• Steel and Composite Structures
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• 제45권3호
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• pp.409-423
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• 2022

Nowadays, there is a high demand for great structural implementation and multifunctionality with excellent mechanical properties. The porous structures reinforced by graphene platelets (GPLs) having valuable properties, such as heat resistance, lightweight, and excellent energy absorption, have been considerably used in different engineering implementations. However, stiffness of porous structures reduces significantly, due to the internal cavities, by adding GPLs into porous medium, effective mechanical properties of the porous structure considerably enhance. This paper is relating to vibration analysis of fluidconveying cantilever porous graphene platelet reinforced (GPLR) pipe with fractional viscoelastic model resting on foundations. A dynamical model of cantilever porous GPLR pipes conveying fluid and resting on a foundation is proposed, and the vibration, natural frequencies and primary resonant of such a system are explored. The pipe body is considered to be composed of GPLR viscoelastic polymeric pipe with porosity in which Halpin-Tsai scheme in conjunction with the fractional viscoelastic model is used to govern the construction relation of nanocomposite pipe. Three different porosity distributions through the pipe thickness are introduced. The harmonic concentrated force is also applied to the pipe and the excitation frequency is close to the first natural frequency. The governing equation for transverse motions of the pipe is derived by the Hamilton principle and then discretized by the Galerkin procedure. In order to obtain the frequency-response equation, the differential equation is solved with the assumption of small displacement, damping coefficient, and excitation amplitude by the multiple scale method. A parametric sensitivity analysis is carried out to reveal the influence of different parameters, such as nanocomposite pipe properties, fluid velocity and nonlinear viscoelastic foundation coefficients, on the primary resonance and linear natural frequency. Results indicate that the GPLs weight fraction porosity coefficient, fractional derivative order and the retardation time have substantial influences on the dynamic response of the system.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.11-19
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• 2005

건축 구조물의 내진 설계는 탄성 정적 방법에 기초하고 있으나, 강진시 구조물의 실제 거동은 비탄성 동적이기 때문에 설계 규준의 적합성을 판단하기 위해서는 비탄성 동적 해석이 요구된다. 본 논문에서는 철근 콘크리트 특수 모멘트 저항 골조 건물을 선택하여 IBC 2003에 따라 설계한 후, 선택된 부재들의 최대 소성 회전, 소산 에너지를 구하여, 건물의 비탄성 거동이 규준에서 의도한 거동을 보이는 지를 검토함과 동시에 층간변위률 요구값을 구하여 설계 한도를 만족하는 지를 조사하였다. 더불어 비횡력 저항 시스템인 내부 모멘트 저항 골조의 해석시 포함 여부의 영향도 함께 조사하였다. 해석 결과 IBC 2003에 의해 설계된 건물은 규준이 의도한 비탄성 거동을 보여주었으며 층간변위률 또한 설계한도를 만족하였다. 그리고, 내부 모멘트 저항 골조는 지진 해석 결과에 중요한 영향을 미치므로 해석 모델에 반드시 포함되어야 함을 알수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제11권11호
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• pp.37-52
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• 2013

현재 정부는 본격적인 전력 스마트그리드 확대에 앞서 제주도 구좌읍 6,000호를 대상으로 스마트그리드 실증사업을 추진 중에 있다. 하지만, 관련 기업들은 정부와 한전 주도의 한국 전력시장의 한계, 기존 전력망의 높은 안정성 및 효율성, 신재생에너지 활용도 미흡, 전기요금 인상 우려 등을 이유로 스마트그리드 확산에 대한 부정적인 시각을 가지고 있다. 본 연구는 스마트그리드 시장을 활성화하기 위한 핵심 이슈들을 1) 이해관계자들의 대립 문제, 2) 실시간 요금제 도입에 따른 효과 문제, 3) 소비자들의 수요 반응 참여 부족, 4) 스마트그리드의 비즈니스 모델부재, 5) 스마트그리드 거점지구 확산 문제 등의 5가지로 분류하고, 이에 대한 전략적 방안을 제시하였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제15권4호
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• pp.693-712
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• 2006

하이브리드 시스템의 최적 설계 및 운영을 위한 프로그램으로 해외의 여러 곳에서 활용중인 Homer를 사용하여 현재 디젤발전기를 전원으로 사용하고 있는 독립계통의 도서지역에 신 재생에너지원의 조합으로 구성된 하이브리드 시스템을 보급할 경우의 타당성 분석을 시도하였다. 에너지기술연구원의 풍속자료, 일사량, 온도자료 등을 근거로 추자도, 거문도, 그리고 영산도를 평가대상으로 선정하였다. 해당지역의 전력부하 자료는 부분적으로 실측된 자료를 바탕으로 재구성하였으며, 시스템 구성 발전기들의 비용 자료는 국내 관련 자료가 미비한 관제로 해외 시장의 자료를 이용하였다. 추자도, 거문도, 영산도의 평가결과가 각각 278원/kWh, 234원/kWh 그리고 353원/kWh으로 나타났다. 정부 보조금에 의한 디젤발전시스템의 발전단가가 300원/kWh($0.300/kWh)인 것을 고려한다면, 추자도와 거문도는 자체적으로 경제성을 확보하는 반면 영산도의 경우는 그렇지 못함을 알 수 있다. 이러한 결과 차이는 기본적으로 해당지역의 재생에너지 자원조건의 차이, 그 중에서도 특히 풍력자원의 차이에 기인하는 것으로 나타난다. 결론적으로 독립계통의 도서지역에 대한 신 재생복합전력시스템의 도입은 경제성 평가의 결과에 의거해야 하며 모든 도서지역이 이 조건을 충족시키는 것이 아님을 지적한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권1호
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• pp.52-61
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• 2000

