• 제목/요약/키워드: Parametric Optimization

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An Adaptive Tuned Heave Plate (ATHP) for suppressing heave motion of floating platforms

  • Ruisheng Ma;Kaiming Bi;Haoran Zuo
    • Smart Structures and Systems
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    • 제31권3호
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    • pp.283-299
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    • 2023
  • Structural stability of floating platforms has long since been a crucial issue in the field of marine engineering. Excessive motions would not only deteriorate the operating conditions but also seriously impact the safety, service life, and production efficiency. In recent decades, several control devices have been proposed to reduce unwanted motions, and an attractive one is the tuned heave plate (THP). However, the THP system may reduce or even lose its effectiveness when it is mistuned due to the shift of dominant wave frequency. In the present study, a novel adaptive tuned heave plate (ATHP) is proposed based on inerter by adjusting its inertance, which allows to overcome the limitation of the conventional THP and realize adaptations to the dominant wave frequencies in real time. Specifically, the analytical model of a representative semisubmersible platform (SSP) equipped with an ATHP is created, and the equations of motion are formulated accordingly. Two optimization strategies (i.e., J1 and J2 optimizations) are developed to determine the optimum design parameters of ATHP. The control effectiveness of the optimized ATHP is then examined in the frequency domain by comparing to those without control and controlled by the conventional THP. Moreover, parametric analyses are systematically performed to evaluate the influences of the pre-specified frequency ratio, damping ratio, heave plate sizes, peak periods and wave heights on the performance of ATHP. Furthermore, a Simulink model is also developed to examine the control performance of ATHP in the time domain. It is demonstrated that the proposed ATHP could adaptively adjust the optimum inertance-to-mass ratio by tracking the dominant wave frequencies in real time, and the proposed system shows better control performance than the conventional THP.

Numerical study of strength reduction-induced capillary rise effect for unsaturated soil

  • Shwan, Bestun J.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제31권4호
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    • pp.385-393
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    • 2022
  • Previous studies postulated insignificant capillary rise (hc) effect above the water table (Hw) for unsaturated soils. In addition, these studies utilised dry unit weight above Hw. This paper, therefore, addresses the effect of these postulations on strength where the influence of hc using a modified upper bound approach, Discontinuity Layout Optimization (UNSAT-DLO) for a simulated soil was predicted. Two different parametric studies to model passive earth pressure and bearing capacity problems are carried out to provide an insight into the effect of capillary rise on strength. Significant increase in strength, owing to unsaturated conditions, was obtained where the maximum increase was when suction slightly less or greater than the air entry suction. On the other hand, the results showed a negative effect of hc. For example, up to 8.24% decrease in passive thrust (Pp) was obtained at Hw=0 m when hc rose 1 m from 0 m. To put this into perspective, this was equivalent to a decrease of about 2° in 𝜙 at Hw=0 m and hc =0 m in order to obtain the same result at hc =1 m. For the bearing capacity problem, the effect was seen to be higher, up to 18.4% decrease in N𝛾 was obtained when hc rose from 0 m to 2.5 m at Hw =0 m. In addition, the results revealed a negative influence of assigning dry unit weight above Hw or hc.. However, considerable increase in strength was obtained when unsaturated unit weight above hc was assigned.

한국의 적정인구: 경제학적 관점 (Optimum Population in Korea : An Economic Perspective)

