• 생물환경조절학회지
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• 제21권4호
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• pp.428-436
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• 2012

본 연구에서는 토마토 재배에 적합한 규격을 가지면서 기상재해에 안전한 토마토 재배용 연동 비닐하우스를 설계하였다. 토마토 하우스의 규격은 폭 7m, 측고 4.5m, 동고 6.5m이다. 1995년에 농촌진흥청에서 개발한 1-2W형 하우스와 비교해서 폭은 같지만 측고는 1.8m, 동고는 2m 더 높다. 중방은 작물하중과 장치하중을 견딜 수 있도록 트러스 구조로 설계하였다. 토마토 하우스는 높으면서도 내재해 설계 기준(MIFFAF, 2010)에 맞게 만들어졌다. 즉, 최고 설계 기준인 풍속 $40m{\cdot}s^{-1}$, 적설 40cm 이상에 안전하도록 구조안전성 분석을 통해 하우스 기둥, 서까래 등의 부재 규격과 설치 간격을 설정하였다. 1-2W형 하우스와 달리 토마토 하우스에는 랙-피니언 타입의 천창을 용마루 부분에 설치하여 외부 공기 유입과 자연 환기를 극대화할 수 있도록 하였다. 하우스 높이가 증가하면 난방비는 증가하므로 토마토 하우스에는 보온력이 우수한 다겹 보온커튼을 설치하여 하우스 바깥으로 빠져나가는 열을 최소화하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1-7
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• 2018

본 접이식 태양광 발전 시스템은 독립형 시스템의 하나로, 태양광 패널이 부착되어 있는 구조물이다. 이를 지지하는 부분과 이동의 용이함을 위해 접히는 부분으로 구성되어 있다. 태양광 패널의 발전효율을 최대화 하여 전기를 생산하기 위해서는 태양광 패널의 효율도 중요하지만 가장 중요한 것은 구조물 안정성이다. 본 연구에서 개발하고자 하는 접이식 태양광 발전 구조물은 격오지에서도 독립으로 전기를 생산할 수 있는 시스템으로 이동과 설치가 용이한 접이식 방식의 구조물이다. 이러한 구조물은 야외에 설치되므로 풍하중, 적설하중 등이 작용한다. 본 논문에서는 접이식 태양광 발전 구조물에 가장 영향이 큰 풍하중을 MeshFree 유한요소법을 사용하여 구하였다. 일반적으로 구조물의 형상은 복잡하고 큰 설계안 때문에 Mesh를 수행할 때 시간이 오래 걸린다는 단점을 가지고 있다. 이러한 기존 Mesh의 문제점을 해결하기 위해 최근 MeshFree가 개발되어 사용되고 있다. MeshFree는 기존 해석 시 요구되는 Mesh 작업을 간소화함으로써, 사용자가 보다 쉽게 해석 할 수 있는 프로그램이다. 또한, 사계절 남중고도에 따라 일반적으로 많이 설치되는 각도인 $15^{\circ}$, $30^{\circ}$의 각도로 설계하여 해석하였다. 해석결과 풍하중은 지면과의 경사각이 클수록 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 풍하중실험을 통해 신뢰성을 확보하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제43권2호
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• pp.47-53
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• 2009

