• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.366-366
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• 2022

유역의 하천유량과 같은 수문 시계열을 모의 또는 예측하기 위한 수문 모델링에서 최근 기계 학습 방법을 활용한 연구가 활발하게 적용되고 있는 추세이다. 이러한 데이터 기반 모델링 접근법은 입출력 자료에서 관찰된 패턴을 학습하며, 특히, 장단기기억(Long Short-Term Memory, LSTM) 네트워크는 많은 연구에서 수문 시계열 예측에 대한 적용성이 검증되었으나, 장기간의 고품질 관측자료를 활용할 때 더 나은 예측성능을 보인다. 그러나 우리나라의 경우 장기간 관측된 고품질의 하천유량 자료를 확보하기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 LSTM 네트워크의 학습 시 가용한 모든 유역의 자료를 통합하여 학습시켰을 때 하천유량 예측성능을 개선할 수 있는지 판단해보고자 하였다. 이를 위해, 우리나라 13개 댐 유역을 대상으로 대상 유역의 자료만을 학습한 모델의 예측성능과 모든 유역의 자료를 학습한 모델의 예측성능을 비교해 보았다. 학습은 2001년부터 2010년까지 기상자료(강우, 최저·최고·평균기온, 상대습도, 이슬점, 풍속, 잠재증발산)를 이용하였으며, 2011년부터 2020년에 대해 테스트 되었다. 다지점 통합학습을 통해 테스트 기간에 대해 예측된 각 유역의 일 하천유량의 KGE 중앙값이 0.74로 단일지점 학습을 통해 예측된 KGE(0.72)보다 다소 개선된 결과를 보여주었다. 다지점 통합학습이 하천유량 예측에 큰 개선을 달성하지는 못하였으며, 추가적인 가용 자료 확보와 LSTM 구성의 개선을 통해 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.63-71
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• 2021

The purpose of this study was to investigate whether the standard models for rural housing and wooden housing model have performance for hygrothermal and to propose a way of improvement relevant to hygrothermal performance for those models. All of the models to be analyzed were found to have some parts that were absent of stability in terms of performance for hygrothermal. In the process of analyzing the causes and proposing improvement measures, the following conclusions were derived. Fist, The exterior surface of the structure should be composed of a structure with good moisture permeability, and for the interior surface, a variable vapor retarder paper should be applied in consideration of the reverse condensation phenomenon in summer. Second, in terms of performance for hygrothermal, applications of external insulation plaster finish to the exterior wall or of ventilation method using a rafter vent on the roof should be avoided. Third, a rain screen method with a ventilation layer should be applied to the exterior wall, and a method of constructing ventilation layer separated from the insulation layer with a vapor retarder paper should be applied to the roof. Fourth, the application of insulation materials having capillary action, such as wood fiber insulation board or cellulose insulation board, contributes to more stable performance for hygrothermal.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.108-113
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• 2005

본 연구 에서는 고해상도 우주용 카메라의 경통부의 복합재 적층설계를 열환경 및 흡습에 의한 영향을 고려하여 수행하고 다층 지그재그이론에 기초하여 개발된 삼각형 유한요소를 이용 열흡 습 해석을 수행하여 융단도표를 통하여 도출된 최적 적층설계가 광학성능 허용범위를 만족하는지 검증 하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제12권3호
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• pp.127-131
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• 2003

