9 research outputs found
3차원 다공성 구조에 담지된 불균일계 촉매를 이용한 바이오매스 유래 원료로부터 화합물질 생산기술
학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 화학생물공학부, 2014. 8. 이종협.바이오매스 원료는 탄소 연료를 지속적이고 재생적으로 공급하여 연료 및 화합물을 생산할 수 있기에, 화석연료를 대체할 수 있는 중요한 에너지원이 될 수 있다. 바이오매스는 식물, 목재 등에 함유된 매우 풍부한 에너지원임과 동시에 이를 이용한 에너지원 생산은 화석연료 대비 이산화탄소 배출을 줄일 수 있는 장점이 있다. 촉매공정을 이용한 바이오매스 유래 화합물의 전환 공정은 기존의 석유화학 공정의 촉매반응과 크게 다르지 않다. 하지만 바이오매스 내에 함유된 다른 탄소-산소-수소의 비율 및 그 구조적 특징으로 인해 기존의 촉매공정에서 사용되는 촉매가 아닌 새로운 맞춤형 고체 촉매의 개발이 필요하다. 이 학위논문은 바이오매스에서 유래된 원료의 전환에 널리 이용가능한 촉매로서 3차원적으로 열린 기공구조를 갖는 촉매를 제조 및 제안하였다. 3차원 구조 촉매가 바이오매스 전환에서 보이는 효과를 기상, 액상 탈수반응 및 가수분해-수소화반응이 동시에 일어나는 반응 등을 통해 집중적으로 연구하였다. 먼저 3차원 탄소 담체를 이용한 촉매를 개발하여 글리세롤의 탈수반응에서 중요한 도전과제인 코크침적으로 인한 심한 비활성화 문제를 해결하고자 하였다. 또한 이러한 3차원 중형기공 탄소에 백금을 담지한 촉매를 개발하여 리그노셀룰로오즈로부터 소비톨을 고효율로 생산할 수 있었고 이를 통해 큰 분자체로 이루어진 바이오매스 화합물의 촉매로의 접근성을 해결할 수 있었다. 마지막으로 3차원 구조가 갖는 최대 장점인 내부물질전달의 효과를 정량화 하기 위하여 노말 부탄올의 액상 탈수반응을 통한 다이-엔-부틸에테르 생산 반응에 응용하였고, 속도론적 해석을 이용하여 내부유효인자를 직접적으로 계산하였다. 자세한 내용은 다음과 같다.
헤테로폴리산 촉매는 글리세롤의 탈수반응을 통한 아크롤레인 생산 반응에 매우 높은 활성을 보이고 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 코크 침적으로 인한 촉매의 심한 비활성화 문제는 여전히 해결해야할 과제로 남아있다. 우리는 먼저 팔라듐과 탄소담체를 동시에 사용하여 팔라듐 격자 안으로 생성된 코크 전구체를 삽입하여 비활성화 문제를 해결하고자 하였다. 팔라듐이 첨가된 H3PW12O40/C 촉매는 첨가되지 않을 때와 비교하여 약 40 %의 코크가 활성 촉매에서 감소함을 확인하였다. 이는 팔라듐 금속과 탄소담체가 만나 비교적 낮은 반응온도 범위에서도 팔라듐 격자를 쉽게 느슨하게 만들어 Pd6C의 구조로 코크를 가두는 효과를 이루어 내었기 때문이다. 이러한 탄소담체의 효과는 실리카 담체에서는 확인되지 않았다. 또한 3차원으로 기공이 발달된 탄소담체를 개발하여 반응에 응용한 결과 코크의 양이 감소하지 않았음에도 기공막힘 현상을 방지하여 활성점을 유지하는 결과를 보였고 이는 더 높은 촉매의 안정성을 가져올 수 있었다.
3차원 구조 촉매가 큰 기공 내에서의 반응물의 접근성 및 물질전달을 원활하게 하는 효과를 정량적으로 증명하기 위하여 노말 부탄올의 탈수반응을 통한 다이-엔-부틸에테르 생산 반응에 응용해 보았다. 2차원 기공구조를 갖는 촉매 및 1차원 구조의 미세기공을 갖는 촉매를 추가로 제조하여 비교실험한 결과 3차원 구조촉매가 가장 우수한 전환율 및 수율을 보임을 확인하였다. 또한 속도론적 해석을 위한 실험을 통해 활성화에너지 및 속도상수를 계산하였고, 이를 내부물질전달의 척도를 알 수 있는 내부유효인자를 계산하는데 이용하였다. 그 결과 3차원 구조, 2차원 구조, 1차원 구조의 기공성 촉매에서 각각 0.83, 0.63, 0.52의 값을 나타내는 것을 확인하였고 이를 통해 실질적으로 기공내에서의 반응물의 전달에 매우 우수함을 입증하였다.
