 때까지 많은 시간이 소요되고, 실측을 위해 필요한 분석기는 분석 가능범위가 한정적이고 지속적인 유지보수가필요하다. 또한 이 공정은 유입원료의 성상과 이물질 함유, 운전 환경 변화에 따른 운전 온도 및 압력 변화, 촉매의 종류와 양, 시간에 따른 성능 저하 등에 따라 반응 차이가 크기 때문에 열역할 기반 화공 모델링만으로는 실시간 황 함량 예측이 부정확하다. 본 연구에서는 축적된 공정 운전 데이터를 기반으로 기계 학습을 통해 제품의 황 함량가상분석 모델을 구현하였다. 모델링시 상대적으로 잘 알려진 선형 회귀 분석법, Support Vector Machine 분석법, 의사결정 트리 분석법을 활용하였고 이 분석법들은 상용 데이터 분석 프로그램에 대부분 포함되어 있어서 코딩에 익숙하지 않은 공정 엔지니어들이 현장에서 쉽게 활용이 가능할 수 있도록 하였다. 이러한 데이터 기반 황 함량 분석기는 실시간으로 황 함량값을 예측할 수 있으며, 데이터가 축적될수록 정확도가 높아진다는 장점이 있다. 뿐만 아니라 운전시 조정 가능한 변수만으로 정확도 높은 가상 분석기를 모델링하여 가상 분석기로 공정 최적화가 가능함을 알 수 있었다. 본 연구는 데이터 기반 가상 분석기 모델을 구현하여 실험이나 분석기없이도 황 함량을 예측할 수 있고 열역학 기반 공정 시뮬레이션없이 반응 공정이 있는 등경유 탈황 공정의 운전을 최적화할 수 있음을 보여주었다. In the kerosene and gasoil hydrotreating unit, the product cannot be sold if sulfur content exceeds standard levels, so managing the sulfur is very important. Until now, an experiment through sampling or an analyzer was used to measure the sulfur content. But a great deal of time is needed to accurately measure the sulfur content of a product and the analyzer has a limited analysis range and requires continuous maintenance. The aim of this study was to model a soft sensor to measure the sulfur content using the actual operating data. In this study, a soft sensor model was modeled through machine learning based on accumulated process operation data to analyze the sulfur content of products. In addition, we modeled a soft sensor using only relatively well-known analysis such as linear regression, support vector machine, and decision tree. Those are analysis methods that is almost included in commercialized data analysis programs, it can be easily used by process engineers who are not familiar with coding in the field. The soft sensor which implemented in this study predicted sulfur content value by analyzing data in real time and had high accuracy that can be applied to the actual field. Moreover, a high-accuracy soft sensor was modeled using only adjustable variables and the possibility of the operating optimization based on this soft sensor modeling was found. This study approves that a data-driven soft sensor model can measure the sulfur content without an experiment and an analyzer and optimize the operation of the kerosene and gasoil hydrotreating unit which has a reaction process without the chemical engineering simulation.

