• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.28-35
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• 2016

지열원 히트펌프 시스템에서 지중 열교환기 설계를 위해 수행하는 현장 열응답 시험은 많은 시간과 비용이 수반되기 때문에 조건 변화에 따른 출구온도 예측이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 주로 사용하는 수직형 지중 열교환기의 열전달 성능을 예측하기 위한 방안으로 3차원 CFD 해석 기법을 제안하고, 2개소의 현장 열응답 시험의 출구온도와 기울기 값을 비교하여 CFD 해석 방법의 신뢰성을 확인하였다. CFD 해석 결과, 2개소의 현장 열응답 시험의 출구온도는 $0.5^{\circ}C$ 이내에서 예측하였고, 기울기 값은 1.6% 이내에서 적절히 예측하였다. 이를 통해 CFD 해석 방법의 신뢰성을 확인하고, 2개소의 현장 열응답 시험의 유량 및 지중 유효 열전도도 조건을 각각 ${\pm}20%$ 변화시키면서 현장 열응답 시험의 출구온도를 예측하였다. 첫 번째 현장(Case 1)의 경우 유량 변화에 따라 $28.0^{\circ}C$(-20%)와 $29.6^{\circ}C$(+20%), 지중 유효 열전도도 변화에 따라 $29.6^{\circ}C$(-20%)와 $28.0^{\circ}C$(+20%)로 현장 열응답 시험의 출구온도를 예측하였으며, 두 번째 현장(Case 2)의 경우 유량 변화에 따라 $28.4^{\circ}C$(-20%)와 $29.8^{\circ}C$(+20%), 지중 유효 열전도도 변화에 따라 $29.7^{\circ}C$(-20%)와 $28.4^{\circ}C$(+20%)로 현장 열응답 시험의 출구온도를 각각 예측하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.471-482
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• 2010

수문학적 물순환과정에서 강우는 여러 기상학적 인자들과 밀접한 관련을 갖으며 발생한다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 수문기상인자인 해수면온도와 한반도에 발생하는 월강우량 사이의 관계에 대하여 분석하였다. 우리나라의 61개 지점의 월평균 강우량과 위도 및 경도 자료를 이용하여 군집분석을 수행하였다. 군집 분석 결과에서 우리나라의 월강우자료를 이용하여 크게 4개의 군집으로 구분할 수 있었다. 군집별로 구분된 강우관측소의 월강우량 자료들을 주성분을 추출하였다. 추출된 주성분과 해수면온도와의 상관성 분석을 수행하였다. 상관성 분석 결과에서 양(+)의 상관관계가 음(-)의 상관관계보다 더 크게 나타났다. 또한, 상관관계가 가장 큰 지점의 해수면온도를 이용하여 3개월의 월강우량을 지역가중다항식을 통해 예측하였다. 지역가중다항식을 통한 예측 결과는 군집에 따라 정확성에 차이는 있으나, 정량적인 예측이 가능한 것으로 판단되었다. 따라서 해수면온도와 같은 수문기상인자를 통한 강우량의 예측에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1186-1190
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• 2009

강수량이 예년에 비해 적은 양상은 여름강수량에 대한 부족으로 기인한다. 우리나라의 경우 장마기간의 강수와 태풍으로 인해 발생하는 강수가 전체 강수량에 많은 부분을 차지하고 있기 때문에 여름강수량이 적게 나타나게 되면 가을 가뭄 및 봄 가뭄에 대한 발생 압력도 그 만큼 커지게 되는 것이 일반적이다. 기존 연구들이 단순히 강수량을 가정하거나 시나리오를 기반으로 가뭄을 전망하는데 그치고 있으나 본 연구에서는 2009년 가뭄전망을 위해서 전지구기후모형(GCMs)의 3개월 기상예측 결과를 활용하고자 한다. 즉, APEC 기후예측 센터로부터 제공 받은 3개월 GCM Multi-Model Ensemble 예측 결과를 바탕으로 가뭄상태를 평가하였다. 따라서 본 연구의 목적은 Large-scale의 기후예측 시스템과 기상관측지점의 강수 및 온도를 연결시켜 가뭄을 전망할 수 있는 시스템을 구축하는데 있다. GCM 예측 결과를 바탕으로 2009년도 매월 강수량 및 평균 온도를 추정하여 PDSI 가뭄지수 산정에 이용하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.614-616
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• 2011

본 연구에서는 유한요소법과 변형률 의존성 연성파괴이론을 이용하여 드로잉 공정에서의 AZ31 마그네슘 합금 판재의 파단 발생을 예측 하였다. 다양한 온도에서의 사각컵 드로잉 실험을 수행하여, 각 온도조건에서의 파단깊이를 측정하였으며, 고온 인장시험을 통해 연성파괴상수를 온도 및 변형률 속도에 의존적인 값으로 표현하고, 실험과 동일하게 모사된 유한요소해석을 수행하였다. 해석결과 얻어진 각 요소의 온도 및 변형률 속도에 따른 연성파괴상수를 이용하여 파단발생을 예측하였으며, 실험결과와 검증하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1986년도 제4회 학술강연회초록집
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• pp.52-55
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• 1986