제주도 남부연안해역을 대상으로 1997년 7월부터 1598년 6월 까지 매월 현장 조사와 수질 분석을 실시하였고, 생태계 모델을 이용한 시뮬레이션을 통하여 용존무기질소(DIP), 화학적 산소 요구량(COD) 및 용존산소(DO)의 수층별 분포를 재현하였다. 그리고 제주도 남부연안해역의 환경용량을 산정하기 위하여 해역수질 환경기준을 만족하지 못하는 환경악화 상태를 예측하는 수질 시뮬레이션이 실시되었으며, 이러한 예측 시뮬레이션은 생태계 모델을 이용하여 모델 해역으로 유입하는 주요 하천의 오염부하를 정량적으로 조절하면서 실시되었다. 그 결과 모델 해역으로 유입하는 4개 오염원으로부터의 오염부하가 증가할수록 오염원에 인접한 주변 해역에서 DIN, DIP 및 COD의 농도가 더욱 증가하는 것으로 나타났다. 하천을 포함한 4개 오염원 모두로부터의 오염부하가 현재 부하의 3배에 해당하는 경우, 오염원에 인접한 해역에서의 DIN 농도가 해역수질 환경기준의 3등급 기준인 0.20mg/ℓ까지 증가하는 것으로 예측되었다. 또한 오염원 모두로부터의 오염부하가 현재 부하의 10배에 해당하는 경우, 오염원에 인접한 해역에서의 COD농도가 해역수질 환경기준의 1등급 기준인 1.0mg/ℓ까지 증가하는 것으로 예측되었다. 그리고 오염원 모두로부터의 오염부하가 현재 부하의 20배에 해당하는 경우, 오염원에 인접한 해역에서의 DIP 농도가 해역수질 환경기준의 2등급 기준인 0.015mg/ℓ까지 증가하는 것으로 예측되었다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제25권3호
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• pp.377-401
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• 2016

배출권거래제는 시장 친화적 온실가스 감축 정책이지만 단기적으로는 기업들에게 추가적인 비용을 야기한다. 이 비용에 대한 정교한 예측은 기업이 직면한 불확실성을 줄이고, 나아가 거래제의 안정적 조기 안착을 돕는다. 본 연구는 배출량이 가장 많은 업종인 발전 에너지 업종의 2016-17년 예상 배출권 구입비용을 추산한다. '제7차 전력수급기본계획' 상의 전력수급량 전망치를 근거로 전력시뮬레이션 모형 M-Core을 이용하여 전망한 온실가스 예상 배출량과 '온실가스 배출권거래제 제1차 계획기간(2015년~2017년) 국가 배출권 할당계획'에 나타난 발전 에너지 업종 할당량을 이용하여 해당 업종의 배출권 과부족분을 추정하였다. 그 결과 2016년은 무상할당량이 예상배출량을, 2017년에는 예상배출량이 무상할당량을 초과하는 것으로 나타났으며, 배출권 가격이 1만원~2만원/톤인 경우 배출권 구입비용이 약 700억~1,400억원이 될것으로 전망되었다. 그리고 CO2 비용이 변동비에 포함된다는 가정 하에서, 배출권 가격이 8만원/톤을 초과하는 경우에 석탄화력발전과 LNG발전 간 급전순위 변동이 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 2만원 이하의 현재 배출권 가격 수준으로는 배출권거래제의 목적인 석탄화력발전 대체를 달성할 수 없음을 의미한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.55-62
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• 2022

페로브스카이트 태양전지는 4차 산업혁명으로 사물인터넷, 가상환경 등의 증가에 따른 전력 수요가 급증하면서 점진적으로 고갈되어가는 석유, 석탄, 천연가스 등의 화석연료를 대체할 태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 바이오에너지, 수소에너지 등의 신재생 에너지 분야에서 연구가 활발한 부분이다. 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조를 가진 유-무기 하이브리드 물질을 사용하는 태양전지 소자로 고효율, 저가의 용액 및 저온 공정으로 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 장점들이 있다. 기존의 경험적 방법으로 예측한 광흡수층 박막을 최적화하기 위해서 소자 특성 평가를 통해 신뢰도를 검증해야 한다. 그러나 광흡수층 박막 소자 특성 평가 비용이 많이 소요되므로 시험 횟수에 제약이 따른다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 광흡수층 박막 최적화의 보조 수단으로 머신러닝이나 인공지능 모델을 이용하여 명확하고 타당한 모델의 개발과 적용 가능성이 무한하다고 본다. 이 연구에서는 페로브스카이트 태양전지의 광 흡수층 박막 최적화를 추정하기 위하여 서포트 벡터 머신의 선형 커널, 가우시안 커널, 비선형 다항식 커널, 시그모이드 커널의 회귀분석 모델을 비교하여 커널 함수별 정확도 차이를 검증하였다.