모집병 지원의사와 수용의사액 결정요인에 관한연구

김민호 서울대학교 대학원 2018 국내석사

우리나라는 전쟁이 아직 끝나지 않았으며 북한의 군사적 위협은 날로 증가하고 있다. 이러한 위협에 대응하기 위해 우리나라는 징병제를 실시하고 있는 몇 되지 않는 국가들 중 하나인데 여러 가지 사회문제들로 인해 병력충원에 어려움이 예상된다. 저출산 위기로 인해 현역 가용인원이 지속적으로 줄어 들고 있으며, 이에 대응하기 위해 실시하고 있는 다양한 모집병 제도 중 큰 비중을 차지하고 있는 유급지원병 제도의 운영 실적이 저조하다. 이에 더해 병 복무기간의 단축과 최저임금의 상승은 병력부족 문제를 가속화시키기에 충분하다. 이러한 위기들이 해결되지 않는다면 적 위협 대비 충분한 병력을 충원하기 위해 병역제도 자체에 획기적인 변화가 필요할 것으로 예측된다. 본 논문에서는 이러한 문제인식 하에, 병사들의 의무복무기간이 18개월로 단축되었다고 가정하고 현재 실시되고 있는 여러 가지 모집병 제도 중 가장 큰 비중을 차지하는 유급지원병제도와 이에 대한 대안으로 제시되고 있는 계약직 전문병사제도를 중심으로 하여 분석을 실시하였다. 분석단위는 군 의무복무의 대상이 되는 20~30대 남성 개인이며, 분석을 위해 현역복무대상 입대 전 20대 남성 450명, 신병교육대 훈련병 250명, 야전 보병대대 현역 250명 총 950명을 대상으로 유급지원병 및 계약직 전문병사에 대한 지원의사와 받기를 원하는 수용의사액(WTA)을 조건부 가치측정법을 적용하여 측정하였다. 지원의사와 수용의사액에 영향을 미칠만한 요인들을 선정하여 분석을 실시한 결과 급여와 취업인센티브가 큰 영향을 미쳤다. 급여의 상승은 전 집단의 지원의사에 유의미한 영향을 미치며, 동기요인과 개인 및 직무연관성은 각 집단별로 다르게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 취업 인센티브는 지원의사를 향상시킬 뿐만 아니라 수용의사액을 감소시키는 효과도 있었다. 병력충원의 효과성면에서는 계약직 전문병사 제도가 유급지원병제도 보다 우월하지만, 운용예산을 고려하였을 때 취업인센티브를 부여한 유급지원병 제도가 더 효율적인 것으로 분석되었다. 하지만 운영예산을 통제하였을 때 두 제도는 모집확률 면에서 큰 차이가 없으며 이는 병사들이 연장복무를 고려 시 급여를 최우선적으로 고려한다는 것으로 분석된다. 본 연구에서 분석한 여러 자료들은 현재 유급지원병의 문제점 파악, 계약직 전문병사 제도로의 변환 및 모병제에 관한 논의 시 그 기초를 제공할 수 있을 것이다. 병력획득을 둘러싼 우리나라의 사회 환경은 앞으로도 크게 개선될 것으로 보이지 않는다. 이에 대응하기 위한 정책적 대안이 마련되지 않는다면 저출산으로 인한 병력부족 문제는 전망이나 예측이 아니라 우리가 직면할 확정된 미래이다. 하지만 예산 증액이나 취업인센티브 부여와 같은 정책은 군 자체적으로 해결 할 수 있는 문제가 아니다. 지금부터라도 본 문제를 심각한 안보위협이라 상정하고, 문제해결을 위해 필요한 예산의 투입과 법·제도의 개선을 위한 우리 사회 전체의 논의와 공감대가 요구되는 시점이다.

Synthesis and catalytic/optical properties of dealloying-based porous nanoparticle and plasmonic nanogap nanoparticle

