• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.230-230
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• 2016

Hydrological modeling is a very complex task dealing with multi-source of data, but it can be potentially benefited from recent improvements and developments in remote sensing. The estimation of actual land surface evapotranspiration (ET), an important variable in water management, has become possible based entirely on satellite data. This study adopted a Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) with the use of MODerate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) satellite products. The SEBAL model is one of the commonly used approach for the ET estimation. A primary advantage of the SEBAL model is rather its minimum requirement for ground-based weather data. The MODIS provides ET (MOD16) product that is based on the Penman-Monteith equation. This study aims to further develop the SEBAL model by employing a more rigorous parameterization scheme including the estimation of uncertainty associated with parameter and model selection in regression model. Finally, the proposed model is compared with the existing approaches and comprehensive discussion is then provided.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권7호
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• pp.1003-1009
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• 2000

Four young swamp buffalo cows of similar age ranging in body weight (W) between 280 to 380 kg and trained for doing physical exercise were used in two consecutive experiments, each using a latin square design, to determine energy expenditure for draught. The experiments consisted of field trials using 4 levels of work load, i.e. no work as control and loads amounting 450 to 500 Newton (N) continuous traction for respectively 1, 2 and 3 h daily for 14 consecutive days for experiment 1, and no work, traction loads equaling 5, 10 and 15% of W for 3 h daily for 14 days for experiment 2. Heart rate during rest and exercise was monitored using PE-3000 HR monitor. Cows were fed only king grass (Penisetum purpuroides) ad libitum and were subjected to balance trials. Body composition was estimated in vivo by the body density method and daily energy expenditure (EE) was calculated from ME minus RE. RE was calculated from the changes in body-protein and -fat measured before and immediately after the 14 d experimental period assuming an energy equivalent of 39.32 MJ/kg fat and 20.07 MJ/kg protein. $E_{exercise}$ ($EE_{work}\;-\;EE_{resting}$), which was the energy spent for doing the traction during 1, 2 and 3 h was 7.13, 15.45 and 19.90 MJ, respectively. $EE_{work}$ for the 1 h treatment group was 39.75 MJ/d equivalent to 1.30 times $EE_{resting}$. The values for the 2 and 3 h treatment groups were 1.75 and 1.86 times resting energy requirement, respectively. Absolute efficiency of work in all exercise trials of experiment 2 was around 27.28%. The increases of daily $E_{exercise}$ values were correlated to elevation of heart rate (HR) according to the equation $E_{exercise}=(0.270HR^{0.363}\;-\;1)$ MJ, while draught force related to heart rate according to the equation DF (N)=6.66 HR - 361.62. Blood glucose and triglyceride levels were gradually elevated with time during the course of exercise. Mean values of blood glucose were 91.7, 115.0 and 116.2 mg/dl for cows after 1, 2 and 3 h pulling loads at 15% W respectively as compared to 88.2 mg/dl prior to work. In the same order and treatment, mean blood triglyceride concentrations were 13.5, 13.3 and 14.8 mg/dl, and 11.5 mg/dl for control. For blood lactate, the values were 1.68, 1.63 and 1.66 mM, and 0.80 mM for control. Glucose was used as the major source of energy during the initial phase of exercise, but for prolonged work, fat will replace carbohydrate as the main substrate. Accumulation of lactate persisted for some time at the end of the exercise trials.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권2호
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• pp.221-228
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• 1998

In order to look into the comparative flow characteristics between a circular contraction duct and a circular expansion duct the both centerline turbulent structures have been investigated by the hot wire anemometry. Both of the contraction and the expansion have Morel type contours. Means, turbulences, and triple moments have been measured for the turbulent kinetic energy budgets along their centerlines. It is resulted that mean velocities of both have much deviated from theoretical values calculated by one-dimensional continuity considerations, and that for the same upstream condition, the expansion maintains the isotropy in general while the contraction maintains a severe anisotropy through the whole duct. The mean transport of the TKE along the expansion is willing to balance mostly with the dissipation in the TKE budgets while that along the contraction is balanced with the production in the turbulent kinetic energy equation.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.485-493
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• 2016

