• 제목/요약/키워드: Coupled Model

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다중규모 모델을 이용한 도시 지역 흐름과 초미세먼지(PM2.5) 분포 특성 연구: Part II - 도로 배출 영향 (A Numerical Study on the Characteristics of Flows and Fine Particulate Matter (PM2.5) Distributions in an Urban Area Using a Multi-scale Model: Part II - Effects of Road Emission)

  • 박수진;최원식;김재진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권6_3호
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    • pp.1653-1667
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    • 2020
  • 본 연구에서는 국지예보시스템(LDAPS)과 전산유체역학(CFD) 모델을 접합하여, 부산 중구 광복동에 소재한 건물 밀집 지역의 상세 흐름과 PM2.5 농도 분포를 조사하였다. 도로 배출이 건물 밀집 지역의 PM2.5 농도에 미치는 영향을 분석하기 위해, PM2.5의 연간 시·군·구별, 배출 원소 별, 연료 별 도로이동오염원·비산먼지 배출량 자료와 월별·일별·시간 별 배출 계수를 이용하여 부산의 단위 면적당 시간별 PM2.5 배출량을 산정하였다. 본 연구에서는 건물 옥상과 도로변에서 수행된 특별 측정 자료를 이용하여 수치 모의 결과를 검증하고, 도로배출 유·무에 따른 PM2.5 농도 분포 특성을 분석하였다. 대상 기간(2020년 06월 22일) 동안 대상 지역에서는 바람이 약하게 나타났다. 새벽 시간에는 북동풍과 북서풍이 불고 주간에는 주로 남동풍이 불었다. 도로 배출을 고려하지 않은 경우에 LDAPS-CFD 접합 모델은 측정 지점(PKNU-AQ Sensor)의 PM2.5 농도를 과소모의 하였으나, 도로 배출을 고려하여 수치 모의한 PM2.5 농도는 도로 배출의 영향으로 PM2.5 농도가 증가하여 측정 결과와 유사하게 나타났다. 2020년 6월 22일 07시와 19시의 유입 풍향은 각각 북동풍과 남동풍이지만, 주변 지형과 건물에 의해 흐름이 변화되어, 두 시각 모두 측정 지점 주변에서는 주로 남풍 계열의 흐름이 나타났다. 07시와 19시의 유사한 흐름에 의해, 두 시각의 PM2.5 농도 분포도 매우 유사하게 나타났다. 건물 옥상 측정 지점에서 수치 모의된 PM2.5 농도는 도로 배출 영향을 크게 받지 않았으나, 도로변 에서는 도로 배출 영향을 상대적으로 크게 받았다. 도로 배출을 고려한 경우, 풍속이 약한 북쪽 도로와 긴 도로 협곡에 위치한 서쪽 도로에서 PM2.5 농도가 높고, 상대적으로 건물의 밀집도가 낮은 동쪽 도로에서는 PM2.5 농도가 낮게 나타났다. LDAPS-CFD 접합모델은 모든 도로에서 배출량이 동일하게 적용되기 때문에, 좁은 골목과 건물 밀도가 낮은 지역의 지형 특성이 반영되어 도로 별 PM2.5 농도 특성이 다양하게 나타났다.

Estimation of Gas-particle partitioning Coefficients (Kp) of Carcinogenic polycyclic Aromatic hydrocarbons in Carbonaceous Aerosols Collected at Chiang - Mai, Bangkok and hat-Yai, Thailand