• 에너지공학
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• 제28권2호
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• pp.1-17
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• 2019

본 논문은 한국을 대상으로 1976년부터 2014년까지 경제성장, 전력소비, $CO_2$ 배출과 외국인직접투자(FDI) 유입 간 인과관계를 단위근 검정, 공적분 검정, 벡터오차수정모형(VECM)을 적용하여 분석한다. 분석의 결과는 다음과 같다. 첫째, 경제성장과 전력소비 간에는 장기적으로 양방향의 인과관계가 나타나, 상호관계를 고려하지 않은 전력소비절약정책은 경제성장에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다. 둘째, $CO_2$ 배출은 경제성장에 대한 단방향의 장 단기적인 인과관계와 전력소비에 대한 단방향의 장기적인 인과관계를 나타내, $CO_2$ 배출 감축정책이 경제성장과 전력소비에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다. 셋째, FDI 유입은 경제성장에 대해 단방향의 장기적인 인과관계를, 전력소비에 대해 단방향의 장 단기적인 인과관계를 나타내, FDI 유입이 상대적으로 저렴한 전력소비비용에 기반을 둔 것으로 분석되었다. 반면, FDI 유입은 $CO_2$ 배출에 대해서는 인과관계가 없는 것으로 나타났는데, 이는 서비스 산업 중심으로 이루어지는 FDI의 특성에 따른 것으로 분석되었다. 이러한 네 변수 간 인과관계들을 고려할 때, 능동적인 전력수요관리를 위한 기술개발의 확대와 화석연료에서 신재생에너지로의 신중한 전환을 위한 정책 등이 모색되어야 한다. 또한 FDI 유치의 증대에 대응하여 에너지절약시설 투자 및 설치를 통해 전력소비 감축을 유도할 필요가 있다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.1-6
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• 2018

스마트그리드에서 정확한 단기 부하 예측을 통한 자원의 이용 계획은 에너지 시스템 운영의 불확실성을 줄이고 운영 효율을 높이는데 있어서 매우 중요하다. 단기 부하 예측에 얕은 신경회로망을 포함한 다수의 머신 러닝 기법이 적용되어왔지만 예측 정확도의 개선이 요구되고 있다. 최근에는 컴퓨터 비전이나 음성인식 분야에서 심층 신경회로망의 뛰어난 연구 결과로 인해 심층 신경회로망을 단기 전력수요 예측에 적용해 예측 정확도를 개선하려는 시도가 주목 받고 있다. 본 논문에서는 일별 전력 부하 첨두치를 예측하기 위한 다층신경회로망 구조의 심층 신경회로망 모델을 제안한다. 제안된 심층 신경회로망은 층별 학습이 선행된 후 전체 모델의 학습이 이루어진다. 한국전력거래소에서 얻은 4년 동안의 일별 전력 수요 데이터를 사용, 하루 및 이틀 앞선 전력수요 첨두치를 예측하는 심층 신경회로망 모델을 구축하고 예측 정확도를 비교, 평가한다.

• 농업과학연구
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• 제45권4호
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• pp.847-857
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• 2018

Recently, customers' demand and attention to dried agricultural products or foods have increased due to their convenience and nutritional values. Conventional drying methods such as solar drying and hot air drying have been most widely used for producing a large amount of dried agricultural products; however, those methods require quite a long time and high energy consumption. To compensate for these issues associated with conventional methods, dielectric heating such as microwave and radio frequency heating has been used as a supplemental method in the drying procedure. This study investigated the microwave drying characteristics of squash slices with different thicknesses under different microwave power intensities and determined the best drying model that could precisely describe the experimental drying curves of the squash slices. The squash was cut into slices with two different thicknesses (5 and 10 mm), and then, they were dried under different microwave power intensity ranges between 90 and 900 W with an increase interval of 90 W. Six drying models were tested to evaluate the fit to the experimental drying data, and the effective moisture diffusivity ($D_{eff}$) values of the squash slices under microwave drying were determined. The results clearly show that as the microwave power was increased, the drying time of both squash slices was significantly decreased, and the slope of the drying rate increased. The effective moisture diffusivity was also significantly related with the microwave power intensities and thicknesses of the slices. In addition, the Page model was most suitable to delineate the drying curves of both squash slices under different microwave power intensities.