• Wind and Structures
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• 제30권4호
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• pp.393-403
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• 2020

One of the growing concerns of the wind energy production is wind ramp events. To improve the wind ramp event forecasts, the nonlinear Kalman filter bias correction method was applied to 24-h wind speed forecasts issued from the WRF model at 70-m height in Zhangbei wind farm, Hebei Province, China for a two-year period. The Kalman filter shows the remarkable ability of improving forecast skill for real-time wind speed forecasts by decreasing RMSE by 32% from 3.26 m s_-1 to 2.21 m s_-1, reducing BIAS almost to zero, and improving correlation from 0.58 to 0.82. The bias correction improves the forecast skill especially in wind speed intervals sensitive to wind power prediction. The fact shows that the Kalman filter is especially suitable for wind power prediction. Moreover, the bias correction method performs well under abrupt weather transition. As to the overall performance for improving the forecast skill of ramp events, the Kalman filter shows noticeable improvements based on POD and TSS. The bias correction increases the POD score of up-ramps from 0.27 to 0.39 and from 0.26 to 0.38 for down-ramps. After bias correction, the TSS score is significantly promoted from 0.12 to 0.26 for up-ramps and from 0.13 to 0.25 for down-ramps.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권11호
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• pp.42-48
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• 2020

The agricultural tractor is a multi-purpose vehicle, which is frequently used in the agricultural field. It must be highly reliable in terms of human safety. Design and analysis of agricultural tractors must be performed using actual agricultural workload to maintain high reliability. Additionally, the frequency with which various components and systems are used must also be taken into consideration. In this study, a tractor is built to measure its workload in the actual field. Further, the measured load was analyzed for various farming tasks. The range of ratios of consumed power to engine power was measured to be 42.6%-87.2%, 75.1%-97%, 26.5%-59.2% for a plow, rotary, and harvest tasks, respectively. The results were fed into a transmission simulation model to analyze the strength and life of the transmission components. We conclude that a more reliable product can be constructed by incorporating the transmission analyses using the actual load.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.129-136
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• 2022

스마트 축사 시스템에서 가장 중요한 부분은 내·외부 대기환경 변화에도 가축이 고품질로 성장할 수 있도록 사육환경을 유지하는 것이다. 특히 여름과 겨울에는 여러 질병이 발생하기 때문에 축사환경에서 온·습도 유지가 매우 중요하다. 이러한 환경을 관리하기 위해 축사용 스마트 시스템이 도입되고 있으나 매우 고가이다. 본 연구에서는 퍼지제어와 HMI를 기반한 저가의 시스템 설계와 제어 방법을 제안한다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위해 여름철과 겨울철의 대기환경 조건을 주어 시뮬레이션 실험하였으며, 그 결과 가축이 받은 온습도 스트레스를 최소화하는 성능을 보였다. 그리고 실제의 축사에 적용했을 때도 제안된 시스템은 외부대기 환경변화에도 안정적인 제어성능을 보였다. 본 연구에서 제안한 기법이 스마트팜 제어기로 적용된다면, 축사 환경관리에 있어 효과적일 것이다.

• 한국농공학회논문집
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• 제65권4호
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• pp.25-32
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• 2023

KDS (Korean Design Standard) for agricultural drainage is a planning standard that helps determine the appropriate capacity and type of drainage facilities. The objective of this study was to analyze the inundation of the agricultural basin considering the current design standard and the critical rainfall duration. This study used the rainfall durations of 1-48 hour, and the time distribution method with the Chicago and the modified Huff model. For the runoff model, the NRCS (Natural Resources Conservation Service) unit hydrograph method was applied, and the inundation depth and duration were analyzed using area-elevation data. From the inundation analysis using the modified Huff method with different rainfall durations, 4 hours showed the largest peak discharge, and 11 hours showed the largest inundation depth. From the comparison analysis with the current method (Chicago method with a duration of 48 hours) and the modified Huff method applying critical rainfall duration, the current method showed less peak discharge and lower inundation depth compared to the modified Huff method. From the simulation of changing values of drainage rate, the duration of 11 hours showed larger inundation depth and duration compared to the duration of 4 hours. Accordingly, the modified Huff method with the critical rainfall duration would likely be a safer design than the current method. Also, a process of choosing a design hydrograph considering the inundation depth and duration is needed to apply the critical rainfall duration. This study is expected to be helpful for the theoretical basis of the agricultural drainage design standards.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.347-353
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• 2023

