• 한국기후변화학회지
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• 제3권1호
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• pp.25-37
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• 2012

본 연구에서는 기후변화 영향에 의해 대형화되는 홍수 피해에 대한 기반시설의 취약성을 평가하는 방법을 수립하고, 결과를 분석했다. 본 연구에서는 기후노출, 기반시설 민감도, 적응능력의 3가지 지표를 활용하여 지자체 기반시설 취약성을 분석했고 각각의 지표별로 대용변수들을 선정하여 지표값을 계산했다. 기후노출 지표값 계산을 위해 국립환경과학원에서 제시한 기후변화 시나리오(A1B) 데이터를 활용하여, 현재뿐만 아니라 미래(2020, 2050, 2100년대)에 대해서 기반시설 취약성을 분석했다. 취약성 분석 결과, 현재의 경우 서울을 포함하는 경기도 북부, 강원도 및 경상남도의 해안지역의 기반시설이 홍수에 취약한 것으로 분석되었다. 미래의 경우는 현재와 유사한 공간적 패턴을 보이지만, 2100년대에 가까워질수록 경기도와 강원도에 위치한 기반시설의 홍수 취약성이 가중되는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제시한 취약성 분석 방법과 결과는 전국 232개 지자체를 대상으로 홍수 관련 기반시설 취약성에 대한 추세 및 지표별 세부대용변수별 기여도를 보여주기 때문에, 향후 지자체별 적응 대책 마련에 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5B호
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• pp.273-285
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• 2012

현행 수질오염총량관리제는 원인자부담원칙를 기본으로 설정된 단위유역별 지자체별 할당부하량을 해당 지자체가 개별적으로 대처하도록 하고 있다. 그러나 하천으로 유입되는 수질오염물은 공기오염물과 달리 상류에서 하류로 일방적으로 흐르고, 하나의 하천에 다수의 지자체가 연관이 되어 있으며, 일반적인 하수처리시설은 '규모의 경제'를 따르는 시설물임을 감안한다면 지자체간 협조를 통해 수질관리비용을 절감할 수 있다. 본 연구는 유역 전체의 관점에서 비용효과를 가질 수 있도록 삭감량을 재배분함으로써 수질관리비용을 절감하는 방법을 제시하였다. 이를 위해 영산강 유역을 대상으로 현재 단위유역별 지자체별로 할당된 계획삭감량을 총량의 증감없이 오염원이 집중된 지역으로 재배분하여 발생하는 수질개선 효과와 비용절감 효과를 분석하였다. 분석결과, 기존 계획에 의한 영산강 유역 전체의 비용은 787,575.0 백만원이며, 시나리오-1과 2는 각각 123,671.8 백만원, 171,433.5 백만원의 비용이 절감되었다. 본 연구는 오염총량관리제를 준수하기 위한 지자체의 수질관리 비용을 절감하는 방안으로서 사례가 될 것으로 기대된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.67-82
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• 2013

본 논문은 공학급 국방 모델의 시뮬레이션 성능 향상을 위해 다중 충실도(Multi-fidelity) 모델링 시뮬레이션(M&S: Modeling and Simulation) 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 다양한 충실도를 지닌 모델을 활용하여 고 충실도 모델의 시뮬레이션과 비교하여 유사한 수준의 시스템 분석 결과를 얻음과 동시에 시뮬레이션 성능 측면에서 이득을 가져오는 방안이다. 다중 충실도 원리를 적용하기 위해 본 논문은 충실도를 모델 동작과 실행 측면으로 세분화하고, 충실도 변환 지점을 FCP (Fidelity Change Point)로 정의한다. 이러한 원리를 바탕으로 본 논문은 다음의 세 가지 쟁점을 다룬다. 먼저, 모델 동작과 실행 측면의 충실도 변환을 위한 모델 구조와 제안하는 모델에 대한 수학적 형식론, 마지막으로 모델 실행을 위한 시뮬레이션 알고리즘을 제안한다. 사례 연구로 어뢰의 표적 추적 시나리오에 대한 기초 실험을 수행하였고, 실험 결과 제안하는 기법을 사용한 경우 기존의 시뮬레이션과 비교하여 최대 4.24배의 시뮬레이션 성능 향상을 보임을 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 기법은 M&S 기반의 시스템 분석을 하는 다양한 분야에서 활용될 수 있음을 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.312-317
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• 2006