리그노셀룰로오즈의 전환은 매우 풍부한 자원이고 비식용 자원이기 때문에 매우 각광받는 연구 분야이다. 하지만 큰 고분자성 구조 및 일반적인 용매에 녹지 않는 특성 때문에 불균일 촉매인 고체 촉매로의 접근이 용이하지 않아 반응이 매우 힘들다고 알려져 있다. 이러한 문제를 해결하고자 3차원 열린기공구조를 갖는 탄소를 제조하여 탄소표면의 풍부한 수산화기 및 큰 기공구조를 통해 셀룰로오즈의 촉매로의 접근성을 용이하게 하고자 하였다. 성게모양을 갖는 중형기공성 탄소 (CNE)를 담체로 사용하여 백금금속을 활물질로 하는 촉매를 제조하였고 이를 셀룰로오즈로부터 소비톨을 생산하는 2단계 (가수분해 – 수소화반응) 반응에 응용하였다. 촉매 표면의 풍부한 수산화기는 셀룰로오즈 분자의 촉매 외부표면으로의 접근성을 증가시켰고, 셀룰로오즈 전환 후 물에 녹는 셀로올리고머를 생성한 후에는 큰 기공 내에서 원활하게 원하는 물질인 소피톨을 생산할 수 있었다. 또한 산처리 공정을 거치지 않고도 백금과 넓은 표면적의 기공성 탄소 촉매위에서 수소 스필오버 현상을 일으켜 효율적으로 산촉매적 기능을 발현할 수 있었다. 개발된 Pt/CNE 촉매는 약 80 %의 소비톨 생산 수율을 보여 지금까지 보고된 촉매 중 가장 우수한 활성을 보이는 것을 확인하였다. 또한 오크나무 가루를 직접 반응물로 사용하여 리그노셀룰로오즈를 전환시킨 결과 약 23 %의 당알코올류의 생산 수율을 보여 향후 리그노셀룰로오즈 관련 촉매반응에 CNE 탄소가 매우 널리 사용될 수 있음을 보였다.Biomass can be an alternative energy source to fossil fuels, because it can serve as a sustainable and renewable carbon source which can be converted to fuels and chemicals. Biomass is very abundant source, and its energy production can reduce the emissions of CO2 gas compared to the use of fossil fuels. The catalytic processing of biomass derived feedstocks is similar with the catalytic reaction of petroleum feedstocks. However, the different contents and properties of the compounds in biomass comparing with fossil fuels require to develope the newly designed solid catalysts. In this study, the three-dimensionally opened porous material is suggested to one of the good candidate catalysts which is widely appicable in the conversion of biomass derived feedstocks. The effect of 3D structured-catalyst on the conversion of biomass is deeply demonstrated through several reactions, such as dehydration in gas- and liquid phase, and hydrolytic hydrogenations in three parts. Firstly, the advantage of the 3D carbon material on the deactivation by coking is discussed in gas-phase dehydration of glycerol. Secondly, the enhancement of mass transfer on the 3D porous catalyst is quantitatively calculated by kinetic study for liquid-phase dehydration of n-butanol to di-n-butyl ether. Finally, the accessibility of the large molecules to the catalyst is discussed by the hydrolytic hydrogenation of lignocellulose over Pt supported on 3D mesoporous carbon. Details are as follows:
Supported heteropoly acid catalysts are frequently employed in the dehydration of glycerol to acrolein because of their high activity. However, they are easily deactivated by coke that can become deposited on the catalyst surface. We studied on a technique that significantly reduces coke formation by capturing coke precursors in a Pd lattice. The Pd-added H3PW12O40/C catalyst (Pd-PWC) shows a stable catalytic activity and the amount of deposited coke is reduced to about 40 %, compared to catalysts without Pd addition. The results show that the palladium lattice on the carbon support is easily loosened, and coking precursors are incorporated into the Pd lattice under the reaction conditions employed. Moreover, on the developed 3D open porous catalyst, the pore plugging by coke is significantly reduced inside the pores, resulting in enhancing the catalytic stability.