본 연구에서는 양봉사 내부환경을 보다 효율적으로 조절할 수 있는 환기팬 작동방식을 구명하기 위하여 시뮬레이션을 통해 얻어진 환기팬 작동방식에 대한 연 구결과를 양봉사에 직접 적용하여 실험을 실시하였으며, 양봉사 내부의 온도 및 습도변화에 대한 시율레이션과 실험결과를 비교 ${\cdot}$ 분석하여 양봉사 설계시 양봉사 열환경 해석 프로그램의 적용성을 검토하고, 실험결과를 이용하여 환기팬 작동방식별 양봉사 내부환경의 조절 성능을 분석하였다. 기 개발된 양봉사 열환경 해석 프로그램은 앞으로 양봉사 설계에 적절하게 이용할 수 있을 것으로 판단되었다. 외부기온이 비슷한 조건에서는 환기팬 작동방식 B의 경우가 A의 경우보다 양봉사의 내부온도가 대체로 더 낮았으며, 평균적으로 벌통 내부는 2.8$^{\circ}C$, 양봉사 내부는 2.1$^{\circ}C$ 더 낮았다. 이것은 Lee 등(1998b)이 제시한 환기팬 작동방식에 따라 양봉사 내부의 승온억제를 최고 2.8$^{\circ}C$까지 할 수 있다는 내용을 뒷받침하는 실험결과이다. 환기팬 작동방식 A와 B 모두 꿀벌이 월동하기에 적합한 상대습도 범위 (50~75%) 였으나, 방식 B가 A 보다 양봉사 내부 습도의 최고 및 최저편차가 약 2%, 평균습도가 약 5% 적게 나타나 습도환경조절에 있어 좀 더 안정적인 것으로 판단되었다. 따라서 환기팬 작동방식 B는 A 에 비하여 양봉사 내부환경조절 성능이 더욱 우수하고 효율적인 것으로 판단되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.473-480
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• 2011

막 가습기는 다른 가습장치와는 달리, 기생 전력의 손실이 없고 가습 성능이 우수하여 이온교환막 연료전지의 외부 가습을 위해 적용되고 있다. 원통형 막 가습기는 특히 가습성능에 비해 요구 체적이 매우 작기 때문에, 수송용 및 가정용 이온교환막 연료전지에 적용된다. 막가습기의 최적 설계를 위한 열 및 물질 전달 특성에 대한 이해가 필요하지만, 아직 다양한 연구가 이루어지고 있지 않다. 본 연구에서는 원통형 막가습기의 열 및 물질전달 특성을 이해하기 위한 특성 실험을 수행하였다. 기존의 습도 측정계는 비정상 가습 특성 실험에 한계가 있고, 정상 상태에서도 고온 다습한 환경에서는 오차가 크기 때문에 본 연구에서는 습증기 응축법을 이용하였다. 가습기의 정상상태 특성을 확인하기 위해 압력과 온도 변화에 대한 실험을 수행하였으며, 비정상 특성을 확인하기 위해 순간 유량 변화 시의 가습 성능을 측정하였다. 본 연구에서는 이상의 기초 실험을 통해서 막 가습기의 성능에 영향을 미치는 주요 인자를 확인하였으며, 원통형 막가습기의 기초적인 열 및 물질 전달 특성을 이해하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.326-328
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• 2015

건물에서 창문의 기능은 태양 복사열의 유입을 통해 실내의 환경을 조성하고 동절기에는 난방비의 절감을 유도할 수 있으나, 다른 구조체에 비해 단열 성능이 크게 떨어져 5배 이상의 에너지가 손실되어 에너지 취약 부위이다. 또한 하절기에는 태양 복사열 과다로 냉방비가 가중된다. 이에 본 논문에서는 일반 가정에서 온도, 습도, 조도, 일사량 등의 실내 환경 정보를 이용하여 창문 자동 제어시스템을 개발하고자 한다. 이 시스템은 다양한 센서를 이용하여 실내 환경 정보를 수집하고 수집된 정보를 이용하여 모터를 제어하여 창문을 제어 할 수 있는 시스템이다. 가정 내 에너지 절감을 위하여 창호와 블라인드에 환경 자동화 서비스를 제공하여 사용자의 만족도를 높이고 스마트폰을 이용하여 시스템 제어를 통해 생활 속에 편리함을 제공하고자 한다.