  • 구성열
    • 한국인구학
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    • 제28권2호
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    • pp.1-32
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    • 2005
  • 한 사회/국가의 적정인구는 '그 사회/국가의 기술, 자본, 노동 등 생산요소의 선택 가능한 경로위에서 현재와 장래의 세대에 걸쳐 사회후생수준을 극대화하는 인구경로'로 정의할 수 있다. 따라서 인구의 적정규모 또는 적정증가율은 (i)사회후생함수와 (ii)생산함수가 주어진다고 할 때 (iii)한편으로는 국민소득의 처분과정이 출산력, 교육수준, 사망력 등 인구요인과 갖는 관계, 다른 한편으로는 소득의 처분과정에 따라 달라진 인구요인이 생산함수와 연계되는 과정, 즉 인구-경제 연관관계에 따라 다르게 된다. 이 정의에 의하면 적정인구경로는 주어진 생산함수와 인구-경제 연관관계하에서 사회후생함수를 극대화하는 동태적 최적화과정으로 도출할 수 있게 된다. 이 경우 적정인구경로는 사회후생함수, 생산함순 인구-경제연관관계를 나타내는 여러 파라메타들의 함수로 나타나게 되며 이들 파라메타에 대하여 우리나라의 향후 전망치를 대입하면 우리나라의 적정인구경로가 도출될 수 있는 것이다. 본 연구는 지금까지 경제학계의 논의를 이론적 배경으로 하여 사회후생함수, 생산함수, 인구-경제연관관계를 설정하고 각 파라메타에 대한 우리나라의 실증적 전망치를 대입하여 우리나라의 적정인구경로를 추정하였다. 그 결과 우리나라의 적정인구경로는 TFR=1.81 수준인 것으로 나타났는데 편탄력도외 크기로 보았을 때 적정수준에서 TFR의 변화에 가장 민감하게 영향을 주는 변수는 육아비, 자본소득배분율, 소비율, 시간선호(할인)율, 효용의 인구탄력도의 순으로 나타났다. 그리고 적정인구에 대한 인식이 사회경제계층별로 차이가 있을 수 있는데 본 연구를 위하여 시행된 설문조사에 의하면 육아비, 시간선호(할인)율, 효용의 인구탄력도가 계층별로 큰 차이가 있음이 나타났고 이러한 차이는 우리나라의 경우 기성세대보다는 신세대, 고학력자보다는 저 학력자의 적정인구경로가 낮을 것임을 시사하고 있다.타나는 메스꺼움이 문제로 지적되었으며 저 혈당현상은 큰 문제가 되지 않는 것으로 나타났다. 이 약은 인슐린 대용약물이 될 수 없으며 당뇨병성 케토산증의 치료에 사용할 수 없다. 또한 이 약물은 심한 신부전이 있거나 말기신장질환 환자에게 사용해서는 안 된다.u}M$ 농도에서도 비교적 안전한 화합물로 확인되었으며, 작용기전은 MITF 단백질을 조절함으로 활성을 나타내는 것으로 확인되었다.이 바람직할 것으로 생각된다. 얻었으며 두 군 사이에 임상적 결과의 차이는 없었다.건측 보다 10도의 굴곡 제한이 있었다. 결론: 자가 슬괵 건을 이용한 전방 십자 재건술 시, 경골 부의 고정 시 슬관절의 굴곡 각도 따른 슬관절의 전방 안정성에 차이는 없었으나, 신전 위에서 고정하는 것이 과도한 이식 건의 장력으로 인한 슬관절 굴곡 구축을 예방하는데 도움이 될 것으로 사료된다.라 증가할 것으로 추정되었으며 이에 대한 연근 추출물 경구 투여가 간 조직을 보호할 수 있는지를 확인하기 위해 분리한 혈청으로부터 ALT 함량을 측정한 결과 대조군에 비하여 유의한 감소를 나타내었다. 또한 연근 추출물이 혈청 내 지질 과산화물의 생성을 억제할 수 있다면 질병의 예방과 치료에 효과적일 것으로 추정할 수 있으므로 그 생성량을 측정하여 보았으나 대조군과의 차이가 나타나지 않았다. 이상의 결과들을 종합하여 보면 스트레스가 부하된 5일 동안 연근(蓮根) 추출물을 함께 투여한 결과 혈청 corticosterone 함량을 유의하게 감소시켰고 뇌 조직내 noradrenaline 함량을 증가시키는 경향을 나타내어 스트레스 해소에 도움이 될 수 있음을 시사하였다. 또한 혈청 내 ALT 함량을 유의하게 감소시켜 스트레스로 인해 발생하는 간 기능의 손상도 어느 정도 억제시키는 것을 확인할 수 있었는데 앞으로 연근(蓮根)의 이러한 작용에 대한 보다 자세한 연구들이 필요한 것으로 생각된다

산사태 위험도 추정을 위한 간극수압 예측에 관한 연구(I) -지하수 유입량의 비교 연구- (Porewater Pressure Predictions on Hillside Slopes for Assessing Landslide Risks(I) -Comparative Study of Groundwater Recharge-)

