• Wind and Structures
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• 제27권1호
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• pp.11-27
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• 2018

The straight-cone steel cooling tower is a novel type of structure, which has a distinct aerodynamic distribution on the internal surface of the tower cylinder compared with conventional hyperbolic concrete cooling towers. Especially in the extreme weather conditions of strong wind and heavy rain, heavy rain also has a direct impact on aerodynamic force on the internal surface and changes the turbulence effect of pulsating wind, but existing studies mainly focus on the impact effect brought by wind-driven rain to structure surface. In addition, for the indirect air cooled cooling tower, different additional ventilation rate of shutters produces a considerable interference to air movement inside the tower and also to the action mechanism of loads. To solve the problem, a straight-cone steel cooling towerstanding 189 m high and currently being constructed is taken as the research object in this study. The algorithm for two-way coupling between wind and rain is adopted. Simulation of wind field and raindrops is performed with continuous phase and discrete phase models, respectively, under the general principles of computational fluid dynamics (CFD). Firstly, the rule of influence of 9 combinations of wind sped and rainfall intensity on flow field mechanism, the volume of wind-driven rain, additional action force of raindrops and equivalent internal pressure coefficient of the tower cylinder is analyzed. On this basis, the internal pressures of the cooling tower under the most unfavorable working condition are compared between four ventilation rates of shutters (0%, 15%, 30% and 100%). The results show that the 3D effect of equivalent internal pressure coefficient is the most significant when considering two-way coupling between wind and rain. Additional load imposed by raindrops on the internal surface of the tower accounts for an extremely small proportion of total wind load, the maximum being only 0.245%. This occurs under the combination of 20 m/s wind velocity and 200 mm/h rainfall intensity. Ventilation rate of shutters not only changes the air movement inside the tower, but also affects the accumulated amount and distribution of raindrops on the internal surface.

• Wind and Structures
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• 제30권4호
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• pp.433-450
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• 2020

The strong turbulence characteristic of typhoon not only will significantly change flow field characteristics surrounding the large-scale wind turbine and aerodynamic force distribution on surface, but also may cause morphological evolution of coast dune and thereby form sand storms. A 5MW horizontal-axis wind turbine in a wind power plant of southeastern coastal areas in China was chosen to investigate the distribution law of additional loads caused by wind-sand coupling movement of coast dune at landing of strong typhoons. Firstly, a mesoscale Weather Research and Forecasting (WRF) mode was introduced in for high spatial resolution simulation of typhoon "Megi". Wind speed profile on the boundary layer of typhoon was gained through fitting based on nonlinear least squares and then it was integrated into the user-defined function (UDF) as an entry condition of small-scaled CFD numerical simulation. On this basis, a synchronous iterative modeling of wind field and sand particle combination was carried out by using a continuous phase and discrete phase. Influencing laws of typhoon and normal wind on moving characteristics of sand particles, equivalent pressure distribution mode of structural surface and characteristics of lift resistance coefficient were compared. Results demonstrated that: Compared with normal wind, mesoscale typhoon intensifies the 3D aerodynamic distribution mode on structural surface of wind turbine significantly. Different from wind loads, sand loads mainly impact on 30° ranges at two sides of the lower windward region on the tower. The ratio between sand loads and wind load reaches 3.937% and the maximum sand pressure coefficient is 0.09. The coupling impact effect of strong typhoon and large sand particles is more significant, in which the resistance coefficient of tower is increased by 9.80% to the maximum extent. The maximum resistance coefficient in typhoon field is 13.79% higher than that in the normal wind field.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권4호
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• pp.279-286
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• 2020

본 논문에서는 1991년 이후 중간 강도 이상의 엘니뇨가 발생한 해의 고랭지배추의 단위면적당 생산량의 변화를 비교 분석하였다. 엘니뇨가 발생한 해 (n=12)의 고랭지배추의 전국 평균 생산량 (3,444±384kg 10a-1)은 미 발생한 해 (n=14)의 생산량 (3,722±277kg 10a-1)보다 적었으며, 통계적으로도 유의하였다 (t=2.140, p=0.042). 또한, 엘니뇨가 종료한 해의 고랭지배추의 전국 평균 생산량은 엘니뇨가 시작한 해와 엘니뇨가 미 발생한 해보다 낮은 경향을 보였고, 이 또한 통계적으로 유의한 것으로 분석되었다(df=2, f=3.874, p=0.035). 이것은 고랭지 배추 재배기간의 저온, 일조부족, 강수량 증가 현상이 1차적 원인으로 사료되나, 앞으로 엘니뇨 발생에 따른 악기상 등 각종 농업환경 변화와 고랭지배추의 생산성의 관계 등 추가 연구가 필요하다.