  • Pongpiachan, Siwatt;Ho, Kin Fai;Cao, Junji
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제14권4호
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    • pp.2461-2476
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    • 2013
  • To assess environmental contamination with carcinogens, carbonaceous compounds, water-soluble ionic species and trace gaseous species were identified and quantified every three hours for three days st three different atmospheric layer at the heart of chiang-Mai, bangkok and hat-Yai from December 2006 to February 2007. A DRI model 2001 Themal/Optical Carbon Analyzer with the IMPROVE thermal/optical reflectance (TOR) protocol was used to quantify the organic carbon(OC) and elemental carbon content in $PM_{10}$. Diurnal and vertical variability was also carefully investigated. In general, OC and EC contenttration shoeed the highest values at the monitoring period o 21.00-00.00 as consequences of human activities at night bazaar coupled with reduction of mixing layer, decreased wind speed and termination of photolysis nighttime. Morning peaks of carboaceous compounds were observed during the sampling period of 06:00 -09:00, emphasizing the main contribution of traffic emission in the three cities. The estimation of incremental lifetime partculate matter exposure (ILPE) raises concern of high risk of carbonaceous accumulation over workers and residents living close to the observatory sites. The average values of incremental lifrtime particulate matter exposure (ILPE) of total carbon at Baiyoke Suit Hotel and Baiyoke Sky Hotel are approsimately ten time shigher then those air sample collected at prince of songkla University Hat-Yai campus corpse incinerator and fish-can maufacturing factory but only slightly higher than those of rice straw burnig in Songkla province. This indicates a high risk of developing lung cancer and other respiratory diseases across workers and residents living in high buildings located in Pratunam area. Using knowledge of carbonaceous fractions in $PM_{10}$, one can estimate the gas-particle partitioning of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Dachs-Eisenreich model highlights the crucial role of adsorption in gas-particle partitioning of low molecular weight PAHs, whereas both absorption and adsorption tend to account for gas-particle partitioning of high molecular weight PAHs in urban residential zones of Thailand. Interestingly, the absorption mode alone plays a minor role in gas-partcle partitiining of PAHs in Chiang-Mai, Bangkok and hat-Yai.

항공기 낙뢰 전산 시뮬레이션 및 보호시스템 설계 (Computational Simulation of Lightning Strike on Aircraft and Design of Lightning Protection System)

  • 김종준;백상태;송동건;명노신
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권12호
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    • pp.1071-1086
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    • 2016
  • 항공기는 결빙, 난기류, 낙뢰 등 환경적 요인에 의해 안전성을 위협받는다. 그 중 낙뢰는 항공기에 강한 전류와 전압을 유입시켜 고온의 열과 자기장을 발생시키므로 항공기 안정성에 큰 위협이 된다. 본 연구에서는 낙뢰의 발생원리 및 항공기 낙뢰 피격 메카니즘을 설명하고 항공기에 대한 낙뢰의 직접, 간접 영향성을 다룬다. 먼저 항공기 낙뢰 지침서인 ARP를 분석하여 항공기 낙뢰모사와 부착위치에 대한 분석을 진행하였으며, 이를 전산 시뮬레이션에 적용하였다. 또한 ABAQUS 소프트웨어를 활용한 열적, 전기적 시뮬레이션을 통해 연료탱크의 낙뢰 영향성 분석 및 낙뢰보호시스템 설계를 진행하였다. 그리고 Maxwell 방정식에 기초한 EMA3D 소프트웨어를 활용하여 항공기 전기체의 전류 흐름에 대한 전산수치해석을 진행하였다.

GIS를 이용한 기후변화 연동 지하수 함양량 산정 모델 개발 및 검증 (Coupled Model Development between Groundwater Recharge Quantity and Climate Change Using GIS)

  • 이명진;이정호
    • 한국지리정보학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.36-51
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 지리정보를 활용하여 기후변화에 따른 지하수 함양량 산정 모델 개발 및 검증을 수행하는 것이다. 이를 위하여 기후변화에 따른 지하수 함양량 변화를 산정하는 방법론을 제시하였고, 지리정보시스템을 활용하여 연구지역의 시기별 미래 지하수 함양량을 추정하였다. 연구지역은 낙동강 본류를 포함하는 낙동강 유역을 선정하였다. 최종 연구결과는 미래 기후변화에 따른 시기별 강우량, 함양률, 함양량을 추정하였다. 함양량 및 함양률은 기후변화에 따른 강우량의 변화와 함께 변화하는 추세를 나타내고 있는 것으로 파악되었다. 본 연구에서는 지리정보를 활용하여 기존에 기후변화와 지하수 함양량의 불명확한 관계를 정량적으로 분석하였으며, 미래 기후변화 예측 결과를 반영한 연구지역 내 지하수 함양률 변화를 시-공간적으로 산정하였다. 또한 유역내 기저유출량과 비교 분석을 통하여 검증하였다. 앞으로 연계모델의 고도화 방안 및 현장조사가 추가 된다면 보다 정량적으로 기후변화와 지하수 함양량의 상관관계를 파악 할 수 있으며, 향후 본 연구는 수자원으로 이용이 증가되는 지하수의 전반적인 관리 및 효율적인 운영 체제 구축을 위한 한 축을 차지 할 수 있다는 점에서 중요성이 있다고 하겠다.