최근 난류상태에서 운전되는 베어링의 사용이 많아짐에 따라, 윤활문제에서도 난류영역에 관한 연구의 필요성을 느끼게 되었다. 베어링내의 흐름이 난류상태가 되면 마찰손실의 증가등 증류상태에 비해 여러가지의 윤활특성이 달라지는데, 특히 마찰열에 의한 윤활제의 온도증가는 베어링성능변화에 크나큰 영향을 줄 것으로 예측된다. 일반적으로 유막내에서의 온도변화가 그다지 없는 경우는 재래의 등점도이론으로 어느정도 성능예측이 가능하나, 온도변화가 지배적인 경우에는 점도변화를 고려한 THD해석이 성능예측에 보다 유용하다고 알려져 있으며 이에대한 많은 연구가 수행되고 있다. 이들 해석은 실제 온도상승이 가장 큰 벽면에 인접한 영역에 대해서 불완전하며, 편심율이 큰 경우에서와 같이 축 방향의 유동이 크거나, 역류가 발생하는 경우에는 적응이 곤란하다. 본 연구에서는 이런 점을 개선하기 위해 $\kappa-\varepsilon$모델을 이용한 저어널베어링에서의 3차원 THD해석을 행하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제23권4호
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• pp.10-17
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• 1995

본 연구는 화염에 노출된 목재 부재의 거동에 관련된 자료를 얻기 위해 수행되었다. 목재 보에 대한 현행 내화 모델들은 외곽부 섬유의 MOE나 휨강도의 감소, 그리고 화염노출의 계속으로 인한 단면의 감소 등에 기초하고 있다. 하지만 이런 모델들은 정확한 거동 예측이 힘들다. 따라서 목재 보의 거동을 정확히 예측하기 위해 본 연구에서는 변형 단면을 이용한 내화거동 모델을 개발하고자 하였다. 이 변형 단면모델을 개발하기 위하여 온도분포 온도와 목재의 물리적 성질간의 상관관계를 이용하였다. 본 연구를 통해 온도와 목재의 휨성질간의 정확한 관계가 제공되기만 한다면 본 방법이 화염에 노출된 목재 보의 변형을 잘 예측할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제7권5호
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• pp.23-28
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• 1993

이 논문에서는 관벽온도에 따른 방전램프의 동작전압과 전류를 예측할 수 있는 수식 모델이 전개된다. 저압 수은-아르곤 가스 방전을 이용하는 형광램프가 모델로 사용된다. 저압 수은-아르곤 가스 방전에서 여기 원자와 전자의 연속방정식, 전자의 에너지 보존식, 열전도도 방정식과 이상기체 상태 방정식이 방전의 물리량을 예측하는데 이용된다. 이들 방정식과 회로 방정식을 이용하여 방전램프의 관벽온도의 효과로 인한 D.C. 저압 방전의 전기적인 특성을 예측한다. 이러한 예측은 방전램프의 설계를 하는 데 있어서 많은 도움이 되리라고 생각된다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제38권12호
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• pp.51-60
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• 2009

본 연구에서는 착상 조건 하에서 열교환기 휜의 열전도를 고려하여 휜 표면에서의 착상 거동을 예측하기 위하여 수학적 모델을 제시한다. 이 때, 공기측은 착상 현상에 대한 3차원 유동 변화의 영향을 고려한다. 서리층 두께에 대한 해석 결과는 실험 결과를 최대 10% 오차 내에서 잘 예측한다. 유동에 수직한 방향(z-dir.)의 서리층 두께 성장은 휜의 열전도에 의해 휜 바탕 근처에서 활발하고, 휜 끝으로 갈수록 지수함수적으로 둔화된다. 휜의 열전도를 고려한 경우에 비해 휜의 표면온도가 일정한 조건에서 서리층 두께는 최대 2배, 열전달량은 평군 10% 정도 과대 예측한다. 따라서, 열교환기 휜에서의 착상 거동을 정확하게 예측하기 위해 착상 모델 해석 시 휜의 열전도를 고려해야 한다. 휜의 열전도 고려 유무에 따른 착상 거동의 차이를 보완하기 위해 열전달량에 대한 등가온도를 산출하며, 이를 근거로 무차원 등가 온도 상관식을 도출한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.351-351
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• 2011

