• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.601-610
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• 2020

최근, 세계적인 기후변화로 인하여 여름철마다 가뭄으로 인한 피해는 점점 심각해지는 상태이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 산간오지에는 고정(콘크리트)보가 아닌 수위조절이 가능한 가동보가 설치되고 있다. 기존의 가동보 구동방식은 시설관리 및 인력소모로 인해 고가의 운용비용이 발생하여 운용상 어려움을 겪고 있다. 또한, 가동보는 대부분 전력계통과 연계하여 사용하고 있으므로 오지에 설치되는 경우, 전력계통 연계비용에 대한 부담이 증가하고 운용비용도 상승하는 문제점이 발생되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 가동보(공압식)에 공급되는 기존의 전원을 태양광모듈과 리튬이온전지를 이용한 자연에너지 전원공급시스템으로 대체하는 최적 운용알고리즘과 리튬이온전지의 SOC(state of charge) 평가 알고리즘을 제시한다. 또한, 전력계통의 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 50kW 전원공급시스템의 모델링을 수행하여, 독립운전모드와 계통연계운전모드에서 안정적으로 운용되고 있음을 확인하고, 투자비용에 대한 편익을 분석하여 상용화 가능성을 제시한다.

• 상하수도학회지
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• 제33권1호
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• pp.17-29
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• 2019

This study developed prediction models of chlorine bulk decay coefficient by each condition of water quality, measuring chlorine bulk decay coefficients of the water and water quality by water purification processes. The second-reaction order of chlorine were selected as the optimal reaction order of research area because the decay of chlorine was best represented. Chlorine bulk decay coefficients of the water in conventional processes, advanced processes before rechlorination was respectively $5.9072(mg/L)^{-1}d^{-1}$ and $3.3974(mg/L)^{-1}d^{-1}$, and $1.2522(mg/L)^{-1}d^{-1}$ and $1.1998(mg/L)^{-1}d^{-1}$ after rechlorination. As a result, the reduction of organic material concentration during the retention time has greatly changed the chlorine bulk decay coefficient. All the coefficients of determination were higher than 0.8 in the developed models of the chlorine bulk decay coefficient, considering the drawn chlorine bulk decay coefficient and several parameters of water quality and statistically significant. Thus, it was judged that models that could express the actual values, properly were developed. In the meantime, the chlorine bulk decay coefficient was in proportion to the initial residual chlorine concentration and the concentration of rechlorination; however, it may greatly vary depending on rechlorination. Thus, it is judged that it is necessary to set a plan for the management of residual chlorine concentration after experimentally assessing this change, utilizing the methodology proposed in this study in the actual fields. The prediction models in this study would simulate the reduction of residual chlorine concentration according to the conditions of the operation of water purification plants and the introduction of rechlorination facilities, more reasonably considering water purification process and the time of chlorination. In addition, utilizing the prediction models, the reduction of residual chlorine concentration in the supply areas can be predicted, and it is judged that this can be utilized in setting plans for the management of residual chlorine concentration.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.93-104
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• 2021

최근 기후변화로 인해 국내 저수지 중 가장 큰 개소수를 차지하고 있는 농업용 저수지의 안정적인 용수공급이 중요해지고 있다. 그러나 현재 사용하고 있는 농업용 저수지의 유입량 산정모형인 DIROM 모형은 매개변수 산정을 위해 1980년대에 개발된 회귀식을 현재까지 사용하고 있다. 우리나라의 강우 및 유출 특성이 변화함에 따라 본 연구에서는 최근 수문자료 관측을 시작한 일부 농업용 저수지를 대상으로 실측 수문자료 및 유전자 알고리즘을 이용하여 DIROM 모형의 매개변수를 최적화하고, 그 결과를 평가하고자 하였다. 그 결과 기존의 매개변수를 적용한 결과에 비하여 최적 매개변수를 적용하였을 때 실측 유입량과의 차이가 약 80% 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 평균적으로 상관계수는 0.64로 증가하였고, 평균제곱근오차는 28.2 × 103 ㎥로 감소하였다. 최적 매개변수를 사용하여 장기유출모의를 하는 것이 실측 유입량에 좀 더 근접하게 모의 할 수 있음을 확인하였다. 본 연구 결과 장기적으로 관측된 실측 수문자료를 활용하게 된다면 좀 더 정확도 높은 유입량을 모의할 수 있으며, 미계측 농업용 저수지에서의 안정적인 용수공급 분석에 도움이 될 것이라 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권1호
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• pp.19-26
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• 2010