원유가상승이 근해어업의 경영수지에 미치는 파급효과 분석 (Analysis of the Spillover Effects on the Management Profits of Offshore Fishery by the Fluctuations in the Crude Oil Prices)

  • 김현용;강연실
    • 수산경영론집
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    • 제32권1호
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    • pp.15-39
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    • 2001
  • The study, using the input-output analysis of 402 industrial sectors by Bank of Korea(BOK) and the resulting outcomes of price model, aims to evaluate the spillover effects the international fluctuations in crude oil prices have on the commodities prices and consequently, analyse the management and profitability of the offshore fisheries in Korea. At present, the fisher men are provided with tax-free oils for their fishing operations as specified under the Special Tax Treatment Control Law. However, the exhaustion of marine resources and new international fisheries agreements, which resulted in the loss of fishing grounds, made the stable catch even more unpredictable and the hike in the price of the international crude oil would have adverse effects on the fishing industry. The study revealed that the increasing rise in the price of crude oil would exert sweeping spillover effects on other industry sectors in general and accordingly, lead to a poorer performance by fisheries. The price spillover coefficients for the diesel oil was 0.6026, which would translate into the 42.6% increase in the prices of oil when the increase ratio of 73.3% for the base crude oil was applied based on the calculation methods employed in the study. This in turn increased the ratio of diesel oil required in the offshore fisheries from 23.3% to 16.6%, diminishing the ratio of current net profits to minus 2.0% from 4.2% otherwise. By fishing type, the Pair Trawl suffered current net profits loss most by ratio of minus 9.4% and other fisheries such as Coastal Stow Nets, Coastal Angling, Danish Sein also suffered ratio of 7% and more in the loss of current net profits. With the deteriorating fishing performance, coupled with the increasing international crude oil prices, it is urgently required that the authorities concerned deliberate in depth on such schemes as follows in efforts to secure stable fishing production. First, provision of large-scale storage facilities for oil is needed to timely adapt to the fluctuations in international crude oil prices. Secondly, in line with the stabilization of tax-free oil prices, duty levied on oils for fishing and tax collected from the refineries need to be tax-exempt. Thirdly, the beneficiaries from the provision of tax-free oil should be broadened, not limited to special fishing operation only. Fourth, investment in stabilization of the oil prices should be encouraged, possibly through funding from the formation of fisheries development funds underway.

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Preliminary study on colloidal partitioning and speciation of trace metals in acid mine drainage

  • Kwon, Jang-Soon;Lee, Jeong-Ho;Yun, Seong-Taek;Jung, Hun-Bok;Chang, Min-Kyoung;Lee, Pyeong-Ku
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.100-101
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    • 2004
  • Many researches in Korea have been performed to understand the pollution of stream waters by acid mine drainage. However, few studies have been conducted regarding the effect of particulate and colloidal fractions on the transport of trace metals. To estimate harmful effects of trace metals, it is important to evaluate the particulate and colloidal metals as well as dissolved metals, because particulate and colloidal fractions of trace metals play an important role in transport of trace metals and may adversely affect habitats and organisms in riverine system. Colloids are solids with effective diameters in size range from 0.001 $\mu$m to 1 $\mu$m. According to Jone et al. (1974), metals in surface water, like Al, Fe, and Mn, require filtration with pore-size membranes smaller than 0.45 $\mu$m to define dissolved concentrations. The main objective of this study is to understand the effects of particulate, colloidal, and truly dissolved fractions on the transport and fate of trace metals in acid mine drainage. This study was conducted for the Onjeong creek in the Uljin mine area. Sampling was carried out in 13 sites, spatially covering the area from mine dumps to the downstream Onjeong reservoir. To examine the metal partitioning between particulate, colloidal, and truly dissolved fraction, we used successive filtration techniques consisting of conventional method (using 0.45 $\mu$m membranes) and tangential-flow ultrafiltration (using 0.001 $\mu$mm membranes). Ultrafiltration may seperate much smaller particles from aqueous phase (Josephson, 1984; Hernandez and Stallard, 1988). The analysis of metals were performed by inductively coupled plasma - atomic emission spectrometer (ICP-AES: model Perkin Elmer OPTIMA3000XL). Anions such as SO$_4$, Cl and NO$_3$ were measured with ion chromatograph (IC: model Dionex 120). Sample analysis is still in progress. The preliminary data show that the studied creek is severely polluted by Al, Fe, Mn, Pb and Zn. Toward upstream sites with relatively lower pH, less than 50% of Al and Fe occur in the sorbed form on particles or colloids, whereas more than 80% of Al and Fe occur in the sorbed form in downstream sites or tributaries with relatively higher pH. Less than 30% of Zn is present in particle or colloidal forms in the whole range of creek. Truly dissolved fraction of trace metals is negatively correlated with pH. The Kd values for Al, Fe and Zn consistently increase with increasing pH and decrease with increasing particle concentration.

