• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.413-413
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• 2019

하천과 호수에서 남조류의 이상 과잉증식 문제(이하 녹조문제)는 담수생태계의 생물다양성을 감소시키며, 음용수의 이취미 원인물질을 발생시켜 물 이용에 장해가 된다. 또한 독소를 생산하는 유해남조류가 대량 증식할 경우에는 가축이나 인간의 건강에 치명적 해를 끼치기도 한다. 그 동안 국내에서 녹조문제는 댐 저수지와 하구호와 같은 정체수역에서 간헐적으로 문제를 일으켰으나, 4대강사업(2010-2011)으로 16개의 보가 설치된 이후 낙동강, 금강, 영산강 등 대하천에서도 광범위하게 발생되고 있어 중요한 사회적 환경적 이슈로 대두되었다. 한편, 대하천에 설치된 보 구간에서 빈번히 발생하는 녹조현상의 원인에 대해서는 전 지구적 기온상승에 따른 기후변화의 영향이라는 주장과 유역으로부터 영양염류의 과도한 유입, 가뭄에 따른 유량감소, 보 설치에 따른 체류시간 증가 등 다양한 의견이 제시되고 있으나, 대상 유역과 수체의 특성에 따라 녹조 발생의 원인이 상이하거나 또는 다양한 요인이 복합적으로 작용하기 때문에 보편적 해석(universal interpretation)이 어려운 것이 현실이다. 따라서 각 수계별, 보별 녹조현상에 대한 정확한 원인분석과 효과적인 대책 마련을 위해서는 집중된 실험자료와 데이터마이닝 기법에 근거로 한 보다 과학적이고 객관적인 접근이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 2012년 보 설치 이후 남조류에 의한 녹조현상이 빈번히 발생하고 있는 낙동강 4개보(강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보)를 대상으로 집중적인 현장조사와 실험분석을 수행하고, 수집된 기상, 수문, 수질, 조류 자료에 대해 통계분석과 다양한 데이터모델링 기법을 적용하여 보별 남조류 우점 환경조건과 이를 제어하기 위한 주요 조절변수를 규명하는데 있다. 연구대상 보 별 수질과 식물플랑크톤의 정성 및 정량 실험은 2017년 5월부터 2018년 11월까지 2년에 걸쳐 실시하였으며, 남조류 세포수 밀도와 환경요인과의 상관성 분석을 실시하고, 단계적 다중회귀모델(Step-wise Multiple Linear Regressions, SMLR), 랜덤포레스트(Random Forests, RF) 모델과 재귀적 변수 제거 기법(Recursive Feature Elimination using Random Forest, RFE-RF)을 이용한 변수중요도 평가, 의사결정나무(Decision Tree, DT), 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA) 기법 등 다양한 모수적 및 비모수적 데이터마이닝 결과를 바탕으로 각 보별 남 조류 우점 환경요인을 종합적으로 해석하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.27 no.4
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• pp.119-125
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• 2020

Transition metal dichalcogenides (TMDCs), two-dimensional atomic layered materials with direct bandgap in the range of 1.1-2.1 eV, have attracted a lot of research interest due to their high response to light and capability to build new types of artificial heterostructures. However, the large-area synthesis of high-quality and uniform TMDC films with vertical-stacked heterostructure still remains challenge. In this study, we have developed a metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) system for TMDCs and conducted a systematic study on the growth of single-layer TMDCs and their heterostructures. In particular, using a bubbler-type organometallic compound sources, the concentration and flow rate of each source can be precisely controlled to obtain uniformly single-layered MoS2 and WS2 films over the centimeter scale. In addition, the MoS2/WS2 vertical heterostructure was achieved by growing WS2 film directly on the MoS2 film, as confirmed by electron microscopy, UV-visible spectrophotometer, Raman spectroscopy, and photoluminescence spectroscopy.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.26 no.6
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• pp.37-44
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• 2022

In this study, two low-swirl nozzles with the same SN (Swirl Number) but different mass ratio (m) of the core part and the swirler part were designed to perform an atmospheric pressure combustion test. For each nozzle, a combustion test was conducted according to the adiabatic flame temperature, and the flame structure, emissions, and combustion instability mode were identified. Although the flame structure was significantly different, the CO emission was similar, and the NOx emission was also more related to combustion dynamics than the flame structure. Combustion dynamics and NOx emission were identified while adjusting the convection delay time by changing the position of the fuel injection nozzle. It was confirmed that when the convection delay time is in the region of (3+4n)/4T±1/4T (n=0,1,2,...), the combustion instability is strong, and in the opposite case, the combustion instability is very weak.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.514-514
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• 2023