이온교환막 연료전지는 전세계적인 에너지 고갈 문제와 온실효과에 대한 대응책의 하나이다. 특히, 이온교환막 연료전지는 전기화학반응에 의해 전기를 생산함과 동시에 열을 발생하기 때문에 가정용으로 적용하기에 적당하다. 가정용 연료전지의 열관리 목적은 연료전지가 최적조건에서 운전할 수 있도록 적절히 온도를 제어해 주는 것으로, 본 연구에서는 부하 변화 시 가정용 연료전지 시스템의 응답 특성과 열관리 특성을 알아보기 위한 해석 모델을 개발하였다. 열관리 해석 모델은 연료전지의 온도를 조절하기 위한 펌프와 열교환기로 구성된 1차측, 주택에 온수를 공급하기 위한 탱크와 펌프 계통의 2차 측으로 구성되었다. 부하를 순차적으로 증가시킬 때와 감소시킬 때를 구분하여 열관리 계통의 응답특성 을 확인하였다. 결과적으로 탱크의 초기 승온에 많은 시간이 소요되기 때문에 부하를 다단으로 오랜 시 간 동안 서서히 증가시키면서 시스템 응답 특성을 확인하였다. 또한, 본 연구에서는 가정용 연료전지의 부하 변화시의 열관리 특성을 고려한 운전 전략에 대해서도 조사하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권9호
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• pp.1235-1242
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• 2005

A district heating(DH) system supplies environmentally-friend heat and is appropriate for reduction of energy consumption and/or air pollutions. The DH transmission pipe, composed of supply and return pipes, has been used to transmit the heat and prevent heat loss during transportation. The two types of pipes are operated at a temperature of $75\~115^{\circ}C\;and\;40\~65^{\circ}C$, respectively, with an operating pressure of less than 1.568MPa. The objectives of this paper are to systematize data processing of transition temperature and investigate its effects on fatigue life of DH pipes. For the sake of this, about 5 millions temperature data were measured during one year at ten locations, and then available fatigue lift estimation schemes were examined and applied to quantify the specific thermal fatigue life of each pipe. As a result, a relational database management system as well as reliable fatigue lift evaluation procedures is established for Korean DH pipes. Also, since the prototypal evaluation results satisfied both cycle-based and stress-based fatigue criteria, those can be used as useful information in the future fer optimal design, operation and energy saving via setting of efficient condition and stabilization of water temperature.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1183-1193
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• 2021

Low flow는 하천수의 공급관리 및 계획, 관개용수 등 다양한 분야에 영향을 미친다. 이러한 유황곡선을 산정하기 위해서는 30년 이상의 충분한 기간의 유량자료의 확보가 필수적이다. 하지만 국가하천 단위 이하의 하천의 경우 장기간의 유량자료가 없거나 중간에 일정기간 동안 결측된 관측소가 있어 하천별 유황 곡선을 산정하기에 한계가 있다. 이에 과거에는 미계측 유역의 유황을 예측하기 위해 다중회귀분석(Multiple Regression Analysis), ARIMA 모형 등 통계학적 기반의 기법들을 사용하였지만, 최근에는 머신러닝, 딥러닝 모형의 수요가 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 최신 패러다임에 맞는 머신러닝 기법인 DNN기법을 제시한다. DNN기법은 ANN기법의 단점인 학습과정에서 최적 매개변수 값을 찾기 어렵고, 학습시간이 느린 단점을 보완한 방법이다. 따라서 본연구에서는 DNN 모형을 이용하여 미계측 유역에 적용 가능한 유황곡선을 산정하고자 한다. 먼저, 유황곡선에 영향을 미치는 인자들을 수집하고 인자들 간의 다중공선성 분석을 통해 통계적으로 유의한 변수를 선정하여, 머신러닝 모형에 입력자료를 구축하였다. 통계적 검증을 통해 머신러닝 기법의 효용성을 검토하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제50권5호
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• pp.369-382
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• 2017

