• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.339-344
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• 2005

A PEMFC system model for FCEV was constructed and simulated numerically to examine the heat/water flow of the system and air/fuel humidification process for various operation conditions (ambient pressure /temperature/humidity, operating temperature, power load). We modeled PEMFC stack which can generate maximum electricity of about 80 kW. This stack consists of 400 unit cells and each unit cell has $250cm^2$ reacting area. Uniform current density and uniform operating voltage per each cell was assumed. The results show the flow characteristics of heat and water at each component of PEMFC system in macro-scale. The capacity shortage of the radiator occurred when the ambient was hot $(over\;40^{\circ}C)$ and power level was high (over 50 kW). In spite of some heat release by evaporation of water in stack, heat unbalance reached to 20kW approximately in such a severe operating condition. This heat unbalance could be recovered by auxiliary radiators or high speed cooling fan with additional cost. In cold environment, the capacity of radiator exceeded the net heat generation to be released, which may cause a problem to drop the operating temperature of stack. We dealt with this problem by regulating mass flow rate of coolant and radiator fan speed. Finally, water balance was not easily broken when we retrieved condensed and/or unused water.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.58-58
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• 2011

The Texas Commission on Environmental Quality(TCEQ) WAM(Water Availability Modeling) System consists of the generalized Water Rights Analysis Package(WRAP) river/reservoir system water management simulation model, 22 sets of WRAP hydrology and water rights input files for the 23 river basins of Texas, geographic information system tools, and other supporting databases. The WRAP/WAM modeling system, as routinely applied since the late 1990s, has not included consideration of water quality. Recently developed WRAP-SALT(Water Rights Analysis Package) is designed primarily for computing concentration frequency statistics and supply reliability indices at locations of interest in a river system for alternative water development and management scenarios. Though motivated primarily by natural salt pollution, WRAP-SALT water quality modeling features are applicable to essentially any conservative water quality constituent. The Brazos River studies discussed in this paper focus on total dissolved solids, though the available observed data also includes chloride and sulfate which can be modeled as individual constituents. The WRAP-SALT salinity input file contains loads or concentrations of salinity inflows during each month of the hydrologic period-of-analysis and reservoir storage at the beginning of the simulation. The WRAP-SALT model computes salt loads and concentrations for each control point of a river/reservoir system for inflows and outflows during the month and end-of-month reservoir storage for each month of the hydrologic period-of-analysis, for given loads entering the system. River reaches connect control points. The mass balance algorithms proceed from upstream to downstream, with outflow from one river reach contributing to inflow to the next downstream reach. In a given month, for each control point in sequence, the inflow loads are first computed. Loads and concentrations of outflows and reservoir storage at the control point are then determined. Complete mixing during the month is assumed at locations without reservoir storage.

• 환경영향평가
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• 제10권3호
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• pp.211-221
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• 2001

Recognizing interaction between the environment and humans, the EIA(environmental impact assessment) movement has sought to promote more environmentally sound and informed decisions for the sake of human welfare. Therefore, most EIA programs require the consideration of human health impacts. Yet relatively few EIA documents adequately address those impacts. This study was carried out to investigate the role of EIA for reuniting the environment and human health, for preventing and reducing significant health risks, and for improving human health impact assessment by means of risk assessment. Risk assessment consists of 4 components; hazard identification, dose-response assessment, exposure assessment and risk characterization. Since most people spent their times in indoor, indoor air quality modelling can be used in exposure assessment and risk assessment. In this study, indoor $NO_2$ concentration and personal $NO_2$ exposure were estimated by Box Model using mass balance equation and time weighted average, respectively. The estimated indoor $NO_2$ concentration and the personal $NO_2$ exposure were compared by those measured, respectively. Subsequntly, health effect was assessed with these results. Consequently, exposure assessment and risk assessment using indoor air quality model may be considered to be applicable to EIA.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권8호
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• pp.761-772
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• 2008

