• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.215-215
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• 2012

사회는 우리의 예상보다 빠르게 혹은 느리게 발전할 수 있고, 정부의 법령이나 규정은 때때로 수정되며, 대중의 선호도나 정서 등도 시시각각 변화한다. 이러한 불확실하고 변화가 많은 환경하에서 수자원기술자들은 시스템의 구축에 있어서 종종 딜레마에 직면하게 된다. 즉, 언제(when), 얼마만한(how big) 규모의 시스템을 구축해야 불투명한 미래에 충분히 대비할 수 있을까란 의문이 바로 그것이다. 시스템의 계획단계(planning stage)에서 시스템과 관련된 여러 가지 불확실성을 고려할 수 있는 가장 강력하면서 또한 직감적인 방법은 바로 여러 가지 미래에 대한 가상 시나리오(scenario)를 구성하여 그것에 대비하는 방법이다. 최근 들어 시나리오에 기반한 시스템 플래닝 기법이 수자원분야에서 주목을 받고 있다. 미래에 발생 가능한 여러 가지 시나리오를 고려하여 구축된 시스템은 그 자체로 유연성을 발휘하여 미래에 발생할 수 있는 (예측에 어긋난) 다양한 변화에도 큰 사회적인 혼란 없이 최소의 추가비용만으로도 본래의 역할을 수행해 나갈 수 있다. 본 연구에서는 최적화 기법을 시나리오 플래닝 기법 (scenario planning technique)과 접목하여 분산형 용수공급 시스템(decentralized water supply system)의 최적설계에 적용하였다. 대상지역은 미국의 대표적인 준사막지역의 하나인 애리조나주에 위치한 투산시의 통합 물공급시스템으로 향후 20년을 대비한 시스템의 최적화에 본 연구에서 제안된 기법을 적용하여, 그 결과를 정리하였다.

• 물과 미래
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• 제44권4호
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• pp.62-67
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• 2011

• 상하수도학회지
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• 제28권1호
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• pp.111-124
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• 2014

Decentralized water supply systems, treating the water in users'vicinity, cutting down the distribution system, utilizing the alternative water resources(rainwater harvesting, water reclamation and reuse and so on.) and saving energy and other resources, could be categorized into POU(Point-Of-Use), POE(Point-Of-Entry) and community small scale system. From the literature review, we could thought that decentralized water supply system and hybrid system(integrating centralized and decentralized water supply system within urban water management) might have strengthening comparative advantages to centralized system with respect to: (1) water security, (2) sustainability, (3) economical affordability. Even though it is difficult to derive and quantify direct benefit advantages from decentralized and hybrid system in comparison with centralized system, (1) operational cost reduction, (2) assurance for safe and stability water supply and (3) greenhouse gas reduction can be expected from successful establishment of the former.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.263-265
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• 2015

2015년 현재 한국에는 지지물 890만기, 전선 125만km, 변압기 200만대 등 지구에서 달까지의 거리를 왕복하고도 지구 둘레를 11 바퀴나 돌 수 있는 방대한 배전 전력설비가 시설되어 있다. 이러한 전력 설비들은 마치 모세혈관처럼 분포되어 전국 구석구석 전력을 공급하고 있다. 또한 배전지능화, NDIS등 여러 가지 계통운영 시스템을 활용하여 이러한 방대한 설비를 효율적으로 관리하고 있다. 그러나, 최근 급증하고 있는 분산형전원은 이러한 효율적인 운전에 여러 가지 장애가 되고 있다 (2015년 현재 116,165개, 3,600MW의 분산형전원이 운전중). 분산형 전원의 발전에 따른 배전계통의 전압상승, 보호협조체계 혼란 등 여러가지 문제점들이 발생하고 있는 것이다. 따라서 분산형전원의 배전계통 연계기 그 문제점을 최소화 할수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.761-767
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• 2007

건축 및 토목 구조물의 진동 제어분야에서 중앙집중식 제어방식은 주어진 목표응답수준을 만족시키기 위해서 전력공급, 센서, 그리고 감쇠기 등을 포함하는 복잡한 제어시스템을 구축하고 유지하는 노력이 필요하고, 구조물 유한요소모델의 큰차수, 모델의 불확실성, 가력장치의 제한 등의 이유로 적용성의 한계가 있다. 본 논문에서는 센서 혹은 컴퓨터없이 준능동 MR 감쇠기가 설치된 층만의 정보에 의해 제어력이 생성되는 분산제어식 응답의존형 MR 감쇠기가 제안하였다. 제안된 분산제어식 응답의존형 MR 감쇠기는 구조물의 층전단력에 대한 가변마찰력 크기 비의 변화에 따라 지진하중을 받는 구조물의 제어성능이 수동인 경우와 비선형 시간이력해석을 통해 비교 평가되었다. 마지막으로 일반 제어이론에서 널리 이용되는 중앙집중식 LQR 알고리듬과 본 논문에서 제안된 분산제어식 응답의존형 MR감쇠기가 3층 전단형 구조물을 대상으로 수치해석을 통해 비교 평가됨으로써 제안된 알고리즘의 유효성을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.31-33
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• 2008