댐 건설은 하천의 유황, 유사량을 변화시켜 이·치수 및 생태계에 영향을 미치고 있다. 그러나 현재 댐 운영에 사용하고 있는 하천 기본계획은 10년마다 수립하고 있어 하천 지형 측량자료, 식생 및 수생태를 고려한 하천 관리 계획은 대부분 과거자료이다. 또한 홍수소통에 영향을 미치는 하도식생에 대한 연구가 거의 없어 최근 기후변화로 인해 빈번하게 발생하는 홍수 등 물재해에 적극적 대응이 어려운 실정이다. 따라서 최신의 하천 기초조사 자료 기반, '20년 댐 하류하천에 홍수가 발생한 4개 댐(대청, 합천, 용담, 섬진강댐)을 대상으로 하상변동, 식생 영향 등을 고려한 댐 직하류 하천관리방안을 마련하는 연구를 진행하였다. 최신 하천 기초조사 자료 확보를 위해 하천기본계획 등 문헌정보를 수집하고 댐 직하류의 수중부·육상부 측량, 유사량·하상재료 조사, 식생조사, 홍수흔적조사 등을 실시하였다. 확보한 기초자료를 바탕으로 하상변동 분석 모델 및 물리적 서식처 모의 모델을 통해 이수, 치수, 생태 측면으로 분석을 진행하였다. 이수 분석으로 HEC-RAS의 유사이송 분석을 통해 현재부터 20년 뒤의 하상변동을 분석하였다. 치수 분석으로 HEC-RAS 2D 등의 유사이송 분석을 사용하여 한 개의 홍수기 사상 발생 시 하상변동을 분석하였으며, 식생의 유무가 하상변동에 미치는 영향을 함께 분석하였다. 생태 분석으로는 PHABSIM을 사용하여 대상어종에 대한 하상변동 및 식생 유무에 따른 환경생태영향의 영향을 분석하였다. 분석을 바탕으로 각 대상 댐 직하류에 이수, 치수, 생태 측면의 하천관리방안을 수립하였다. 이수 분석을 통해 20년 뒤의 취양수장의 제약수위를 예측, 검토하고 취약구간 모니터링 구간을 산정하였다. 또한 침식과 퇴적이 크게 일어나는 구간을 산정하여 장·단기 하상변동 모니터링 구간을 제시하였다. 치수 분석을 통해 식생이 댐 하류에 미치는 영향을 분석하여 식생 저감 구간을 선정하는 등 적정 식생 밀도 조절 방안을 제시하였다. 또한 하상변동량이 큰 구간은 하상 안정 유지를 위한 수제 설치를 모델 결과를 통해 검토하였으며 제방 정비가 필요한 구간은 드론을 활용한 모니터링을 제안하였다. 생태 분석을 통해 대상 어종이 서식하기 가장 적합한 환경생태유량을 산정하고 댐 하류 하천의 자연성 회복을 위한 증가방류, 유사환원 등의 방안을 검토하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.18-18
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• 2020

금강하구와 같이 막힌 대형 하구는 근본적으로 복잡한 물리화학적 프로세스와 다양한 이해당사자간의 갈등 때문에 단편적인 접근으로는 관리의 한계가 있을 수밖에 없는 환경이다. 더욱이 하굿둑의 갑문을 열어 하구순환을 복원하는 해수유통 사업은 그 자체가 가지는 환경적 효용성의 확인과 기존 용수이용 체계의 전면적 변화와 관련된 상당한 비용이 요구된다는 면에서 특별한 논란이 되어왔다. 본 연구는 해수유통으로 인한 금강 하구해역의 수리, 수질, 퇴적 및 생태 등 다양한 환경적 변화를 집중적인 현장 조사 및 통합 모델링을 통해 정량적으로 예측하고 이를 지역 이해당사자 논의 체계인 금강하구해역정책협의회에 제공함으로써 해수유통과 연관된 이해당사자 간 갈등을 완화하고 과학적 자료에 근거한 정책결정을 지원하기 위해 수행되었다(과학-정책의 통합). 조사연구는 하굿둑 갑문 개방에 따른 다양한 시나리오별로 해수유통으로 인한 영향을 하구해역(하굿둑의 바다 쪽 해역)과 하구호(하굿둑의 하천 쪽 담수역)에 미치는 영향을 검토하였다(하천-하구호-연안해역의 공간적 통합). 시나리오는 하구해역정책협의회의 요구사항을 반영하여 개발되었고, 시나리오별 영향파악은 수리(조석 및 파랑 포함), 퇴적물 이동 및 수질은 Delft3D모델을, 유역으로부터의 유량 및 오염물질 부하량은 분포형 비점모델인 STREAM을, 김양식과 이매패류 생산량을 추정하는 생태모델은 통계기반의 포인트 모델을 통해 이루어졌다(수리-퇴적-수질-생태계 모델의 통합). 시나리오 분석결과, 상시 해수유통을 제외한 대부분의 하굿둑 부분 개방 시나리오에서는 하구해역에 미치는 영향이 제한적으로 나타나는 것으로 예측되었다. 이는 하굿둑 부분 개방에 따른 담수방류량 및 이에 대응하는 해수의 유동패턴이 현재와 크게 달라지지 않음을 반영한다. 반면 하구호에 대한 영향은 하구해역에 비해 하굿둑 갑문 운영시나리오에 따라 상대적으로 민감하게 변화되는 것으로 예측되었다. 갑문의 부분 개방을 통해 하구호의 수위를 현재 대비 5cm~50cm 변화시켰을 때 1psu 염분의 저층에서의 침투거리는 하굿둑 상류 6km~18km 정도로 예측되었고 갑문 개방에 의해 염분 침투 거리의 조절이 가능할 것으로 나타났다. 단, 사용된 통합모델은 수년간의 검보정 과정을 반복적으로 수행하여 예측의 정확도를 지속적으로 개선하였지만, 모델운영 자체의 불확실성을 고려할 때 실제 해수유통을 위해서는 시범개방을 통해 모델 예측의 결과를 확인할 필요가 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.62 no.3
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• pp.214-224
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• 2024

