• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.99-99
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• 2017

국내 콩의 소비량은 계속적으로 증가하고 있다. 재배 면적은 1995년 10,000ha에서 2013년 8,000ha까지 계속적으로 감소하였으며, 수입은 2009년 644.9백만 달러에서 2013년 883.3백만 달러까지 계속적인 증가 추세에 있다. 건조는 품질 손상을 최소화 및 수분을 제거하는 공정이다. 모든 곡물에는 건조 조건에 따라서 품질이 크게 변화하며, 건조 과정을 해석하여 해당 곡물의 적정 건조 조건을 구명하여 품질을 유지하는 위해서는 중요하다(Keum, 등 1977). 얇은 두께의 곡물층을 단층으로 하여 건조속도 및 건조공기의 조건을 나타내는 것을 박층(Thin layer)건조모델이라 한다. 박층건조모델을 계속적으로 쌓은 모델을 후층(Deep layer)모델이라 하며, 건조기 개발 및 건조조건 구명에 가장 기본이 된다(Basunia and Abe, 1998). 그러나 해외에서 만들어진 콩 박층건조 모델은 국내의 검은콩과 물성이 상이하여 건조조건이 다르게 설정 되어야 한다. 따라서, 본 연구목적은 건조온도 2수준, 상대습도 3수준에 대하여 검은 콩의 건조속도 측정하고, 곡물건조방정식으로 많이 이용되고 있는 4개의 건조방정식에 대하여 모델 적합성을 검정하여 검은콩 건조에 적합한 박층건조모델 결정하는데 있다. 공시재료는 2015년 강원도지역에서 생산된 검은콩을 실험에 사용하였으며, 초기 함수율은 14.7%,w.b.였다. 박층 건조공기 조성은 공기조화장치(MTH4100, SANYO, UK)를 사용하여 조성하였으며, 송풍기에 의해 공기충만실을 통과하여 건조 층을 통과하도록 구성하였다. 목표 평형함수율에 도달하면 실험을 종료하였다. 건조 층의 초기중량 및 경시적 변화는 전자저울(GF-4000, AND, Japan)을 이용하여 10분 간격 측정하여 저장하였다. 적정 박층건조모델을 결정하기 위하여 기존의 곡물건조방정식 중 널리 사용되고 있는 4개(Lewis, 1921; Page, 1949; Thompson, 1967; Moisture diffusion, 1975)의 건조모델을 이용하여 비교 검증하였다. 건조 초기 2시간 까지는 급격히 감소하다가 건조속도에 영향을 미치는 반건조시간(MR=0.5) 이후에는 완만하게 건조되는 것으로 나타났고 건조조건으로 건조온도 및 상대습도 모두의 영향이 미치는 것으로 나타났다. 4가지 건조 모델과 비교한 결과 Thompson 모델이 전체 건조 영역에서 비교적 잘 일치하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제24권3호
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• pp.37-44
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• 1996

포수상태(包水狀態)의 루부라참나무(Quercus rubra) 시험편을 3가지 등온조건(等溫條件)에서 건조한 결과를 비정상상태(非正常狀態)의 확산(擴散)모델로 추정한 결과와 비교하였다. 표면이 충분히 젖은 상태인 건조초기에는 불안정(不安定)한 확산현상(擴散現象)이 관찰되었으나, 함수율(含水率)별 건조속도의 변이를 Fick's의 확산법칙과 비교할 때 유사한 형태를 보였다. 실험에서 얻은 건조조건별 건조곡선은 확산모델의 수치해석(數値解析) 결과와 거의 일치하였으며, 같은 평위함수율(平衛含水率) 조건에서 건조온도의 증가는 목재표면 보다 내부의 함수율 변화에 더 크게 영향하여 결과적으로 낮은 온도에서의 건조조건이 목재 내의 수분경사(水分傾斜)를 급하게 하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구를 통해 목재 건조 중의 내부에 발생하는 수분경사를 추정하는데 비정상상태의 확산모델이 모든 함수율 범위에 걸쳐 유용하게 사용될 수 있음이 밝혀졌다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.51-51
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• 2017