The production of di-n-butyl-ether (DNBE), for use as a blending agent in diesel fuel, is very attractive because the n-butanol can be readily produced by the fermentation of bio-derivatives. The dehydration of n-butanol is known to show diffusion-limited characteristics on porous catalysts, such as zeolites or mesoporous supported catalysts. In order to overcome this limitation, we synthesized 3D open porous catalyst. The quantitative values are calculated by kinetic study to investigate the effect of 3D pore structures on the mass transfer limitation reaction. The catalyst shows the best performance among the catalysts (2D and 1D porous catalysts) at various temperatures (453, 473, and 493 K). The extent of catalytic performance enhancement is quantified by calculating the effectiveness factor (η) based on kinetics data. The η values for PW/ESS, PW/SBA, and PW/mi-S are determined to be 0.83, 0.63 and 0.52, respectively.
The conversion of lignocellulose is a crucial topic. However, the fact that cellulose consisted of lignocellulose being not soluble in polar solvents makes it difficult to convert into value-added chemicals. A strategy to overcome this drawback is the use of mesoporous carbon which enhances the affinity between the cellulose and the catalyst through its abundant functional groups and large uniform pores. The 3D mesoporous carbon (CNE) is developed, inspired by an Echinometra Mathae to enhance the interaction between the catalyst and the non-soluble reactant. In the hydrolytic hydrogenation of cellulose, abundant oxygen groups of CNE facilitate the access of cellulose to the surface of the catalyst and the open pore structure permits cello-oligomers to effectively diffuse to the active sites inside the pore. The highly dispersed Pt performs dual roles of hydrolysis by in-situ generating protons from H2 or water as well as effective hydrogenation. The Pt/CNE catalyst shows a 80 % yield of hexitol, which is the best performance reported to date. In direct conversion of hardwood powder, the Pt/CNE also shows the good performance to produce the sugar alcohols (23 % yield).Chapter 1 Introduction 1
1.1 Biomass for alternative source to fossil fuels 1
1.2 Catalytic processing in biomass conversion 4
1.3 Design of solid catalysts for biomass conversion 7
1.4 Target reactions over 3D structured catalyst 9
1.4.1 Dehydration of glycerol to acrolein 9
1.4.2 Hydrolytic hydrogenation of lignocelluloses to sugar alcohols 10
1.4.3 Dehydration of n-butanol to di-n-butyl ether 10
1.5 Objectives 12
Chapter 2 Development of the coke-resistant catalysts for the dehydration of glycerol to acroleinCoke capturing by Pd-C phase & 3D mesoporous carbon 13
2.1 Introduction 13
2.2 Experimental 16
2.2.1 Preparation of catalysts 16
2.2.2 Characterization 17
2.2.3 Catalytic activity 18
2.3 Results and discussion 20
2.3.1 Diffusion of coke into palladium lattice 20
2.3.2 Characterization of the surface properties and active sites 22
2.3.3 Coking resistance in the formation of Pd-C phase 25
2.3.4 Effect of pore structure on the deactivation by coke 30
Chapter 3 Effect of 3D open-pores on the internal mass transfer in dehydration of n-butanol to di-n-butyl ether (DNBE) 56
3.1 Introduction 56
3.2 Experimental 59
3.2.1 Preparation of catalysts 59
3.2.2 Characterization 60
3.2.3 Catalytic activity 61
3.3 Results and discussion 62
3.3.1 Catalyst morphology and pore structure 62
3.3.2 Crystalline structure and acidic properties 64
3.3.3 Effect of porous structure on catalytic performance 65
3.3.4 Kinetic study for internal mass transfer 66
Chapter 4 Preparation of 3D mesoporous carbon and its application for the conversion of lignocellulose to sugar alcoholsEnhancing of the accessibility to the catalyst 89
4.1 Introduction 89
4.2 Experimental 92
4.2.1 Preparation of catalysts 92
4.2.2 Characterization 93
4.2.3 Catalytic activity 95
4.3 Results and discussion 97
4.3.1 Preparation of 3D mesoporous carbon 97
4.3.2 Characterization of the Pt supported on various carbons 98
4.3.3 Hydrolytic hydrogenation 101
4.3.4 Mechanistic study over Pt supported on carbon 103
4.3.5 Lignocellulose conversion using hardwood powder 107
Chapter 5 Summary and Conclusions 130
Chapter 6 Recommendation for Further Research 133
Bibliography 135
요약 (국문초록) 146
List of publications 149Docto
블랙홀 질량, 척도 관계, 블랙홀과 은하의 공동 진화
학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 물리·천문학부 천문학 전공, 2013. 8. 우종학.초거대 블랙홀의 성장과 그 모은하 간의 공동 진화를 이해하고자
다음과 같은 일련의 연구들을 수행하였다.