Valves play an essential role in a chemical plant such as regulating fluid flow and pressure. Therefore, optimal selection of the valve size and type is essential task. Valve size and type have been selected based on theoretical formulas about calculating valve sizing coefficient (Cv). However, this approach has limitations such as requiring expert knowledge and consuming substantial time and costs. Herein, this study developed a model for predicting valve sizes and types using machine learning. We developed models using four algorithms: ANN, Random Forest, XGBoost, and Catboost and model performances were evaluated using NRMSE & R² score for size prediction and F1 score for type prediction. Additionally, a case study was conducted to explore the impact of phases on valve selection, using four datasets: total fluids, liquids, gases, and steam. As a result of the study, for valve size prediction, total fluid, liquid, and gas dataset demonstrated the best performance with Catboost (Based on R², total: 0.99216, liquid: 0.98602, gas: 0.99300. Based on NRMSE, total: 0.04072, liquid: 0.04886, gas: 0.03619) and steam dataset showed the best performance with RandomForest (R²: 0.99028, NRMSE: 0.03493). For valve type prediction, Catboost outperformed all datasets with the highest F1 scores (total: 0.95766, liquids: 0.96264, gases: 0.95770, steam: 1.0000). In Engineering Procurement Construction industry, the proposed fluid-specific machine learning-based model is expected to guide the selection of suitable valves based on given process conditions and facilitate faster decision-making.

• Spatial Information Research
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• v.4 no.1
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• pp.21-42
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• 1996

The Anyang-cheon is one of the Han River tributaries in Seoul Metropolitan area. It is 35.1km long, has a basin area of 287km2 and touches seven cities of Kyounggi Province and part of Seoul. The purpose of this study were 1) to reconstruct the ancient stream network and to investigate the change of landuse in Anyang-cheon watershed between 1957 and 1991,2) to measure the change of the hydrologic ¬acteristics with urbanization, 3) to suggest the institutional solutions to reduce natural hazard as the area has urbanizedThe main results are as follows: 1.Anyang-cheon river basin has experienced the rapid urbanization and industrialization since 1957. Anyang-cheon stream network was oversimplified in the watershed. The total stream length decreased atributaries in the upper part of river basin have eliminated or buried undergrolmd in pipes. 2.Urbanization impacted to all of the area of Anyang-cht'On watershed. Urbanization in Anyang-cheon watershed corresponds to the large portion of flat area, especially flood - prone zone of river side, and the small portion of Greenbelt to constrain urban expantion in cities. 3.The urbanization of Anyang-cheon watershed produces fundamental changes in watershed hydrology. As infiltration is reduced by the creation of extensive pavement, concrete surface, and sewer pipe, runoff moves more quickly from upland to stream. As a result, runoff from the watershed is flashier, increasing flood hazardAs urban area continue to grow we will need to better utilize stream by protecting and enhancing stream systems.otecting and enhancing stream systems.tems.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.4 no.2
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• pp.152-158
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• 1995