김민호 서울대학교 대학원 2017 국내석사

Nanoporous metallic structure, which are composed by a three-dimensional open-cell network of interconnected ligaments on the order of 10 to 100 nm, are very promising materials in various applications such as catalysis and sensing owing to their high surface-to-volume ratio and excellent surface reactivity. Especially, nanoporous gold (Au) structures have been attracted much attention for practical applications due to the good chemical/biological stability, unique mechanical rigidity, electrical conductivity, and high corrosion resistance. Previously, the porous materials have been made by casting into the interstices of microphase-separated block copolymers, colloidal crystal, self-assembled surfactants, and biologically formed porous skeletal structures. Recently, with the advent of nanotechnology, a dealloying which is defined as selective dissolving of the less stable metal elements from alloy system has been used as a processing tool to fabricate the well-controllable nanoporous metallic structures. By many efforts in theoretical and experimental studies, the nanoporous metallic structures have been well-defined and precisely controlled, and their structure-dependent properties have also been investigated a lot. For recent decades, various studies and techniques have been reported and developed for fabricating well-controlled nanoporous metallic structures, however, most of nanoporous metallic structures are mainly focused on the three- or two- dimensional structures which have limitations for specific applications such as nanomedicine, drug delivery, and labeling in biosensing. In contrast, the nanoporous metallic nanoparticles are most promising materials for biomedical and sensing applications due to their large surface which is capable for loading of drug and targeting molecule, and their tunable and unique SPR properties for enlarging the sensing signal. Furthermore, those nanoparticles are relatively easy and fast to synthesize and is also highly capable for mass production, resulting in in practical applications. However, the precise and reproducible synthesis of nanoporous metallic nanoparticle (especially in Au) is quite difficult and have rarely been reported because the fabrication of uniform alloy nanoparticles with suitable composition and size is still quite challenging due to the different chemical properties of each metal elements. Although some recent studies cover the fabrication of nanoporous metallic nanoparticle, those synthesis methods need complex route such as annealing process, and resulting products are usually not uniform in size, which cannot provide reproducibility and reliability in sensing application. Therefore, it is still highly challenging to precisely and reproducibly synthesize the uniform and pore/ligament size-controllable nanoporous metallic nanoparticles for utilizing them to a wide range of applications. In this thesis, dealloying-based synthetic strategies to fabricate highly porous nanoparticles and plasmonic interior-nanogap nanoparticles are presented. These facile and straightforward synthetic strategies allow us to manipulate the nanoporosity and interior nanogap which highly affect to catalytic performance and optical signal enhancement. By introducing co-reduction chemistry and by adjusting the Ag to Au ratio, the atomic distribution of Au can be highly controlled in Au-Ag alloy shells, resulting in nanoporous Au nanoparticles with different porosity via dealloying process. Using the Au core/porous shell nanoparticles which contain networked thin ligaments, surface defects with well-controlled nanoporosity, the porosity-dependent catalytic activity is investigated. When Ag to Au ratio is further adjusted during co-reduction chemistry, Au-Ag dealloyed nanogap nanoparticles with interior nanogap can be formed despite of the absence of an