양식장에서 물고기의 성장을 측정하는 작업은 아직도 사람의 손이 많이 가는 방식을 사용한다. 이 방식은 많은 노동력이 필요하고, 물고기가 스트레스를 받아 폐사율에 악영향을 준다. 이러한 문제를 해결하기 위해 물고기의 성장도를 자동화하기 위한 시스템 FGRS(Fish Growth Regression System)를 제안한다. FGRS는 두 개의 모듈로 구성된다. 첫째는 Yolo v8 기반의 물고기를 디텍팅하는 모듈이고, 둘째는 물고기 영상 데이터를 CNN 기반의 신경망 모델을 이용하여 물고기의 성장도를 예측하는 모듈로 구성된다. 시뮬레이션 결과 학습전에는 예측 오차가 평균 134.2일로 나왔지만 학습 이후 평균 오차가 39.8일 까지 감소했다. 본 논문에서 제안한 시스템을 이용해 생육일을 예측하여 물고기의 성장예측을 활용해 양식장에서의 자동화에 기여할 수 있고, 많은 노동력 감소와 비용 절감 효과를 가져 올 수 있을 것이라 기대한다.

• 농업과학연구
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• 제50권4호
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• pp.629-643
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• 2023

The purpose of this study was to examine the effectiveness and efficiency of a policy by comparing and analyzing the impact of the rice market isolation system and production adjustment system (strategic crops direct payment system that induces the cultivation of other crops instead of rice) on rice supply, rice price, and government's financial expenditure. To achieve this purpose, a rice supply and demand forecasting and policy simulation model was developed in this study using a partial equilibrium model limited to a single item (rice), a dynamic equation model system, and a structural equation system that reflects the casual relationship between variables with economic theory. The rice policy analysis model used a recursive model and not a simultaneous equation model. The policy is distinct from that of previous studies, in which changes in government's policy affected the price of rice during harvest and the lean season before the next harvest, and price changes affected the supply and demand of rice according to the modeling, that is, a more specific policy effect analysis. The analysis showed that the market isolation system increased government's financial expenditure compared to the production adjustment system, suggesting low policy financial efficiency, low policy effectiveness on target, and increased harvest price. In particular, the market isolation system temporarily increased the price during harvest season but decreased the price during the lean season due to an increase in ending stock caused by increased production and government stock. Therefore, a decrease in price during the lean season may decrease annual farm-gate prices, and the reverse seasonal amplitude is expected to intensify.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권1호
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• pp.9-18
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• 1999

오하이오 중부에서 풍속이 0.5m.s$^{-1}$인 경우는 매우 드물었으며, 5년 평균 풍속은 약 2.5 m.s$^{-1}$인 것으로 나타났다. 최고 기온이 35t인 오하이오주의 대표적인 여름에 온실 내의 여섯 곳에서 측정된 기온의 최대범위는 1.7$^{\circ}C$, 온실 내외 기온의 최대차는 3.5$^{\circ}C$인 것으로 나타났다. CFD 모델에서의 온도 분포를 분석한 결과, 온실의 환기 회수가 0.9 회/분 이상일 때 실내 공기가 외부 기온을 2.8$^{\circ}C$이상 초과하는 경우는 없었던 것으로 예측되었다. 풍향과 풍속에 따라서 각각의 환기구들의 효율성이 영향을 받는 것으로 나타났으며, 특히 환기창을 통해 유입되는 강한 바람에 의하여 발생하는 공기의 소용돌이들은 지붕창들의 효율성에 많은 영향을 미치는 것으로 예측되었다. CFD model은 서쪽에서와 동쪽에서 불어오는 바람이 각각 2.1 m.s$^{-1}$와 3.5 m.s$^{-1}$이상일 때 이 연동형 온실은 적정한 자연 환기량을 취할 수 있다고 예측하였다. 측면창 바로 옆에 위치한 식물군과 벤취에 의해 측면창을 통한 자연적인 공기의 유입이 방해를 받기 때문에, 바람이 서쪽에서 불어올 때 식물군이 없을 때보다 평균 12%의 환기량의 감소 결과를 가져오는 것으로 예측되었다. 식물군은 공기의 유입창의 위치보다 약간 낮은 곳에 위치하여야 하며, 유입창을 너무 높이 설치하면 측면창을 통해 유입되는 공기는 가장 근접한 지붕창을 통해 대부분이 배출되는 것으로 예측되었다. 연동형 자연환기식 온실에 있어서 바람이 불어오는 쪽의 측면창들과 바람의 반대쪽을 향한 지붕창들의 혼합형이 가장 효율적인 온실 설계인 것으로 예측되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권6호
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• pp.565-572
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• 2004