지역규모의 기후변화 모의결과를 이용하여 금강유역 용담댐의 홍수기 치수안전도에 대한 민감도분석을 수행하였다. 기후변화 모의에 사용된 SNURCM(Seoul National University Regional Climate Model)은 미국 National Center for Atmospheric Research의 Community Climate System Model의 전지구모형을 기반으로 spectral nudging 기법을 사용한 공간해상도 30 km, 연직 21층의 지역기후모형이다. 기후변화 시나리오로는 SRES 'B1'이 사용되었으며 과거 control run에 대한 기후모의 정확도 분석을 통하여 SNURCM 기상자료를 관측치와 비교한 결과 면적강우량을 다소 과소추정하였고 이점을 감안하여 SNURCM의 일 모의결과에 보정 계수를 적용하였다. 하천유출량은 SSARR 모형을 이용하여 SNURCM 모의가 수행된 전체기간을 $1980{\sim}1999$년과 $2000{\sim}2019$년으로 20년씩 나누어 용담댐 일 유입량을 산정하여 통계분석을 실시하였고 과거와 미래 20년 동안을 비교하여 본 결과 (1) 유량의 평균보다는 분산이 미래 20년 동안 증가하여 가뭄과 홍수에 대한 위험도가 증가함을 알 수 있었고, (2) 특히 연최대유량 또한 미래 20년 동안 상당히 증가하여 홍수기 치수대책이 더욱 중요해질 것으로 판단되었다. 마지막으로 용담댐 운영은 범용 시스템분석 도구인 STELLA(System Thinking Experimental Learning Laboratory with Animation) 상에서 GUI로 구현하여 유입량 변화에 따른 용담댐 치수안전도 변화를 모의해 보았다. 용담댐의 홍수기 운영은 저수지 수위가 제한수위를 초과하기 시작하면 Rigid ROM 발효하여 방류량을 결정하도록 구성하였고, 무효방류(spill)가 일어나는 현상을 실패로 가정하여 이에 대한 신뢰도(reliability), 회복도(resiliency), 그리고 심도(vulnerability)를 치수안전도 지표로 계산하였다. 전체기간을 1980년${\sim}$1999년, 2000년${\sim}$2019년, 2000년${\sim}$2009년, 그리고 2010년${\sim}$2019년까지 총 4구간으로 나누어 결과를 도출하였으며 예상한 바와 같이 후반기 20년 동안에 세 가지 지표가 취약해 지는 것을 확인할 수 있었고, 특히 2000년부터 2009년까지 10년 동안에는 더욱 취약해짐을 확인할 수 있었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권4호
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• pp.60-67
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• 2010

꾸준히 증가하는 차량으로 인한 교통문제를 적절한 신호운영 전략을 이용하여 교통흐름을 효율적으로 배분하고 교통군의 흐름을 향상시키기 위한 노력이 시행되고 있다. 최근 국가경쟁력 강화위원회에서는 "기초 법질서 확립을 위한 교통운영체계 선진화 방안"을 발표하여 교통사고, 혼잡비용, 온실가스, 법규위반 등의 문제점을 해결하기 위하여 한국 교통운영 체계를 국제표준에 맞게 수정하는 안을 제시하였다. 본 연구에서는 교통운영체계 개편시 나타나는 효과를 분석하기 위하여 대전시를 사례로 중심으로 좌회전금지, 보호/비보호 혼용 사용시 나타나는 효과를 다양한 시나리오를 통해 정량적으로 분석하였다. 좌회전 금지는 신호현시수를 줄여 신호주기를 줄이는 장점이 있다. 좌회전 금지 지점의 좌회전교통량을 하류부로 이동시켜 U턴을 주어 현시수를 줄인 결과 제어지체는 54.2초에서 22.7초로 크게 향상되었으며, 줄어든 현시로 인하여 농도원네거리방향은 제어지체가 122.2초(F)에서 16.9초(B)로 크게 향상되었다. 또한, 보호/비보호 좌회전을 도입한 결과 좌회전 교통량에 대한 제어지체가 27.0초에서 12.1초로 크게 감소하였다. 향후 좌회전 베이 유무에 따른 비보호 좌회전 허용 기준마련에 대한 연구가 필요하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권6B호
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• pp.456-468
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• 2008