먼저 이 연구에서 핵심적인 물리량인 블랙홀 질량을 정확히 측정하기 위해,
수소 방출선의 한 시점 분광 관측을 통해 측정되는 비리얼 블랙홀 질량의 불확실성에 대해 체계적으로 연구하고
이러한 질량 측정법에 중요한 비리얼 계수를 추정하여 보다 향상된 질량 측정법을 제시하였다.
높은 적색편이에 존재하는 활동성 은하의 블랙홀 질량 측정에 유용한 탄소 방출선 기반 질량 추정법의 정확도를 향상시켰다.
이러한 경험과 기술을 바탕으로 먼 우주에 존재하는
블랙홀의 질량과 그 모은하의 팽대부 밝기를 측정하여 이들의 물리적 상관 관계에 대한 시간 진화를 연구하였다.
가까운 우주에 존재하는 9개의 활동성 은하에 대해 빛 반향 분포 측정법을 통해 얻어진 균질하고 고품질의 분광 자료에
다성분 분광 분해 기법을 적용하여,
은하의 밝기 변화에서 기인하는 임의적 오차(12\%)와 방출선의 선폭 차이에서 기인하는 체계적 오차(60\%)를 측정하고
이를 보정하는 새로운 질량 측정기법을 개발하였다.
또한 이 연구에 기반한 질량 측정치가 이론적인 비리얼 정리와 크기-밝기 관계에서 예측되는 값과 잘 부합함을 보였다.
최근 연구 문헌에서 정립된 활동성/비활동성 은하 자료에 다양한 선형회귀분석법을 적용하여 블랙홀질량-별속도분산 상관 관계식과
비리얼 계수를 유도하였다.
이러한 결과로부터 샘플 선택에서 기인하는 차이와 선형회귀분석의 독립변수 선택에서 기인하는 차이로 인해
현재 비리얼 계수 결정법에는 두배 가량의 체계적 오차가 존재함을 보였다.
또한 선형회귀분석법 중 FITEXY와 베이지안 방법론이 블랙홀 척도관계 연구에 가장 적합함을 보였다.
빛 반향 분포 측정법이 적용된 활동성 은하의 최신 샘플과 자료를 바탕으로 다성분 분광 분해 기법을 적용해
탄소 방출선 기반 블랙홀 질량 측정법의 정확도를 향상시켰다.
이러한 새 측정법이 기존의 측정법에 비해 얼마나 차이를 주는지 슬로안 분광전천탐사 자료에서 얻어진
퀘이사 목록에 적용하여 연구하였다.
지금으로부터 대략 40억년 전과 60억년 전에 존재하는 52개의 활동성 은하 샘플에 대해
Keck 지상 망원경과 허블 우주 망원경을 통해 관측하여 얻어진 고품질의 분광 자료와 고분해능의 측광 자료에
정교한 스펙트럼 분석 기법과 이미지 분석 기법을 적용하여 정확한 블랙홀 질량과 은하 팽대부 밝기 측정치를 얻었다.
이 결과에 기반해 먼 우주에 존재하는 블랙홀이 현재 우주의 블랙홀에 비해 상대적으로 작은 은하의 중심에
위치하고 있다는 관측적 증거를 제시하였다.
샘플 선택 효과를 보정하도록 설계된 몬테 칼로 시뮬레이션 기법을 적용해 블랙홀과 은하의 공동 진화 양상을
통계적으로 유도하여 블랙홀의 성장이 은하 진화에 선행한다는 것을 시사하였다.To better understand the cosmic growth of supermassive black hole (BH) population and the co-evolution with their host galaxies,
we first perform three studies for improving determination of AGN BH masses,
i.e.,
1) investigating the uncertainties of \Hb\ single-epoch (SE) virial BH mass estimates,
2) constraining the virial factor of the BH mass estimators, and
3) improving the calibration of the \CIV\ SE virial BH mass estimators for high-redshift AGNs.
