공간도형의 문제해결과정에서 나타나는 수학적 오류 유형 연구

김범석 한국교원대학교 교육대학원 2009 국내석사

The purpose of this study is to analyze the mathematical errors of students shown in problem-solving process of the Unit 'Space Figures and Spatial Coordinates' of High School Math II and the causes of the errors, to contribute to the improvement of teaching guide of teachers, and to promote students' interest and attention on space geometry. The research questions in this study are as follows. 1) What are the types of mathematical errors of students shown in problem-solving process of the Unit 'Space Figures and Spatial Coordinates' of High School Math II? 2) What are the causes of mathematical errors of students shown in problem-solving process of the Unit 'Space Figures and Spatial Coordinates' of High School Math II? In order to identify the research questions, 237 third-graders who were in natural science major classes in three academic high schools (two classes for each school) located in Buchun, Kyunggido were selected to be the subjects. After those who did not answer the test were excluded, 182 were selected to be analyzed of the types of mathematical errors. Test paper corrected and complemented through a preliminary test and experts' advice was used in the investigation, the second test and individual interviews were used in order to identify the concrete contents of the mathematical error type. In order to classify the types of mathematical errors, the types of incorrect answers of the students by items were classified and were analyzed of their rates. Based on the results, the errors were classified into three types according to the common characteristics of the errors and the detailed contents of the errors for each type were identified. The three types are: errors from the understanding of mathematical conception; errors from the process of space competence; and general errors. Also, the basic causes of each mathematical error were analyzed on the basis of precedent researches. The causes of mathematical errors in this study include perception-dominating thoughts, obsession with concrete viewpoint, effects of daily language, difficulties in changes of observation & measurement standards, causal thoughts, over-generalization, analogical thoughts, and limited concentration. Based on the results, the conclusion of this study is as follows. First, it is needed to teach correct mathematical conceptions of terms used in space figures. Given that students apply the mathematical conceptions used in plane geometry to space geometry or have mathematical misconception of terms in space geometry through daily language, identifying the problems and providing correct mathematical conceptions is necessary. Second, students should be taught to improve their competence on space and to perceive the spatial figures presented as spatial expression in the textbook as space. Students solve problems by recognizing the spatial figures of the problems as plane ones on the test paper. Therefore, it is needed that students are taught to utilize their competence on space that is essential in problem-solving of spatial figures and that activities of teaching-learning for various, practical activities are developed. Third, computers should be actively used in teaching spacial figures in order for students to overcome the difficulties and limitations from learning and understanding through rotating, cutting, or developing materials used in space geometry. When computers are used, students may understand the parts that are difficult to be spatially visual and identify the characters of spatial figures without direct cutting or developing materials. Using computer provides students with geometric theories that might be guessed through active and visual support and makes them participate in structuring knowledge by themselves. Fourth, contrary to the existing education in which analytic geometry and plane geometry are centered, the importance of space geometry should be emphasized. The methods of students attached to analytic geometry and thoughts of plane geometry cause various mathematical errors in problem-solving in which understanding of mathematical conceptions and space competence in space geometry are utilized. In order to prevent such errors, the importance of space geometry should be emphasized, the structure and curriculum by phases of textbook related to space geometry should be changed, and the course from space geometry to detailed plane and analytic geometry is needed. 본 연구의 목적은 고등학교 수학Ⅱ의 ‘공간도형과 공간좌표’ 단원에 대한 학생들의 문제해결 과정에서 어떠한 수학적 오류유형이 나타나는지를 분석하고, 수학적 오류형성의 원인이 무엇인지를 분석함으로써 교사들의 학습지도 개선에 도움을 주고 학생들의 공간기하에 대한 흥미와 관심을 높이고자 하였다. 이에 다음과 같은 연구문제를 설정하였다. 가. 수학II 「공간도형과 공간좌표」단원의 문제해결 과정에서 학생들은 어떠한 유형의 수학적 오류를 가지고 있는가? 나. 수학II 「공간도형과 공간좌표」단원의 문제해결 과정에서 학생들이 보이는 수학적 오류 형성의 원인은 무엇인가? 본 연구의 문제를 해결하기 위해 경기도 부천에 소재한 3개 인문계 고등학교 3학년 자연계열 학생 중에서 각각 2개 학급에 해당하는 총 237명 중 응답하지 않은 학생을 제외한 182명을 선정하여 수학적 오류유형을 분석하였다. 예비검사와 전문가의 조언을 통해 수정 보완한 검사지로 조사 연구를 실시하였고 수학적 오류유형의 구체적인 내용 파악을 위해 2차 검사지와 개별면담을 활용하였다. 수학적 오류유형을 분류하기 위해 먼저 학생들의 문항별 오답유형을 분류하고 비율을 분석하였다. 이를 토대로 오류 내용의 공통적인 특징별로 세 가지 유형으로 오류를 분류하였고 각 오류유형에 해당하는 세부 오류내용으로 정리하였다. 세 가지 유형은 수학적 개념의 이해과정에서 오는 오류, 공간능력의 과정에서 오는 오류, 일반적인 오류가 있다. 또한, 각각 수학적 오류들을 형성하는 근본적인 원인을 선행연구를 토대로 분석하였다. 본 연구에 해당하는 수학적 오류형성의 원인으로는 지각우위적 사고, 구체적 관점의 집착, 일상 언어의 영향, 관찰·측정 기준 변경의 어려움, 인과적사고, 과대일반화, 유추적 사고, 제한된 주의집중 등이다. 이와 같은 본 연구의 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다. 첫째, 공간도형에서 사용되는 용어들의 정확한 수학적 개념 지도를 해야 한다. 학생들은 평면에서 사용하던 기하의 수학적 개념을 확장시켜 공간에서도 같은 수학적 개념으로 사용하거나 일상생활에서 사용하는 언어를 통한 공간기하 용어의 수학적 오개념을 가지고 있으므로 이를 파악하여 정확한 수학적 개념을 지도하는 것이 필요하다. 둘째, 공간능력을 향상시켜 교과서에 평면적 표현으로 제시되어 있는 공간도형 그림을 공간으로 지각할 수 있도록 지도해야 한다. 학생들은 문제지에 제시된 공간상의 도형을 문제지 위의 도형 즉, 평면상의 도형으로 인지하여 문제를 해결하고 있다. 따라서, 학생들이 공간도형 문제해결의 필수적인 요소인 공간능력을 잘 활용할 수 있도록 훈련시키고 다양하고 실제적인 활동을 위한 교수학습 활동을 개발해야 할 것이다. 셋째, 공간도형에서 사용되는 구체물을 회전시키고 절단하거나 전개시켜 학습하고 이해해야만 하는데서 오는 어려움과 한계를 극복할 수 있도록 공간도형에서는 컴퓨터를 적극 활용하여 지도해야 한다. 컴퓨터를 활용하면 학생들이 공간시각화 하기 어려운 부분과 구체물을 직접 자르거나 펼치지 않고도 공간도형의 성질을 파악할 수 있다. 이는 추측에 그치는 기하학적 이론들을 활동적이고 시각적인 도움을 학생에게 제공하고 스스로 지식을 구성하는데 활동적으로 참여할 수 있게 해 준다. 넷째, 해석기하와 평면기하 중심의 기하교육에서 벗어나 공간기하의 중요성을 강조해야 한다. 학생들의 해석기하와 평면기하적 사고에 치중된 문제해결 방법들은 공간기하에서의 수학적 개념의 이해와 공간 능력을 활용한 문제해결에 있어 다양한 수학적 오류를 낳고 있다. 이를 예방하기 위해서는 공간기하의 중요성을 강조하는 것에서 그치지 않고 공간기하와 관련된 교과서의 내용 구성과 단계별 과정의 변화와 공간기하에서 출발하여 세부적으로 평면기하와 해석기하에 이르는 교육이 필요하다.