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전산모델링을 통한 투과증발-촉진 에스테르화 반응에 대한 연구 (A Parametric Study of Pervaporation-facilitated Esterification)

  • 염충균;최승학;박유인;장성순
    • 멤브레인
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    • 제17권2호
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    • pp.146-160
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    • 2007
  • 본 연구에서는 불과 함께 에스테르화 반응물 및 생성물 일부가 친수성 막을 투과하는 비완전 분리를 고려한 투과증발-촉진 에스테르화 반응모델을 확립하였으며, 이 모사모델에 막 분리 효율 및 물 제거능력을 설명하는 항들을 포함시킴으로써 막 투과분리가 에스테르화 반응에 어떻게 영향을 끼치는가를 공정모사를 통해서 체계적으로 살펴보았다. 모사결과 막을 통한 비완전 분리 즉, 분리막을 통한 반응물의 투과는 역반응을 유발시켜 전체 반응을 지연시키며 그 결과 반응 전 환율은 투과증발 공정을 사용하지 않은 반응보다는 높으나 물에 대한 완전한 투과선택도를 갖는 투과증발 공정을 사용하는 반응시스템보다는 낮음을 알 수가 있었다. 반응 시스템 내에서 장착된 막을 통한 투과로 인한 반응부피의 변화가 반응 속도에 끼치는 영향을 살펴보았는데 반응 초기에는 반응물 농축효과가 지배적이어서 반응을 촉진시키며, 반응이 진행되어 생성물이 형성됨에 따라 생성물 농축효과가 점점 중요해지고 이 효과가 반응의 속도를 감소시킴을 알 수가 있었다. 에스테르화 반응공정 중에 투과증발공정을 적용하는 시점에 따라 반응속도, 반응 전화율이 달라짐을 공정모사를 통해 관찰하였다. 반응 모델 식으로부터 분리막의 성능과 반응 인자들 간의 상관관계는 확립하고 이 상관관계를 주어진 막 분리능력 하에서 반응 인자 조건 설정, 혹은 주어진 반응조건 하에서 막 분리능력을 설계하는 도구로 사용할 수 있다.

기상청 전지구 해양순환예측시스템(NEMO/NEMOVAR)과 미해군 해양자료 동화시스템(HYCOM/NCODA)의 해양 일분석장 열적환경 정확도 비교 (A Comparison of Accuracy of the Ocean Thermal Environments Using the Daily Analysis Data of the KMA NEMO/NEMOVAR and the US Navy HYCOM/NCODA)

