• Wind and Structures
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• 제11권4호
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• pp.275-289
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• 2008

Large eddy simulations have been performed within and over different types of urban building arrays. This paper adopted three dimensionless parameters, building frontal area density (${\lambda}_f$) the variation degree of building height (${\sigma}_h$), and the staggered degree of building range ($r_s$), to study the systematic influence of building spacing, height and layout on wind and turbulent characteristics. The following results have been achieved: (1) As ${\lambda}_f$ decrease from 0.25 to 0.18, the mean flow patterns transfer from "skimming" flow to "wake interference" flow, and as ${\lambda}_f$ decrease from 0.06 to 0.04, the mean flow patterns transfer from "wake interference" flow to "isolated roughness" flow. With increasing ${\lambda}_f$, wind velocity within arrays increases, and the vortexes in front of low buildings would break, even disappear, whereas the vortexes in front of tall buildings would strengthen and expand. Tall buildings have greater disturbance on wind than low buildings do. (2) All the wind velocity profiles and the upstream profile converge at the height of 2.5H approximately. The decay of wind velocity within the building canopy was in positive correlation with ${\lambda}_f$ and $r_s$. If the height of building arrays is variable, Macdonald's wind velocity model should be modified through introducing ${\sigma}_h$, because wind velocity decreases at the upper layers of the canopy and increases at the lower layers of the canopy. (3) The maximum of turbulence kinetic energy (TKE) always locates at 1.2 times as high as the buildings. TKE within the canopy decreases with increasing ${\lambda}_f$ and $r_s$ but the maximum of TKE are very close though ${\sigma}_h$ varies. (4) Wind velocity profile follows the logarithmic law approximately above the building canopy. The Zero-plane displacement $z_d$ heighten with increasing ${\lambda}_f$, whereas the maximum of and Roughness length $z_0$ occurs when ${\lambda}_f$ is about 0.14. $z_d$ and $z_0$ heighten linearly with ${\sigma}_h$ and $r_s$, If ${\sigma}_h$ is large enough, $z_d$ may become higher than the average height of buildings.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.416-421
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• 2005

Most of solar system dissemination has been focused on domestic hot water system of which utilization to a building is relatively simple and safe than solar heating system. Through the survey on a cause of solar house dissemination failure in Korea, we conclude that design integration and systematic approach method for technology application are the most important element for a successful solar house. KIER(Korea Institute of Energy Research) and Hanbat National University have started new project on a development of Zero energy Solar House, called ZeSH which can be sustained just by natural energy without the support of existing fossil fuel. This is the 1st phase research of 10 years long-term ZeSH plan which develops a low-cost and $100\%$ self sufficient ZeSH. The goal of 1st phase ZeSH research is to get a $70\%$ self sufficiency only in thermal loads. Actual demonstration house, named KIER ZeSH I was designed and constructed as a result of 1st phase research work in the end of 2002. Various innovative technologies such as super insulation, high performance window, passive and active solar systems, ventilation heat recovery system are applied and evaluated to the KIER ZeSH I. A lot of computer simulations had been conducted for the optimal design and system integration in every design steps. Considering all the results from detailed hourly computer simulation, it is expected that at least $70\%$ self-sufficiency in thermal loads which is 1st phase target value can be excessively achieved in actual demonstration house. Besides, many valuable findings from the design and analysis to construction could be established such as collaboration method among the participants, practical design and construction techniques for system integration and the others. The purpose of this paper is to introduce the main findings through the development of KIER ZeSH I project. Practical guidelines in every design step for new low- or zero- energy solar house is proposed as result.

• 에너지공학
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• 제24권1호
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• pp.69-77
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• 2015

본 연구에서는 보정된 모델링 건물을 대상으로 PMV 변수에 대한 데이터베이스를 구축하였고, 다중회귀분석을 통하여 PMV 회귀모델을 도출하였다. PMV 회귀모델은 민감도 및 데이터 분석을 통하여 단순화하여 단순 PMV 회귀모델을 제시하였다. 단순 PMV 회귀모델과 Fanger PMV 모델에 대한 MAE 및 RMSE 검증을 통하여 단순 PMV 회귀모델이 Fanger PMV 모델을 대체할 수 있는 것으로 분석되었다. EnergyPlus의 EMS(Energy Management System)를 이용하여 보정된 모델링 건물에 PMV 회귀모델 제어를 적용하였다. 단순 PMV 회귀모델과 Fanger PMV 모델 제어의 온열 쾌적도를 비교한 결과, 두 제어 모두 공조기간 동안 약 90% 이상이 온열쾌적 범위를 만족하였고, 온열 쾌적 제어의 특징인 설정 PMV를 만족하는 설정온도에 의하여 제어되는 것으로 나타났다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.97-103
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• 2020