지속성 외래 복막투석 환자에서 대사성 산증이 혈청 알부민을 포함한 영양지표에 미치는 영향 : 김범석 저

김범석 연세대학교 1996 국내석사

Cordyceps militaris의 Mating type과 균사 및 자실체와의 관계에 관한 연구

김범석 강원대학교 대학원 2009 국내석사

Two isolates of Cordyceps militaris EFCC 12448 and EFCC 10304 collected were used in this study. The isolates have been preserved in Entomopathogenic Fungal Culture Collection (EFCC), Kangwon National University, Chuncheon, Korea. The objective of this study was to know the relationship between band formation and in vitro fruiting body production of Cordyceps militaris, isolates selection by mating-type, characteristic of mycelium by locations on Petri-dish, and relationship between cultivation date and fruiting-body production. Isolates were inoculated on opposite sides of SDAY agar plates and observed for the band formation in the meeting line of the isolates. The isolates were then inoculated in brown rice medium for in vitro fruiting body production. Fruiting-bodies were produced from combinations of isolates that produced band or no-band on Petri-dish. Thus, it was observed that band formation between the isolates had no direct relationship with the fruiting body formation. Also, the inoculum was prepared by using mycelial discs from the meeting region between the two isolates (A) and the mycelial discs from the opposite sides of peripheral regions of two isolates (B). It was observed that the method B was more appropriate for fruiting body production than the method A. To find superior isolates for fruiting, fruiting bodies were produced from two types of combinations of single ascospores: ascospores isolated from the same stroma and ascospores isolated from different stromata such as EFCC 10304-1, EFCC 10304-2, EFCC 10304-1, EFCC 10304-3 and EFCC 10304-2, EFCC 10304-3. The fruiting bodies were produced in three different environments: mycelial growth room (Place 1), under-ground cultivation room (Place 2), and mush cultivation farm (Place 3). There was not much difference among fruiting bodies produced from single stroma and those produced from combinations of different stromata. Place 3 was slightly better compared to Place 1 and Place 2. Isolates of the superior combination, EFCC 10304 1(5) × EFCC 10304 3(7) were used to find characteristics of mycelium on different locations on Petri-dish. After the isolates EFCC 10304 1(5) and EFCC 10304 3(7) were inoculated in liquid medium from three different locations (A, B, C), they were again inoculated in brown rice medium for fruiting. Also, four first-generation isolates of EFCC 10304 1(5) and EFCC 10304 3(7) were used for fruiting. Perithecia were formed in A and B type inoculations, but they did not formed in C. Also, artificial fruiting-bodies of first-generation isolates formed perithecium, but some of them did not form perithecia. Finally, superior combination, EFCC 10304 1(4) × EFCC 10304 2(8) was used to know relationship between cultivation-date and fruiting-body production. The isolates of EFCC 10304 1(4) and EFCC 10304 2(8) were cultivated on seven different ages of liquid cultures. The result of seven different cultivation dates was good at color and length of fruiting-body but not at fruiting-body strength when 2 days-old liquid culture of EFCC 10304-1(4) was inoculated with EFCC 10304-2(8) of 2 day, 4 day, 6 day and 8 day-old liquid cultures. On the other hand, it was good at strength of fruiting-body but was bad at color and length of fruiting-body when 2 days-old liquid culture of EFCC 10304-2(8) was inoculated with EFCC 10304-1(4) of 4 day, 6 day, 8 day-old liquid cultures. 