• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.88-88
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• 2021

최근 수자원과 수질관리 분야에 자료기반 머신러닝 모델과 딥러닝 모델의 활용이 급증하고 있다. 그러나 딥러닝 모델은 Blackbox 모델의 특성상 고전적인 질량, 운동량, 에너지 보존법칙을 고려하지 않고, 데이터에 내재된 패턴과 관계를 해석하기 때문에 물리적 법칙을 만족하지 않는 예측결과를 가져올 수 있다. 또한, 딥러닝 모델의 예측 성능은 학습데이터의 양과 변수 선정에 크게 영향을 받는 모델이기 때문에 양질의 데이터가 제공되지 않으면 모델의 bias와 variation이 클 수 있으며 정확도 높은 예측이 어렵다. 최근 이러한 자료기반 모델링 방법의 단점을 보완하기 위해 프로세스 기반 수치모델과 딥러닝 모델을 결합하여 두 모델링 방법의 장점을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다(Read et al., 2019). Process-Guided Deep Learning (PGDL) 방법은 물리적 법칙을 반영하여 딥러닝 모델을 훈련시킴으로써 순수한 딥러닝 모델의 물리적 법칙 결여성 문제를 해결할 수 있는 대안으로 활용되고 있다. PGDL 모델은 딥러닝 모델에 물리적인 법칙을 해석할 수 있는 추가변수를 도입하며, 딥러닝 모델의 매개변수 최적화 과정에서 Cost 함수에 물리적 법칙을 위반하는 경우 Penalty를 추가하는 알고리즘을 도입하여 물리적 보존법칙을 만족하도록 모델을 훈련시킨다. 본 연구의 목적은 대청호의 수심별 수온을 예측하기 위해 역학적 모델과 딥러닝 모델을 융합한 PGDL 모델을 개발하고 적용성을 평가하는데 있다. 역학적 모델은 2차원 횡방향 평균 수리·수질 모델인 CE-QUAL-W2을 사용하였으며, 대청호를 대상으로 2017년부터 2018년까지 총 2년간 수온과 에너지 수지를 모의하였다. 기상(기온, 이슬점온도, 풍향, 풍속, 운량), 수문(저수위, 유입·유출 유량), 수온자료를 수집하여 CE-QUAL-W2 모델을 구축하고 보정하였으며, 모델은 저수위 변화, 수온의 수심별 시계열 변동 특성을 적절하게 재현하였다. 또한, 동일기간 대청호 수심별 수온 예측을 위한 순환 신경망 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory)을 개발하였으며, 종속변수는 수온계 체인을 통해 수집한 수심별 고빈도 수온 자료를 사용하고 독립 변수는 기온, 풍속, 상대습도, 강수량, 단파복사에너지, 장파복사에너지를 사용하였다. LSTM 모델의 매개변수 최적화는 지도학습을 통해 예측값과 실측값의 RMSE가 최소화 되로록 훈련하였다. PGDL 모델은 동일 기간 LSTM 모델과 동일 입력 자료를 사용하여 구축하였으며, 역학적 모델에서 얻은 에너지 수지를 만족하지 않는 경우 Cost Function에 Penalty를 추가하여 물리적 보존법칙을 만족하도록 훈련하고 수심별 수온 예측결과를 비교·분석하였다.

• Proceedings of the KSEEG Conference
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• 2003.04a
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• pp.57-60
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• 2003

광업활동이 중지된 후 적절한 조치없이 방치된 폐광석들은 보다 빠르게 풍화될 수 있는 환경에 접하게 된다. 황화광물이 풍화되면 중금속이 용해되어 주변의 지표수나 지하수 및 토양의 오염을 초래한다. 용해된 중금속 이온들은 물리화학적 환경변화가 야기되면 보다 안정한 상태로 침전, 공침 또는 흡착되어지게 될 것이다. 만약 침전된 2차광물들이 불용성 광물이거나, 산성환경에서 비교적 안정한 광물에 흡착되어 제거된 중금속이라면 자연적으로 발생하고 있는 화학반응을 통하여 자연정화가 일어난다고 할 수 있다. (중략)