지역빈도해석은 짧은 기간의 자료를 보유하고 있는 계측 지점이나 자료가 없는 미계측 지점에서의 확률수문량을 산정하기 위하여 많이 쓰여 진다. 지역빈도해석을 실시하기 위한 조건으로는 우선 수집된 하천유역들을 대상으로 수문학적 동질 지역을 구분하는 것이 중요하다. 그리고 구분되어진 지역에 포함되는 모든 지점들의 자료를 빈도해석 함으로써 관심 지점의 신뢰할 만한 확률수문량을 산정하는 것이다. 그동안의 지역빈도해석은 주로 비건조지역을 중심으로 홍수와 같은 재난재해 대비 그리고 수자원 관리를 위한 연구들을 실시해왔다. 본 연구의 주 목적은 건조지역의 수자원 관리를 위해 건조지역 하천유역을 중심으로 지역빈도해석을 실시하여 신뢰할만한 확률수문량을 산정하는 것이다. 확률수문량 산정값의 정확도를 향상시키기 위해 지역빈도해석 모델에 쓰여 지는 새로운 지형학적 변수들을 제공하였고 수문학적 동질 지역을 구분 위해 수집된 각 하천유역의 형상들을 확인하여 동질 지역을 정의하였다. 예를 들면, 수지형 유역, 부채형 유역, 격자형 유역과 같은 다른 형상들을 구분하여 각 유역 형상 종류별로 동질 지역을 만들었다. 건조지역의 지역빈도해석을 위해 미국 건조지역의 105개 하천유역 유량자료들을 수집 및 이용하였다. 확률수문량 산정을 위하여 앙상블 인경신경망 (Ensemble Artificial Neural Network)과 정준 상관 계수(Canonical Correlation Analysis)를 이용한 지역빈도해석 모델을 만들었다. 제안된 모델의 수행평가와 정확성 평가를 위해 리샘플링 기법인 10-겹 교차 검증 (10-fold cross-validation), 잭나이프 (Jackknife) 기법들을 이용하였고 모델로부터 산정된 확률수문량값을 편향 (Bias), 상대 편향(rBias), 평균 제곱근 오차 (RMSE), 상대 평균 제곱근 오차 (rRMSE)를 통하여 산정 값과 실제 관측 값의 차이를 분석하였다. 그 결과 건조지역의 지역빈도해석을 위해 새롭게 제시된 지형학적 변수들을 사용하였을 때 모델의 수행능력이 향상되었음을 확인하였다. 또한 하천유역 형상에 따라 동질 지역을 구분하였을 때 향상된 확률수문량이 산정되었다. 향상된 지역빈도해석 모델을 통해 건조지역의 신뢰할만한 확률수문량을 산정함으로써 건조지역의 효과적인 수자원 관리를 위한 수공시설물 설계에 중요한 정보들을 제공할 것이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제19권3호
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• pp.194-210
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• 1994

미곡종합처리장(米穀綜合處理場)의 곡물 건조 및 저장시설의 적정 설계를 위해서 시뮬레이션 모델링이 요구되었다. 이에 곡물 건조 및 저장시설인 곡물 사일로 시스템을 설계하기 위해서 SLAMSYSTEM을 이용한 시뮬레이션 모델을 개발(開發)하였다. 곡물 사일로 시스템은 반입(搬入)장치, 조선(粗選)장치, 계량(計量)장치, 건조용(乾燥用) 사일로, 저장용(貯藏用) 사일로 그리고 이송장치들로 구성되었으며 이들 장치와 시스템의 공정들이 네트웍(network)과 프로세스(process) 중심의 시뮬레이션 모델로 표현(表現)되어 분석(分析)되었다. 이 시뮬레이션 모델로 1) 각 공정에서의 원료 처리시간 및 대기시간 그리고 병목현상, 2) 각 기계 및 장치들의 활용도(活用度) 및 이용상태(利用狀態), 3) 물벼의 처리용량 및 건조조건에 따른 건조시간과 건조에 소요되는 에너지 그리고 건조중 발생되는 열손실(熱損失), 4) 반입에서부터 저장에 도달할 때까지의 총 처리시간 및 처리량 등을 분석하였다. 이러한 시뮬레이션 결과 자료를 기초로 하여 각 기계 및 장치의 종류(種類)와 용량(容量) 및 크기를 결정하여 곡물 사일로 시스템을 설계(設計)하였다. 그리고 시뮬레이션에 의해 설계된 사일로 시스템이 실제로 전북 남원에 설치(設置)되었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권4호
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• pp.297-303
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• 2016