  • 고은별;문일주;정영윤;장필훈
    • 대기
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    • 제28권1호
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    • pp.99-112
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    • 2018
  • In this study, the accuracy of ocean analysis data, which are produced from the Korea Meteorological Administration (KMA) Nucleus for European Modelling of the Ocean/Variational Data Assimilation (NEMO/NEMOVAR, hereafter NEMO) system and the HYbrid Coordinate Ocean Model/Navy Coupled Ocean Data Assimilation (HYCOM/NCODA, hereafter HYCOM) system, was evaluated using various oceanic observation data from March 2015 to February 2016. The evaluation was made for oceanic thermal environments in the tropical Pacific, the western North Pacific, and the Korean peninsula. NEMO generally outperformed HYCOM in the three regions. Particularly, in the tropical Pacific, the RMSEs (Root Mean Square Errors) of NEMO for both the sea surface temperature and vertical water temperature profile were about 50% smaller than those of HYCOM. In the western North Pacific, in which the observational data were not used for data assimilation, the RMSE of NEMO profiles up to 1000 m ($0.49^{\circ}C$) was much lower than that of HYCOM ($0.73^{\circ}C$). Around the Korean peninsula, the difference in RMSE between the two models was small (NEMO, $0.61^{\circ}C$; HYCOM, $0.72^{\circ}C$), in which their errors show relatively big in the winter and small in the summer. The differences reported here in the accuracy between NEMO and HYCOM for the thermal environments may be attributed to horizontal and vertical resolutions of the models, vertical coordinate and mixing scheme, data quality control system, data used for data assimilation, and atmosphere forcing. The present results can be used as a basic data to evaluate the accuracy of NEMO, before it becomes the operational model of the KMA providing real-time ocean analysis and prediction data.

모델 가스터빈 연소기에서 합성가스 연소성능시험 - Part 1 : 화염안정성 (Combustion Performance Test of Syngas Gas in a Model Gas Turbine Combustor - Part 1 : Flame Stability)

  • 이민철;주성필;윤지수;윤영빈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권8호
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    • pp.632-638
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    • 2013
  • 본 논문에서는 네덜란드 부게넘 및 국내 태안 IGCC플랜트의 석탄으로부터 생성된 합성가스의 화염안정성 및 연소불안정성에 대해 기술하였다. GE7EA 모사 가스터빈 연소기를 대상으로 상압 고온 연소시험을 수행하여 입열량 및 질소희석에 따른 연소특성을 관찰하였다. 시험결과를 통해 화염안정화 선도는 화염의 구조에 따라 Regime I부터 VI까지 6개의 영역으로 구분하였고, 2개의 영역(Regime I, II)에서 화염이 안정적으로 연소되는 것을 확인하였다. 태안 및 부게넘 합성가스 모두 안정하게 연소되고, 화염이 외부 재순환 유동과 결합되는 Regime II에 해당하는 것을 확인하였다. 또한 $H_2$/CO비만을 고려하면 수소의 함량이 높은 부게넘 가스가 안정적 연소구간이 넓지만, 질소희석을 고려할 때 부게넘 가스 내의 더 많은 질소가 화염안정성에 부정적 영향을 미치기 때문에 태안 합성가스가 부게넘 합성가스보다 더 안정적으로 연소하였다.

주행 및 교통 시뮬레이션을 이용한 공격운전이 교통류에 미치는 영향 분석 (Analysis of Impacts of Aggressive Driving Events on Traffic Stream Using Driving and Traffic Simulations)

  • 박수빈;김윤종;오철;최새로나
    • 대한교통학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.169-183
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    • 2018
  • 공격운전은 주변차량 운전자를 위협하며 주행하기 때문에 교통사고 발생 개연성이 높다. 따라서 공격운전의 법제도 마련, 검지, 관리방안 등 대책이 필요하다. 본 연구의 목적은 공격운전의 주행행태가 교통류에 미치는 영향을 분석하였다. Multi-agent 주행 시뮬레이션과 교통류 시뮬레이션 VISSIM을 이용하여 공격운전의 거동을 구현하였다. 교통류 시뮬레이션과 상충분석을 이용하여 공격운전이 교통운영효율성 및 교통안전성 측면에서 교통류에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 시나리오는 다양한 교통상황과 공격운전차량 비율을 고려하여 설정하였다. 상충분석 결과 일반적으로 공격운전 주행행태는 교통안전성을 감소시키는 것으로 나타났다. 교통운영효율성 분석결과 흥미로운 점은 서비스 수준 A, B, C 경우 공격운전차량 비율이 증가할수록 평균주행속도가 증가하였다. 이와 반대로 서비스 수준 D와 E인 경우 공격운전차량 비율이 증가할수록 평균주행속도가 감소하였다. 본 연구 결과는 공격운전을 줄이기 위한 교통안전정책 마련 시 기초자료로서 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.