무선 센서 네트워크는 인간의 개입 없이 다양한 환경에서 센싱 데이터를 수집하고 분석한다. 센서 네트워크는 초기에 설치된 라우팅 프로토콜들에 따라 네트워크 수명이 변경된다. 게다가, 네트워크가 운영 중에 라우팅 경로를 변경하기 위해 센서들은 많은 에너지를 소모해야 한다. 센서 네트워크를 실제 필드에 구축하기 전에 시뮬레이션을 통해 성능 측정하는 것은 중요하다. 본 논문은 DEVS 커널 모델들을 사용하여 저전력 적응형 클러스터링 계층 프로토콜을 위한 WSN 모델을 제안한다. 제안 모델은 커널 모델인 브로드캐스트 모델과 컨트롤드 모델로 구현된다. 실험 결과, 컨트롤드 기반의 WSN 모델은 데이터 전송 부분에서는 효율적이지만, 컨트롤드 모델에서 특정 모델을 선택하기 위해 CPU 사용량이 높은 것을 확인했다.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.95-101
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• 2019

한국의 2016년 화장률은 82.7%로 1994년의 20.5%보다 4배나 높았다. 화장률이 점차 증가함에 따라 화장시설이 부족해지면서 화장률이 높아질수록 화장시설의 증설이 요구되고 있으며, 또한 화장로의 장기간 작동에 따라 많은 양의 연료가 사용되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 화장로의 열효율 특성을 최적화하고, 증가하는 화장에 대한 요구에 대응하는 화장 시스템을 제안한다. 본 논문의 목적은 전산 유체 역학(computational fluid dynamics, CFD)을 사용하여 시뮬레이션을 수행함으로써 열전달 계수를 포함한 열흐름 특성을 조사하는 것이다. CFD 모델은 화장시설에 대한 현장 실험으로 검증되었다. 시뮬레이션 결과, 주 연소기에서 연료 소비가 거의 25% 감소하고 체류 시간이 증가했다. 시뮬레이션을 토대로 개량된 연소기, 열교환기, 2차 연소 공기 시스템, 내화 및 단열재를 사용하여 개선된 화장로를 구성하였다. 현장실험 결과 에너지 소비가 약 54.4%로 줄어들었으며 연소 시간이 거의 20 min 단축되었다.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.168-178
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• 2012

본 연구는 업무용 건물에 적용되는 이중외피의 성능을 설계단계에서 평가할 수 있는 정량적인 평가방법을 정립하기 위한 기초적인 평가 수행을 목적으로 하였다. 이를 위하여 평가대상 건물을 선정하여 이중외피 적용을 위한 설계안에 대하여 이중외피 적용 전후의 연간 냉난방 부하를 동적 열부하 해석 프로그램을 이용하여 수행하였으며, 보다 현실적인 평가 결과의 도출을 위하여 CFD를 활용한 풍압계수 도출 및 이를 적용한 환기량 해석을 병행하였고, 이중외피의 환기구 및 중공층 내부의 차양 제어를 위한 모드 설정 및 제어를 통하여 이중외피의 적용 및 제어에 따른 효과를 보다 현실적으로 수행할 수 있는 기법을 제안하였다. 이를 통하여 대상 건물에 대한 이중외피 적용에 따른 연간 냉난방부하를 해석하여 적용 효과를 정량적으로 도출할 수 있는 가능성을 확인하였으며, 이중외피의 형태에 따른 중공층 환경 변화를 확인하였다.