• 국제학술발표논문집
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• The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.525-536
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• 2009

The current residential process adheres to a traditional method of construction involving wood framing on-site on poured concrete foundations which has been widely applied in North America. A conventional residential construction process can include seventeen distinct stages ranging from stake-out to pre-occupancy inspection. The current practice possesses short comings including high construction material wastes, long scheduling timelines, adverse weather conditions, poor quality, low efficiencies and negative environmental impacts from transportation and equipment use. Over CAN $5 billion dollars was spent in the construction sector during 2007 in Canada. Previous findings in CO₂ emissions during the construction process of a conventional dwelling emphasize more than 45 tonnes of CO₂ emissions. Hence, in Alberta alone during 2007, almost 50,000 residential units would release more than two million tonnes of CO₂. These numbers demonstrate the economical and environmental impact in building construction and its relationship with CO₂ emissions. The aim of this paper is to quantify the CO₂ emissions from the current residential construction process in order to establish the baseline for CO₂ emission reduction opportunities. The quantification collection methodology will be approached by identifying the seventeen various stages of construction and quantifying the contributions of CO₂ from specific activities and their impacts of work for each stage. The approach of separating these into separate stages for collection will allow for independent opportunities for analysis from various independent contractors from the entire scope of work. The use of BIM will be implemented to efficiently quantify CO₂ emissions. Based on the CO₂ quantification baseline, emission reduction opportunities such as an industrialized construction process will be introduced that allows homebuilders to reduce the environmental and economical impact of home construction while enabling them to produce higher quality, more energy efficient homes in a safer and shorter period of time.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.203-212
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• 2005

이 연구는 e-Learning을 위한 컨텐츠를 개발하여 이를 활용한 ICT 수업을 실시하였을 때 학생들의 과학 학업 성취도와 컨텐츠 활용 ICT 수업에 대한 의견을 조사하는데 그 목적이 있다. 연구 과정은 고등학교 지구과학Ⅰ 기상단원에 관한 7차시에 대하여 실제 실험을 녹화한 동영상, 플래쉬 애니메이션등과 함께 학습핵심요소를 조합하여 컨텐츠를 개발하고, 일반계 고등학교 2개반 53명을 대상으로 1학기말 고사 성적을 분석하여 동질 집단임을 확인한 후 실험 집단과 비교 집단으로 나누어 각각 컨텐츠 활용 ICT 수업과, 전통적인 설명 위주의 강의식 수업을 실시한 후 학업 성취도 검사를 하여 분석하였고, 실험 집단에 대해서만 컨텐츠 활용 ICT 수업에 대한 의견을 조사하여 정리하였다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. -ⅷ- 학업 성취도에 미치는 효과에서 실험 집단이 비교 집단보다 평균이 향상되었으나 유의한 차이가 나타나지 않았다. 두 집단을 다시 상위 그룹과 하위 그룹으로 나누어 학업 성취도를 분석한 결과 상위 그룹 학생들의 평균이 향상되었으며, 통계적으로도 유의미한 차이가 나타났다. 그러나 하위 그룹에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 따라서 컨텐츠를 활용한 ICT 수업은 상위 그룹 학생들에게 효과적임을 알 수 있다. 또한 컨텐츠 활용 ICT 수업에 대한 의견을 묻는 설문조사 결과 컨텐츠를 활용한 ICT 수업의 흥미도, 수업 참여도, 학습 효과에 대해 대체적으로 긍정적인 반응을 보였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권4호
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• pp.366-375
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• 1998