본 실험에 사용된 균주는 2004년 8월에 강원도 봉명리에서 채집ㆍ분리한 Cordyceps militaris EFCC 12448과 2003년 7월 제주도 한라산에서 채집 및 분리한 Cordyceps militaris EFCC 10304를 사용하였고, 실험 균주들은 현재 강원대학교 동충하초은행(Entomopathogenic Fungal Culture Collection ; EFCC)에 보관되어 있다. 본 실험의 목적은 Petri-dish 상에서 형성되는 밴드와 자실체 형성과의 관계를 알아보고, Mating type에 의한 균주선발과 Petri-dish에 자란 균사의 위치에 따른 균사의 특성, 그리고 각 Mating type의 배양일수와 자실체와의 관계를 알아보고자 이 실험을 수행하였다. 밴드와 자실체 형성과의 관계를 알아보기 위해 하나의 Petri-dish안의 양쪽에 균을 접종하여 밴드를 형성시켜본 결과 밴드가 형성된 조합이 자실체를 형성하는 경우도 있었고, 밴드가 형성되었어도 자실체가 형성되지 않은 경우도 있었다. 따라서, 밴드의 형성과 자실체 형성과는 직접적인 연관은 없는 것으로 확인되었다. 또한 Petri-dish 내에서 두 균주가 만나는 부분(A)과 두 균주의 양쪽 끝부분(B)에서 균을 떼어내어 자실체를 형성 시킨 실험의 결과, (B)방법이 (A)방법 보다 더 뛰어남을 확인하였다. Mating type에 의한 우량균주를 선발하기 위해 인공자실체로부터 자실체 가닥 3개(EFCC 10304-1, EFCC 10304-2, EFCC 10304-3)를 선발하여 그 3개의 자실체로부터 각각 12개씩의 단포자를 얻었고, 그 중에서 6개씩의 단포자를 선발하였다. 같은 자실체에서 분리된 단포자들끼리의 mating 실험과 각각 다른 자실체에서 분리된 단포자들끼리의 mating 실험(EFCC 10304-1, EFCC 10304-2, EFCC 10304-1, EFCC 10304-3, EFCC 10304-2, EFCC 10304-3)을 하여 그 결과를 비교하였다. 공간 조건은 강원대학교 지상층에 있는 동충하초 배양실(Place 1), 강원대학교 지하층에 있는 배양실(Place 2), 농가의 버섯재배사 포장(Place 3)으로 나누어 자실체를 비교하였다. 같은 자실체에서 분리된 단포자들끼리의 조합과 서로 다른 자실체에서 분리된 단포자들끼리의 조합의 비교에서는 큰 차이가 없었고, 공간조건에서의 비교는 농가의 버섯 재배사포장(Place 3)이 다른 장소보다 조금 더 나은 결과를 보여주었다. 균사의 위치에 따른 균사의 특성을 알아보기 위해 EFCC 10304-1과 EFCC 10304-3 단포자 mating 조합 중 우수 조합인 EFCC 10304-1(5)과 EFCC 10304-3(7)의 단포자를 공시균주로 사용하였다. EFCC 10304-1(5) 단포자 원균과 EFCC 10304-3(7) 단포자 원균의 petri-dish상에서 위치를 세 부분(A, B, C)으로 다르게 하여 균사의 Colony를 떼어내어 액체배지에 접종한 후, 그 액체배지를 이용하여 자실체를 형성시켜 A, B, C를 비교하여 보았다. 또한, EFCC 10304-1(5) 단포자 원균과 EFCC 10304-3(7) 단포자 원균을 4개씩 1차 계대를 하여 그 1차 계대균들을 이용하여 자실체를 형성시켜 보았다. Petri-dish상에서 위치를 세 부분(A, B, C)으로 다르게 하여 자실체를 형성 시켜본 결과 A, B, C의 인공 자실체들이 서로 자실체 모양과 색, 크기가 다르게 형성되었으며 인공 자실체 A와 B의 경우 자낭각이 형성 되었지만 C의 경우 자낭각이 형성 되지 않았음을 확인하였다. 1차 계대균을 이용하여 서로 Mating을 시켜 인공 자실체를 유도한 결과 또한 인공 자실체들이 서로 자실체 모양과 색, 크기가 다르게 형성되었으며 자낭각의 경우도 형성 된 것이 있는 반면, 불확실하게 형성 된 것도 있음을 확인하였다 마지막으로 Mating type의 배양일수와 자실체와의 관계를 알아보기 위해 EFCC 10304-1과 EFCC 10304-2 단포자 mating 조합 중 우수 조합인 EFCC 10304-1(4)과 EFCC 10304-2(8)의 단포자를 공시균주로 사용하였다. 단포자 EFCC 10304-1(4)와 EFCC 10304-2(8)를 액체배지에 접종하여 배양일수를 7가지 방법으로 서로 다르게 함으로써 균사의 배양정도를 다르게 하여 배양을 한 뒤, 자실체를 형성시켜 배양일수에 따른 자실체 형성을 비교하여 보았다. 또한, 미리 EFCC 10304-1(4)와 EFCC 10304-2(8)를 각각 현미배지에 배양시켜, EFCC 10304-1(4)가 배양된 현미배지에는 4일간 배양시킨 flask 액체 접종원 EFCC 10304-2(8)을 접종하였고, EFCC 10304-2(8)이 배양된 현미배지에는 4일간 배양시킨 flask 액체 접종원 EFCC 10304-1(4)를 접종한 뒤 자실체를 형성시켜 비교하여보았다. 배양일수를 다르게 하여 자실체를 비교하여 본 결과 2일 배양한 EFCC 10304-1(4)와 2일, 4일, 6일, 8일 배양한 EFCC 10304-2(8)의 조합에서는 자실체의 길이와 색은 우수하였지만 자실체가 튼튼하지 못하여 곧게 서지 못하였다. 4일, 6일, 8일 배양한 EFCC 10304-1(4)와 2일 배양한 EFCC 10304-2(8)의 조합에서는 자실체는 튼튼하였으나, 자실체의 길이와 색은 좋지 못함을 확인하였다. 미리 배양된 현미배지에 액체배지를 접종한 실험의 결과는 EFCC 10304-1(4)를 먼저 배양시키고 나중에 EFCC 10304-2(8)을 접종하였을 경우 자실체 가닥에 힘이 없었고 노화도 약간 빨랐으며, 길이도 약간 짧음을 확인하였고, 반면에 EFCC 10304-2(8)을 먼저 배양시키고 나중에 EFCC 10304-1(4)를 나중에 접종하였을 경우 자실체 가닥에 힘이 있어 곧게 자랐고 자실체의 양이나 길이 등을 비교하였을 때 훨씬 우수하였다.