interlayer, such as DNA, silica ore polymer layer via dealloying process. With dealloyed nanogap nanoparticles of which size of well-defined interior nanogap is as smaller as ~2 nm, quantitative studies for surface-enhanced Raman scattering (SERS) are investigated. In addition, estimation of enhancement factor and polarization-dependent SERS property are also carried out in single-particle-level. Finally, highly quantitative DNA detection and highly sensitive/selective target cell imaging is presented using the bio-functionalized interior-nanogap nanoparticles. Understanding and utilizing the relationships between dealloying-based structural changes and catalytic/optical properties in highly controlled nanostructures can give advanced insight in designing and synthesizing the desired nanostructures for the targeted applications. The chapter 1 provides an overview and perspective of recent advances in the use of dealloying-based nanoporous Au nanostructures for various applications. Next, the mechanism of evolution of nanoporosity from Au-Ag alloy system during dealloying is introduced. Because the morphologies (e.g., size or distribution of pore/ligament) of nanoporous metals obtained from dealloying process are highly influenced by the dealloying condition, such as alloy composition, dealloying time, temperature, kinds of solutions, and intrinsic property of noble metals, the effects of dealloying conditions in adjusting structure of dealloyed nanoporous metals are also discussed. Finally, various examples of nanoporous Au structures produced by well-controlled dealloying process and their representative applications are introduced and discussed. In chapter 2, a facile and straightforward synthetic strategy for controlling and forming Au core/porous shell nanoparticles (CPS NPs) by a selective dealloying (Ag-etching process) process of Au/Au–Ag core/alloy shell NPs (CAS NPs) is presented. The shell of CPS NPs contained networked thin ligaments, catalytically-active surface defects and ultra-high porosity throughout the shell. Using the robust CPS NPs, the porosity-dependent catalytic activity with a well-known chemistry [the reduction of 4-nitrophenol (4-NP) by sodium borohydride (NaBH4) in this case] was investigated. The CPS NPs exhibited a very short induction time, high conversion rate constant, low activation energy and high turnover frequency due to their catalytically active porous shells containing networked thin ligaments, surface defects, ultra-high porosity. The CPS NPs could further enhance the catalytic reactivity due to their photothermal activation. In addition, the highly porous CPS NPs showed much better catalytic performance in comparison with galvanic replacement-based Au core/hollow shell nanoparticles (CHS NPs). In chapter 3, a highly controllable dealloying chemistry for synthesizing Au-Ag dealloyed nanogap nanoparticles (DAG NPs) with a dealloyed interior nanogap is presented. The interior nanogap was formed as small as ~2 nm and controlled without the need for an interlayer, such as DNA, silica or polymer layer, in the gap in a high yield (~95 %). Owing to the strong electromagnetic field enhancement in the nanogap, DAG NPs facilitate generation of strong, tunable, and reproducible SERS signals with narrowly distributed enhancement factors. In addition, the SERS signal intensity from DAG NPs linearly increased as particle concentration increased, allowing for highly reliable, quantitative SERS. Importantly, single-particle laser polarization study suggests that the SERS signals from a DAG NP are polarization-independent, which is critical in getting reproducible signals from individual particles. Finally, the bio-functionalized DAG NPs showed that they can be used as ultrasensitive, highly quantitative DNA detection probes and targeted cell imaging probes with high sensitivity and selectivity.