본 연구의 목적은 수공학 분야에서 수치해석이 난해한 문제를 해결하기 위한 모형을 개발하고, 해석해가 존재하는 다양한 수치실험, 즉 하상과 하폭이 함께 변하는 점변부정류 조건에서의 검증, 하상경사가 변화하는 세가지 정상상태 조건의 문제, 그리고 해석해가 있는 마찰하상에 적용함으로써 개발된 모형의 적용성을 검증하기 위한 것이다. 모형의 지배방정식은 보존 법칙을 만족하는 Saint-Venant 적분형 방정식이며, Riemann 해법에 의한 유한체적법이 사용되었다. 질량 및 운동량의 흐름율 계산에 HLL Riemann 근사해법이 사용되었고, 시간-공간에서 2차정확도를 위하여 MUSCL-Hancock 기법이 사용되었다. 본 연구에서는 비선형의 흐름율과 생성항과의 균형을 위하여, 중력과 흐름방향 하폭의 변화로 인한 정수압력에 의한 생성항을 차분하는 새롭고 간편한 기법을 소개하였다. 수치실험 모의결과는 개발된 모형이 생성항을 포함한 다양한 흐름조건에서 정확하고, 견고하며, 매우 안정적임을 보여주고, 또한 수공학 분야에서 일차원 적용에 적합한 모형임을 보여준다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.151-157
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• 2005

본 연구에서는 퇴적물에서 일어나는 유기물 분해과정 중 이용된 전자 수용체와 분해과정에서 생산된 환원 물질의 농도 변화를 적절히 파악하고 정량화하기 위한 수치모델을 개발하였다. 퇴적물에 서식하는 미생물이 전자 수용체를 이용하여 유기물을 분해하는 반응들은 전자 수용체의 종류에 따라서 다음과 같이 6가지 형태로 구분 할 수 있다: (1) 호기성 분해(Aerobic Respiration), (2) 탈질(Denitrification), (3) 망간 환원(Manganese Reduction), (4) 철 환원(Iron Reduction), (5) 황산염 환원(Sulfate Reduction), (6) 메탄 환원(Methanogenesis). 이와 같은 6가지 반응은 양론(Stoichiometry)적으로 표현되어지며, 여기에 관여하는 3개의 고형물질(침전성 유기물질, manganese oxides, iron oxides)과 8개의 용존물질 (oxygen, nitrate, sulfate, ammonia, dissolved manganese, dissolved iron, sulfide, methane)의 움직임은 1차원 물질수지 방정식으로 모델에서 재현되어졌다. 퇴적물에서 미생물에 의한 유기물 분해 반응은 Monod 반응식을 이용하여 간단히 표현되어졌다. 퇴적물에 포함된 물질들에 대한 물질수지 방정식들은 Monod 반응식에 포함된 비선형성을 제거하기 위해서 다단계의 반복적인 수치해석법에 의해 안정적인 해를 구할 수 있었다. 모델의 타당성을 검토하기 위하여 Sweert et al.(1991a)이 Netherland의 Veluwe 호수의 퇴적물에서 조사한 자료에 모델결과를 비교하였고, 결과로써 산출된 전자 수용체와 환원 물질의 수직적 분포형태는 관측간과 비교적 잘 부합하였다. 그러나 모델을 통하여 예측된 $NH_4^+$의 농도는 측정된 농도보다 훨씬 낮은 것이 관찰이 되었는데, 이는 모델에서 유기물질을 표현할 때 사용한 Redfield의 유기물식이 본 연구에 적용된 퇴적물에서의 높은 질소 함유율을 적절히 표현하지 못한 결과로 해석되어 질 수 있다. 퇴적물 깊이에 따른 전자 수용체와 환원된 물질의 분포변화는 중금속의 재용출과 생물이용도를 조절하는 주요인이 되기 때문에, 이 연구에서 개발된 수치모델은 퇴적물에서 일어나는 미량 오염 물질의 거동을 파악하기 위해 유용하게 사용되어질 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권4호
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• pp.197-203
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• 2015