임의의 크기를 갖는 스프링 연결 블록 모델을 이용한 4절 기구의 통합 기구합성

김범석 한양대학교 대학원 2011 국내박사

Most machines are composed of several simple or complex linkage mechanisms that usually convert an input motion to a desired output motion. To produce a desired output motion, a linkage mechanism has to be designed properly. Design of a linkage mechanism includes a process often called kinematic synthesis. The kinematic topology and the geometry of a mechanism are determined through kinematic synthesis. The kinematic topology of a linkage mechanism needs to be determined before its geometry is determined in most conventional kinematic synthesis methods. The dimensional synthesis can usually be accomplished using a numerical method. However, it can begin only after the kinematic topology is determined with the type synthesis. Conventionally, the type synthesis has been carried out using the experience and intuition of a good mechanism design engineer. Since it is difficult to implement this experience and intuition in a computer program, most linkage design programs rarely employ an efficient type synthesis capability. Unified mechanism synthesis methods have been proposed recently. Unified mechanism synthesis is a systematic process to find the type and dimensions of a linkage mechanism simultaneously which satisfies desired kinematic requirements. Actually, this synthesis integrates the type and dimensional syntheses into a single process. In the present study, a unified synthesis method for simultaneously determining the type and dimensions of a planar four-bar mechanism is proposed for the path generation, function generation and body guidance problems. A spring-connected arbitrarily sized block model is introduced and optimization problems using the model are formulated for the three types of problems. The sizes of the rectangular blocks, the stiffness and orientation of the springs, the location of input motion, and the location of the coupler point are chosen as design variables and a global optimization algorithm called the pattern search algorithm is employed to solve the optimization problem. To identify the limitation of the proposed method, two dimensionless indices to measure the level of difficulty of kinematic synthesis problems are proposed. It is shown that the present method can be successfully employed to synthesize a four-bar mechanism within certain limits of the indices.