• Archives of design research
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• v.12 no.2
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• pp.31-40
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• 1999

Because of the oocIear family due to the rapid industrialization and the growth of husband and wife bah working, the base of the tradition that the parents, all of the famly or the hamet oonmunity bring up the infants together in the important time to the infarts has been collapsed in Korea. Because working mothers camot bring up their children by themselves they got stressed and housewives do not have the oonfidence in rearing their infants and the fathers are isolated from home and the chikten instead of being exempted from the responsibility of rearing children. Therefore the common and comprehensive rearing system should be made for solving the child-rearing problem. For solving these problems and for the desirable infant-rearing and education, the joint irlart rearing, whidl compensates for the life, education and furthermore the sdlool edJcation through the volur1ary participation, has been prepared altematively. Compared to the traditional rearing system, joint infant-rearing is not only operated by the residents with the dues paid by the union members but also makes children experience the life force of natu"e in themselves. So the preparation of the standard of the suitable environment design for the joint infant-rearing is required which is diffrent from the traditional standard of the environmertal facilities for the traditional rearing system. The concept of joint infant-rearing was defind in this study through the reference and the ooncept of infant edJcation which is in operation suocessfully in Italy and Sweden in order to understand how the ooncept of infant education has changed as the ages have dlanged. And the basic principals for the formation of physical envirorvnert and the spare design and the envirorYnertal oondition for the practical environmental design was also studied through the reference. And after study about the concept. figure and physical environmental suggestion, the concept, standard and element of joint infant-rearing environment design was suggested. And as the final conclusion, the design requirement of the envirorvnertal design for the joint infant-rearing was suggested.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.170-170
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• 2017

기후변화 따른 스마트팜 돈사 외부 환경의 변화에 대응하고, 사육 환경을 능동적으로 개선하기 위한 연구가 수행 중이다. 돈사 내 열전달 요소 간 상호 역학성 분석을 위해서 고려해야할 사항은 입기구, 보온 등, 열풍기, 단열제, 위치, 방향, 돈사의 연평균 온도, 습도, 연중 일사량, 가축의 열복사 등 상호 복잡하게 연관되어 있는 물리량이다. 돈사 전체 열손실, 자연발생 에너지량, 강제발생 에너지량, 난방용량 등을 고려한 순간 열부하 산정을 위한 여러 방법 중 우선적으로 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 이용하였다. 순간 열부하 산정을 위한 해석 도구 선정에 있어서 다양한 유체 및 기체 전산 유체역학 Solver(Fluent, Open-FOAM, Blender)를 고려하였다. 공간 Mech를 수행하기 위한 도구로는 공개 소프트웨어 인 FreeFem++ 3.51-4 (http://www.freefem.org)를 이용하였다. 이 과정에서 일부 기체 (암모니아)의 농도를 난수로 변화시키는 기법을 적용하여 가상적으로 돈사의 환경을 Pseudo 시뮬레이션 하였다. 결과적으로 Fluent에 비하여 OpenFOAM을 이용하여 얻은 열유동의 방향(속도)과 크기 백터가 상대적으로 크게 나타났다. Fluent가 시계열 상에서 혼합 기체 물리량 변화를 무시할 수 있는 안정되고 균일한 환경에 적합하기 때문인 것으로 판단되었다. Blender의 경우 Lattice Boltzmann methods 과 Smoothed-particle hydrodynamics 방법을 이용한 유체/입자 동력학 모델링을 제공함에 있어 시각적 효과를 강조하는 기능에 중점을 두었다. Fluent와 Blender에서 제공하는 해석 연산 모듈의 정확성 검증을 위해선 공간 분해능을 높인 정밀 계측 시스템을 이용하여 검증할 필요가 있다. Open-FOAM를 이용한 열부하 분석 수행이 상대적으로 높은 절대값을 보이는 특성은 열부하 제어 시스템의 Overshoot를 유발할 가능성이 있으므로 이에 대한 해석 모델의 보정이 추가적으로 필요할 것이다. CFD의 한계인 시간 복잡도를 낮추고 상대적으로 높은 시계열 분해능을 확보할 경우 돈사 내 환기시스템에 맞는 소요 환기량 실시간 산정이 가능해지고 외부기상 및 돈사내부 복사열을 활용함과 동시에 돈군 순환에 상응하는 실시간 열부하 관리 시스템 도출이 가능할 것이다.