해색 센서인 SeaWIFS의 자료를 이용하여 황사의 광학적 성질과 황사가 해색 원격탐사에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 황사가 해색에 미치는 영향을 살펴보기 위해 황사현상이 나타났던 1998년 4월 18일과 맑은 날인 4월 25일의 자료를 선택하였다. NASA 표준 대기 보정 알고리즘은 황사의 영역을 복사휘도가 너무 크거나 또는 구름의 영역으로 간주하여 황사 지역에 대한 해색 정보를 생산하지 않고 있다. 4월 18일 동아시아 해양에 도착한 황사는 에어로졸의 광학적 두께의 관점에서 상대적으로 균질한 두 부류로 구성되어 있음을 보여주었다. 즉, 에어로졸 광학적 두께가 0.8 부근에 최대의값을 갖는 강한 황사와 0.4 부근의 값을 갖는 약한 황사가 존재하였다. 즉 에어로졸 광학적 두께가 0.8 부근에 최대의 값을 갖는 강항 황사와 0.4 부근의 값을 갖는 약한 황사가 존재하였으며, 이 값들은 지상의 관측 결과와 잘 일치하였다. 지상 일기도의 분석과 경로 역추적을 통해 얻은 황사의 이동은 약한 황사 영역이 먼지 폭풍의 가장자리로부터 기원하고 있음을 암시한다. 또한, 황사와 관련된 에어로졸 광학적 두께가 큰 영역은 dir 0.2 정도의 광학적 두께를 갖는 배경 에어로졸과 매우 다름을 알 수 있다. 이러한 에어로졸의 광학적 특성은 대기 보정 변수의 도입과 더불어 황사의 영역을 정량적으로 결정할 수있음을 가능케 하고 있다. 본 논문의 결과는 대기 보정 변수와 광학적 두께의 분산 그래프에 나타나는 특징을 황사 영역을 결정할 수 있음을 보여준다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.321-334
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• 2021

일반적으로 레이더 강수량 추정에 활용되는 Marshall-Palmer 관계식은 강수현상의 계절적 변동성을 고려하지 않고 선별된 강수사상에 대하여 시공간적으로 고정된 매개변수를 적용하여 레이더 강수량을 추정하므로 실제 강수량과 추정된 레이더 강수량은 정량적인 오차가 발생할 수 있다. 이러한 제약성을 극복하고자 본 연구는 장기간 레이더 반사도 인자를 가용하여 레이더 반사도-강수량 관계식 매개변수를 Bayesian 추론기법으로 보정하고 불확실성을 정량화하여 레이더 강수량의 편의 보정을 수행하였다. Bayesian 추론기법 기반으로 추정된 레이더 반사도-강수량 관계식의 보정 매개변수는 계절성이 규명되었으며 지역적 특성이 존재하였다. Bayesian 추론기법을 통하여 산정된 레이더 강수량은 Marshall-Palmer 관계식의 과소추정 문제를 극복하고 지상 강수특성을 정량적으로 현실성 있게 재현하였다. 본 연구결과는 집중호우 발생 시 능동적인 유역단위 수자원 해석 시스템을 구축하여 국가적 레이더 자원의 가치를 향상할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.33-50
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• 2009

본 연구에서는 SLURP 장기 수문모형을 이용하여 미래기후와 예측된 토지이용자료 및 식생의 활력도를 고려한 상태에서 하천유역의 수문요소에 미치는 영향을 분석하였다. 경안천 상류유역($260.4\;km^2$)을 대상유역으로 선정하여 4개년(1999-2002) 동안의 일별 유출량 자료를 바탕으로 모형의 보정(1999-2000)과 검증(2001-2002)을 실시하였다. 모형의 보정 및 검정 결과 Nash-Sutcliffe 모형효율은 0.79에서 0.60의 범위로 $R^2$는 0.77에서 0.60의 범위로 나타났다. 미래 기후자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제공하는 A2, A1B, B1 기후변화시나리오 의 MIROC3.2 hires, ECHAM5-OM 모델의 결과 값을 이용하였다. 먼저 과거 30년 기후자료(1977-2006, baseline)를 바탕으로 각 모델별 20C3M(20th Century Climate Coupled Model)의 모의 결과 값을 이용하여 강수와 온도를 보정 한 뒤 Change Factor Method로 downscaling 하였다. 미래 기후자료는 2020s(2010-2039), 2050s(2040-2069), 2080s(2070-2099)의 세 기간으로 나누어 분석하였다. 불확실성을 줄이고자 개선된 CA-Markov기법으로 미래 토지이용을 예측하였으며, 월별 NDVI와 월평균기온간의 선형 회귀식을 도출하여 미래의 식생지수 정보를 추정하였다. 모형의 적용결과, 미래 유출량은 MIROC3.2 hires는 A1B(2080s) 시나리오에서 연 유출량이 21.4% 증가, ECHAM5-OM은 A1B(2050s) 시나리오에서 8.9% 증가하였다. 증발산량은 MIROC3.2 hires가 3%, ECHAM5-OM은 16% 증가하였다. 미래 토양수분량은 현재에 비해 약 1% 정도 증가하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제45권1호
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• pp.1-18
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• 2024