전차륜느 연안역에서 큰 스케일에서의 물질수송에 대한 관점에서 보면 조류보다 더 중요한 역할을 한다. 이러한 잔차류의 주된 성분은 조석 잔차류이며, 취송류, 밀도류 등도 이 흐름을 변동시키는 중요한 인자들이다. 이러한 연안역의 흐름의 특성을 규명하기 위해서는 3차원 유동모델의 적용이 필수적이다. 본 연구는 하천으로부터 담수유입에 의한 연안수역의 성층화 구조를 다루는데 초점을 두었으며, 이를 위해 3차원 밀도류모델을 적용하여 울산만의 유동을 재현하고, 담수유입에 의한 성층화 구조를 규명하였다. 그 결과 울산만과 같이 담수유입이 존재하는 반폐쇄 하구에서는 표층에서는 만외로 유출하고, 저층에서는 만내로 유입하는 흐름이 발생하였다. 또한 만내방향으로의 바람이 존재하는 경우에는 표층에서는 만내로 유입하는 흐름이, 저층에서는 이에 대한 보상류로 만외로 유출하는 흐름이 발생하는 것을 알 수 있었다. 이러한 해수유동결과는 해양목장 조성을 위한 인공어초투하, 연안표사 제어를 위한 잠제건설, 해저산맥 조성 등으로 인한 연직방향으로의 용승현상에 대한 규명이나 심층수 활용을 위한 기초연구에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• 대기
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• 제15권2호
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• pp.75-90
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• 2005

이 연구에서는 지면-대기 모수화 방안 (BATS1e)이 접합된 미국 국립기상연구센터 (NCAR)에서 개발한 지역기후모델(RegCM2)을 이용하여 지면피복의 변화가 동아시아 여름몬순에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 지면피복 변화의 영향을 분석하기 위하여 두 종류의 지면피복 자료를 이용하였다. 하나는 NCAR에서 제공하는 지면피복 자료 (CTL 실험)이고 다른 하나는 최근의 기상위성자료로부터 직접 분류한 고해상도 지면피복분류 자료(LCV 실험)이다. CTL 실험에서는 중국 중부지역과 몽고지역의 지면온도가 각각 약 $1-3^{\circ}C$ 높고 낮게 모의되었다. 또한 모의 영역 북부지역에서는 강수가 과다하게 모의된 반면 모의영역 남부 바다지역의 강수는 과소하게 모의되었다. 지면피복 변화에 의한 알베도, 거칠기 길이 및 최소기공저항계수와 같은 지면의 생물리적 요소들의 변화는 지면-대기 상호작용을 변경시켰다. 즉, 지면피복이 낙엽활엽수림에서 농지와 관계농지로 변경된 LCV 실험의 중국 중부지역에서는 잠열 속과 풍속이 현저하게 증가되었다. 그 결과 CTL 실험에서 나타났던 중국 중부지역에서의 온난편차가 LCV 실험에서는 대부분 완화되었다. 중국 중부지역에서의 강한 기온 하강은 태평양과 대륙사이의 기압 차를 약화시키고 있다. 남동에서 북서방향으로의 기압경도력이 약화됨에 따라 중국 남부와 남중국해로부터 북동쪽으로의 수증기 수송도 약화되었다. 이러한 수증기 수송의 변화는 모의 영역 북부지역에서의 과다한 강수 모의와 남중국해에서의 과소한 강수모의를 동시에 크게 완화시켰다. 그러나 지면피복의 변화는 특히 7월과 8월에 한반도와 일본 열도 지역에서의 강수를 크게 증기시키고 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.281-294
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• 2015

해상 풍력발전체 최적설계에 필요한 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭 생성기작을 규명하기 위해 5MW급 해상풍력 발전체를 대상으로 1/50 scale로 수리모형실험을 수행하였다. 해상풍력 발전체의 하부구조물은 시공이 용이하여 가장 선호되는 mono pile로 선정하였다. 돌풍은 Kaimal 스펙트럼과 상호스펙트럼에 기초한 Monte carlo 모로 재현하였으며, 모의결과를 토대로 순간 최대풍속은 10 m/s로 조정하였다. 파고는 해상풍력 시범단지가 예정되어있는 우리나라 서해안 해역의 파황을 고려하여 $H_s=0.1m$, 0.15 m, 0.2 m로 선정하였다. 수리모형실험 결과, 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭은 해역이 거칠수록 보다 확연하게 관측되었으며, 이러한 결과는 해수면 요철로 인해 대기와 해수면의 경계에서 출현하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작이라는 우리의 추론을 뒷받침한다.