• Journal of the KSME
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• v.32 no.10
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• pp.837-846
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• 1992

고령화 혹은 국제화와 같은 변화 양상은 다가오는 21세기의 새 시대를 가치기준에서 뿐만 아니라 사회환경까지도 새로운 것을 추구하도록 요구해 가고 있다. 이것은 도로교통에 있어서도 마찬 가지로 지금까지 양적인 팽창 위주로 전개되던 것이 효율을 중시하지 않으면 안 되게 되었으며 특히 20세기 후반들어 반도체 기술과 함께 급격한 발전을 거듭하고 있는 컴퓨터 기술은 정보 통신 기술과 함께 도로교통의 새로운 장을 열어 갈 것으로 예측된다. 21세기의 도로 교통을 생 각할 때, 차량 보급 대수의 증가와 함께 지금도 교통사고가 커다란 사회 문제로 대두되고 있는 추세로 볼 때, 중심이 되는 단어는 역시 '안전'과 '환경'이겠지만 그 가운데에도 교통 사고의 저 감은 무엇보다 시급한 과제라 할 수 있으며 대기 오염을 비롯한 물리적 환경의 개선과 보다 원 활하고 쾌적하게 달릴 수 있는 교통 환경의 실현도 중요한 과제가 될 것이다. 이 글에서는 이 러한 관점에서 21세기의 도로교통과 이를 이루어가기 위한 기술적 과제들을 살펴보고자 한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2003.11a
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• pp.7-10
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• 2003

근래의 컴퓨터 그래픽스 분야의 중요 목표 중 하나는 동적으로 변화하는 3 차원 가상 공간을 재현해 내는 것이다. 일반적으로 공간정보 취득 기술은 특수한 하드웨어나 환경을 전제로 하는 능동적인 방법과, 특정 환경을 전제하지 않으나 상대적으로 계산 복잡도가 높은 수동적 방법으로 나뉜다. 이 논문에서는 수동적 알고리즘의 계산 복잡도를 개선하여 특수한 환경이나 물리적인 전제 없이 비교적 간단한 하드웨어를 이용하여 정보 취득 후 되도록 짧은 시간(latency)내에 가상 영상을 재구성하는 시스템을 설계 구현한다.

• 한국해양학회지
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• v.28 no.2
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• pp.142-152
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• 1993

해양에 투기된 폐기물의 시공간적인 분포와 변화과정은 해양 물리학적 확산과 이 동, 생물학적 흡수 및 변환과정, 화학적 반응 및 상태변화등 여러 과정이 복합적으로 작용하여 일여난다. 이러한 폐기물의 해양투기가 해양생태계 및 환경보전에 미치는 여 러 가지 영향은 이에 대한 규제 및 적절한 운용을 통하여 원활한 해양생태 및 환경을 유지할 수 있도록 최소화되어야 한다. 해양투기의 최적화를 위하여서는 첫째, 생태학 적 배제원칙(biological exclusion)이 최우선적으로 고려되어야 하고 둘째, 생태계 및 수산자원 보존을 위하여 원활한 해수교환 및 물질확산이 극대화된 투기장소의 입지 선 정(hydrographic option)이 매우 중요하다. 둘째 로는 적법한 투기행위 및 적절한 투 기장 운용을 위한 감독 및 감시체제의 확립이 필요하다. 현재 우리 나라의 해양 폐기 물 투기는 초기의 단계에 있으나 최근 점차 요구되는 인접 해양국가 간의는 지역환경 협의체 구성 및 국가간 환경 부담 비용을 고려할 때 공해상의 해양투기는 더 이상 국 내적 문제가 아니므로 보다 신중한 해양투기 활동 및 타당성의 국토가 필요하다. 황해 에 위치한 투기장의 경우 현재까지의 관련자료를 검토할 때 적정 투기 규모 및 투기장 입지 선정, 그리고 불법 폐기물 투기가능성의 미비점에 대한 보완책이 필요한 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.398-399
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• 2003