2020년 6월 여름철 중위도 동아시아 지역의 온난화가 PM_2.5 에어로졸의 생성기작에 미치는 영향을 WRF-Chem 모델에 기상과 기후 입력 자료를 적용하여 산출한 PM_2.5 에어로졸 아노말리를 통해 분석하였다. 30년(1991-2020년) 동안 동아시아 지역의 10년 단위 기온 변화 경향은 최근에 겨울보다는 여름에 온난화가 더 커지는 것으로 나타나고 있다. 동아시아 지역의 여름철 온난화는 중국 내륙의 대류권 하층에서는 저기압, 대류권 상층에서는 고기압을 발생시키고 있었다. 대류권 하층 저기압과 상층 고기압의 경계가 티베트고원으로부터 한국으로 낮아지는 지형을 따라 경사져 분포하고 있었다. 중국 동부-황해-한국의 지역에는 저기압과 더불어 북서 태평양 고기압의 발달로 동중국해로부터 온난 다습한 남서 기류가 수렴하고 있었다. 한국에서는 1973년 이래로 6월 중에는 2020년에 가장 높은 기온이 관측되었다. 한편 동아시아 지역에서 강화된 온난화는 중국 동부지역으로부터 한반도로 장거리를 이동하는 PM_2.5 에어로졸의 생성을 증가시키고 있었다. WRF-Chem (Weather Research Forecasting model coupled with Chemistry) 모델에 배출량의 변동은 고려하지 않고, 기상 및 기후 입력장(1991-2020년)만을 적용하여 산출한 PM_2.5 아노말리는 중국 동부지역으로부터 황해와 한국, 그리고 북서 태평양 지역에 걸쳐 양(+)으로 분포하고 있었다. 따라서, 2020년 6월 동아시아 지역에서 PM_2.5 질량 농도에 대한 온난화 기여도는 50% 이상이었다. 특히 PM_2.5 에어로졸이 중국 동부로부터 황해를 거쳐 한국으로 장거리 수송되는 과정에서 온난 다습한 남서 기류에 의해 황산염은 습식세정 되고 있지만 질산염은 생성이 촉진되고 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제28권4호
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• pp.121-132
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• 2023

표층 수온의 이상 고수온 현상인 해양열파는 해양생태계, 수산업, 기상 현상 등 인간 활동 및 해양 생물들에게 광범위하게 영향을 미치기 때문에 많은 해양학자들의 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 여름철 동중국해의 해양 물성 변화를 유발하는 중요한 원인인 양자강 희석수 분포가 해양열파에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다. 동중국해 표층 염분 분포는 6~8월에 양자강 희석수의 동쪽 확장으로 인해 제주도 및 대한해협까지 희석수의 영향을 받는 것을 알 수 있었고, 9월에는 양자강 희석수가 양자강 하구역에 제한적으로 존재하는 형태를 보여주었다. 여름철 해양열파 누적강도를 Empirical Orthogonal Function (EOF) 분석을 통해 분석하였다. EOF 첫번째 모드의 고유벡터와 주성분 시계열을 추출하여 양자강 희석수와 상관관계 분석을 실시한 결과, 양자강 희석수로 인해 염분이 낮은 해역과 해양열파 누적강도가 강하게 나타나는 해역의 공간 상관성이 매우 높은 음의 상관관계를 보임을 알 수 있었다. 이는 희석수로 인한 성층 강화가 해양열파의 강도 및 지속성을 증가시킬 수 있음을 보여준다. 본 연구결과는 한반도 연근해 해양열파 발생에 있어서 대기변화와 해양 환경이 모두 중요한 요인이 될 수 있음을 시사한다.