Recently submarine and unmanned underwater vehicle (UUV) are equipped with a fuel cell system as an air independent propulsion system. Methanol fuel processor can efficiently supply the hydrogen to the fuel cell system to improve the ability to dive. This study investigated the optimal conditions of the methanol fuel processor that may be used in the closed environment. For this purpose, the numerical model based on Gibbs minimization equation was established for steam reformer and three exhaust gas burners. After simulating the characteristics of steam reformer according to the steam-to-carbon ratio (SCR) and the pressure change, the SCR condition was able to narrow down to 1.1 to 1.5. Considering water consumption and the amount of heat recovered from three burners, the optimum condition of the SCR can be determined to be 1.5. Nevertheless, the additional heat supply is required to satisfy the heat balance of the methanol fuel processor in the SCR=1.5. In other to obtain additional amount of heat, the combustion of methanol is better than the increased of SCR in terms of system design.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권6호
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• pp.515-525
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• 2019

The calculation of active earth pressure behind retaining wall is a typical three-dimensional (3D) problem with spatial effects. With the help of limit analysis, this paper firstly deduces the internal energy dissipation power equations and various external forces power equations of the 3D retaining wall under the nonlinear strength condition, such as to establish the work-energy balance equation. The pseudo-static method is used to consider the effect of earthquake on active earth pressure in horizontal state. The failure mode is a 3D curvilinear cone failure mechanism. For the different width of the retaining wall, the plane strain block is inserted in the symmetric plane. By optimizing all parameters, the maximum value of active earth pressure is calculated. In order to verify the validity of the new expressions obtained by the paper, the solutions are compared with previously published solutions. Agreement shows that the new expressions are effective. The results of different parameters are given in the forms of figures to analysis the influence caused by nonlinear strength parameters.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.557-568
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• 2012

산림사면에서 수문학적 과정을 이해하는데, 증발산 중 토양증발을 구분하여 규명하고 정량화하는 것은 도전적이지만 중요한 연구 주제이다. 본 연구에서는 2009년 5월 22일부터 31일까지 총 10일 동안에 습윤한 산림사면에서 세 지점에서 깊이별 토양수분을 집중 측정하고, 분석하여 토양증발과 관련 기작에 대해 연구하였다. 토양증발을 평가하는 방법은 토양수분자료의 물질수지($E_{SM}$), Penman식(1948) 그리고 수정된 Penman식(Staple (1974), Konukcu (2007), 평형증발($E_{equili}$))이다. $E_{SM}$을 계산하기 위해서는 지표면의 에너지 균형식을 이용하여 토양내의 증발깊이(DSL, dry surface layer)를 평가하였다. 그 결과, 각 지점(A, B, C)의 2시간별 10일 동안의 누적 증발량($E_{SM}$)은 약 2.09, 1.80 그리고 2.88mm으로 평가되었다. Penman식(1948), Staple (1974), Konukcu (2007), 평형증발($E_{equili}$)의 누적 증발값은 각각 4.91, 8.80, 8.63 그리고 3.28mm으로 $E_{SM}$보다 높은 값들을 보여주고 있다. 산림 내 토양증발은 직접적인 복사량과 바람의 영향보다는 낙엽층과 DSL으로 인해 토양 내의온도상승과 대기와의 상호작용을 통해서 일어난다. 이는 $E_{SM}$는 복사량의 변화보다 2~4시간 정도의 시간적 지체(time lag)가 보이기 때문이다. DSL과 지표저항($r_s$)은 토양수분이 감소함에 따라 선형적으로 증가하였다. 관측된 장력 및 토양수분의 수직적 분포를 분석함으로써 확보되는 DSL 값은 에너지 방정식에 의해서 추정된 값과 유사하게 나타났다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.135-135
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• 2017

Greenhouse have been developed to provide the plants with good environmental conditions for cultivation crop, two major factors of which are the inside air temperature and humidity. The inside temperature are influenced by the heating systems, ventilators and for systems among others, which in turn are geverned by some type of controller. Likewise, humidity environment is the result of complex mass exchanges between the inside air and the several elements of the greenhouse and the outside boundaries. Most of the existing models are based on the energy balance method and heat balance equation for modelling the heat and mass fluxes and generating dynamic elements. However, greenhouse are classified as complex system, and need to make a sophisticated modeling. Furthermore, there is a difficulty in using classical control methods for complex process system due to the process are non linear and multi-output(MIMO) systems. In order to predict the time evolution of conditions in certain greenhouse as a function, we present here to use of recurrent neural networks(RNN) which has been used to implement the direct dynamics of the inside temperature and inside humidity of greenhouse. For the training, we used algorithm of a backpropagation Through Time (BPTT). Because the environmental parameters are shared by all time steps in the network, the gradient at each output depends not only on the calculations of the current time step, but also the previous time steps. The training data was emulated to 13 input variables during March 1 to 7, and the model was tested with database file of March 8. The RMSE of results of the temperature modeling was $0.976^{\circ}C$, and the RMSE of humidity simulation was 4.11%, which will be given to prove the performance of RNN in prediction of the greenhouse environment.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권2호
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• pp.71-81
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• 2007