의복 쾌적감은 착용자가 환경변화에 대하여 쾌적한 감정을 갖는 것을 의미한다. 직물의 쾌적성은 접촉감 뿐만 아니라 공기, 열, 수분을 전달하는 직물의 물리적 특성과 관계가 있는데 특별히 직물의 표면특성과 관련하여 변화하는 쾌적인자는 온냉감과 열, 수분 및 공기전달성이다. 따라서 직물의 표면 형태 및 두께에 따라 열, 수분 및 공기전달 특성은 달라질 뿐만 아니라 인체에 접촉하였을 때 접촉면적이 달라지므로 촉감에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 의복의 쾌적성 향상의 중요한 인자로 대표적인 직물의 역학 특성과 열 및 수분전달특성을 직물 구성사의 단면형상을 달리하였을 때의 그 상관 관계에 대하여 알아보았다. (중략)

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.503-503
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• 2015

농촌유역의 물순환 해석은 기후변화, 사회/경제적 변화, 유역환경변화 등의 복잡한 상호작용과 불확실성을 수반한 다양한 형태로 발현하고 있다. 효율적인 농촌유역 수자원 관리를 위해서는 농촌유역에 적합한 데이터베이스를 설계하여 농업생산기반시설, 유역 특성, 기상 및 수문 자료, 기후 변화 자료를 각각 구축하고, 외부 환경의 일회성 평가에 기반을 두어 수행되었던 과거의 접근 방법에서 나아가 내외부의 복합적인 환경변화를 능동적으로 반영하기 위한 요소 모듈 방식의 지능형 관리기법의 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 농촌유역 물순환 해석을 위해 필요한 자료를 효율적으로 가공 및 사용할 수 있는 웹기반 자료 전처리 및 모형 연계 시스템을 개발하는데 있다. 농촌유역 물순환 해석을 위해 농촌유역 데이터베이스 설계, 농업생산기반시설 인벤토리 구축, 유역 물리특성/기상/수문 등의 데이터베이스 구축, 기후변화 자료를 구축하고 이를 웹으로 구현하여 물순환 해석 시스템을 개발하였다. 본 연구는 농촌유역 물순환 해석을 위한 자료 전처리 및 모형 연계 시스템을 개발함으로써 지능형 물순환 해석 및 관리 시스템을 개발하는데 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Environmental Policy
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• v.14 no.2
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• pp.3-25
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• 2015

Our goal is to verify how changes in water's hydraulic characteristics after urban regeneration stream can affect any possible transformation of its thermal environment. To that end, we analyzed changes in numerous physical characteristics the subject stream along with the meteorological factors and thermal environment affected by it. Cheonggyecheon was selected as our subject as it is a great example of successful urban regeneration stream. As for physical characteristics, we allocated Type I (0.0%) and Type II (20.2%), depending on the green coverage ratio. As for numerical characteristics, at the point of Ba in which the riffle ends, the water temperature fell by $0.2^{\circ}C$ and the flow increased from 0.7m/s to 0.9 m/s with the dissolved oxygen increasing from 0.5mg/L to 0.6mg/L. As for meteorological factors surrounding the subject stream, the temperature dropped from $1.1^{\circ}C$ to $1.4^{\circ}C$ on average and relative humidity increased from 6.6% to 8.7%. Furthermore, there was an irregular change in wind velocity. According to the result of the Wet Bulb Globe Temperature (WBGT), the change in the values of Type I and II inside and on the surface of the subject stream was negligible. The downstream temperature in Type I fell from $0.3^{\circ}C$ to $0.6^{\circ}C$ and by $0.8^{\circ}C$ in Type II. As for vertical cooling effect, the change of water level was 120cm in Type I and 140cm in Type II. As for horizontal cooling effects, the value of Type I was increased from the point of Ba where the riffle ends and the value of Type II was on a steady decline.