본 연구는 국화 재배온실에서 사용되고 있으면서 수작업 시 많은 노동시간이 요구되는 국화 유인네트를 대상으로 작업의 소요시간을 대폭 절감시켜 재배 작기를 증가시킴은 물론 국화재배용 유인네트의 베드를 기존 및 신축 국화재배 온실에 보급할 목적으로 네트의 베드를 설계한 후, 베드 및 기존 온실의 구조적 안전성을 검토하였다. 총 15종류의 부재에 대한 단면의 특성과 역학적 성질을 검토하고 각각의 부재에 대한 응력비를 검토한 결과, 이들 파이프 중 ${\phi}38.1{\times}1.7t$와 ${\phi}38.1{\times}2.0t$의 경우, 응력비는 초과하지 않았지만 처짐의 제한 값인 10mm를 초과하였으므로 응력비와 처짐의 제한 값을 모두 만족하는 최적 파이프는 ${\phi}48.1{\times}1.5t$인 것으로 나타났다. 유인네트의 베드를 중방에 설치할 경우, 베드 하중, 풍하중 및 설하중 때문에 중방은 트러스로 설계되어야 안전한 것으로 나타났다. 중방을 트러스로 시공할 경우에도 풍하중 및 설하중이 작용하면, 베드의 유무에 관계없이 거창지역의 국화재배 온실의 경우, 기둥과 방풍벽에 발생되는 응력은 허용응력을 초과하기 때문에 적절한 보강이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.19-24
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• 2009

This study was conducted to provide fundamental data for design of air inflating apparatus of air-inflated double-layer plastic greenhouse. The variation of static pressure in air tube for different fans and filters, filtering performance for various kinds of filters and destruction phase of experimental greenhouse collapsed by excessive static pressure in air space were analyzed. The general type of forward centrifugal fan was recommended for inflating air space in air-inflated double-layer plastic greenhouse. The experimental greenhouse was collapsed down by excessive static pressure just like fallen by heavy snow load acting on it. The static pressure in air tube without filter decreased linearly as the number of outlet openings increased. But the pressure in air tube with filter declined quadratically, the decremental ratio diminished by the increase of outlet openings. The higher filtering efficiency and the greater decrements of static pressure in air tube, the larger capacity fan was required for maintaining proper static pressure in air space. Because the porosities of filter were blocked by dust as time goes by, the static pressure in air tube with filter decreased. The higher filtering efficiency, the less decremental ratio of static pressure in air tube as time passes by. Considering the filtering efficiency, decrement of static pressure and thickness of filter, the 5mm thickness filter of 75% efficiency was recommended for air inflating filter of air-inflated double-layer plastic greenhouse.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권4호
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• pp.667-694
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• 2015

The suspended dome system is a new structural form that has become popular in the construction of long-span roof structures. Suspended dome is a kind of new pre-stressed space grid structure that has complex mechanical characteristics. In this paper, an optimum topology design algorithm is performed using the enhanced colliding bodies optimization (ECBO) method. The length of the strut, the cable initial strain, the cross-sectional area of the cables and the cross-sectional size of steel elements are adopted as design variables and the minimum volume of each dome is taken as the objective function. The topology optimization on lamella dome is performed by considering the type of the joint connections to determine the optimum number of rings, the optimum number of joints in each ring, the optimum height of crown and tubular sections of these domes. A simple procedure is provided to determine the configuration of the dome. This procedure includes calculating the joint coordinates and steel elements and cables constructions. The design constraints are implemented according to the provision of LRFD-AISC (Load and Resistance Factor Design-American Institute of Steel Constitution). This paper explores the efficiency of lamella dome with pin-joint and rigid-joint connections and compares them to investigate the performance of these domes under wind (according to the ASCE 7-05), dead and snow loading conditions. Then, a suspended dome with pin-joint single-layer reticulated shell and a suspended dome with rigid-joint single-layer reticulated shell are discussed. Optimization is performed via ECBO algorithm to demonstrate the effectiveness and robustness of the ECBO in creating optimal design for suspended domes.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권2호통권25호
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• pp.53-63
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• 2007