This experiment was undertaken in order to clarify effect of NO$_3$-N/NH$_4$-N ratios(NO$_3$/NH$_4$ : 10:0, 8:2) in the nutrient solution on growth, yield, photosynthetic rate, relative concentration of chlorophyll and root activity of hydroponically grown pepper plants at three different root- zone temperatures of 18$^{\circ}C$, 22$^{\circ}C$ and 26$^{\circ}C$. Plant height, leaf number, stem diameter, fresh and dry weight of leaf and root were no effect in by three root- zone temperatures. However, leaf number, stem diameter, fresh and dry weight of leaf and stem, dry weight of root at 18$^{\circ}C$, 22$^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$ increased when NH$_4$-N was added to the solution. Under root-Bone temperatures of 18$^{\circ}C$, 26$^{\circ}C$ condition, fruit length were longer by the addition of NH$_4$-N. Fruit number and yield increased by the addition of NH$_4$-N at three root-zone temperatures. Photosynthetic rate decreased as root - zone temperature increased. Under root-zone temperatures of 18$^{\circ}C$, 22$^{\circ}C$ and 26$^{\circ}C$ condition, photosynthetic rate increased significantly by the addition of NH$_4$-N. Chlorophyll content of plants increased at 22$^{\circ}C$. Under root-zone temperatures of 18$^{\circ}C$, 22$^{\circ}C$ and 26$^{\circ}C$ condition, chlorophyll content of plants increased by the addition of NH$_4$-N. Root activity of increased at 26$^{\circ}C$ Under root-Bone temperatures of 18$^{\circ}C$, 22$^{\circ}C$ and 26$^{\circ}C$ condition, root activity increased by the addition of NH$_4$- N.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.25 no.2
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• pp.83-88
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• 2016

In this study, previously reported surplus solar energy-related study result and current status of fan coil unit (FCU) for cooling and heating installed in the current sites were briefly examined and then a method to determine the number of FCUs required to recover surplus solar energy was schematically proposed to provide basic data for researchers and technical engineers in this field. The maximum, mean, and minimum outside temperatures during the experiment period were about $28.2^{\circ}C$, $4.4^{\circ}C$, and $-11.5^{\circ}C$, respectively. The horizontal surface solar radiation level outside the greenhouse was in a range of $0.8-20.5MJ{\cdot}m^{-2}$ and mean and total solar radiation were $10.8MJ{\cdot}m^{-2}$ and $1,187.5MJ{\cdot}m^{-2}$. The mean temperature and relative humidity in the greenhouse during the daytime were in a range of 18.8-45.5 and 53.5-77.5%. The total surplus solar energy recovered from the greenhouse during the experiment period was approximately 6,613.4MJ, which could supplement about 6.7% of the total heating energy 98,600.2 MJ. In addition, the number of FCUs installed for heating varies case to case, although similar FCUs are used. Thus, it is necessary to study the installation height, orientation and installation distance as well as the appropriate number of FCUs from the efficient and economical viewpoints. The required numbers of FCUs for surplus solar energy recovery were 8.4-10.9units and 6.1-8.0units based on air mass and circular flow rate that passed through the FCUs. Considering calculation methods and the risks such as efficiency and use environments of FCUs, it was found that about nine units (one unit per $24m^3$ approximately) needed to be installed. The required number of FCUs for surplus solar energy recovery was around one unit per $24m^3$ approximately.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.10
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• pp.1905-1919
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• 2000

The main motivation of this research is to develop an intelligent control strategy for Activated Sludge Process (ASP). ASP is a complex and nonlinear dynamic system because of the characteristic of wastewater, the change in influent flow rate, weather conditions, and etc. The mathematical model of ASP also includes uncertainties which are ignored or not considered by process engineer or controller designer. The ASP is generally controlled by a PID controller that consists of fixed proportional, integral, and derivative gain values. The PID gains are adjusted by the expert who has much experience in the ASP. The ASP model based on $Matlab^{(R)}5.3/Simulink^{(R)}3.0$ is developed in this paper. The performance of the model is tested by IWA(International Water Association) and COST(European Cooperation in the field of Scientific and Technical Research) data that include steady-state results during 14 days. The advantage of the developed model is that the user can easily modify or change the controller by the help of the graphical user interface. The ASP model as a typical nonlinear system can be used to simulate and test the proposed controller for an educational purpose. Various control methods are applied to the ASP model and the control results are compared to apply the proposed intelligent control strategy to a real ASP. Three control methods are designed and tested: conventional PID controller, fuzzy logic control approach to modify setpoints, and fuzzy-PID control method. The proposed setpoints changer based on the fuzzy logic shows a better performance and robustness under disturbances. The objective function can be defined and included in the proposed control strategy to improve the effluent water quality and to reduce the operating cost in a real ASP.