• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.26-26
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• 2018

기후변화로 인한 홍수, 가뭄 등의 자연재해가 빈번히 발생함에 따라서, 수자원의 변동성이 심각해짐에 따라서 물 부족에 대한 관심이 대두되고 있다. 특히, 수문분야에서 수자원의 확보 및 효율적 관리에 대한 중요성 및 관심이 높아지고는 있으나, 물 순환에 대한 이해 및 분석에 대한 부분은 아직 계속적으로 연구할 필요성이 있다. 물 순환에서 다른 수문기상인자들에 비해 직접적인 관측이 어려운 실제증발산은 단순 가정 및 경험식, 또는 물수지 방정식을 통해 어림되어 계산되어 진다. 지상에서 실제증발산을 관측하기 위해 에디 공분산 기반의 플럭스 타워(flux tower)를 이용하여 한 지역(지점)에서의 정량적인 관측이 이뤄지고 있으나, 공간적인 관측은 이뤄지고 있지 않는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 기술이 발전함에 따라 다양한 물리식 기반의 재분석자료(reanalysis data)/인공위성(satellite)기반의 실제증발산에 대한 자료가 산출되어진다. 그렇지만, 다양한 물리식 기반으로 산출되는 결과는 알고리즘의 특성상 오차가 발생할 수 있다. 이러한 방법을 해결하기 위하여 다양한 합성 방법을 이용하여 각 알고리즘에서 오차를 보정 및 개선한 최적의 실제증발산 결과를 필요로 하게 된다. 이 연구에서는 재분석/인공위성 기반의 8일 단위 실제증발산 자료를 활용하여 두 가지의 합성 방법(simple taylor skill score, maximize r)을 이용하여 개선된 실제증발산 결과를 산출하기 위하여, 2005년부터 2014년까지의 호주에서의 실제증발산에 대한 합성 결과를 나타내었다. 전반적으로 두 방법으로 산정된 결과는 기존의 결과에 비해 오차가 상당히 개선된 것을 확인 할 수 있었으며, 특히, 다양한 자료를 이용하여 합성하는 방법인 simple taylor skill score방법이 maximize r의 방법에 비해 보다 오차 및 상관성이 높은 것을 확인 할 수 있다. 본 연구에서 합성 방법을 이용하여 기존의 자료에 비해서 개선된 결과를 산정할 수 있는 것을 확인하였고, 향후 가뭄에 직접적으로 연관성을 가진 합성 증발산 자료를 활용하여 가뭄 분석의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.255-259
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• 2022

태양광을 이용한 증기 발생 방법은 순수한 물이 고갈되는 현재 사회에서 해수나 폐수에서 물을 수확할 수 있는 매우 유망한 기술이다. 태양광을 이용한 증기 발생 중에서 멤브레인을 이용한 증류법은 현재 개발 중에 있지만 멤브레인이 물과 직접 접촉하여 효율적인 증발량을 늘리기가 어려웠다. 본 연구에서는 PDMS (polydimethylsiloxane)와 산화 그래핀(GO)으로 구성된 태양열 멤브레인 증기 발생기와 부분적으로 멤브레인 전체에 절친 젖음성 제어를 통해 증발량을 개선하는 것을 제안하여 실험적 연구를 수행했다. 국부적인 젖음성 제어로 태양광과의 열교환 영역에서 열 국지화 및 온도 상승에서 상당한 개선을 보여주었다. 1sun(=1000 W/m)의 조사에서 1.54 kg m^-2 h^-1의 증발 능력을 갖습니다. 그 결과, 태양열 멤브레인 증기 발생 시스템은 국부적인 물 회수 성능 메커니즘을 이해 및 실험적 확인을 수행할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.288-288
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• 2021