Then we present a study for direct observational constraints on the redshift evolution of the black hole mass bulge luminosity relation.
We investigate the calibration and uncertainties of the black hole mass
estimates based on the single-epoch method, using homogeneous and
high-quality 428 multi-epoch spectra obtained by the Lick
AGN Monitoring Project 2008 for 9 local Seyfert~1 galaxies with
black hole masses . By decomposing the
spectra into their AGN and stellar components, we study the
variability of the single-epoch H line width (full width at
half-maximum intensity, \FWHMor dispersion, \sigmaline) and of the
AGN continuum luminosity at 5100~\AA~(). From the
distribution of the ``virial products'' (~\FWHM or \sigmaline ) measured from SE
spectra, we estimate the uncertainty due to the combined variability
as dex (12\%). This is subdominant with respect to the
total uncertainty in SE mass estimates, which is dominated by
uncertainties in the size-luminosity relation and virial coefficient,
and is estimated to be dex (factor of ). By
comparing the \Hb~line profile of the SE, mean, and root-mean-square
(rms) spectra, we find that the \Hb\ line is broader in the mean (and
SE) spectra than in the rms spectra by dex (25\%) for our
sample with \FWHM\ \kms. This result is at variance with
larger mass black holes where the difference is typically found to be
much less than dex. To correct for this systematic difference
of the \Hb\ line profile, we introduce a line-width dependent virial
factor, resulting in a recalibration of SE black hole mass estimators
for low-mass AGNs.
Determining the virial factor of the broad-line region gas is crucial for calibrating AGN black hole mass
estimators, since the measured line-of-sight velocity needs to be converted into the intrinsic virial velocity.
The average virial factor has been empirically calibrated based on the \msigma~relation of quiescent galaxies,
but the claimed values differ by a factor of two in recent studies. We investigate the origin of the difference
by measuring the \msigma~relation using an updated galaxy sample from the literature, and explore the
dependence of the virial factor on various fitting methods. We find
that the discrepancy is primarily caused by the sample selection,
while the difference stemming from the various regression methods is marginal.
However, we generally prefer the \texttt{FITEXY} and \texttt{Bayesian}
estimators based on Monte Carlo simulations for the \msigma~relation.
In addition, the choice of independent variable in the regression
leads to dex variation in the virial factor inferred from the calibration process.
Based on the determined virial factor, we present the updated \msigma~relation of local active galaxies.
We present the single-epoch black hole mass estimators based on the \CIV~1549 broad
emission line, using the updated sample of the reverberation-mapped AGNs and high-quality
UV spectra. By performing multi-component spectral fitting analysis,
we measure the \CIV\ line widths (FWHM and line dispersion, )
and the continuum luminosity at 1350 \AA~() to calibrate the \CIV-based mass estimators.
By comparing with the \Hb\ reverberation-based masses, we provide new mass estimators
with the best-fit relationships, i.e., and
.
The new \CIV-based mass estimators show significant mass-dependent systematic difference
compared to the estimators commonly used in the literature.
Using the published Sloan Digital Sky Survey QSO catalog, we show that
the black hole mass of high-redshift QSOs decreases on average by dex if our recipe is adopted.
We investigate the cosmic evolution of the black hole mass -- bulge luminosity relation with
a sample of 52 moderate luminosity galaxies at and , corresponding look-back times of 4 and 6 Gyrs.
By employing multicomponent spectral and structural decomposition methods to the high-quality Keck spectra and high-resolution \HST\ images,
black hole masses (\mbh) are estimated using the \Hb\ broad emission line with the 5100\AA\ nuclear luminosity, and
bulge luminosities (\Lbul) are derived from the surface photometry.
Taking into account selection effects, we obtain the evolution trend of the form ,
which is consistent with previous studies based on the bulge luminosity, as well as on the bulge mass and stellar velocity dispersion.