산업사회에서의 전력공급 계통은 설비고장이 발생할 경우 해당지역에 국한되어 정전이 발생하기 때문에 피해가 확산되거나 사회적인 이슈가 되지는 않았다. 광케이블을 이용한 정보통신사회가 구축되어 금융과 언론을 비롯한 대부분의 생활이 인터넷을 중심으로 진행되고 있고 향후 지식기반 사회로의 진전이 급속히 진전될 것에 대비하여 전력계통 설비와 운영 방법의 고도화가 필요하게 되었다. 전력IT는 현재의 전력설비와 네트워크, IT를 이용하여 더욱 심층적인 연구가 진행되고 있으며 본 논문에서는 전력IT 연구과제 결과물의 활용성을 높이고 기술개발 과정에서의 시행착오를 최소화하기 위해 총 10개 과제를 하나로 운영할 경우를 상정하여 연구에 필요한 기술체계 모형을 개발하였고 이 모형을 토대로 향후 분산형 전원을 포함한 전력계통의 최적운영과 고장예측기법을 이용한 설비관리로 정전을 예방하여 최고품질의 전력을 공급하는데 기여하고자 하였다. 이 논문은 전력IT의 도입배경과 현재까지의 연구 성과분석을 토대로 실 계통 검증 5단계와 기술체계 모형 그리고 통합운영시스템 개념도 제시 순으로 작성하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.264-267
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• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.1-9
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• 2003

액체 로켓 시스템에 있어서 주 구조물과 연료 공급 장치의 상호작용 효과에 기인하여 발생하는 POGO라 불리는 축방향 동적 불안정 현상을 억제하기 위하여 몇 가지 종류의 PSD라 불리는 장치가 연구되고 있다. 본 연구에서는 기존에 사용된 PSD의 형태를 살펴보았다. PSD 장치는 수동적 PSD와 능동적 PSD 두 가지 그룹으로 분류할 수 있다. 수동적 PSD는 다시 컴플라이언스의 분포 방식에 따라 집중형과 분산형의 두 가지로 세분할 수 있다 현재까지 개발된 PSD 장치에 대한 포괄적인 검토를 통해, 기체 채움 수위조절 방식의 완충기가 연료 공급 장치의 성능을 저하시키지 않고 POGO 불안정성을 억제할 수 있는 최적의 PSD임을 잠정적으로 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.453-453
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• 2021

도시지역 비점오염원관리, 물순환 회복, 침투 및 증발산량 증가, 열섬현상 저감을 위한 주요한 방안으로 저영향개발(low impact development, LID)과 그린인프라 기법의 적용되고 있다. LID 시설은 소규모 분산형 시설로써 넓은 지역에 많고 다양한 시설들이 적용되어 시설의 개수가 많으며, 수질 및 토양 내 기성제품에 대한 센서들의 가격은 고가로 형성되어 있어 기기의 경제성 및 유지관리 등 적용하는데 제한적이다. 따라서 과거 모니터링 자료를 기반으로 오염물질들과의 상관성 분석을 통하여 계측이 어려운 항목들을 계측가능한 항목들로부터 예측 가능하며, 선정된 항목들에 대한 비용효율적인 센서를 개발하여 실시간 LID 모니터링이 가능한 비용효율적 모니터링을 개발하였다. 공주대학교 천안캠퍼스의 LID 시설들은 2013년에 조성되어 현재까지 시설이 운영되고 있으며, 5년이상의 과거 강우시 모니터링 자료들을 이용하여 오염물질 상관성 분석을 수행가능 하기에 대상지로 선정하였다. 오염물질 상관성 분석은 2013년부터 2017년도에 침투도랑에서 수행된 강우시 모니터링 자료를 활용하여 각 오염물질들의 상관성을 분석을 수행하였다. 침투도랑 내 유입되는 평균 유입수는 TSS 286.1±318.3 mg/L, BOD 22.6±39.5 mg/L, TN 8.96±5.85 mg/L, TP 1.01±1.11 mg/L로 나타났다. 겨울철에 비해 여름철에서의 오염물질의 유입농도가 높은 것으로 분석되었다. 이는 여름철 고온건조로 인한 노면 내 차량의 주행으로 인한 중금속, 폐타이어 등과 장마철 강우 시 유출된 토사로 인하여 유입수의 농도가 높은 것으로 분석되었다. 오염물질 부하량은 TSS와 COD 0.66으로 유의성이 높은 것으로 나왔으며, COD와 TSS, TP, TN 등 유의성이 높은 것으로 분석되었다. Arduino와 Raspberry PI를 활용하여 저비용 센서와 LTE 모뎀통신과 데이터 베이스 연결하여 개발된 프로그램을 통해서 무선으로 LID 시설에 대한 모니터링을 침투화분2와 식생체류지에 조성하였다. 전력공급이 어려운 식생체류지의 경우 태양열(Solar system) 시스템과 보조 전력 배터리를 조성하여 장마철이나 장기적인 악천후로 인한 전력을 생산하지 못할 경우 보조전력배터리에서 전력을 제공하여 지속적인 모니터링이 이루어지도록 설계하였다. 토양함수량, 토양온도와 Conductivity 등 3종류의 센서를 적용하였으며, 프로그램은 현재 2단계를 통한 2차수정을 통하여 프로그램을 구축하였다. 오차, 오작동, 계측값에 대한 검·보정 작업이 필요하다. 또한 대기자료의 구축을 통해 보다 토양과 LID 시설에 대한 영향분석이 필요한 것으로 사료된다.