최근 지구온난화와 더불어 이상기후가 대두됨에 따라 기상 예측이 더욱더 중요시되고 있다. 또한 이전부터 가뭄 및 홍수와 같은 기상현상으로 인한 피해 사례가 빈번하였으며, 이로 인하여 물 관리의 어려움을 겪고 있다. 한 예로 이상기후가 유난히 잦았던 2010년 여름철 경우 평년보다 발달한 북태평양고기압의 영향으로 여름철 92일 가운데 81일의 전국 평균기온이 평년보다 높게 나타났다. 또한 강우 일수가 평년에 비해 7.4일 많은 44.2일을 기록하였으며, 국지성 집중호우 사례가 빈번하였다. 또한 8월 9일 발생한 태풍 `뎬무'를 포함해서 한 달 동안 3개의 태풍이 한반도에 영향을 끼치는 이례적인 사례가 발생하였다. 따라서 본 연구는 이러한 기상재해에 따른 물 관리를 장기적으로 대비하고자 고해상도 전지구 모델 GME를 이용하여 2010년 여름철 강수 예측을 실시하였다. 강수 예측에 사용된 전지구 모델 GME는 기존의 카테시안 격자체계를 가진 모델과 달리 전구를 삼각형으로 구성된 20면체로 격자화 한 Icosahedral-hexagonal grid 격자체계로 구성되어 있어, 해상도 증가에 용이할 뿐만 아니라, HPC(High Performance Computing)환경에서 효율성이 높은 장점을 가지고 있다. 본 계절 예측을 수행함에 있어 발생하는 잡음을 최소화하고자, Time-lag 기법을 이용하여 5개의 앙상블 멤버로 구성되어있으며, 이를 비교 분석하기위해 Climatology를 이용하여 총 10개의 앙상블 멤버로 규준실험을 수행하였다. 선행 연구에 따르면 1개월 이상의 장기 적분의 경우 초기조건보다 외부 강제력이 더 중요한 역할을 한다고 연구된 바 있다. (Yang et al., 1998) 특히 계절 변동성의 경우 대기-해양간의 상호작용에 의해 지배되며, 이를 고려하여 본 연구는 해수면 온도를 경계 자료로 사용하여 계절 예측을 수행하였다. 앞서 말한 실험 계획을 바탕으로 하여 나온 결과를 통해 동아시아지역 및 한반도 도별 강수 및 온도 변수에 대해 순별 및 월별 카테고리맵 분석을 실시하여 한눈에 보기 쉽게 나타냈다. 또한 주요 도시별 강수량 및 온도의 시계열 분석을 실시하여 시간이 지남에 따라 나타나는 변동성을 확인하였다. 계절 예측 결과에서 온도의 경우 평년보다 높게 나타났으며, 이는 실제 온도 예측과도 유사한 패턴을 가졌다, 강수의 경우 7월부터 8월 중순까지 평년보다 다소 적게 모의되었으며, 8월 하순경 회복하는 것으로 예측하였다. 따라서 본 계절 강수 예측은 다소 역학 모델이 가지는 한계를 가지고 있으나, 실제와 비교하여 어느 정도의 경향성이나 패턴에 있어 유사성을 보임을 확인하였으며, 이를 장기적 차원의 물관리를 함에 있어 참고 및 활용 가능할 것으로 예상한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.228-236
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• 2001

매스콘크리트 구조물에서 발생하는 온도응력을 예측하기 위해 많은 연구가 해석적인 방법과 실험적인 방법을 통해 수행되어왔다. 그러나 이러한 해석적인 방법과 실험적인 방법으로 온도응력을 예측하는 것은 한계가 있다. 해석적인 방법은 콘크리트의 탄성계수, 열팽창계수와 같은 물성치를 정확히 알아야 한다. 그리고 실험적인 방법은 대부분이 실제 구조물이나 모형구조물을 통하여 직접 온도응력을 측정한다. 그러나 이와 같은 방법은 경제적인 문제뿐만 아니라 현장의 불확실한 조건들을 감수해야 한다. 본 연구에서는 온도응력을 실내에서 직접적으로 측정할 수 있는 시험장치를 개발하였다. 개발된 온도응력 시험장치는 콘크리트와 다른 열팽창계수를 갖는 재료를 이용하여 실제 구조물에서 발생할 수 있는 콘크리트의 내/외부 구속에 의한 온도응력의 변화를 구현할 수 있으며, 이를 정량적으로 예측할 수 있다. 실험은 해석을 통해 얻은 온도이력을 구현할 수 있는 항온항습조에서 수행하였고, 온도응력은 장비에 부착된 변형률게이지를 통해 얻은 변형률을 이용하여 계산하였다. 개발된 장비의 검증을 위해 매립게이지를 이용하여 온도응력을 측정하는 실험을 동시에 수행하였고, 이 결과에 의하면 개발된 시험장치는 불확실한 콘크리트의 초기재령 물성치를 고려하여 보다 정확하게 온도응력을측정할 수 있으며, 검증실험 결과에 의해 그 객관성과 타당성을 입증할 수 있었다.