  • 이인모;박경호;임충모
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제8권1호
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    • pp.81-102
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    • 1992
  • 얇은 토층을 가지는 가파른 산사면에서 발생하는 산사태는 흔히 호우, 폭우, 태풍 등의 강우 사상 발생으로 초래된 지하수위 증가가 그 원인이 되며, 결국 산사면에서의 지하수위를 예측하는 것이 산사태 발생 위험도를 추정하는데 중요한 요소가 된다. 본 눈문에서는 산사면에서 지하수 유입량을 예측할 수 있는 비포화대 흐름 모델들 중 Sloan 등이 제안한 모델, Reddi가 제안한 모델, Thomas abcd 모델들을 선택하여 서로 비교 연구를 수행하였다. 또한, 포화투수계수와 모델변수들에 대하여 매개변수분석 연구를 수행하였다. 포화대 흐름에 대해서는 Sloan등이 개발한 Kinematic Storage Model(KSM)을 선택하여 한국의 산사면에 대한 적용 가능성을 연구하였다. 이들 모델들은 한국의 두 산사태 발생 지 역에 적용하였고, 그 적용 가능성 에 대한 연구가 이루어 졌다. 그 결과, Sloan 등과 Reddi가 제안한 두 모델들은 포화투수계수와 같은 불확실성을 지닌 실험 상수들의 영향을 많이 받으며, abcd모델은 지하수위 변동에 대하여 고려할 수 있도록 수정하고 적절한 최적화 기법을 사용하여 모델변수들을 구한다면, 비포화대 모델로서 현장 지역에 적용 가능하다는 결론을 얻었다. 또한, KSM은 포화대에서의 시간 지체 효과를 고려해 줄 수 있도록 수정되어야 한다는 결론을 얻었다. 본 논문의 결과는 가파른 산사면 에서의 산사태 발생 위험도를 추정하기 위한 지하수위 예측 모델 을 개발하는 데 이용할 수 있다.

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전산플랫폼을 이용한 초고층구조물의 감쇠장치 최적화 설계 (Optimization Design of Damping Devices for a Super-Tall Building Using Computational Platform)

  • 정보라;이상현;정란;최현철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.145-152
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    • 2015
  • 본 연구에서는 파라매트릭 모델링 기법을 통해 다양한 대안을 고려할 수 있도록 개발된 StrAuto(이하 전산플랫폼)을 이용하여 감쇠장치에 따른 감쇠비 증가 효과와 풍하중 저감효과를 평가하였다. 비정형 초고층구조물의 수많은 구조시스템 대안 선정을 지원하는 전산플랫폼은 설계자 또는 엔지니어에게 초기 대안을 결정하는데 있어 유용한 도구가 된다. 감쇠장치의 용량 및 추가 요구감쇠비의 크기를 산정하는 과정에서 중요한 원 구조물의 감쇠비에 대한 추정은 풍하중에 대한 실계측 자료를 기반으로 수행된 국내외 관련 연구의 결과를 사용하였다. 감쇠장치는 층간 설치형 수동형 감쇠장치와 질량형 능동형 감쇠장치 두 가지 유형을 고려하였다. 감쇠장치에 의해 추가되는 감쇠비는 FEMA에서 제안한 식을 이용하여 등가 정적 해석을 수행하여 산정하였다. 전산 플랫폼 내부에 감쇠장치의 용량을 최적화하는 알고리즘을 내장함으로써 최적의 감쇠장치 설계안을 자동적으로 도출할 수 있다. 감쇠장치 설치에 따른 물량저감 효과는 풍하중 저감계수로 평가될 수 있으며, 455m 높이의 초고층구조물을 대상으로 제안한 방법의 유효성을 검증하였다. 제안한 방법을 사용하여 비선형 시간이력 해석을 통해 얻어진 지붕층 변위와 층별 전단력을 근사적으로 추정할 수 있음을 확인하였다.

고층 콘크리트 구조물 모듈화 시공 시스템 기초연구 (Preliminary Study of Modulization Construction Method on Concrete Structure for High-rise Building)

  • 고민혁;조창연;신태홍;권순욱;김예상;진상윤
    • 한국건설관리학회:학술대회논문집
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    • 한국건설관리학회 2008년도 정기학술발표대회 논문집
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    • pp.334-339
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    • 2008
  • 구조물의 70%가 콘크리트 구조인 건축공사는 최근 대형화 고층화에 대한 수요가 점차 증가하고 있는 추세이다. 그러나 3D 업종 기피현상으로 인한 젊은 기술인력의 수급이 어려운 건설현장은 기능공의 노령화 및 부족으로 인한 문제가 발생하고 있는 실정이다. 이러한 문제점에 대한 해결책으로 공기단축, 노무 생산성 향상, 균일품질 확보 노력 등의 관리적 측면의 노력은 현재 여러 곳에서 진행되고 있으나 보다 능동적이고 장기적인 대책으로써 국제 경쟁력 강화 효과가 기대되는 고층 건물의 모듈화 및 자동화 기술 개발 필요성이 증대되고 있는 실정이다. 이에 간 연구에서는 최적 설계 모듈화 기술, 모듈 공장 자동화 및 모듈화 부재의 조립자동화 관련 국내외 선행연구 분석을 통해 도심지 고층 콘크리트 건축물의 시공 생산성 및 품질향상이 가능한 고층 콘크리트 구조물 모듈화 시공 시스템에 대한 기초연구로써, 4단계의 연구개발 전략을 제시하여 보다 적극적인 초고층 건설 시공기술 R&D 투자를 위한 로드맵을 제안하고자 한다.