• 한국지역사회생활과학회:학술대회논문집
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• 한국지역사회생활과학회 2003년도 제16차 학술대회
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• pp.152-152
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• 2003

본 연구의 목적은 고추 수확과 같은 여름철 농작업 시 농민의 온열 스트레스 경감을 위한 피복 장비 개발 연구의 일환으로 두 종류의 기능성 모자를 개발하고 그 성능을 비교 검토하는 것이다. 피험자로는 건강한 남자 대학생 열 두 명이 참가하였다. 인공기후실 실험 조건은 네 가지로 모자를 쓰지 않은 경우 (Control), 챙이 넓은 시판 농작업모를 착용한 경우 (Hat A), 반사 소재의 냉각 모자를 착용한 경우 (Hat B), 반사소재이면서 통기 구조를 갖는 냉각 모자를 착용한 경우 (Hat C)이다. 인공 기후실 내 환경 조건은 기온 33$\pm$0.5$^{\circ}C$, 습도 65$\pm$5%RH, 복사 온도 39$\pm$1$^{\circ}C$로 WBGT 33$^{\circ}C$를 유지하였고, 피험자들은 120분(50분 작업, 10분 휴식, 50분 작업, 10분 휴식) 동안 모델화된 고추 수확 작업을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4047-4051
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• 2014

현대의 공동 주택은 에너지 효율을 높이기 위해 고기밀, 고단열 방식으로 지어지고 있는데 이러할 경우 환기량 부족에 따른 각종 부작용이 발생을 한다. 본 연구에서는 우리나라의 겨울철 대표적인 난방원으로 사용되고 있는 온돌시스템을 기본으로 구성하고 환기방법에 따른 실내 열환경을 평가하여 환기 방식에 따른 에너지 절감 요인을 분석하였다. 실험장치는 일정한 외기 조건을 모사하기 위해 항온항습 챔버에 뜬바닥 온돌 시스템을 설치하고 온돌시스템의 외기온도/습도 조건은 3조건($10^{\circ}C$/50%Rh, $0^{\circ}C$/-, $-10^{\circ}C$,-)으로 설정 하였다. 공급되는 온수온도는 2 조건($60^{\circ}C$, $50^{\circ}C$) 설정하여 설정된 환기 방식에 따라 성능시험을 수행 하여 열 환경 및 에너지 절감 요인을 비교 분석 하였다. 실험결과 급기온도는 온수온도가 높을수록 급기풍량이 적을수록 높았으며 바닥 급/배기 > 전열교환 급/배기 > 강제 급/배기 순으로 나타났다. 본 연구를 통해 다양한 환기 방식의 적용 가능성에 대하여 검토 할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권2호
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• pp.207-212
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• 2013

본 연구에서는 선박의 중앙집중 공조시스템에 공랭식 에어컨을 직접 설치하여 열원의 성능개선과 거주 구역별 독립 냉 난방이 가능한 개별분산 공조시스템을 하고자 하는 것이다. 연구 결과 기존의 중앙집중방식 공조시스템에 비해 열원 제어와 열효율상의 문제점을 보완함과 동시에 장치의 효율을 향상시킴을 확인하였다. 또한 동일한 조건에서 장치의 냉동능력과 성능계수는 평균 약 3 %, 23~26 % 정도 높게 나타났으며, Chilled Water Plants의 압축기 소비동력은 약 12 % 정도 낮게 나타났고, 동일한 조건에서 난방 시 소비동력은 약 33.5 % 낮게 나타났다. 따라서 공랭식 에어컨을 이용한 개별분산 공조시스템이 열원 제어뿐만 아니라 장치의 성능향상과 거주구역별 쾌적한 온 습도 환경 조성에 크게 기여하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.160-160
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• 2017