증발산 현상은 중요한 수문순환과정 중의 하나로서 지상의 수분으로부터 발생하는 증발과 식물의 잎에서 발생하는 증산 과정을 합한 것이다. 증발산량을 산정하는 방법은 토양수분으로부터 간접적으로 추출하는 방법, 증발산량계에 의한 직접 추출방법 및 물수지 혹은 에너지수지를 이용하는 방법 등 매우 다양하다. 그러나 이러한 방법을 이용하여 지형 및 식생 등을 포함하는 지역적 특성을 고려하여 정확한 증발산량을 산정한다는 것은 대단히 어려운 일이다. 따라서 본 연구에서는 인공위성 자료를 활용하여 지역적 특성을 고려한 증발산량 산정 모형의 개발을 목표로 하고 있다. 증발산현상은 기상조건에 큰 영향을 받으며, 그 기상조건은 그 지역의 식생피복 및 식생 성장에 많은 영향을 주게 된다. 이러한 점에서 식생정보는 그 지역의 복잡한 기상정보의 이력을 포함하고 있다고 볼 수 있으며, 식생지표와 증발산량과의 사이에는 높은 상관관계가 성립한다. 따라서 본 연구에서는 NOAA/AVHRR 자료에서 얻어진 정규화식생지수(NDVI)를 이용하여 우리나라 전역에 대한 증발산량 산정 모형을 개발하였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제46권4호
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• pp.346-356
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• 2013