• KIEAE Journal
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• 제13권4호
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• pp.33-41
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• 2013

The impervious area on the surface of urban area has been increased as buildings and artificial land cover have continually been increased. Urban development has gradually decreased the green zone in downtown and alienated the city from the natural environment on outskirt area devastating the natural ecosystem. There arise the environmental problems to urban area including urban heat island phenomenon, urban flood, air pollution and urban desertification. As one of urban plans to solve such problems, green roof system is attracting attentions. The purpose of this study was to investigate flood discharge and heat reduction effect according to the green roof system and to quantify effect by analyzing through simulation water and heat cycle before and after green roof system. For the analysis, Distributed hydrologic model, WEP (Water and Energy transfer Processes) and WEP+ model were used. WEP was developed by Dr. Jia, the Public Works Research Institute in Japan (Jia et al., 2005), which can simulate water and heat cycle of an urban area with complex land uses including calculation of spatial and temporal distributions of water and heat cycle components. The WEP+ is a visualization and analysis system for the WEP model developed by Korea Institute of Construction Technology (KICT).

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.39-43
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• 2020

본 논문은 스마트 빌딩을 위한 가시광 통신 시스템 (VLC, Visible Light Communication)에서 통신의 안정성 및 데이터의 신뢰성을 향상시키는 다중 채널 간섭 제거 알고리즘에 대해 연구하였다. 가시광 통신 시스템은 LED (Light Emitting Diode)를 통해 방사되는 가시광을 이용한 차세대 통신 시스템으로 스마트 빌딩을 위한 유비쿼터스 네트워크 서비스 환경에서 에너지 절감 효과를 가져 올 수 있다. 또한 기존 인프라를 활용하여 고출력 전송이 가능하며 유지 보수비용을 절감할 수 있다. 실내에서 다수의 사용자가 통신을 할 경우, 채널 간섭으로 인해 성능의 열화가 발생하게 된다. 간섭 제거를 위해 먼저 MMSE (Minimum Mean Square Error) 기법을 통해 간섭을 제거한 후, 순차 연속 간섭 제거(SIC, Successive Interference Cancellation) 알고리즘을 이용하여 추가적으로 주변의 영향력이 큰 간섭원을 제거하여 성능을 향상시켰다. 채널 모델로서 실내 가시광 통신 모델을 적용 하였고, 비트 오류율 (BER, Bit Error Rate)을 평가하여 성능을 검증하였다. 모의실험을 통해 제안된 시스템의 성능을 검증하였고 기존의 시스템보다 향상된 결과가 나타냈다. 제안한 시스템 모델은 가시광 통신뿐만 아니라 일반적인 통신 시스템에서도 신호의 품질을 향상시킬 수 있도록 다양하게 적용이 가능하다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.101-111
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• 2017

The objective of this study is to determine the effectiveness of a modified air-side economizer in improving indoor air quality (IAQ). An air-side economizer, which uses all outdoor air for cooling, affects the building's IAQ depending on the outside air quality and can significantly affect the occupants' health, leading to respiratory and heart disease. The Air Quality Index (AQI), developed by the US Environmental Protection Agency (US EPA), measures air contaminants that adversely affect human beings: PM10, PM2.5, SO2, NO2, O3, and CO. In this study, AQI is applied as a control for the operation of an air-side economizer. The simulation is analyzed, comparing the results between the differential enthalpy economizer and AQI-modified economizer. The results confirm that an AQI-modified economizer has a positive effect on IAQ. Compared to the operating differential enthalpy economizer, energy increase in an operating AQI-modified economizer is 0.65% in Shanghai and 0.8% in Seoul.

• 한국주거학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.113-122
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• 2011

This study aimed to develop AI- (Artificial Intelligence) based thermal control logics and test their performance for identifying the optimal thermal control method in buildings. For this objective, a conventional Two-Position On/Off logic and two AI-based variable logics, which applied ANN (Artificial Neural Network) and ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System), have developed. Performance of each logic was tested in a typical two-story residential building in U.S.A. using the computer simulation incorporating MATLAB and IBPT (International Building Physics Toolbox). In the analysis of the test results, AI-based control logic presented the advanced thermal comfort with stability compared to the conventional logic while they did not show significant energy saving effects. In conclusion, the predictive and adaptive AI-based control logics have a potential to maintain interior air temperature more comfortably, and the findings in this study could be a solid foundation for identifying the optimal thermal control method in buildings.