콘크리트 건조수축 균열을 제어하기 위하여 수축저감제(SRA)가 개발되었다. SRA는 콘크리트 미세공극의 표면장력을 작게 하여 수축량을 감소시키며, 콘크리트의 품질향상을 위하여 SRA의 사용이 증가되고 있다. 하지만 건조수축을 예측하기 위한 다양한 모델이 존재함에도 불구하고, SRA의 영향을 고려할 수 있는 예측방법이 아직까지 없는 실정이다. 따라서 SRA 콘크리트의 건조수축에 의해 발생하는 인장응력을 정확히 예측할 수 없고, 콘크리트 구조물의 정량적인 사용성 한계의 검토가 불가능하다. 본 연구에서는 SRA 콘크리트의 정량적인 건조수축 변형률 예측가능성을 제시하기 위하여, 건조수축실험값과 기존 모델에 의한 예측값을 비교하였다. 기존 모델에는 SRA의 영향을 고려할 수 없으므로, 실험결과에 근거하여 SRA 첨가율에 따른 수축저감계수를 도출하였고 기존 모델에 수축저감계수를 적용하여 예측값을 구하였다. 그 결과 AIJ 모델, ACI 모델, GL2000 모델은 ${\pm}10%$의 오차범위 내에서 예측값과 실측값이 전반적으로 양호한 상관관계를 보였지만, CEB-FIP 모델과 B3 모델은 예측값이 실측값을 과소평가 하는 것으로 나타났다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제11권2호
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• pp.41-54
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• 1986

순환식(循環式) 벼 건조과정(乾燥科程)을 건조(乾燥)-템퍼링의 연속 과정으로 간주하여 이를 해석(解析)할 수 있는 시뮬레이션 모델을 개발하였으며, 시뮬레이션 결과치와 실험치가 잘 일치하였다. 특히 벼의 박층건조방정식(薄層乾燥方程式)으로 Page 형의 방정식(方程式)과 수분확산방정식(水分擴散方程式)을 이용한 모델을 비교하였으며, 수분확산계수는 백미부(白米部), 쌀겨부(部) 및 왕겨부(部)로 나누어 고려하였다. 시뮬레이션 모델을 이용하여 순건조(純乾燥) 및 템퍼링 시간(時間)이 건조속도(乾燥速度), 소요(所要)에너지 및 곡물품질(穀物品質)에 미치는 영향을 분석(分析)하고 적절한 순건조시간(純乾燥時間) 및 템퍼링 시간을 제시하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제28권6호
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• pp.1126-1134
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• 1996

삼투처리로 전처리한 당근의 건조특성을 알기 위해 건조와 재수화 공정을 행하여 물리적인 특성을 조사하고, 수분이동 메카니즘을 규명하기 위해 확산 방정식과 건조 모델을 적용하여 알아보고자 하였다. 열풍 건조시 건조특성은 고온과 낮은 상대습도의 조건에서 건조효율이 우수하였으며, 갈변도나 specific volume 등도 높은 값을 보였으며 전반적 색차 또한 큰 값을 보였여 갈변정도와 유사한 경향을 보였다. 재수화 특성도 고온과 낮은 상대습도에서 건조한 것이 대체적으로 복원률과 재수화성이 높게 나타나 건조 특성이 재수화시에도 유사한 경향으로 나타남을 알 수 있었다. 수분의 이동을 나타내는 확산계수는 고온과 낮은 상대습도에서 높은 확산계수를 가졌으며, 온도의 영향이 상대습도보다 크게 나타나 상대습도를 낮추는 것 보다 건조온도를 높이는 것이 더 효과적인 운용방법임을 알 수 있었다. 건조과정을 기존의 건조모델로 표현하고자 적합성 여부를 조사해 본 결과 건조조건에 관계없이 quadratic model이 가장 높은 적합도를 보여 이 모델로서 건조시 수분함량의 감소를 시간의 함수로 나타낼 수 있었다. 건조시간과 풍속을 변화시키면서 실험을 행한 결과 시간에 따른 carotene 함량과 수분함량은 polynomial 형태로 모델화 할 수 있었고 풍속이 강할수록 평형수분함량 도달 시간은 빨라졌으나 1.2 m/s 이상의 풍속에서는 그 차이가 크지 않았으며, carotene 함량도 유사한 경향이었다. 재수화 특성값도 빠른 풍속에서 건조한 당근일수록 우수한 것으로 나타났으며, carotene 함량이나 전반적인 색차도 건조 후의 특성이 그대로 유지되었다. 기존모델과의 적합도를 살펴보면 풍속에 관계없이 quadratic mode이 가장 높은 적합도를 보여 건조시 수분의 이동을 예측할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.407-408
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• 2009