호텔 선택속성에 따른 고객만족과 고객충성 의도에 미치는 영향에 관한 연구 : 수도권 특1급 호텔을 기준으로

김범석 광운대학교 대학원 2021 국내석사

본 연구는 서울을 포함한 수도권 특1급 호텔의 선택속성이 고객만족과 고객충성의도에 미치는 영향에 관한 연구이다. 특히 호텔이용객이 호텔 의 여러 선택적 속성의 하나인 고객만족을 어떻게 도출하는지, 또한 고객 과의 관계에서 고객충성의도에 어떤 영향을 미치고 있는지에 관한 연구로 써 실증분석 하였다. 또한, 실증분석 결과에 따른 호텔이용객의 성향을 파악하고, 선택속성 이 고객만족과 고객충성도에 긍정적인 영향을 끼친다는 것을 증명하기 위 한 기초자료로써 제시함에 그 목적을 두고 있다. 본 연구의 주요 구성과 목적은 다음과 같다. 첫째, 수도권 특1급 호텔이용객들의 호텔방문 목적이 무엇인지 그리고 왜 수도권의 해당 호텔의 어떤 서비스를 통하여 재차 이용하게 되는지에 관한 주요 관심을 가지고 전개하였다. 그러므로 단순한 호텔 측의 마케팅 뿐만 아니라, 고객이 선택하는 부분에서의 서비스에 관한 연구 자료를 이 론고찰인 선행연구에 기초하여 수도권 특1급 호텔 방문객의 호텔 선택속 성과 고객만족, 고객충성도에 대한 개념을 파악하도록 하고, 이를 바탕으 로 설문을 통한 분석과 해석의 결과를 도출하고자 하였다. 둘째, 수도권 호텔 방문객의 호텔 선택속성에 대하여 고객의 인지 수준 을 바탕으로 호텔 선택속성 요인을 도출하려고 하였다. 먼저, 고객이 필요로 하는 것을 파악하고 이를 고객마케팅 차원에서 이용하여 재방문이 이 루어지도록 대입할 수 있어야 한다고 생각한다. 셋째, 이러한 과정을 통하여 도출된 호텔 방문객의 선택속성 요인을 분 석하고 고객만족과 고객충성도에 어떠한 영향을 미치는지를 분석한다. 구 체적인 연구의 방향과 전개는 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 호텔 선택속성을 기준으로 고객만족과 고객행동 의도 즉, 고객충성도에 미치는 영향을 연구한다. 둘째, 고객만족이 고객행동 의도 즉, 고객충성도에 관한 상관관계를 연 구한다. 위 분석 결과를 기초로 하여 수도권 지역 특1급 호텔 방문객의 호텔에 대한 서비스 제공 및 고객 유치와 마케팅의 전략에 유용하게 활용할 수 있는 하나의 근거 자료를 제공함에 목적을 둔다. This study is on the influence of selective attributes of special-class hotels in the metropolitan area, including Seoul, on customer satisfaction and customer loyalty intentions. This paper gave an empirical analysis of whether the hotel user's various optional attributes lead to customer satisfaction and, furthermore, the effect on customer loyalty intentions. The purpose of this analysis is to identify the propensity of hotel users and to present them as basic data to prove that the attributes of choice have a positive effect on customer satisfaction and loyalty. The purpose proposed in this study is to: First, I was curious about why the first-class hotel users in the Seoul metropolitan area were visit the hotel. Based on prior research on not only the marketing of the hotel but also the service of the customers' choice, the company aims to establish a correlation based on the concept of hotel selection attributes, customer satisfaction and customer loyalty of the first-class hotel visitors in the Seoul metropolitan area. Second, we are trying to derive factors for hotel selective attributes based on the level of customer awareness about hotel selection attributes of hotel visitors in the Seoul metropolitan area. Through this, it is believed that customers should be able to identify what they need and use it for customer marketing purposes visits. Third, analyze the factors of optional attributes of hotel visitors derived from the above process and analyze how they affect customer satisfaction and customer loyalty. This process provides the direction of future research: First, this study studies the impact on customer satisfaction and customer behavior intent customer loyalty based on hotel optional attributes. Second, customer satisfaction studies the correlation with customer behavior intent (customer loyalty). Based on the above analysis results, the purpose of this study is to provide data that can be used for the service provision and customer attraction strategies of hotel visitors in the Seoul metropolitan area.