수문 모델링을 이용하여 미계측 유역의 유출을 예측하고 나아가 수문 현상을 이해하기 위해서는 기존과는 다른 새로운 모형 보정 전략과 평가 방법이 필요하다. 위성 관측자료의 가용성 증가는 미계측 유역에서 수문 모형의 예측 성능을 확보할 기회를 제공한다. 유역 내 증발산 과정은 물 순환 과정을 설명하는 주요한 부분 중 하나이다. 또한 식생에 대한 정보는 증발산 과정과 밀접한 연관을 가지기 때문에 간접적으로 유역의 증발산 과정을 이해할 수 있는 중요한 정보이다. 본 연구는 미계측 유역의 하천유량을 예측하기 위해 위성 관측 기반의 식생 정보만을 이용하여 보정된 생태 수문 모형의 잠재력을 조사한다. 이러한 보정 방법은 관측된 하천유량 자료가 있어야 하지 않기에 미계측 유역의 하천유량 예측에 특히 유용할 것이다. 모델링 실험은 관측 하천유량 자료가 존재하는 5개의 댐 유역(남강댐, 안동댐, 합천댐, 임하댐)에 대해 수행되었다. 본 연구에서는 식생동역학이 결합 된 집체형 수문 모델을 이용하였으며, MODIS 잎면적지수(Leaf Area Index, LAI) 자료를 이용하여 모형을 보정하였다. 보정된 모형으로부터 생산된 일 유량 결과는 관측 유량 자료와 비교된다. 또한, 전통적인 관측 유량 기반의 모형 보정 방법과 비교된다. 그 결과 LAI 시계열을 이용한 모형의 보정으로 획득한 유량의 적합도는 남강댐, 안동댐, 합천댐 유역에서 KGE가 임계치 이상으로 나타나 만족스러운 결과를 보여주지만, 임하댐 유역은 KGE가 임계치 이하로 계산되었다. 그러나 해당 유역에 대해 관측 유량을 기반으로 모형 보정 결과 또한 좋지 않은 적합도를 보여주기에 이는 LAI 자료 기반 접근법의 문제가 아닌 입력정보 또는 모형 자체에 포함된 오차로 인해 해당 유역의 특성을 반영하기에 어려운 것으로 판단된다. 이러한 결과는 증발산 과정에 주요한 식생 정보의 제약만으로도 비교적 만족스럽게 유역의 수문 순환을 재현할 수 있다는 가능성을 보여준다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 제2회 하계분리막 Workshop
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• pp.59-92
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• 1994

식품가공공장은 제품의 특성에 따라 필요로되는 여러가지의 단위공정이 조합되어 가동되고 있다. 식품제조 공정중 분리, 분획 및 농축은 매우 중요한 처리로 이를 위해서 증류, 증발, 원심분리, 여과 등의 조작이 절대적으로 필요하고, 최종제품이 액상일 경우 유통중 변질발생을 방지키 위해 살균 공정을 반드시 거치도록 되어있다. 또한 제품의 생산과정중 사용되는 폐수에 의한 환경오명을 막기위해서 폐수정화시설이 필수적으로 되어있다. 이러한 대부분의 조작과정중에서는 열처리가 반드시 수반됨에 따라 가공원료중에 함유된 각종 영양성분이 부분적으로 열레 의해 파괴되고 냄새나 색등이 변함에 따라 제품의 품질이 열화됨은 물론, 에너지비용, 관련시설의 설치에 소요되는 부지, 시설비 및 운영비 등이 많이 필요로 한다.

• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.240-246
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• 2002

방사선과의 상호작용에 의하여 섬광이 발생하는 무기형광체(inorganic fluor)인 cerium activated yttrium silicate(CAYS)를 폴리설폰 고분자막에 함침시킴으로써, 형광 용액의 도움 없이 방사능 오염도를 측정할 수 있는 새로운 측정막을 제조하였다. 막의 제조는 두 가지 공정으로 나누어진다. 우선 고분자와 용매의 균일한 1차 제막용액을 유리판 위에 제막 후 용매증발을 통해 폴리설폰 고분자막이 생성되도록 하였다. 고형화된 폴리설폰 필름 표면에 CAYS가 분산된 고분자 제막용액을 2차로 도포시킨 후, 비용매 욕조에 침지시키는 상전환 공정을 이용하거나 용매의 증발을 통한 유리화에 의해 2차 용액의 고형화를 유도함으로써 함침막을 제조하였다. 이렇게 제조된 막의 형상은 치밀한 구조를 지니는 고분자 지지체와 이에 완전히 고착된 CAYS함침막의 이중구조를 지니게되며, 지지체 부분은 막의 안정성을 2차 제막에서 생성된 부분은 기능성의 향상을 이룰 수 있는 구조적 특성을 지닌다. 제조된 함침막에 방사성핵종을 직접 도포하여 방사성핵종의 탐지 특성을 측정하였을 때 효율적인 탐지 특성을 지니는 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1990년도 수공학논총 제32권
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• pp.49-52
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• 1990

