• 드라이브 ㆍ 컨트롤
• /
• 제17권4호
• /
• pp.141-151
• /
• 2020

The aim of this study was to analyze the safety factor of range-shift gear pairs on multi-purpose agricultural implement machinery for an optimal design of a transmission system. Gear-strengths such as bending and contact stress and safety factors were analyzed under three load conditions: an equivalent engine torque at plow tillage, a rated engine torque, and the maximum engine torque. Root and contact safety factor were calculated to be 3.88, 5.14, 2.24, 2.11, 2.21, 0.99 and 0.78, 0.94, 0.65, 0.68, 0.84, 0.85, respectively, under equivalent engine torque condition at the plow tillage. The root and contact safety factor were calculated to be 1.91, 2.53, 1.10, 1.04, 1.07, 0.48 and 0.55, 0.66, 0.46, 0.48, 0.59, 0.59, respectively, under rated engine torque condition. The root and contact safety factor were calculated to be 1.60, 2.11, 0.92, 0.87, 0.90, 0.40 and 0.51, 0.61, 0.42, 0.44, 0.54, 0.54, respectively, under the maximum engine torque condition. The multi-purpose agricultural implement machinery could be conducted under plow tillage operation. However, gear specifications for tooth surface need modification because the gear surface would be broken at all driving conditions as safety factors are lower than 1.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.61-75
• /
• 2021

Roadside greenery in the city is not only a means of reducing fine dust, but also an indispensable element of the city in various aspects such as improvement of urban thermal environment, noise reduction, ecosystem connectivity, and aesthetics. However, in studies dealing with the effect of reducing fine dust through trees in existing urban spaces, microscopic aspects such as the adsorption effect of plants were dealt with, structural changes such as the width of urban buildings and streets, and the presence or absence of trees, Impact studies that reflect the actual form of In this study, the effect of greenery composition applicable to urban space on PM2.5 was simulated through the microclimate epidemiologic model ENVI-met, and field measurements were performed in parallel to verify the results. In addition, by analyzing the results of fine dust background concentration, wind speed, and leaf area index, the sensitivity to major influencing variables was tested. As a result of the study, it was confirmed that the fine dust reduction effect was the highest in the case with a high planting amount, and the reduction effect was the greatest at a low background concentration. Based on this, the cost of planting street green areas and the effect of reducing PM2.5 were compared. The results of this study can contribute as a basis for considering the effect of pedestrian space on air quality when planning and designing street green spaces.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제64권5호
• /
• pp.9-16
• /
• 2022

Syngas, also known as synthesis gas, synthetic gas, or producer gas, is a combustible gas mixture generated when organic material (biomass) is heated in a gasifier with a limited airflow at a high temperature and elevated pressure. The present research was aimed at modifying the existing LPG engine generator for fully operated syngas. During this study, the designed gasifier-powered woodchip biomass was used for syngas production to generate power. A 6.0 kW LPG engine generator was modified and tested for operation on syngas. In the experiments, syngas and LPG fuels were tested as test fuels. For syngas production, 3 kg of dry woodchips were fed and burnt into the designed downdraft gasifier. The gasifier was connected to a blower coupled with a slider to help the air supply and control the ignition. The convection cooling system was connected to the syngas flow pipe for cooling the hot produce gas and filtering the impurities. For engine modification, a customized T-shaped flexible air/fuel mixture control device was designed for adjusting the correct stoichiometric air-fuel ratio ranging between 1:1.1 and 1.3 to match the combustion needs of the engine. The composition of produced syngas was analyzed using a gas analyzer and its composition was; 13~15 %, 10.2~13 %, 4.1~4.5 %, and 11.9~14.6 % for CO, H₂, CH₄, and CO₂ respectively with a heating value range of 4.12~5.01 MJ/Nm³. The maximum peak power output generated from syngas and LPG was recorded using a clamp-on power meter and found to be 3,689 watts and 5,001 watts, respectively. The results found from the experiment show that the LPG engine generator operated on syngas can be adopted with a de-ration rate of 73.78 % compared to its regular operating fuel.

• 농업과학연구
• /
• 제49권2호
• /
• pp.269-284
• /
• 2022

The development of radish collectors has the potential to increase radish yields while decreasing the time and dependence on human labor in a variety of field activities. Stress and fatigue analyses are essential to ensure the optimal design and machine life of any agricultural machinery. The objectives of this research were to analyze the stress and fatigue of major components of a tractor-mounted radish collector under dynamic load conditions in an effort to increase the design dependability and dimensions of the materials. An experiment was conducted to measure the shaft torque of stem-cutting and transferring conveyor motors using rotary torque sensors at different tractor ground speeds with and without a load. The Smith-Watson-Topper mean stress equation and the rain-flow counting technique were utilized to determine the required shear stress with the distribution of the fatigue life cycle. The severity of the operation was assessed using Miner's theory. All running conditions produced more than 10⁷ of high cycle fatigue strength. Furthermore, the highest severity levels for motor shafts used for stem cutting and transferring and for transportation joints and cutting blades were 2.20, 4.24, 2.07, and 1.07, and 1.97, 3.81, 1.73, and 1.07, respectively, with and without a load condition, except for 5.24 for a winch motor shaft under a load. The stress and fatigue analysis presented in this study can aid in the selection of the most appropriate design parameters and material sizes for the successful construction of a tractor-mounted radish collector, which is currently under development.