본 연구는 충남 K대학교 남녀 학생 269명을 대상으로 24시간 활동일기 작성에 의한 신체활동수준과 간이식으로 체중을 적용해 구한 기초대사량을 공식에 대입해 1일 에너지소비량을 산출한 후, 식사기록법으로 조사한 1일 에너지섭취량과 비교해 에너지 균형을 평가하였고, 이들 요인과 인바디로 측정한 신체조성과의 관계를 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1) 조사대상자의 평균 연령은 남녀 모두 19.5세로 같으며, 성별 구성도 남학생 48.3%와 여학생 51.7%로 비슷하였다. 2) 조사대상자의 평균 신장은 남자 $174.4{\pm}5.6cm$, 여자 $161.8{\pm}4.5cm$이며, 평균 체중은 남자 $68.4{\pm}11.1kg$, 여자 $54.5{\pm}6.8kg$이었다. 평균 BMI는 남녀 모두 정상체중 범위에 속하였다. BMI에 의한 체중 분포는 전체대상자의 66.9%가 정상체중에 속했으며, 여자가 남자보다 저체중 비율이 높고 과체중 비율이 낮았다 (p<0.001). 평균 체지방률은 남자 $19.1{\pm}5.4%$, 여자 $28.4{\pm}5.0%$로 정상체중 이상이었다. 3) 하루 활동별 사용시간을 남녀별로 살펴본 결과, 저강도 활동 이하에 속하는 활동에서는 남녀 간에 차이가 없었다. 그러나 하루 중 중강도 활동에 속하는 '걸레질' (p<0.05), '에어로빅댄스 빠르게 걷기' (p<0.05)가 차지하는 시간비율은 여자가 남자보다 높은 반면에, 고강도 활동에 속하는 '스키 배구 배드민턴 조깅 등산' (p<0.01), '축구 저항성운동 테니스 스케이팅' (p<0.01), '수영' (p<0.01)이 차지하는 시간비율은 남자가 여자보다 높았다. 4) 24시간 활동일기를 이용해 구한 하루 활동별 사용시간 비율과 해당 기초대사량 배수를 적용해 구한 1일 평균 신체활동수준은 남자 1.55, 여자 1.47이어서, 남녀 모두 '저활동적' 수준에 속하였다. 그리고 체중 이용 공식으로 구한 기초대사량과 1일 신체활동수준에 의해 산출한 1일 평균 에너지소비량은 남자 $2,803.5{\pm}788.9$ kcal/일, 여자 $1,915.4{\pm}510.2$ kcal/일이었다 (p<0.001). 또한 1일 평균 에너지섭취량이 1일 평균 에너지소비량보다 남자는 $-476.5{\pm}955.9$ kcal/일, 여자는 $-113.3{\pm}728.1$ kcal/일 (p<0.01)로 적어 남녀 모두 음의 에너지 균형을 이루었다. 5) 1일 에너지섭취량의 에너지 필요추정량에 대한 평균 비율은 남자 $89.6{\pm}21.5%$, 여자 $85.5{\pm}25.1%$로 기준치에 미달되었다. 단백질, 비타민 A 및 비타민 C의 1일 평균 섭취량은 남녀 모두 권장섭취량을 충족시켰다. 칼슘 섭취량의 권장섭취량에 대한 평균 비율은 남자 $86.0{\pm}32.7%$, 여자 $86.6{\pm}41.1%$로 남녀 모두 권장섭취량에 약간 미달되었다. 철의 1일 평균 섭취량은 남자는 권장섭취량을 충족하였으며 여자는 권장섭취량의 $91.2{\pm}36.3%$로 약간 미달되었다 (p<0.001). 탄수화물 : 단백질 : 지방에 의한 평균 에너지 섭취 비율은 남자 56.0 : 18.4 : 25.6%, 여자 57.7 : 17.4 : 24.9%로 남녀가 같았다. 아침 : 점심 : 저녁 식사에 의한 평균 에너지 섭취 비율은 남녀 모두 세끼 간에 고르게 분포해 있었다. 6) 1일 에너지소비량은 체중 (p<0.01), 체질량지수 (p<0.01), 제지방량률 (p<0.05)과 각각 정의 상관관계가 있으나, 체지방률과는 부의 상관관계 (p<0.01)가 있었다. 이상에서 조사대상자의 평균 BMI는 남녀 모두 정상체중에 속하며, 평균 체지방률은 남녀 모두 정상체중 이상이었다. 조사대상자가 평균적으로 음의 에너지 균형을 이루고 있음에도 이런 결과가 나온 것은 신장 대비 체중은 정상체중이어도 체조성상으로는 체지방이 과다하고 제지방이 부족할 가능성을 보여주었다. 실제로 본 조사에서 조사대상자가 정상체중을 가지려면 남녀 모두 평균적으로 현재체중보다 체지방량을 약 3 kg 감량하고 제지방을 약 3 kg 증량해야 하는 것으로 나타나 체조성의 조절이 필요하였다. 대학생 시기는 성인기의 생활습관과 건강 기반을 마련하는 시기로서, 성인기동안 나이가 들수록 기초대사량 감소 등으로 에너지소비량이 감소해 비만율이 증가하면서 동반 질병 발생 위험이 높아지는 사실을 놓고 볼 때 대학생 시기에 활기찬 신체활동습관과 함께 올바른 식습관이 몸에 배이도록 영양교육을 실시할 필요가 있다고 하겠다. 또한 향후 체중관리를 위한 에너지섭취량과 에너지소비량의 두 축의 중요성을 감안해 이들의 실태파악과 이를 적용한 한국인 에너지 필요추정량 설정과 함께 에너지 소비량을 정확하면서 편리하게 측정할 수 있는 연구도구를 개발할 필요가 있다고 생각한다. 본 연구는 공식 대입 방식으로 1일 에너지소비량을 추정하였으며, 이를 위해 필요한 기초대사량은 간이식으로 체중을 적용해 구하고 1일 신체활동수준은 24시간 활동일기로 구해 에너지소비량을 정확하게 파악하지 못했으며, 조사대상자의 표본 크기도 모집단을 대표하기에는 부족한 한계점을 가지고 있으므로 앞으로 이점을 보완한 후속 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 에너지공학
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• 제10권4호
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• pp.349-356
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• 2001

물과 증기의 직접접촉에 의한 응축 열전달은 움직이는 증기/물 경계면에서 열 및 물질 전달이 이루어지는 현상으로서, 매우 큰 열전달계수를 수반하는 특징이 있기 때문에 이를 응용한 설계가 산업계에서 광범위하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 단일 수평 배관을 통해 과냉각수가 있는 응축탱크로 안정된 증기제트가 방출될 때, 증기제트 형상을 예측하는 간단한 응축해석모델을 제시하였다. 해석모델은 축대칭 좌표계에서 질량, 운동량 및 에너지 방정식과 증기/물 경계면에서 의 응축 특성을 고려한 열평형 방정식을 사용하여 유도하였다. 증기/물 경계에서의 매우 큰 열전달율은 기존의 실험을 근거로 한 유효열전도계수에 의해 반영되었다. 해석결과는 실험결과와 비교하였고, 제시된 해석 모델은 실험에서 관찰된 바와 같이 증기 질량유속과 수조 온도가 증가할수록 증기제트 크기(반경 및 길이)가 증가하는 경향을 보였다.