최근 들어 미세먼지에 의한 건강위해성에 대한 많은 문제가 지적되고 있다. 따라서 서울지역은 미세먼지를 줄이기 위한 합리적인 대책과 해결방안이 시급한 실정이다. 미세먼지의 악영향을 줄이기 위해서 우선 미세먼지의 구성성분 중 비율이 가장 많은 이온성분에 대한 명확한 해석이 선결되어야 하고, 이를 바탕으로 미세먼지의 특성을 파악하여 효과적인 저감 대책 수립 및 실천이 진행되어야 한다. 미세먼지 중 이온성분에 대한 물리화학적 특성을 해석하기 위하여 먼저 서울지역에서 미세먼지를 필터에 채취하고 이온성분 분석을 하였다. 그리고 이온크로마토그래피(IC)로 분석이 되지 않는 수소이온($H^+$)과 탄산이온${CO_3}^{2-}$)은 pH와 음이온과 양이온의 당량비 차이로 농도를 추정하였다. 질량수지를 기본원리로 하는 수학적 모델링 적용 결과 음이온과 양이온의 결합형태를 도출할 수 있었다. 미세먼지의 결합에 사용된 이온은 IC로 분석한 8개 이온과 추가로 해석한 $H^+$, ${CO_3}^{2-}$이며, 본 연구에서 나온 존재형태는 $NH_4Cl$, $NH_4NO_3$, $CaSO_4$, $(NH_4)_2SO_4$, $NaNO_3$, NaCl, $Na_2CO$, 그리고 $(NH_4)_2CO_3$ 등이 주를 이루고 있는 것으로 추정되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권3호
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• pp.545-552
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• 2018

지반접지선은 남극 빙하 및 빙붕의 취약성을 나타내는 가장 핵심적인 척도로 물질균형의 증거로 사용된다. 본 연구에서는 SAR와 레이더 고도계 위성을 이용하여 빙하와 빙붕의 고해상도 수치고도모델을 제작하고, 이를 이용하여 동남극의 Campbell 빙하의 지반접지선의 위치를 추정하고 시공간적 변화를 관찰하였다. 2013년 6월 21일과 2016년 9월 10일에 획득된 TanDEM-X 와 TerraSAR-X 자료와 촬영날짜 대비 15일 이내의 CryoSat-2 레이더 고도계 자료의 조합을 이용하여 고해상도 수치고도모델을 제작 후 지반접지선을 추정하였으나 3년 동안 큰 변화를 관찰하지 못하였다. 지반접지선 추정 시 사용된 얼음의 평균 밀도는 정확하게 알려져 있기 않기 때문에 얼음의 밀도를 변화시킨 지반접지선의 변화를 분석하였다. DDInSAR로 추정된 지반접지선과는 공간적으로 큰 차이가 있었지만 광학위성의 표면 특징을 이용하여 추정된 지반접지선과는 얼음의 밀도가 약 $880kg/m^3$일 때 가장 유사하였다. 본 연구는 해저지형의 수직적 정확도에 따라서 결과의 신뢰도가 변할 수 있지만 얼음의 지반접지선 지역의 유체정역학적 얼음 두께가 더욱 큰 영향을 끼칠 것으로 고려되며 동일한 오차를 포함한 두 시기의 지반접지선을 비교하였기 때문에 상대적 변화는 의미가 있다고 고려된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권3호
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• pp.302-313
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• 2008

본 연구는 포항지역 대기 중 PM$_{2.5}$의 물리 화학적 성분들의 농도분포특성을 파악하여 PM$_{2.5}$에 대한 배출원 기여도를 정량적으로 추정하고 PM$_{2.5}$농도 변동에 영향을 미치는 배출원을 알아보고자 하였다. 시료채취지점은 포항지역 내의 대조적인 두 지점인 공업지역과 주거지역에서 각 1개 지점을 선정하였다. 시료채취는 2003년 3월부터 12월에 걸쳐서 계절별 10$\sim$15일 동안 고용량공기시료채취기를 이용하여 24시간 연속 채취였다. PM$_{2.5}$ 시료에 함유된 화학성분들은 산추출하여 ICP와 이온크로마토그래피로 분석하였다. PM$_{2.5}$의 전체평균은 공업지역이 36.6 $\mu$g/m$^3$, 주거지역에서 30.6 $\mu$g/m$^3$로 나타났다. 계절별로는 두 지점 모두 봄철에 가장 높은 농도를 보이고 있으며 다음으로 겨울철, 가을철, 여름철의 순으로 나타났다. 두 측정지점에서 PM$_{2.5}$ 중 가장 많이 함유된 화학성분들은 이차생성입자를 형성하는 성분인 NO$_3^-$, SO$_4^{2-}$으로 나타났으며 각각의 농도는 공업지역에서 4.2 및 8.6 $\mu$g/m$^3$, 주거지역에서 3.7 및 6.9 $\mu$g/m$^3$로 나타났다. 반면, 공업지역에서는 Fe, Mn, Cr 등의 금속성분 농도가 주거지역에 비해 상당히 높게 나타나 공업지역이 철강산업의 영향을 반영하고 있는 것으로 추측된다. 포항지역 대기 중 PM$_{2.5}$의 농도 변동에 미치는 주요 영향인자를 파악하기 위하여 주성분 분석 및 다중회귀분석을 실시한 결과, 공업지역과 주거지역에서 가장 중요한 변수는 도로 비산먼지와 이차생성입자인 것으로 나타났으며, 이들 변수의 변동이 전체 PM$_{2.5}$ 농도변동에 가장 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 또한 포항지역 PM$_{2.5}$에 대한 주요 발생원의 기여도를 평가하기 위하여 CMB 모델링을 수행한 결과 공업지역의 경우 기여도가 큰 발생원은 토사 및 도로상의 비산먼지로 나타났고 그 다음으로 이차생성입자, 자동차, 해염입자, 금속산업의 순을 보였으며 주거지역도 이와 유사한 양상을 보였다. 이와 같은 결과를 토대로 국내에서 측정된 먼지시료를 대상으로 CMB 모델링 수행 시 그 적용한계성과 문제점 등을 고찰하였다.