Dynamics in spatiotemporal space : 시공간상(Spatiotemporal sapce)에서의 동역학

김범석 경북대학교 대학원 2018 국내박사

동역학시스템에서 발생하는 불규칙적 현상을 이해하기 위하여 과거 많은 연구들이 시간에만 의존하는 문제에 집중되어 진행되었다. 그러나 다양한 시공간적 문제에 관한 연구의 가능성/필요성이 컴퓨터의 발전과 함께 발생하였다. 최근에는 편미분방정식이론의 발전과 함께 시공간상에 생성되는 동역학적 특징을 밝혀내기 위한 연구들이 진행되고 있다. 본 학위논문은 시공간상에서 정의된 모델에서 발생하는 동역학 연구를 위하여 편미분 방정식, 연결된(coupled) 상미분 방정식 그리고 격자(lattice)상에서 정의된 수리적 모델을 고려하였다. 먼저, Complex Ginzburg-Landau 방정식을 패러다임 모델로 활용하여 극단적인 사건(Extreme Events)의 동적거동을 두 개의 연속 된 사건의 위치 간 거리의 비율로서 “이동성” 또는 "속도"를 정의하여 조사한다. 이러한 극단적인 사건(Extreme Event)은 시공간적인 동역학적 시스템에서만 발생할 수 있으며 폐쇄된 공간 영역에서 이러한 사건은 시간의 변화에 따라 다른 공간의 위치에서 무작위로 발생한다. 학위논문에서 이동성에 대한 대수적 스케일링 법칙을 두 사건의 시간, 공간에 관한 대수법칙으로부터 수리적으로 계산하여 지수법칙을 따른다는 것을 증명 하였다. 또한, 이동성의 대수적 스케일링 법칙은 Complex Ginzburg-Landau 시스템의 극단적인 사건뿐 아니라 지진과 같은 자연 현상에서도 보편적으로 적용될 수 있다는 사실을 발견했으며 스케일링 지수가 –2에 근사되는 것을 수치적 계산을 통하여 증명하였다. 또한 이 학위논문에서는 시공간의 동역학적 시스템에서의 Complex Ginzburg-Landau 방정식의 variational form으로부터 에너지를 정의하였고, 에너지와 극단적인 사건과의 발생관계에 관한 연관성을 밝히기 위하여 수치적 계산을 통하여 분석하였다. 또한 격자에서 이동성과 순환 경쟁 구조(cyclic–competition)를 가지는 종의 진화와 관련된 동역학 모델에 관한 연구를 하였다. 먼저, 종내 경쟁(intraspecific competition)이 종의 밀도에 의존할 때 발생할 수 있는 해의 형태와 안정성(stability)에 관하여 수리적 계산을 통하여 증명 하였고 이를 수치적 계산을 통하여 뒷받침하였다. 또한, 5개의 순환구조를 가지는 종의 시간에 따른 진화를 조사하여 이 모델에서 생성되는 분지(basin)를 조사하여 확인하였다.

화학적 개질 활성탄의 표면특성과 독성가스 흡착에 관한 연구

김범석 亞洲大學校 2019 국내박사

활성탄은 가스상, 액상물질을 분리, 정화하는 흡착제로 널리 쓰이고 있다. 활성탄의 표면 성질은 기본적으로 비극성이기 때문에 휘발성 유기화합물과 같은 비극성 분자들의 흡착에 용이하나 암모니아와 황화수소 같은 극성 분자들의 흡착 성능은 떨어진다. 비극성 물질의 흡착성능 제고를 위해 활성탄 표면을 활성화 물질로 개질, 가열하는 방식이 널리 사용되고 있다. 이에 본 논문에서는 활성탄에 산과 염기로 개질하여 암모니아와 황화수소 같은 극성 오염물질을 처리하는 실험 연구를 진행하였다. 12×40 mesh의 야자껍질 활성탄을 베이스로 하여 각각 질산 1 M, 2 M, 3 M 용액에 교반한 후 100 ℃, 200 ℃, 400 ℃, 600 ℃에서 산 처리 하였다. 3 M의 질산으로 처리한 활성탄의 암모니아 가스 흡착량은 400 ℃에서 5.88 mg/g로 가장 높게 나타났으며 Raw 활성탄의 흡착량보다 18.9배 증가한 것으로 나타났다. NaOH로 처리한 활성탄의 경우 황화수소 가스의 흡착량은 200 ℃에서 8.06 mg/g로서 Raw 활성탄의 흡착량보다 10.1배 증가하였다. KOH로 처리한 활성탄의 경우도 200 ℃에서 10.22 mg/g의 흡착량을 보여 Raw 활성탄보다 12.8배 흡착효율이 증가하였다. 산 처리한 활성탄의 산성가스(황화수소) 처리효율과 염기 처리한 활성탄의 염기성가스(암모니아)의 처리효율은 증가하지 않았다. 산 처리 후 염기 처리한 활성탄의 황화수소 가스 흡착 실험에서 파과가 시작되는 지점까지 도달 시간은 118분이고 처리하지 않은 활성탄에 비해 효율이 40배가량 증가하였으며 그 흡착량은 17.7 mg/g으로 가장 효율이 좋은 것으로 나타났다. 산과 염기로 개질한 활성탄은 Langmuir 모델과 Freundlich모델에 적용 가능하다. 본 실험결과는 향후 독성가스 누출 시 효율적인 처리 장치의 설계에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Activated carbons are widely used in the purification and separation process for aqueous and gaseous system. Activated carbon surfaces are non-polar and adsorption capacity of polar materials such as NH3 and H2S are less promising. In order to enhance the adsorption process, a raw material is impregnated with an activating regent and the impregnated material is heat-treated. Experimental works were performed to remove NH3 and H2S with surface modified activated carbons. This paper aims to remove polar pollutants such as ammonia and hydrogen sulfide by turning them into acids and bases on activated carbon. In the preparation, 1, 2 and 3 M HNO3 were impregnated on 12×40 mesh coconut shell raw materials and then heat treated at 100, 200, 400 and 600 ℃. The highest efficiency was obtained when activated carbon was impregnated at 400 °C with 3 M nitric acid, when ammonia adsorption capacity was 5.88 mg-NH3/g-adsorbent. The adsorption capacity has increased 19 times more than that of raw activated carbon. The activated carbons impregnated with NaOH shows highest adsorption capacity of 8.06 mgH2S/g, 10 times higher than raw activated carbons, when heat treated at 200 ℃. KOH impregnated activated carbon shows similar results, which is 10.22 mgH2S/g, 12 times higher adsorption capacity than raw activated carbons, when heat treated at 200 ℃. When acid are impregnated on activated carbons adsorption capacity of H2S was not increased. Also, adsorption capacity of NH3 was not increased when basic materials are impregnated on activated carbons. When acidic and basic materials were impregnated sequentially, the hydrogen sulfide adsorption test showed that breakthrough time was 118 minutes, and the absorption capacity was 17.7 mg-H2S/g, which was 40 times higher than that of raw activated carbon, which turned out to be the most efficient absorbents. Experimental data can be fitted to Langmuir and Freundlich models. The results of this study can be used to design devices which can be disposed of toxic gases in case of accidental releases of toxic gases.