• 농업과학연구
• /
• 제48권4호
• /
• pp.703-718
• /
• 2021

An irrigation monitoring system is an efficient approach to save water and to provide effective irrigation scheduling for rice cultivation in desert soils. This research aimed to design, fabricate, and evaluate the basic performance of an irrigation monitoring system based on information and communication technology (ICT) for rice cultivation under drip and micro-sprinkler irrigation in desert soils using a Raspberry Pi. A data acquisition system was installed and tested inside a rice cultivating net house at the United Arab Emirates University, Al-Foah, Al-Ain. The Raspberry Pi operating system was used to control the irrigation and to monitor the soil water content, ambient temperature, humidity, and light intensity inside the net house. Soil water content sensors were placed in the desert soil at depths of 10, 20, 30, 40, and 50 cm. A sensor-based automatic irrigation logic circuit was used to control the actuators and to manage the crop irrigation operations depending on the soil water content requirements. A developed webserver was used to store the sensor data and update the actuator status by communicating via the Pi-embedded Wi-Fi network. The maximum and minimum average soil water contents, ambient temperatures, humidity levels, and light intensity values were monitored as 33.91 ± 2 to 26.95 ± 1%, 45 ± 3 to 24 ± 3℃, 58 ± 2 to 50 ± 4%, and 7160-90 lx, respectively, during the experimental period. The ICT-based monitoring system ensured precise irrigation scheduling and better performance to provide an adequate water supply and information about the ambient environment.

• 벤처창업연구
• /
• 제8권4호
• /
• pp.177-191
• /
• 2013

6차 산업은 농업인 소득감소 및 침체되어가는 농촌지역 경제를 활성화할 대안으로서 주목받고 있다. 6차 산업은 1차 산업에 기반 한 2차 산업의 제조 및 가공, 3차 산업의 유통 및 서비스를 통합 또는 연계하는 것을 의미한다. 박근혜 정부는 농업농촌에서 창조경제를 실현하는 구체적 대안으로 6차 산업을 평가하고 다양한 정책적 대안을 제시하고 있다. 또한 이를 뒷받침 하기 위해 모델개발이나 선진사례 분석등의 연구가 진행되고 있는 실정이다. 그러나 6차산업화를 수행하는 경영체에 대한 경영수준 기술수준 리더역량 등을 종합적으로 평가하는 평가지표 개발에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 이러한 점에서 본 연구는 6차산업화를 시행하는 경영체에 대한 경영수준 기술수준 리더역량 평가지표 개발을 위해 AHP기법을 활용하여 종합적으로 평가지표를 개발 하였다. 분석결과 한국이 여러 국가와 FTA가 이루어지면서 값싼 농산물 수입이 증대되면서 6차 산업과 관련된 경영체의 수익이 악화될 가능성이 매우 높은 시점에 무한경쟁에서 살아남기 위한 전략 중 가장 중요한 것은 각 개별 경영체가 독자적으로 사업을 운영하기 보다는 내부 역량 강화와 더불어 타 산업과의 연계성을 강화함으로써 상품 및 서비스 판매를 촉진시키고 이를 통해 경영체의 수익을 향상시켜야 한다는 것이다. 따라서 6차 산업 경영체 모두 각자의 위치에서 소비자 신뢰를 얻기 위한 노력들이 필요할 것이며 더욱이 각 경영체간에 협력체계를 구축할 수 있도록 다양한 방안을 모색해야 할 것이다. 또한 스마트 시대에 고객의 니즈가 빠른 속도로 변함에 따라 상품 및 서비스의 수명주기는 점점 빨라지고 있으며 소비자는 새로운 신상품에 찾는 경향이 점점 높아지고 있다. 따라서 6차 산업 경영체는 고객 및 시장 트랜드 변화를 신속하고 정확하게 예측하여 새로운 상품 및 서비스를 시장에 출시하는 노력이 더욱 필요할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제56권11호
• /
• pp.775-784
• /
• 2023