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B-스플라인 텐션 곡선을 이용한 음악 편곡 (Harmony Arrangements using B-Spline Tension Curves)

  • 유민준;이인권;권대현
    • 한국HCI학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • 음악을 들을 때 사람이 인지할 수 있는 긴장감을 뜻하는 텐션(tension)은 조성음악의 기본을 이루는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 임의의 곡의 텐션의 움직임을 B-스플라인 곡선을 이용하여 표현하고 이 곡선을 수정하여 음악의 긴장도를 조정할 수 있는 방법을 제안한다. 먼저, 우리는 음악에서 사용되는 다양한 코드들의 긴장도를 측정하는 방법 세 가지를 제안한다. 첫 번째는 러달이 제시한 5도권 기반의 코드 거리 측정방식을 개량한 것이며, 두 번째는 츄가 제시한 나선형 모델의 거리 측정 방식을 응용한 것이며, 세 번째는 크럼한슬이 제시한 특정한 조성에서 각 구성 음들의 안정도와 구성 음들 사이의 음정의 조화성을 이용한 방법이다. 이 방법들을 이용하여 우리는 음악이 지니고 있는 긴장도를 수치적으로 나타낼 수 있다. 다음으로 B-스플라인 곡선을 이용하여 전체 곡의 텐션의 움직임을 표현한다. B-스플라인 곡선으로 표현된 텐션 곡선은 수정이 가해져 원곡의 긴장도를 변화시키는데 사용될 수 있다. 본 논문에서는 곡 전체의 긴장도를 높이거나 낮추는 방법과 최적화를 이용하여 특정 부분의 긴장도를 변화시키는 방법을 제안한다. 그리고 원본 코드 진행에서 목표 코드 진행으로 점차적으로 변화하는 텐션의 움직임을 만드는 방법과, 임의의 두 곡이 부드러운 텐션의 움직임을 유지하면서 자연스럽게 연결될 수 있는 방법을 소개한다. 또한 B-스플라인 곡선을 통하여 새로운 코드 진행을 얻을 수 있는 방법을 소개한다. 본 논문에서는 B-스플라인 곡선이라는 수치적인 형태를 이용하여 음악의 긴장도라는 인지적인 요소를 조절할 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 본 논문에 제안하는 여러 방법들은 모두 실시간에 계산이 가능하므로 게임 같은 인터렉티브한 환경에서 사용자의 감정과 시나리오에 따라 배경음악의 긴장도를 동적으로 변환시키는 것 같은 다양한 형태의 애플리케이션에 응용될 수 있다.

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최적화된 다항식 방사형 기저함수 신경회로망을 이용한 수도권 여름철 초단기 강수예측 패턴 설계 (Design of Summer Very Short-term Precipitation Forecasting Pattern in Metropolitan Area Using Optimized RBFNNs)

  • 김현기;최우용;오성권
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.533-538
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    • 2013
  • 최근 빈번히 일어나는 국지성 집중호우로 인해 피해가 급격히 증가하고 있다. 인구가 밀집한 수도권과 같은 경우 산사태와 토석류 및 홍수로 인해 인명 및 재산피해가 심각하다. 따라서 집중호우에 대한 예측의 중요성이 증가하고 있다. 우리나라 악천후 강수의 특징으로는 태풍과 집중호우로 구분된다. 이는 지속시간과 지역에 따라 차이를 보인다. 또한, 지역적인 강수는 계절에 따라 변동성이 크고 비선형적이기 때문에 강수를 예측하는데 어려움이 따른다. 본 논문에서는 기상청에서 현업으로 사용하는 초단기 기상 분석 및 예측시스템 (Korea Local Analysis and Prediction System; KLAPS)의 기상 관측 자료를 이용하여 초단기 호우 예측 패턴 모델을 구현한다. 그리고 악천후 시 피해가 큰 수도권을 중심으로 여름철 호우 특보를 예측한다. 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm; GA) 기반 다항식 방사형 기저함수 신경회로망(Radial Basis Function Neural Networks; RBFNNs)을 이용하여 초단기 강수 예측 패턴 모델을 설계한다. 최적화된 분류기를 설계하기 위하여 유전자 알고리즘을 이용하여 주요 파라미터인 입력변수의 수, 다항식 차수, 퍼지화 계수, FCM(Fuzzy C-mean) 클러스터 수를 동조한다.