강우강도가 큰 집중호우가 지표면에 도달하게 되면 강우량중 상당 부분이 수문학적 손실성분인 침수, 증발산, 차단 및 저류등으로 시간에 따라 분포된다. 이 가운데 지표면에 분포된 식생계 및 낙엽등에 의한 차단(canopy interception effect)과, 지표가 포화시의 증발산(wetted environmental evapotranspiration) 및 각종 저류, 즉 지표면 저류(depression storage), 지표토양층에의 저류(retention storage) 성분 등을 들 수 있으며 이들 각 손실성분은 직접유출로 나타나는 초과우량의 발생시간을 지체시켜 주는 역할을 하나 차단성분 및 저류성분은 시간이 경과함에 따라 결국은 증발산 또는 침투성분으로 흡수된다. 따라서 침투성분은 초과우량 추정에 매우 큰 영향을 줄 뿐 아니라 지표면 아래의 흙의 변형을 야기시키며, 중간유출 및 지하수유출에 기여 한다. 대부분의 호우사상은 강우초기에 강우강도가 지표 흙의 침수계수(hydraulic conductivity)보다 작기 때문에 모두 각 손실성분에 의해 손실되며, 강우강도가 점차 커져 침수능을 초과하면 지표면에 순간적으로 물이 고이게 되는데 이것을 지표심수(surface ponding)라하고, 강우시작부터 이 때까지가 침수시간(ponding time)이 된다. 이 지표침수가 나타나는 순간이 곧 직접유출 시작 시간으로 볼 수 있을 뿐 아니라, 침수시간은 지표면의 물수지면에서 볼 때 초기손실량 및 침수율 결정에 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 각 손실 성분별로 유역의 제반 특성을 고려하여 구한 매개변수로부터 시간에 대한 손실율을 결정하여 산지 하천유역에 발생하는 부정강우사상(unsteady rainfall)의 초과우량을 추정하는 모델을 유도하였다. 대상유역으로는 현재 건설부에서 수행하고 있는 국제수문개발계획(IHP) 대표시험유역 가운데 평창강 수계내의 장평유역으로서, 본 유역은 자기 우량계 및 자기 수위계가 운용되고 있고, 인접 대관령 측후소로부터 기상자료를 획득, 이용할 수 있는 비교적 분석에 양호한 조건을 지닌 유역이다. 모델의 유도 과정은 대상유역 식생계로 피복된 산지유역임으로, 식생차단 저류효과를 고려해서 지표면의 흙에 도달되는 순강우주상도를 얻고 이로부터 침수시간 및 침투율을 결정해서 초과우량을 산정하는 모델을 유도하였다. 강우 지속시간내 즉, 유역이 완전 포화시의 증발산율의 결정은 Morton 모델로부터, 침수시간 및 침투율 결정은 Green-Ampt 방정식을 부정강우사상에 적용할 수 있도록 수정된 모델을 사용하였으며, 분석에 이용된 호우는 1986 ~ 1987년도 발생된 호우사상 가운데 강우강도 및 총 강우량이 비교적 큰 7개 강우사상을 선정하였다. 각 호우사상별로 손실율울 지표면에서 물수지개념을 이용하여 계산하고 산술지상에 구성시킨 결과는 다음 그림과 같다. 이 그림에서 굵은 실선으로 나타낸 곡선(B. L. R)은 각 손실을 곡선을 시간축에 따라 산술평균한 대표손실율곡선이다. 이 대표손실율곡선은 역지수함수형으로서 곡선식의 유도는 회기분석을 이용하였다. 초과우량 주상도를 얻기 위하여 이 대표손실을 곡선을 관측 강우주상도에 적용시켜 본 결과 식생계에 의한 차단 저류율은 약 6mm/hr 정도인 것으로 나타났으며, 이로 인한 침수시간 지체효과는 1~3시간 정도로서 비교적 그 영향이 큼을 알았다. 또한 각 호우사상별 침수시간 계산 결과 그 변동이 큰 것으로 나타났는데 이는 초기 강우강도에 민감하기 때문인 것으로 판단되낟. 한편 유역 포화시의 증발산율은 우기의 기상자료를 이용하여 구한 결과 0.05 - 0.10 mm/hr 의 범위로서 이로 인한 강우손실량은 큰 의미가 없음을 알았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권4호
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• pp.255-265
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• 2008

This paper presents the optimization process of evaporator for a vapor compression cooling system for high heat flux CPU. The CPU thermal capacity was given by 300W. Evaporating temperature and mass flow rate were $18^{\circ}C$ and 0.00182kg/s respectively. R134a was used as a working fluid. Channel width(CW) and height(CH) were selected as design factors. And thermal resistance, surface temperature of CPU, degree of superheat, and pressure drop were taken as objective responses. Fractional factorial DOE was used in screening phase and RSM(Response Surface Method) was used in optimization phase. As a result, CW of 2.5mm, CH of 2.5mm, and CL of 484mm were taken as an optimum geometry. Surface temperature of CPU and thermal resistance were $33^{\circ}C\;and\;0.0502^{\circ}C/W$ respectively. Thermal resistance of evaporator designed in this study was significantly lower than that of other cooling systems such as water cooling system and thermosyphon system. It was found that the evaporator considered in this work can be a excellent candidate for a high heat flux CPU cooling system.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제2호
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• pp.374-377
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• 2006