최근 이상기후로 수공 구조물의 설계빈도를 상회하는 극한호우의 증가 경향이 뚜렷함에 따라 과거에 설계된 농업용 저수지의 안전성 검토가 필요하다. 그러나 한국농어촌공사 관할 일정 규모 이상의 저수지를 제외한 지자체 관리 저수지는 비상시 긴급 방류가 가능 저수지는 전무하다(13,685개소). 이러한 경우 이동식 사이펀을 현장에 빠르게 투입하여 사전 방류하는 방법이 긴요하며, 본 연구에서는 사전 및 긴급방류 기능을 동시에 수행할 수 있는 직경 200 mm, 최소 수위차 6 m, 420(m²/h), 10,000(m²/day)의 이동식 사이펀을 경주시 유금저수지를 대상으로 적용 가능성을 평가하였다. 테스트베드인 유금 저수지는 1945년 준공되어 공용기간이 78년 정도 경과한 시설물로 수문학적 안정성 분석 결과 현재 댐마루 구간의 최저높이는 27.15(EL.m)로 검토 홍수위 27.44(EL.m) 보다 0.29 m 낮아 제방을 통한 월류 가능성이 있고 여유고도 1.72 m 부족한 것으로 나타나 수문학 안전성을 확보하지 못하는 것으로 검토되었다. 유금저수지는 수위-유량 계측이 주기적으로 이루어진지 얼마 되지 않아 저수지의 수위-유량 관계 곡선식을 명확하게 확립하기 어려워 수위-용적 곡선을 임의로 도출하였으며 도출된 곡선을 기반으로 중소규모 노후저수지 운영 알고리즘을 통해 사전방류시간, 여수로 방류량을 고려하고 빈도별 홍수량에 따른 저수지 월류시간을 예측함으로써 사전에 대피 시간을 확보하고 붕괴위험을 저감할 수 있는 기술을 확보하였다. 직경 200 mm 이동식사이펀 1열 기준, 30년 빈도 홍수량 유입 시 상한수위 기준 80% 수준(약 30,000 m²)을 유지하면서 주민대피 시간(약 1시간)을 확보할 수 있는 최적 사전방류시간은 12시간 이전으로 분석되었다. 중소규모 노후저수지를 대상으로 사이펀 활용 사전방류기술 및 저수지 운영 알고리즘에 따라 이상기후 대비 사전에 방류를 시행하고 관리자의 의사결정을 돕는다면, 저수지 붕괴 위험지역 내의 주민들의 안전을 확보하고 주민대피 지원체계 구축을 통해 주민들의 불안감 해소, 저수지 위험상황 시 위험회피 수단 제공으로 위험요소 감소가 충분히 가능하다.

• 농업과학연구
• /
• 제43권4호
• /
• pp.650-655
• /
• 2016

Gears are components of transmission which transmit the power of an engine to a machine and offer numerous speed ratios, a compact structure, and high efficiency of power transmission. Gear train design in the automotive industry uses simulation software. However, PTO (Power Take-Off) gear design for agricultural applications uses the empirical method because of the wide range of load fluctuations in agricultural fields. The PTO is an important part of agricultural tractors which transmits the power to various tractor implements. Therefore, a simulation was essential to the optimal design of the PTO. When the PTO gear is optimally designed, there are many advantages such as low cost, reduced size, and light weight. In this study, we conducted the bending and contact safety factor simulation for the PTO gear of an agricultural tractor. The bending and contact safety factors were calculated on ISO 6336 : 2006 by decreasing the face widths of the PTO pinion and wheel gear from 18 mm at an interval of 1 mm. The safety factor of the PTO gear decreased as the face width decreased. The contact safety factors of the pinion and wheel gear were 1.45 and 1.53, respectively, when the face width was 18 mm. The simulation results showed that the face width of the PTO gear should be greater than 9 mm to maintain the bending and contact safety factors higher than 1. It would be possible to reduce the weight of the PTO gear for different uses and working conditions. This study suggests that the possibility of designing an optimal PTO gear decreases as its face width decreases.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
• /
• pp.171-171
• /
• 2017