This result indicates that black holes in the non-local universe live in smaller bulges than today, thus implying that
black holes grow first and then the host galaxies follow up in the context of the co-evolution of black holes and galaxies.Contents
Abstract i
List of Figures viii
List of Tables x
1 Introduction 1
2 The Lick AGN Monitoring Project: Recalibrating Single-Epoch Virial Black Hole Mass Estimates 13
2.1 Introduction .................................. 13
2.2 ObservationsandDataReduction....................... 16
2.3 Measurements................................. 17
2.3.1 Multi-ComponentFitting....................... 17
2.3.2 Single-EpochSpectra......................... 21
2.3.3 MeanandRMSSpectra ....................... 24
2.4 AnalysisandResults ............................. 32
2.4.1 Testing the Assumptions of SE BH Mass Estimators . . . . . . . . 32
2.4.2 UncertaintiesDuetoVariability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4.3 Systematic Difference between SE and Reverberation Masses . . . 40
2.5 DiscussionandConclusions ......................... 50
2.5.1 RandomUncertainty ......................... 50
2.5.2 Difference in Line Profile between SE and RMS spectra . . . . . . 51
2.5.3 Implications for the Evolution of BH Host-Galaxy Scaling Relations 54
3 Recalibration of the virial factor and MBH - •• relation for local active galaxies 59
3.1 Introduction .................................. 59
3.2 Linearregressiontechniques ......................... 62
3.2.1 BCESestimator............................ 64
3.2.2 FITEXYestimator .......................... 64
3.2.3 MaximumLikelihoodestimator ................... 65
3.2.4 Bayesianestimator(linmix_err) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.3 The MBH - •• relations ............................ 67
3.3.1 Re-measuring the relation with four methods . . . . . . . . . . . . 67
3.3.2 The effect of the adopted measurement uncertainty of •• ...... 70
3.3.3 MonteCarlosimulations ....................... 74
3.3.4 Thesampledifference ........................ 76
3.4 Thevirialfactor ................................ 78
3.5 Inversefit ................................... 82
3.6 DiscussionandConclusion .......................... 86
4 Calibrating C IV-based virial black hole mass estimators
97
4.1 Introduction .................................. 97
4.2 SampleandData ............................... 100
4.3 SpectralMeasurements ............................ 101
4.3.1 Continuum Luminosities and Line Widths . . . . . . . . . . . . . . 104
4.3.2 Comparison to Previous Measurements . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.4 Updating the Calibration of the C IV SE MBH estimator ........... 108
4.4.1 NewCalibrations ........................... 108
4.4.2 ComparisontoPreviousRecipes ................... 111
4.4.3 Difference in SMBH Population using the SDSS DR7 Quasar Catalog113
4.5 DiscussionandConclusions ......................... 115
5 Investigating the cosmic evolution of the black hole mass – bulge luminosity scaling relation 127
5.1 Introduction .................................. 127
5.2 SampleandData ............................... 128
5.2.1 SampleSelection ........................... 128
5.2.2 ObservationsandDataReduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
5.3 Measurements................................. 130
5.3.1 BlackHoleMass ........................... 130
5.3.2 BulgeLuminosity .......................... 136
5.4 Results..................................... 145
5.4.1 MBH - Lbul relation .......................... 145
5.4.2 Treating Lbul of Upper Limits with Informative Priors . . . . . . . . 147
5.4.3 LocalComparisonSample ...................... 148
5.4.4 SampleDependency ......................... 150
5.4.5 RedshiftEvolutionoftheRelation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.5 Discussion and Conclusions
6 Conclusion and Summary
초록
List of PublicationsDocto
알칼리저항성이 있는 직접내부개질형 용융탄산염 연료전지용 NiMgAl2O4 개질촉매의 개발
Thesis(masters) --서울대학교 대학원 :화학생물공학부,2010.2.Maste
관점 지향 프로그래밍을 이용한 디자인 단계의 소프트웨어 속성 분석 방법
학위논문(석사) - 한국정보통신대학교 : 공학부, 2005, [ vii, 58 p. ]Apart from functionality, various software quality attributes such as reliability, performance and security may be required for software systems. Quality attributes are especially important considerations during the design phase of software development because different designs lead to the implementations exhibiting different qualities. If we can analyze a design to predict how well the implementation of the design will meet quality attributes, we can significantly save the total development cost and time. Therefore in the past m any analysis methods have been proposed but either they are hard-to-learn and use or, in the case of simulation-based analysis, functionality concerns and quality analysis concerns were intermingled in the design as well as in the implementation thereby making development and maintenance more complicated. In this thesis, we propose a simulation-based design phase analysis method based on aspect-oriented programming. In our method, quality analysis aspects remain separate from functionality aspect in the design model and the implementation code for simulation is automatically obtained by injecting quality analysis code into the skeleton code generated from the design-level functionality model. Our method has advantages over the conventional approach in reducing both the development cost and the maintenance cost.한국정보통신대학교 : 공학부