본 논문에서는 혼합형 2단 AWG 기반의 WDM-PON을 하드웨어적으로 구현하기 위한 초기 단계로서 입출력 모듈을 설계하고 로직 시뮬레이션을 통해 동작을 검증한다. 혼합형 2단 AWG 기반의 WDM-PON은 32개의 파장을 통하여 128개의 ONU에게 서비스를 제공한다. 이때, 하향 전송에서 각 ONU는 각기 할당된 별도의 파장을 이용하는 반면 상향 전송의 경우 4개의 ONU가 단일의 파장을 공유하는 형태이다. 설계한 WDM-PON MAC 칩은 sub-MAC을 기반으로 하며, 각 sub-MAC마다 제어부, 수신부 그리고 네 개의 송신부로 구성된다. 따라서 본 논문에서는 sub-MAC을 구성하는 송 수신부의 기능, 사용되는 핀, 제어 신호 및 타이밍을 정의하고 이를 기반으로 각 기능 모듈을 설계한다. 설계한 WDM-PON MAC 칩은 각 입출력 모듈이 1Gbps의 송수신률을 가지는 것을 목표로 하였으며 이 동작을 위하여 125MHz 구동 클럭에 맞도록 설계된다. WDM-PON MAC 칩의 설계과정은 FSM(Finite State Machine)을 이용한 설계 흐름을 따랐으며 설계한 sub-MAC의 입출력 기능의 검증 및 성능 평가를 위하여 ModelSIM에서 각 기능별로 시나리오를 작성하고 이를 기반으로 로직 시뮬레이션을 수행한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권10호
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• pp.641-653
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• 2023

기후변화와 도시화의 영향으로 인해 자연재해의 발생빈도와 규모가 증가하고 있다. 특히 도시 침수는 발생 시간이 짧고 막대한 인명 및 경제적 손실을 초래할 수 있기 때문에 신속하고 정확도 높은 예측 정보 생산이 중요하다. 하지만, 기존 물리과정 및 인공지능 기반 기법은 고해상도 침수 해석을 위해 많은 전산 자원이나 데이터가 요구되는 한계가 있다. 본 연구에서는 딥러닝 기반 초해상화(Super-Resolution) 기법을 통한 고해상도 도시 침수 해석 방법을 제안하고 적용성을 평가한다. 제안된 방법은 고해상도 물리 모형의 결과로 훈련된 초해상화 딥러닝 모형을 이용하여 저해상도 침수 해석 이미지를 고해상도로 변환한다. 미국 포틀랜드 도심지의 두 가지 침수 사례에 대해 적용, 4 m 공간해상도 물리 모의 결과를 1 m 급 고해상도 침수 해석 정보로 초해상화 하였으며, 초해상화 이미지와 고해상도 원본 간 높은 구조적 유사성이 확인되었다. 성능 지표로 평가한 결과, 전체 검증 대상 이미지에 대한 평균 PSNR 22.77 dB, SSIM 0.77로 우수하여, 초해상화 기법의 도시 침수 해석 적용성이 검증되었다. 제안된 방법은 적은 양의 침수 시나리오만으로도 효율적인 딥러닝 모형 훈련이 가능하고, 물리 모형의 정보를 최대한 활용할 수 있기 때문에, 고해상도 도시 침수 정보 생산에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권3호
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• pp.165-172
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• 2016