조적채움벽 골조 형식 학교시설물의 반응수정계수

김범석 인천대학교 일반대학원 2019 국내석사

대부분의 학교시설의 경우 내진설계가 이루어지지 않았으며 골조형식의 경우 조적채움벽을 가진 철근콘크리트 모멘트골조로 이루어져있다. 그 중 조적허리벽으로 인해 단주효과가 발생하는 장변방향의 경우 조적채움벽을 갖는 단변방향 대비 내진성능이 취약할 것으로 판단되며 신중하게 평가될 필요가 있다. 따라서 이를 평가하기 위해 비내진 학교시설에 대해 상대적으로 신뢰도가 높은 비선형해석을 통하여 내진성능평가를 수행하나 비선형해석의 경우 평가를 위해 많은 노력이 요구된다. 2018년도에 고시된 ‘학교시설 내진성능평가 및 보강 매뉴얼’(이하 ‘학교시설 매뉴얼’)에서는 빠른 시간 내에 내진성능평가를 수행하고자 반응수정계수 기반 선형해석 평가 법을 제안하였다. 또한 학교시설 매뉴얼에서는 선형해석을 통한 내진성능평가 시 조적허리벽을 갖는 비내진 RC 모멘트골조에 대하여 반응수정계수 2.5를 적용하도록 하고 있으나, 아직 충분한 검증이 이루어지지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 학교시설 중 조적허리벽을 갖는 비내진 RC 모멘트골조의 적정 반응수정계수 선정하기 위해 학교시설 매뉴얼에 제시된 선형해석 및 비선형정적해석 절차에 따라 내진성능평가를 수행하였다. 또한 다양한 해석조건을 적용하여 선형해석 및 비선형정적 해석결과가 유사 또는 동일하게 평가되는 반응수정계수를 후보군으로 선정하였다. 선정된 반응수정계수 중 주기 및 전단지배형 기둥 비율 에 따라 해석조건별 가장 보수적으로 평가되는 값을 적정 반응수정계수로 선정하였다. 선정결과 적정 반응수정계수를 주기가 0.6초 이상인 경우 모든 경우에 대해 2.5, 0.4초 이하인 경우 가 30% 미만일 때 2.5, 이상일 때 2.0으로 제안하였다. 또한 주기가 0.4 ~ 0.6초 사이일 경우 주기에 따라 반응수정계수를 선형보간 하도록 하였다.