• 한국환경보건학회:학술대회논문집
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• 한국환경보건학회 2005년도 국제학술대회
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• pp.293-298
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• 2005

Indoor air quality can be affected by indoor sources, ventilation, decay and outdoor levels. Although technologies exist to measure these factors, direct measurements are often difficult. The purpose of this study was to develop an alternative method to characterize indoor environmental factors by multiple indoor and outdoor measurements. Indoor and outdoor NO$_2$ and VOCs(benzene, toluene, xylene) concentrations were measured every 3 days for 60 consecutive days in 30 houses in Seoul, Asan and Daegu, Korea. Using a mass balance model and regression analysis, penetration factor (ventilation rate divided by the sum of ventilation rate and deposition constant) and source strength factor (source strength divided by the sum of ventilation rate and deposition constant) were calculated using multiple indoor and outdoor measurements. Subsequently, NO$_2$ and VOCs source strengths (ppb/hr) and deposition constant (K, hr$^{-1}$) were estimated. Deposition constants of NO$_2$, toluene and xylene were 0.98 ${\pm}$ 0.28, 0.71 ${\pm}$ 0.24 and 0.74 ${\pm}$ 0.53 hr$^{-1}$, respectively. Source strengths of NO$_2$, toluene and xylene were 16.28 ${\pm}$ 7.47,31.25 ${\pm}$ 38.45 and 23.45 ${\pm}$ 19.67 ppb/hr, respectively In conclusion, indoor environmental factors were effectively characterized by this method using multiple indoor and outdoor measurements.

• 한국대기환경학회지
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• 제17권2호
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• pp.119-131
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• 2001

A total of 328 ambient PM-10 samples was collected by a PM-10 high volume air sampler during the periods of February 1997 to February 1999 from Kyung Hee University at Suwon Campus. The samples were analyzed for their bulk chemical compositions(Cu, Fe, Pb, Zn, Al, $Na^{+}$, $NH_{4}^{+}$, $K^{+}$, $Ca^{2+]$, $Mg^{2+}$, $Cl^{-}$, $NO_{3}^{-}$, and $SO_{4}^{2-}$ by both an atomic absorption spectrophotometer and an ion chromatograph. The purpose of this study was t develop a receptor methodology for quantitative assessment of PM-10 sources. The data obtained from this study were ex-tensively examined using the target transformation factor analysis(TTFA) and the chemical mass balance (CMB). When TTFA was initially applied seasonal basis. five sources(such as automobile-related, sulfate-related, incine-ration, soil and combustion-related) were identified both during winter and fall. Since the total number and the type of sources were resolved by TTFA for the four seasons, CMB was employed to cross-check the results of TTEA. The total of six source categories identified by TTEA was intensively investigated on the basis of source profiles acquired from various source libraries established both in Korea and abroad. The results of this study showed the applicability of two popular receptor models as a new methdology for quantitative assessment PM-10 sources in Korea. Seasonally segmented data sets with the combined application of TTFA and CMB yielded a physically reasonable source apportionment result and provided a mean to increase the number of potential sources. Furthermore, this study suggested the possibility of the CMB application to ambi-ent data from Korea after identifying potential sources through traditional factor analysis.