• 제목/요약/키워드: 개념적 수학

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LNG 액화 플랜트 배치 최적화를 통한 투자비 절감에 관한 연구 (The Research of Layout Optimization for LNG Liquefaction Plant to Save the Capital Expenditures)

  • 양진석;이창준
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권1호
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    • pp.51-57
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    • 2019
  • LNG 플랜트의 설비 배치는 안전, 환경과 관련된 법규 및 유지 및 보수 공간, 작업자 이동 통로 등 작업자의 근무환경이나 안전과 관련된 다양한 설계 제약조건을 충족해야 한다. LNG 플랜트 설비 중 가장 중요한 초저온 공정인 액화공정의 경우, 배관 내 유체와 외부 대기와의 온도 차이에 의한 열 손실과 유체 흐름 시 발생하는 압력 손실이 발생하기 때문에 가능한 설비 간 배관 길이는 짧을수록 유리하다. 따라서, 액화 공정을 건설할 때 다양한 제약조건을 만족하면서 배관의 길이를 최소로 하는 설비 배치가 이루어져야 하며, 이러한 문제는 수학적 모델링으로 배관의 비용을 목적함수를 만들어 이를 최소화하는 최적화 문제로 다룰 수 있다. 이와 관련된 기존 연구들은 대체로 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 공간 확보, 사고 예방을 위한 장치 간 이격거리 등 안전 요소를 간과해 왔다. 또한, 기존 연구는 대체로 개념설계를 이용한 배치를 다루어 왔으며, 이미 건설된 실제 배치 결과와 최적화 결과를 비교하여 배치 최적화 문제가 실제 어느 정도 비용 절감 효과가 있는지 검증한 내용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 작업자의 근무나 안전과 관련된 장치 간 이격거리와 유지 보수와 관련된 제약조건 식을 세우고 장치를 연결하는 파이프의 총 비용을 목적함수로 하는 MILP(Mixed Integer Linear Programming) 형태의 문제를 설계하였다. 하지만, 식이 복잡하고 공정 특성에 따라 다양한 제약조건을 추가해야 하는 경우가 있으므로 목적함수의 미분식을 이용하여 푸는 기존의 최적화 방법론으로 풀기에는 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 목적함수의 미분식 없이 최적해를 찾을 수 있는 PSO (Particle Swarm Optimization)를 이용하여 최적화를 수행하였다. 실제로 가동 중인 C3MR (Propane precooling Mixed Refrigerant) 공정에 대한 최적화를 수행하여, 본 연구에서 제안한 방법이 어느 정도 효과가 있는지 검증하였다.

식물공장 기류해석을 위한 디지털트윈 개발 및 실증 (Development and Validation of Digital Twin for Analysis of Plant Factory Airflow)

  • 정진립;원보영;유호동;김탁곤;강대현;홍경진
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제31권1호
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    • pp.29-41
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    • 2022
  • 이상기후로 인한 불안정한 식량 수급을 해결하기 위한 대안 중 하나로 식물공장의 필요성이 증대되고 있다. 식물공장 내 기류는 재배작물의 증산작용과 열교환에 중요한 인자 중 하나로 인식되고 있다. 한편, 디지털트윈(Digital Twin: DT)은 실체계를 가상세계에 복제한 것으로 실체계만으로 불가능한 다양한 서비스를 제공하는 수단으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 디지털트윈 개념을 실제 운용중인 식물공장 기류해석에 적용하여 다양한 상황에 기류를 예측할 수 있는 기류 예측 DT 모델 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 먼저 기류 해석용 디지털트윈 수학적 형식론을 제시하고, 이를 기반으로 실제 운용중인 식물공장의 기류예측 모델링에 필요한 정보들을 명세한다. 이어서 식물공장 내 형상을 CAD로 구현하고 유동해석을 위한 전산유체역학(CFD) 구성요소들을 결합하여 DT 모델을 개발하였다. 마지막으로 DT 모델의 시뮬레이션 해석 결과를 식물공장에서 수집한 실제 기류값과 비교하는 모델의 실증 및 기계학습 기반 보정을 통해 정확도가 높은 기류 예측용 DT 모델을 완성하였다.

기후조건에 의한 상수도 일일 급수량의 변화에 관한 연구 (A Study on the Variation of Daily Urban Water Demand Based on the Weather Condition)

  • 이경훈;문병석;엄동조
    • 물과 미래
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    • 제28권6호
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    • pp.147-158
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    • 1995
  • 본 논문에서는 상수도시설을 효율적으로 운영하는 데 필요한 1일 급수량 수요를 예측하는 방식에 대하여 통계학적 모형개념을 이용하여 연구하였다. 급수량의 변화는 기후와 많은 연관성이 있는 것으로 알려지고 있으나 급수량의 예측과 상수도시설의 운영에 있어서 급수량 변동요인을 고려한 수학적 혹은 통계학적 모형을 개발하여 실용화하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 시간이 지남에 따라 급수량이 증가하는 경향을 반영할 수 있는 경년변화, 급수인구와 더불어 상수도 급수량의 중요한 변동요인으로 간주되는 기후인자를 이용하여 상수도 1일 급수량을 예측할 수 있는 모형을 제안하고 그 유효성을 검증하였다. 급수량 예측모형식은 통계학적 방법중에서 회귀모형식을 사용하였으며, 연구대상 지역으로서는 자료수집이 용이한 광주광역시를 선정하였다. 1일 급수량을 예측하는데 있어서 회귀모형의 시계열구간을 년별, 월별, 계절별로 분류하고 시계열 구간별로 최적의 회귀모형식을 제안하고자 회귀분석을 시행하였다. 회귀분석을 시행하기 위해서는 먼저 급수량을 종속변수로 하고 급수인구, 경년변화 및 기후인자 즉, 최고기온, 평균기온, 강우량, 운량, 일사량, 상대습도, 일조시간 등을 설명변수로 하는 상관분석을 행하고 비교적 상관성이 높은 인자를 택하여 모형식을 구성하였다. 제안된 모형식은 사고 등에 의한 단수조치나 한발의 영향으로 인한 격일제급수를 실시하는 시기를 제외하고 실측치와 모형과의 오차율이 최대 10%, 평균 3%이내로 나타났으며, 모형식의 결과는 상수도 1일 급수량 예측이 필요한 시설에 적용 가능하다고 판단되었다.을 보여준다.EX>부근에서 진통하였으며 생산성은 약 $13.6g/\ell$-h이 다. 약 $12g/\ell$의 잔류 환원당 중에 약 $4.5g/\ell$의 포도당이 포함되어 있었다. 타피오카 당화액으로부터 분리된 고형분을 사용한 실험을 통하여 고형분도 기 질로서 효용가치가 어느 정도 있는 것으로 판명되었으며 당화액 발효조와 별도로 고형분 발효조의 개발도 필요한 것으로 생각되었다. ot only in this world but also in the other world., Keun-Kap, Scarf, Pee-Bak, Hung-Kap, Pok-Kap, Yang-Dang-Kap, We-Yo-Kap, Kum-Kap, and caries arms. Lower-level officials wore Pe-Bal, Kun-Mo, gae, won-leung, very small sleve jacket, a long coat reaching up to the knee length, slacks, belt, loin cloth and apron. 5) Children's bind their hair up angle shape and wore a half long jacket raching up to the hip and slacks. 나) Women's wear; 1. hair style and hair dress; 1) High rank women's hair style was very extravaganceful. They made their

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