자동화 기술을 통한 한국형 스마트팜의 발전이 비약적으로 이루어지고 있는 가운데 무인화를 위한 지능적인 스마트 시설환경 관찰 및 분석에 대한 요구가 점점 증가 하고 있다. 스마트 시설환경에서 취득 가능한 시계열 데이터는 온도, 습도, 조도, CO2, 토양 수분, 환기량 등 다양하다. 시스템의 경계가 명확함에도 해당 속성의 특성상 타임도메인과 공간도메인 상에서 정확한 추정 또는 예측이 난해하다. 시설 환경에 접목이 증가하고 있는 지능형 관리 기술 구현을 위해선 시계열 공간 데이터에 대한 신속하고 정확한 정량화 기술이 필수적이라 할 수 있다. 이러한 기술적인 요구사항을 해결하고자 시도되는 다양한 방법 중에서 공간 분해능 향상을 위한 다지점 계측 메트릭스를 실험적으로 구성하였다. $50m{\times}100m$의 단면적인 연동 딸기 온실을 대상으로 $3{\times}3{\times}3$의 3차원 환경 인자 계측 매트릭스를 설치하였다. 1 Hz의 주기로 4가지 환경인자(온도, 습도, 조도, CO2)를 계측하였으며, 계측 하는 시점과 동시에 병렬적으로 공간통계법을 이용하여 미지의 지점에 대한 환경 인자들을 실시간으로 추정하였다. 선행적으로 50 cm 공간 분해능에 대응하기 위하여 Kriging interpolation법을 횡단면에 대하여 분석한 후 다시 종단면에 대하여 분석하였다. 3 Ghz에 해당하는 연산 능력을 보유한 컴퓨터에서 1초 동안 획득한 데이터에 대한 분석을 마치는데 소요되는 시간이 15초 내외로 나타났다. 이는 해당 알고리즘의 매우 높은 시간 복잡도(Order of $O=O^3$)에 기인하는 것으로 다양한 시설 환경의 관리 방법론에 적절히 대응하기에 한계가 있다 할 수 있다. 실시간으로 시간 복잡도가 높은 연산을 수행하기 위한 기술적인 과제를 해결하고자, 근래에 관심이 증가하고 있는 NVIDIA 사에서 제공하는 CUDA 엔진과 Apple사의 제안을 시작으로 하여 공개 소프트웨어 개발 컨소시엄인 크로노스 그룹에서 제공하는 OpenCL 엔진을 비교 분석하였다. CUDA 엔진은 GPU(Graphics Processing Unit)에서 정보 분석 프로그램의 연산 집약적인 부분만을 담당하여 신속한 결과를 산출할 수 있는 라이브러리이며 해당 하드웨어를 구비하였을 때 사용이 가능하다. 반면, OpenCL은 CUDA 엔진이 특정 하드웨어에서 구동이 되는 한계를 극복하고자 하드웨어에 비의존적인 라이브러리를 제공하는 것이 다르며 클러스터링 기술과 연계를 통해 낮은 하드웨어 성능으로 인한 단점을 극복하고자 하였다. 본 연구에서는 CUDA 8.0(https://developer.nvidia.com/cuda-downloads)버전과 Pascal Titan X(NVIDIA, CA, USA)를 사용한 방법과 OpenCL 1.2(https://www.khronos.org/opencl/)버전과 Samsung Exynos5422 칩을 장착한 ODROID-XU4(Hardkernel, AnYang, Korea)를 사용한 방법을 비교 분석하였다. 50 cm의 공간 분해능에 대응하기 위한 4차원 행렬($100{\times}200{\times}5{\times}4$)에 대하여 정수 지수화를 위한 Quantization을 거쳐 CUDA 엔진과 OpenCL 엔진을 적용한 비교한 결과, CUDA 엔진은 1초 내외, OpenCL 엔진의 경우 5초 내외의 연산 속도를 보였다. CUDA 엔진의 경우 비용측면에서 약 10배, 전력 소모 측면에서 20배 이상 소요되었다. 따라서 우선적으로 OpenCL 엔진 기반 하드웨어 가속 기술 최적화 연구를 통해 스마트 시설환경 실시간 시뮬레이션 기술 도입을 위한 기술적 과제를 풀어갈 것이다.