전산유체역학(CFD: Computational Fluid Dynamics)를 이용한 스마트팜 환경 내부의 정밀 제어 연구가 진행 중이다. 시계열 데이터의 난해한 동적 해석을 극복하기위해, 비선형 모델링 기법의 일종인 인공신경망을 이용하는 방안을 고려하였다. 선행 연구를 통하여 환경 데이터의 비선형 모델링을 위한 Tensorflow활용 방법이 하드웨어 가속 기능을 바탕으로 월등한 성능을 보임을 확인하였다. 그럼에도 오프라인 일괄(Offline batch)처리 방식의 한계가 있는 인공신경망 모델링 기법과 현장 보급이 불가능한 고성능 하드웨어 연산 장치에 대한 대안 마련이 필요하다고 판단되었다. CFD 해석을 위한 Solver로 SU2(http://su2.stanford.edu)를 이용하였다. 운영 체제 및 컴파일러는 1) Mac OS X Sierra 10.12.2 Apple LLVM version 8.0.0 (clang-800.0.38), 2) Windows 10 x64: Intel C++ Compiler version 16.0, update 2, 3) Linux (Ubuntu 16.04 x64): g++ 5.4.0, 4) Clustered Linux (Ubuntu 16.04 x32): MPICC 3.3.a2를 선정하였다. 4번째 개발환경인 병렬 시스템의 경우 하드웨어 가속는 OpenCL(https://www.khronos.org/opencl/) 엔진을 이용하고 저전력 ARM 프로세서의 일종인 옥타코어 Samsung Exynos5422 칩을 장착한 ODROID-XU4(Hardkernel, AnYang, Korea) SBC(Single Board Computer)를 32식 병렬 구성하였다. 분산 컴퓨팅을 위한 환경은 Gbit 로컬 네트워크 기반 NFS(Network File System)과 MPICH(http://www.mpich.org/)로 구성하였다. 공간 분해능을 계측 주기보다 작게 분할할 경우 발생하는 미지의 바운더리 정보를 정의하기 위하여 3차원 Kriging Spatial Interpolation Method를 실험적으로 적용하였다. 한편 병렬 시스템 구성이 불가능한 1,2,3번 환경의 경우 내부적으로 이미 존재하는 멀티코어를 활용하고자 OpenMP(http://www.openmp.org/) 라이브러리를 활용하였다. 64비트 병렬 8코어로 동작하는 1,2,3번 운영환경의 경우 32비트 병렬 128코어로 동작하는 환경에 비하여 근소하게 2배 내외로 연산 속도가 빨랐다. 실시간 CFD 수행을 위한 분산 컴퓨팅 기술이 프로세서의 속도 및 운영체제의 정보 분배 능력에 따라 결정된다고 판단할 수 있었다. 이를 검증하기 위하여 4번 개발환경에서 운영체제를 64비트로 개선하여 5번째 환경을 구성하여 검증하였다. 상반되는 결과로 64비트 72코어로 동작하는 분산 컴퓨팅 환경에서 단일 프로세서 기반 멀티 코어(1,2,3번) 환경보다 보다 2.5배 내외 연산속도 향상이 있었다. ARM 프로세서용 64비트 운영체제의 완성도가 낮은 시점에서 추후 성공적인 실시간 CFD 모델링을 위한 지속적인 검토가 필요하다.

• 한국조경학회지
• /
• 제47권6호
• /
• pp.37-44
• /
• 2019

본 연구의 목적은 금산군에 위치한 마을습지 분포를 파악하고, 선행 연구된 서천군 마을습지와의 지형특성에 따른 마을습지 분포현황을 비교하는 것이었다. Arc-GIS(v10.1)를 이용하여 지형, 수문, 습지 코드를 추출하여 마을습지 가능지 607개소가 도출되었고, 위성영상, 항공사진, 지형도, 한국토지정보시스템(KLIS), 토지이용도, 토지피복도(중분류), 토지이용현황도 등을 바탕으로 실내 판별작업 결과, 192개소가 도출되었다. 192개소를 대상으로 현지답사와 실내판별 작업을 통해 123개소의 최종 마을습지가 도출되었으며, 금산군 마을습지와 생태환경이 다른 서천군의 마을습지와 분포특성을 비교해 보았을 때 내륙산지지역인 금산군 소규모 마을습지 분포 특성은 해안평야지역인 서천군에 비해 면적은 60%이상 넓음에도 마을습지 가능지는 큰 차이가 없었으며, 최종 판별된 마을습지는 오히려 훨씬 적은 2/3 수준에 불과한 것으로 확인되었다. 소규모 마을습지는 생태적 중요성에도 불구하고, 관리의 사각지대로서 급격히 사라지고 있어 종합적이고 체계적인 관리를 위해서는 마을습지의 기능과 보전가치 등의 평가와 더불어 마을습지 분포, 생태적 기능, 보전가치 평가 등을 종합한 마을습지 DB구축 및 관리가 중요하다. 일상생활을 통해 지역 생태계의 생태적 질을 향상하고, 지역주민과 탐방객에게 양질의 생태계 서비스 혜택을 제공하기 위해서는 마을습지의 보전과 조성으로 양적 질적 확대를 도모하여 생태네트워크를 구축하는 것도 중요하다. 아울러 후속연구로서 마을습지 입지별 유형별 규모별 관리전략과 현명한 이용전략 수립 연구가 필요하다. 마지막으로 본 연구 성과는 지역의 생태계 서비스 평가를 위한 기초자료는 물론 생태자연도 및 국토환경성평가도 등 토지의 생태적 가치를 평가하기 위한 근거로 활용할 수 있을 것이다.