Accurate and optimal water supply to cereal crop is critical in growing stalks and producing maximum yields. Recently, upland crops are cultivated in paddy field soils to reduce overproduced rice in Korea. In order to increase productivity of cereal crops in paddy fields which have poor percolation and drainage properties, it is necessary to fully understand crop response to excessive soil water condition and management of soil drainage system in paddy field. The objectives of this study were to investigate effects of excessive soil water to sesame growth and to quantify stress response using groundwater levels. Two cultivars of sesame were selected to investigate; Gunbak and Areum. These sesames were planted in paddy fields located in Miryang, Gyeongnam with different soil drainage levels and drainage systems. The experiment site was divided into two plots by drainage class; very poorly and somewhat poorly drained. Two different drainage systems were applied to alleviate excessive soil water in each plot: open ditch and pipe drainage system. Soil water contents and groundwater levels were measured every hour during growing season. Pipe drainage system was significantly effective to alleviate wet injury for sesame in paddy fields. Pipe drainage system decreased average soil moisture content and groundwater level during sesame cultivation. This resulted in greater yield and lignan contetns in sesame seeds than ones from open ditch system. Comparison between two cultivars, Gunbak had greater decrease in growth and yield by excessive soil water and high groundwater level than Areum. Seed components (lignan) showed decrease in seeds as soil water increased. When soil moisture content was greater than 40%, lignan content tended to decrease than ones from less soil moisture content. Based on these results, pipe drainage system would be more effective to reduce wet injury to sesame and increase lignan component in paddy field cultivation.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권4호
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• pp.492-496
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• 2012

시설재배 참외재배시 적정 관비액 농도조성 결정을 위하여 질소, 인산, 칼리 3요인에 대한 참외 수량반응에 대하여 반응표면분석을 실시한 결과 최대 수량을 나타내는 관비액 농도는 질소 $108.3mg\;L^{-1}$, 인산 $54.8mg\;L^{-1}$, 칼리 $158.3mg\;L^{-1}$으로 조사되었고 참외의 최대수량은 $2,966.8kg\;10a^{-1}$으로 분석되었다. 관행재배에 비하여 관비재배시 인산흡수량 증가는 없었으나, 질소 관비처리시 관비재배 처리구에 비해 약 33.3%의 질소흡수량 증가가 있었으며 (p < 0.001), 칼리의 경우 관비 처리구는 약 15.7%의 칼리흡수량 증가가 있었다 (p < 0.01). 참외의 수량도 관비재배 처리구에서 $2,678{\pm}75.50kg\;10a^{-1}$으로 관행처리구 $2,177{\pm}63.01kg\;10a^{-1}$보다 23% 정도 증수되었으며 (p<0.001), 관비처리와 관행처리간 토양화학성 차이는 없었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.427-434
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• 2023

굴은 패류 양식생산량 중 가장 큰 비율(평균 76%)을 차지하는 중요한 양식생물이다. 본 연구에서는 자란만의 굴 양식장에 대해, 수온, 염분, 해수 유동, DO, SS, Chl.a를 어장적지평가 인자로 활용한 서식지 적합 지수(Habitat Suitability Index, HSI)를 산정하여 최적 서식지를 탐색하였다. 조사결과 만 입구가 넓고 해수 유속이 빠르게 나타난 대상해역 남동쪽에서 만 내측으로 갈수록 적합한 서식지로 나타났고, 굴의 생산량과 본 연구의 HSI는 0.710(p<0.05)의 유의한 상관성을 보였다. 만 내의 원활한 해수 교환으로 먹이공급 등 양식생물 성장에 도움을 주는 해수 유동은 굴 생산량과 높은 상관성(0.709, p<0.05)을 보여 Chl.a보다 서식 적합도에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 양식장 재배치 등 효율적인 연안어장 보전, 이용과 관리에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.