노심보충탱크(Core Makeup Tank, CMT), 안전주입탱크(SafetyInjection Tank, SIT)와 자동감압계통(Auto Depressurization System, ADS)로 구성된 1 계열의 SMART 피동안전주입계통의 주입특성을 파악하기 위한 소형냉각재상실사고(SBLOCA) 모의에 대한 실험적 연구가 수행되었다. SBLOCA의시험은 0.4 인치 안전주입수 배관파단에 대해 수행되었으며, 정상상태 조건은 실험요건서에 제시된 시험 초기 조건을 만족시키도록 746초 동안 운전되었다. 노심 출력 및 안전주입 유량 등의 경계 조건도 적절히 모의되었으며, 안전주입계통 배관에서의 파단, 히터 트립 및 잔열곡선 인가, 원자로냉각재펌프 관성서행(Coastdown), 급수 중단, CMT 및 SIT의 주입, ADS #1 개방이 SBLOCA 시나리오에 따라 적절히 모의되었다. 노심지지원통 내부의 액체환산수위는 파단 초반에 감소하다가 CMT와 SIT가 주입되면서 서서히 회복되었으며, 피동안전주입계통의 주입유량이 노심 수위를 회복하기에 충분한 것으로 판단할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.439-449
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• 2021

최근 온실가스 저감과 더불어 저탄소배출 정책 등 환경오염에 관심이 증대되고 있다. 이에 따라 탄소배출을 저감할 수 있는 수소전지자동차를 비롯한 친환경 자동차의 보급률이 증가하고 있어 이에 대한 방재 및 안전관련 대책에 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 지하주차장의 장소에 국한하여 환기조건에 따라 수소연료자동차의 방출 시 수소의 농도 분포에 대한 위험정도를 수치해석을 통해 분석하였다. 그 결과, 수소탱크가 1개만 방출 될 경우 지하주차장 내 수소의 가연체적비는 최대 8.6%로 나타났으며, 환기가 지속적으로 이루어짐에 따라 연소가능한 수소의 체적비율은 150초 이후 1% 미만으로 감소되는 것으로 분석되어 기계적인 환기가 필수적인 것으로 분석되었다. 수소탱크 3개가 동시방출 또는 단계방출의 경우 최종적인 수소의 가연체적비율은 유사하지만 단계적으로 지연 방출함에 따라 방출 초기 수소의 가연체적비율의 증가폭이 낮은 것으로 나타났으며, 이에 따른 수소탱크 방출 시나리오의 추가적인 연구가 필요한 것으로 예상된다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권3호
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• pp.509-516
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• 2012

기후변화에 따른 우리나라 인공림의 취약성을 분석하기 위하여, 본 연구에서는 Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)의 'A1B' 기후변화 시나리오를 적용하여 우리나라의 대표적 조림수종인 리기다소나무림의 잠재 생육적지 분포 변화를 예측하였다. 이를 위해 제4차 임상도를 이용하여 리기다소나무림의 기존 분포면적을 추출한 후, 최근(1971-2000년), 가까운 미래(2021-2050년), 먼 미래(2071-2100년)에 대해서 온량지수, 최저온도지수, 유효강우지수 등의 세 가지 기후요소를 각각 예측하고 이를 토대로 리기다소나무림의 잠재 생육적지 분포를 예측하였다. 본 연구결과 리기다소나무림의 잠재 생육적지 분포 면적은 최근(2000년)에 비해 가까운 미래(2050년)에는 56%로 감소하고 먼 미래(2100년)에는 15%로 크게 감소하는 것으로 분석되었다. 지역별로는 강원도를 제외한 전국에서 잠재생육적지 분포의 급격한 감소가 나타났다. 강원도 지역의 경우에는 다른 지역에 비해 리기다소나무림의 조림면적이 적고 상대적으로 해발고도가 높은 지역적 특성이 반영되어 잠재 생육적지가 증가하는 경향을 보였다. 또한 해발고도에 따른 잠재 생육적지 분포 변화를 분석한 결과, 기후변화에 따라 리기다소나무림의 잠재 생육적지 분포가 해발고도가 높은 지역으로 점차 이동하는 것으로 나타났다. 예측 결과의 정확성을 분석하기 위해 Classification Accuracy(CA)와 Prediction Probability(PrP)를 구한 결과, 비교적 높은 정확도(CA 44.75%, PrP 62.56%)를 가지는 것으로 나타났다.