3차원 수치해석을 이용한 점성토 지반의 p-y 곡선 산정 (Evaluation of p-y Curves of Piles in Soft Deposits by 3-Dimensional Numerical Analysis)

  • 이시훈;김성렬;이주형;정문경
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권7호
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    • pp.47-57
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    • 2011
  • 수평하중을 받는 말뚝기초의 설계를 위하여 p-y 곡선을 이용한 해석법이 널리 사용되고 있다. 이 때, 토질 및 기초특성에 적합한 p-y 곡선의 선정이 중요함에도 불구하고 현재 p-y 곡선에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 3차원 수지해석을 프로그램을 이용하여 점성토 지반에 근입된 현장타설말뚝에 대한 p-y 곡선을 산정하였다. 먼저 현장재하시험으로부터 얻어진 단일말뚝의 p-y 곡선과 수치해석으로부터 얻어진 p-y 곡선을 비교하여 수치 모델링을 검증하였다. 그리고, 단일말뚝에 대하여 말뚝직경, 말뚝 탄성계수, 말뚝두부 구속조건, 그리고 무리말뚝에 대하여 말뚝간격을 변화시거며 매개변수 연구를 수행하였다. 최종적으로, 단일발뚝과 무리발뚝의 p-y 곡선을 비교하여 무리말뚝 효과를 나타내는 p-multiplier를 산정하였다. 그 결과, 말뚝간격 3D의 p-multiplier 값은 첫 번째 열 0.86, 가운데 열 0.69, 마지막 열 0.77로서 기존에 제안된 O'Neill and Reese의 결과와 유시한 것으로 나타났다. 말뚝간격 6D 이상인 경우 무리말뚝 효과는 무시할 수 있는 것으로 나타났다.

습식분류층 석탄가스화기 수치해석 및 실험적 연구 (Numerical and Experimental Study on the Coal Reaction in an Entrained Flow Gasifier)

  • 김혜숙;최승희;황민정;송우영;신미수;장동순;윤상준;최영찬;이재구
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.165-174
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    • 2010
  • 석탄 가스화 반응을 모델링하여 습식분류층 석탄 가스화기의 반응특성에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 연구의 목적은 신뢰성 있는 수치해석기술을 이용하여 가스화 장치의 기본설계와 더불어 최적 운전조건의 설정에 있다. 석탄 가스화 반응은 복사가 관여하는 고체와 기체의 이상 난류반응으로서 수증기 증발로부터 휘발화, 촤와 가스의 반응 등 일련의 연소반응의 구조를 가진다. 본 연구에서는 실험과 수치해석적인 방법을 병행하여 연구를 수행하였으며 한국에너지기술연구원에 설치된 1톤 규모의 실험용 가스화기를 대상으로 하였다. 본 연구에서는 기본적으로 상용프로그램을 사용하였으며 석탄 가스화 반응해석에 필요한 여러 서브루틴을 개발하여 해석하였다. 세부 반응 서브루틴의 난류반응은 기본적으로 에디붕괴모델에서 화학적 반응속도의 개념을 조화평균의 형태로 사용하였다. 그리고 석탄입자궤적은 라그란지안 접근방식을 선택하였으며 입자의 궤적 계산에서 저항력에 나타나는 난류비선형적인 문제에 대한 모델도 고려하였다. 이와 같이 개발된 프로그램은 실험에서 얻어진 가스농도와 온도분포 그리고 냉가스 효율 등의 자료들과 비교하여 성능을 일차적으로 검토하였다. 석탄의 입자크기분포, 석탄 슬러리 농도, 그리고 가스화기의 형상변화는 가스화 성능에 직접적으로 영향을 주며 이를 합성가스 생성량과 냉가스 효율을 통해 비교 검토하였다. 본 연구 결과가 비록 물리적으로 타당하고 변수연구의 일관성을 보여주나 기류층 석탄가스화 반응장치의 복잡성을 고려하여 볼 때 보다 많은 실험결과에 대한 정교한 모델검증 노력이 신뢰성 있는 프로그램의 완성에 필요할 것으로 판단된다.