본 논문은 에어컨 시스템의 효율성과 안정성에 기초하여, 과열도와 저압을 제어하는 Fuzzy 제어기 설계를 제안한다. 에어컨 시스템은 Compressor(압축기), Condenser(응축기), Evaporator(증발기), Expansion Valve(확장 밸브) 로 구성되며, 각각의 기기에 대한 제어가 독립적으로 이루어져 있다. 기존의 제어가 한 제어기를 사용한 단일방식으로 이루어지다보니 에어컨 시스템의 특성인 냉매의 상태가 달라지면 시스템 전반적으로 그 영향이 파급되는 부분까지 고려를 해 주지 못하고, 제어기의 성능이 효율적이고 안정적이지 못했다. 본 논문에서는 에어컨 시스템의 효율과 안정도에 결정적인 영향을 미치는 과열도와 저압(증발기의 압력)을 제어하기 위해, 비선형성이 강하고 불확실하며 복잡한 시스템을 쉽게 제어할 수 있는 Fuzzy 제어기를 구성하여, Expansion Valve 와 Compressor 에서 동시에 제어하는 Multi 제어기를 설계한다. 제안된 Fuzzy 제어기는 이산형 lookup_table 방식과 연속형 간략추론 방식을 사용하여 제어기를 설계하고, 유전자 알고리즘(GAs)을 이용하여 최적의 Fuzzy 제어기의 환산계수를 구한다. 그리고 시뮬레이션 결과를 통해 이산형 lookup_table 방식과 연속형 간략추론 방식의 각각의 제어기를 사용한 결과를 비교한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1238-1241
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• 2010

우리나라의 대표적인 화산도서지역인 제주도는 연 평균 강우량이 1,975mm로 우리나라 최대 다우지역이며, 투수성이 좋은 다공질 화산암류 및 화산회토로 이루어져 있어 지하수 함양율이 총 강우량의 48.5%로 국내에서 가장 높은 수문지질 여건을 지니고 있다. 또한, 강우 후에는 143개의 하천 중 6개의 하천을 제외한 나머지 하천에서 내륙과 달리 평상시 건천의 형태로 유지되고 있으며, 지표수의 발달이 매우 빈약하다. 이러한 연유로 인해 제주도는 수자원의 대부분을 지하수에 의존하고 있으며, 향후 지속적인 수자원을 확보하기 위해서는 지표수의 개발이 절실하게 필요한 실정이다. 제주도는 지하수와 관련된 연구는 부분적으로 진행되어 왔으나 제주도 하천에 대한 유량 관측과 수문모델을 적용하여 유출량을 산정하는 연구는 거의 없는 편이다. 본 연구에서는 장기 강우-유출 모형인 SWAT 모형을 이용하여 상시 유출이 이루어지고 있는 제주도 서귀포 유역에 포함되는 예례천, 궁산천, 영천을 선정하였으며, SWAT 모형의 입력자료인 기상자료와 지형자료(DEM, Land Use, Soil Type)를 구축하여 직접유출량 및 실제증발산량을 산정하였다.(2002. 01. 01~2008. 12. 31) 각 년도별 평균 직접유출량 및 평균 실제증발산량 산정 결과 예례천 유역은 570.14mm, 444.15mm로 나타났으며, 궁산천은 570.51mm, 585.41mm이며, 영천은 444.15mm, 602.51mm로 나타났다. 위의 연구결과는 장기 일 유출량 모의에 대하여 전체적으로 우수한 결과를 보이고 있으며, 향후 많은 유출량 자료를 확보하여 본 연구의 결과와 비교 검정한다면 제주도 하천의 장기 일 유출량 모의 할 수 있을 것이라 판단된다. 또한 제주도의 유역 전반의 통합 관리 측면에서 뛰어난 적용성과 폭 넓게 활용함으로써 우수한 연구 결과를 도출할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.2189-2194
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• 2009

부분 부하운전시 냉동공조장치의 능력을 조절하기 위해서 핫가스 바이패스 기술을 적용한다. 이 개념은 압축기에서 나온 고온의 냉매증기를 증발기 입구측으로 보내는 것이다. 본 논문에서 질량과 에너지 보존법칙을 근거로 CO2에 대한 핫가스 바이패스 개념을 적용하여 분석한다. 본 논문에서 고려된 운전 변수는 냉동장치의 압축효율, 과열도, 가스냉각기 냉매 출구온도, 증발온도 등이다. 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 과열도, 가스냉각기 출구온도, 증발온도는 냉동장치의 COP와 냉동능력에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 따라서 이러한 결과의 면밀한 분석을 통해 R744용 냉동장치를 설계할 필요가 있다.