치과용 콘빔 CT 영상에서 비구개관 유형과 크기 분석

김범석 전남대학교 치의학전문대학원 2009 국내석사

목적: 비구개관의 분지 양상에 따라서 비구개관의 유형을 분류하고 비구개관의 폭과 축상 높이를 측정하여, 다양한 비구개관의 해부학적 상태를 치과임상 시술에 참고 자료로 이용할 수 있도록 한다. 방법: 치과용 콘빔 CT(Mercuray ; Hitachi, Japan)로 상악 전방부위를 촬영한 22명의 축상면 영상에서 1 mm 간격으로 비구개관의 분지 양상에 따른 관의 변화를 관찰하였다. 축상면의 합을 축상높이로 정하고 비강저부터 구개 표면까지 축상높이를 측정하였으며, 단면 형태마다 전후폭과 좌우폭을 측정하였다. 단면이 독립된 두 개의 비구개관으로 이루어졌을 경우 각각 따로 측정하였고 불완전하게 합쳐진 모양에서는 좌우측 폭 중 큰 값을 전후 폭으로 정하였다. 결과: 비구개관의 분지 형태는 단면의 분지 양상에 따라 4가지로 나뉘었고, 이중에서 비강측에서 하나의 관으로 시작해 변하지 않고 그대로 구개측까지 유지되는 유형(13명, 59.1%)이 가장 많았고 그 다음은 비강측에서 두개의 관으로 시작해 구개측에서 하나의 관으로 끝나는 유형(6명, 27.3%)이었다. 유형별 비구개관의 축상높이는 최소 7.2 mm 이상으로 나타났고, 두개의 비구개관이 하나로 합쳐져 끝나는 유형의 경우 비강측 1.7 mm 아래에서 하나로 합쳐지는 것으로 나타났다. 비구개관 단면의 폭은 전후방으로는 1.0~7.0 mm, 측방으로는 2.9~6.3 mm의 범위를 보였다. 결론: 이상의 연구결과는 상악 중절치의 임플란트 시술이나 기타 상악전방부의 외과 술식에 있어서 비구개관의 구조물을 손상시키지 않으며 시술하는데 도움을 줄 것이다. Objective : To classify the NPD shape and measure its axial height using dental cone beam CT. Materials and methods : Twenty-two dental cone beam CT images on anterior maxilla from 22 dental patients were used for this study. The type of NPD was classified based on its number of superior foramina and whether it merges or not during its course into oral terminus. The axial height of the NPD was measured from its nasal terminus to the oral terminus where the canal border is still encircling. Results : The shape of the NPD was classified into four types. The type with one foramen at nasal cavity and maintaining its shape during its course into oral terminus was the most common type of NPD. The mean axial height was 8.0 mm (STD 1.9 mm).

컨볼루션 신경망을 이용한 쓰레기 분류 연구

김범석 울산대학교 2019 국내석사

최근 몇 년 동안 쓰레기 재활용에 심각한 문제가 있다. 또한, 많은 종류의 폐기물이 있기 때문에 적절히 분류되지 않으면 더 많은 처리 비용이 발생한다. 본 연구에서는 일반쓰레기와 음식물쓰레기를 포함하는 쓰레기 분류 데이터셋을 제안하고 CNN (Convolution Neural Networks)을 이용하여 쓰레기를 분류하는 방법을 제안하였다. 쓰레기 분류에 적합한 모델을 구성하기 위해 은닉층이 얕은 AlexNet, VGG16, ResNet-18, ResNet-34, ResNet-50, ResNet-101과 은닉층가 가장 깊은 DenseNet-121모델을 사용한다. 각 모델들을 학습시키기 위해 3가지 방식을 사용하도록 한다. 첫 번째는 모델을 가중치를 초기화 시킨 모델을 사용하여 학습한다. 두 번째는 Image-Net에서 사전 학습된 모델(pre-trained model)의 가중치를 사용하여 분류하는 방법이다. Image-Net에서 학습된 모델들은 물체분류에 적합하게 설정되어 있다. 본 연구는 영상 기반으로 쓰레기를 분류하기 CNN을 사용하여 분류 연구제안하며 여러 학습방식에 따른 결과를 비교하고 은닉층 깊이에 따른 모델의 성능변화, 모델별로 이전 입력을 다시 입력을 받는 ResNet구조와 모든 레이어에서 다시 이전 층의 입력을 받는 DenseNet비교를 통해 쓰레기 분류를 할 적절한 모델을 제안하고 쓰레기분류를 위한 학습 데이터셋를 제안한다. 또한, 제안된 최적의 모델들을 앙상블하여 성능개선을 한다. 그 결과 단일모델보다 앙상블 모델이 2.63% 더 높은 분류성능을 보였다. In recent years, there has been a serious problem in the recycling garbage. The countless types of waste are demanding work for separating process. This study proposes to classify the 20 types of trash using several CNNs(Convolutional Neural Networks). In dataset, it contains several recycling objects and food waste. To construct a suitable model for the trash classification, this study uses shallow layer of AlexNet, VGG16, ResNet-18, ResNet-34, ResNet-50, ResNet-101 and the deepest model, DenseNet-121. The proposed architecture has three learning methods (Weight initialization, Fixed weight learning, Fine-tuning) to train each model. Beginning of learning model starts using weight initialization. The second is a method of classifying by using the weight of the pre-trained model in Image-Net. The last, the pre-trained model that contains trained weights in all layers with Image-Net dataset updates weights proposed dataset to improve the accuracy of models. This study proposed image based on trash classification using CNNs. Serveral learning method strategies have to compare proposed method. According to depth of models and sturcture of models, this study tests the accuracy and learning speed. Finally, the best result of learning process selects the trash classification model. To improve model performance, the three models are selected and combined. As a result, the proposed method classify trash images better than other single models about 2.63%.