한국인 영어 학습자들이 발화한 영어의 구개음화 현상에 나타나는 단어빈도수 효과 연구

김민호 중앙대학교 대학원 2013 국내석사

본 논문은 한국인 영어 학습자들이 발화한 영어의 구개음화 현상에서 나타나는 구개음화의 실현 정도의 차이를 단어빈도수 효과로 설명하고, 그것을 실험으로 증명하고자 한다. 다양한 음운론적 규칙에 대한 많은 연구를 통해 단어의 빈도수가 규칙의 실현의 정도에 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다. 구개음화 규칙도 같은 음운론적 환경이지만 단어의 빈도수에 따라 실현의 정도가 달라진다. Yun (2012)는 한국인 영어 학습자를 대상으로 영어의 구개음화 현상에 대한 단어 빈도수 효과를 조사를 하여 영어 모국어 화자를 대상으로 한 연구 결과의 흐름과 일치하는 결과를 얻었지만. 실험 재료를 만드는데 있어서 단어의 품사, 어형 변화의 유무, 참가자의 영어 능숙도와 같은 변인들을 통제하지 않고 실험을 했다는 단점을 가지고 있다. 그렇기 때문에 Yun (2012)의 연구를 기반으로, 본 논문에서는 보다 더 세밀한 변인통제를 통해 한국인들이 발화한 영어 구개음화 현상에서의 단어 빈도수 효과를 조사해보고자 한다. 한국인 참가자들은 주관적 능숙도와 토익성적, 전공 등으로 영어 능숙도에 따른 두 집단으로 나누었다. 그와 더불어 비교 집단으로 원어민 집단도 추가하였다. 실험 소재는 Yun (2012)에서 통제된 변인인과 더불어 단어의 품사를 타동사로 제한시켜 Zsiga (2000)처럼 ‘동사+목적어’ 환경을 만들었다. 후행하는 단어는 대명사로 제한시켰으며 대명사의 첫 자음은 /j/ 나 /h/로 제한시켜 두 가지 조건으로 단어를 실제 존재하는 예시문을 통해 제시하였다. 단어는 저빈도, 고빈도로 나누어 Hoosier Mental Lexicon (Nubaum, Pisoni, and Davis 1984)에서 추출되었다. 빈도수에 따른 구개음화 실현의 정도를 참가자 집단에 따라 측정하였다. 또 빈도수에 따른 문장 발화 속도와 구개음화 실현에 따른 구개음화가 실현되는 해당 구간의 길이도 측정하였다. 마찰음의 경우 마찰구간을 세부분으로 나누어 각각의 COG (center of gravity)값을 측정하여 구개음화 실현 여부에 따른 값의 차이를 조사였다. 실험 결과 집단 간의 단어 빈도수에 따른 구개음화 실현의 정도가 유의미하게 나타났다. 즉 영어를 잘하는 한국인 집단은 원어민 집단처럼 단어빈도수 효과를 보여줬으며, 영어를 못하는 한국인 집단은 별다른 차이를 보이지 못하였다. 단어 빈도수에 따른 문장 발화 속도 차이는 미묘하였지만 통계적으로 유의미했으며, 해당구간의 길이 또한 단어 빈도수와 구개음화의 실현에 따라 유의미한 차이를 보였다. COG 값의 경우, 구개음화가 된 경우 전체적으로 모든 구간에서 구개음화가 되지 않은 경우보다 낮게 보였다. 이러한 실험 결과는 외국어로써 영어를 배우는 한국인에게도 단어빈도수 효과가 나타남을 밝혔지만, 단어 빈도수에 대한 정보에 대한 노출이 많을 때에만 그러한 효과가 유의미하게 나타남을 증명하였다. This thesis aims to investigate the effect of word frequency on English palatalization by Korean learners of English through the production experiment. Many studies have proved palatalization in English is realized differently in terms of the word frequency. Many studies have been conducted with the data from L1 speakers, but the studies with the data from L2 speakers are rare, except Yun (2012), which shows the relation of palatalization and the word frequency effect in English that Korean produced. However, Yun (2012) did not control some variables which may be able to affect the rate of palatalization, such as English proficiency of Korean participants, part of speech of target words, or etc. Therefore, building on Yun (2012), this thesis purposes to investigate the relation between the effect of word frequency and English palatalization by Korean learners of English, controlling more variables precisely. In this thesis, Korean participants divided into two groups according to their majors, subjective proficiencies, TOEIC scores. Moreover, a group of English native speakers also participated in this experiment. In addition to the variables which were already controlled in Yun (2012), such as the type of word final consonants, preceding vowels, or etc, the part of speech of the target words was restricted to transitive verb to make natural environment of ‘verb + object’ like Zsiga (2000). Following object was restricted to pronouns which begin with /h/ or /j/. All target words were extracted from Hoosier Mental Lexicon (Nubaum, Pisoni, and Davis 1984) according to frequency, and all sentences which include target words and following pronouns exist on the internet. The rate of palatalization according to word frequency was measured. Also, speech rate according to word frequency was measured. Duration from the word-final consonant to the onset of following pronouns were measured according to the presence or absence of palatalization. For fricatives at the end of target words, the frication parts were divided into three phases and COG (center of gravity) values were measured at each point. As results, there were significant differences of realization of palatalization among three groups. That is, Korean participants in the ‘advanced level’ group made difference of the rate of palatalization in terms of the word frequency like native English speakers, while Korean participants in the ‘low level’ group did not. The speech rates according to word frequency showed significant difference, and the duration from the final consonant to the onset of the following pronouns was in the effect of word frequency. Also, the overall COG values of palatalized fricatives were significantly lower than alveolar fricatives. These results from the experiments support that Korean learners of English also have the word frequency information. However, only if they are exposed enough to get those information, the word frequency effect is significant.