건조수축은 콘크리트 구조물의 내구성에 큰 영향을 미친다. 이러한 건조수축을 예측하기 위하여 여러 가지 모델들이 실험적으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 강도와 양생조건에 따른 건조수축을 측정하여 대표적인 모델코드와 그 특성을 비교하였다. 실험결과 물-시멘트비가 작아질수록 건조수축량은 감소하였고, 4주간 습윤 양생한 경우 전체수축이 크게 저하하였다. 예측 모델과 실험결과를 비교할 때 EC2 모델과 가장 잘 일치하였다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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• pp.180.2-181
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• 2003

벼는 미립내부의 온도 및 함수율의 차이에 의해 열응력 및 수분차에 의한 응력이 발생하게 되며, 응력이 과대하게 발생되면 낟알이 금이 가는 동할이 발생하게 된다. 동할은 주로 건조과정 또는 건조후에 주로 발생하게 되는데 벼의 품질에 가장 중요한 지표로서 동할이 발생되면 저장성이 저하되며, 도정시 싸라기가 증가하여 도정수율에도 많은 손실을 가져오게 된다. 본 연구는 함수율 20.01, 21.80 및 22.80%(w.b.) 3수준에 대하여 40.4, 50.0 및 60.9$^{\circ}C$ 3수준의 건조온도와 노출시간 5 ~ 120분 동안에 벼의 동할에 미치는 영향을 구명하고, 동할 예측모델을 개발하는데 목적이 있다. 초기 함수율이 낮고 건조온도가 높을수록 노출시간이 경과할수록 동할은 증가하는 것으로 나타났다. 건조온도 40.4$^{\circ}C$에서는 노출 100분전까지는 동할율이 2%이상 발생하지 않는 것으로 나타났으며, 건조온도 50.$0^{\circ}C$와 60.9$^{\circ}C$에서는 함수율 20.0%(w.b.)의 경우 27분 및 11분 노출했을 때 동할율이 2%이상 발생하였다. 동할 실험치를 실험모델에 적합시켜 다중회귀분석 프로그램을 이용하여 실험상수를 결정하였다. 실험모델의 결정계수는 모든 온도에서 0.9이상으로 높게 나타났으며, RMSE는 40.4$^{\circ}C$에서는 0.2230, 50.$0^{\circ}C$에서는 2.4975로 나타났다. 또한, 60.9$^{\circ}C$에서는 77813로 이는 동할 실험치가 0 ~ 100 사이의 값임을 고려할 때 허용 가능한 수준으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제29권2호
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• pp.292-301
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• 1997

건조채소류의 제조시 품질손상을 줄이고자 삼투건조와 steam 및 boiling water, microwave를 이용하여 전처리를 행한 후 열풍건조하여 적절한 전처리 방법을 알아보고자 건조와 재수화 공정을 행하여 각 공정의 물리적인 특성을 조사하였으며, 기존의 건조 모델을 적용하여 수분이동 메카니즘을 설명하고, 건조당근의 관능적 특성을 조사하였다. 전처리는 처리시간이 길수록 수분과 carotene 함량이 낮아졌으나 물리적인 특성을 고려하여 최적 처리 시간을 STEAM과 WATER 는 각 10분, MICRO는 1분으로 결정하였다. 최적 조건에서 전처리를 행한 후 $69^{\circ}C$, 상대습도 33%의 열풍건조 조건에서 건조를 행한 후 열탕에서 10분간 재수화 하여 carotene 및 수분함량, 색도와 복원율 등을 알아본 결과, 건조 효율은 타처리구가 삼투처리보다 우수하였으나 carotene 함량은 삼투건조가 높은 값을 보였고 그 효과는 재수화 후에도 지속하였다. 전처리를 각기 달리한 당근의 품질에 대하여 관능검사를 실시한 결과, 외관과 색도 그리고 종합적인 기호면에서 건조 후의 품질은 삼투처리한 열풍건조의 경우가 전처리 하지 않은 동결건조 처리구 보다 건조 및 재수화 후 높은 점수를 나타내었다. 건조공정을 기존의 건조모델로 표현하고자 적합성 여부를 조사해 본 결과 전처리방법에 관계없이 quadratic 모델이 가장 높은 적합도를 보여 수분의 이동을 시간의 함수로 나타낼 수 있었다. 재수화 공정에의 적용성은 기존의 건조 및 흡습모델로 표현하기는 미흡한 것으로 나타났다.