Stabilization of limaprost-aCD using solid dispersion systems

김민호 성균관대학교 2007 국내석사

리마프로스트는 프로스타글라딘 E1의 합성 유도체로서 강력한 혈관확장 작용으로 폐색성혈전혈관염 및 요부척주관협착증 치료에 사용되고 있는 약물이다. 리마프로스트는 다른 프로스타글란딘류와 마찬가지로 약물에 대한 안정성이 나쁘고, 특히 수분에 의한 분해로 인해 제제화에 있어서 많은 문제점을 가지고 있다. 또한, 물에 대해 매우 난용한 약물이기도 하다. 이의 극복을 위하여 리마프로스트와 알파-싸이크로덱스트린의 포접물인 리마프로스트 알파덱스가 개발되었고 이는 리마프로스트보다 그 안정성과 용해도에 있어서 개선된 양상을 나타내었다. 그러나 아직 그 안정성에 있어서는 충분히 개선되지 못하여 방습포장에 의지하는 한계를 나타내고 있다. 이 연구에서는 이러한 리마프로스트 알파덱스를 고체분산체를 이용하여 그 안정성을 개선하는 것을 그 목표로 하고 있다. 고체분산체는 고체 상태 안의 폴리머나 불활성 담체 안에 하나 이상의 성분을 균등하게 분산시키는 방법으로, 작고 일정한 입자 크기를 얻을 수 있고, 외부의 분해인자로부터 불안정한 약물의 안정성을 향상 시킬 수 있는 제조공정이 간단하고, 재연성을 확보할 수 있는 편리한 방법이다. 여러 고체분산체 제조 방법 중 이 연구에서는 Hot-Melting, Solvent, Spray-Drying 방법을 선택하였다. 담체로는 문헌조사를 통하여 프로스타글란딘 계의 약물 안정성에 증가의 효가를 나타내었던 담체를 선별하여 각 고체분산체 제조 방법 별로 적용하였다. 각 담체와 고체분산체 제조 방법에 따른 약물의 안정성에의 영향을 평가하기 위하여 안정성 시험을 수행하였고, 이는 리마프로스트 알파덱스의 안정성이 가장 취약한 40℃, 75%상대습도와 60℃의 두 조건에서 이루어졌다. 안정성의 평가는 리마프로스트의 함량변화와 리마프로스트의 유연물질의 농도 측정을 통하여 이루어졌으며, 고체분산체의 각 조건에서의 분해속도상수를 1차 분해식으로 구하였고, 이를 통해 잔존하는 리마프로스트의 함량이 절반이 되는 시간인 반감기를 측정하여, 각각의 조건에서의 라마프로스트 알파덱스의 안정성을 분석하였다 각각의 조건에서 제조 된 고체분산체는 약 1주일간 그 안정성을 평가하여 리마프로스트 알파덱스보다 그 안정성에 있어서 증가를 나타내는 담체와 제조 방법을 선별하였고, 이 후 안정성 증가의 재연성과 시험기간의 연장에 따른 경향변화를 관찰하기 위하여 선별된 담체와 제조방법으로 새로 제조된 고체분산체를 이용하여 3주간의 안정성 시험을 시행하였다. 1주일간의 안정성 시험을 통하여 Spray-Drying법으로의 Co-solvent를 에탄올과 메틸렌클로라이드의 혼합물을 이용한 HPMC2910과의 고체분산체가 약물의 안정성에 가장 큰 증가를 이루었으며 이는 3주간의 안정성 시험에서도 재연성 있는 결과를 얻을 수 있었고 기간의 연장에 따라서도 결과의 경향에 큰 변화를 나타내지 않았다. HPMC2910을 담체로 제조한 리마프로스트 알파덱스의 고체분산체는 순수 리마프로스트 알파덱스에 비해 수분에 대한 안정성은 약 15배, 열에 대한 안정성은 약 4배 정도가 향상된 것을 각각 확인할 수 있었다. 이는 담체인 HPMC2910이 주약인 리마프로스트 알파덱스를 균일하게 둘러싸고 있어 외부의 분해인자인 수분으로부터 보호하게 되어, 담체가 수분의 침투를 막고 리마프로스트 알파덱스와 수분의 유동성을 감소시켜 약물과 수분이 만나는 기회를 줄여주었기 때문이며, 이는 어느 정도의 흡습성을 가지고 있는 HPMC2910이 주약보다 수분을 미리 흡습하여 수분이 주약에 접근하는 것을 미리 차단, 리마프로스트 알파덱스의 안정성을 향상시킨 것으로 사료된다. 고체분산체의 형성을 확인하는 방법으로는 FT-Raman, XRD가 사용되었으며, 이 두 방법을 통하여 결정형인 원료가 고체분산체의 제조에 따라 무결정형의 물질이 되었음을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 통하여 본 연구의 목표인 리마프로스트 알파덱스의 고체분산체로의 그 안정성증가를 이루었음을 확인할 수 있었다.