국내의 경우 매년 발생하는 홍수에 대해서는 많은 분석과 대비를 하고 있지만, 겨울철 폭설에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 기상청 산하 52개 관측지점의 30년 이상의 최심신적설량 자료를 수집하고 각 지점별 적설량의 최적분포형을 결정하여 확률적설량을 산정하였으며, 지역별 확률적설량의 분포를 파악하기 쉽게 재현기간별 확률적설량도를 작성 제시하였다. 지점별 최심신적설량의 적정분포형으로는 2모수 gamma분포가 우세하였고, 과거 주요폭설기록의 재현기간은 약 500년 내외를 보인 2005년, 재현기간 약 200년 정도를 보인 2004년의 확률적 규모를 볼 때 설하중에 대한 설계기준의 확립이 긴요하다. 우리나라의 확률적설량은 남부지방인 영 호남 지역 보다 중부지방으로 올라 갈수록 증가하고 있으며, 특히 태백산맥과 소백산맥을 경계로 서쪽과 동쪽의 편차가 뚜렷한 차이를 보이고 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권7호
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• pp.827-836
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• 2017

Freezing rain is a phenomenon when precipitation falls as a liquid rain drop, but freezes when it comes into contact with surfaces or objects. In this study, we investigated the predictability of freezing rain and its characteristics, which are strongly related with the occurrence of black ice using synoptic scale meteorological observation data. Two different cases occurred at 2012 were analyzed and in the presented cases, freezing rain often occurs in the low-level low pressure with the warm front. The warm front due to the lower cyclone make suitable environment in which snow falling from the upper layer can change into supercooled water. The $0^{\circ}C$ temperature line to generate supercooling water is located at an altitude of 850 hPa in the vertical temperature distribution. And the ground temperature remained below zero, as is commonly known as a condition for black ice formation. It is confirmed that the formation rate of freezing rain is higher when the thickness after 1000-850 hPa is 1290-1310 m and the thickness of 850-700 hPa layer is larger than 1540 m in both cases. It can also be used to predict and estimate the generation of freezing rain by detecting and analyzing bright bands in radar observation.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권1호
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• pp.27-33
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• 2013

본 연구는 과수재배 시설의 표준화 및 환경조절기술개발을 위한 기초자료로 제공하는 것을 목적으로 과수재배용 온실의 실태를 조사하여 구조유형과 설계요소를 분석하고, 기상재해에 대한 안전성과 구조 및 환경관리에 대한 개선방안을 검토하였다. 시설재배 면적이 가장 많은 5개 품목 중 주로 제주도에서 재배되고 있는 감귤과 현재 재배온실을 찾을 수 없는 단감을 제외한 포도, 배 및 복숭아재배 온실을 연구대상으로 하였다. 감귤과 포도재배 온실은 꾸준히 증가하고 있으나 저장시설의 발달로 배와 단감재배 온실은 감소하고 있는 추세이다. 앞으로는 비가림 효과가 크고 저장성이 떨어지는 품목을 중심으로 과수재배 온실의 변화가 예상된다. 조사대상 온실 중 배 재배 온실과 복숭아재배 대형 단동온실을 제외하고는 대체로 보급형 온실의 규격을 따르고 있으며, 재배작목별로 특성화된 온실은 없는 것으로 나타났다. 과수재배 온실의 대부분은 농촌진흥청과 농림수산식품부에서 고시한 농가보급형 모델이나 내재해형 모델의 부재규격을 따르고 있었다. 기초는 대부분 콘크리트 기초를 사용하고 있었으며, 배 재배 온실의 경우에는 내재해형 모델보다 두꺼운 단면의 기둥을 사용하고, 강판을 기둥의 하단에 용접하여 매설한 형태의 특수한 기초를 적용하고 있었다. 조사대상 온실의 구조적 안전성을 검토한 결과 대부분 안전하였으나 김천과 천안의 포도재배 온실, 남원과 천안의 복숭아재배 온실에서 적설에 불안전한 것으로 나타났고, 남원의 복숭아재배 온실은 풍속에 대한 안전성도 부족한 것으로 나타났다. 또한 채소재배 온실을 복숭아재배로 전용한 온실의 경우 적설과 풍하중 모두 상당히 불안정한 것으로 나타났다. 과수의 수형, 수고 및 재식간격을 고려하여 과수 재배 온실의 적정규격을 검토한 결과 포도재배 온실은 폭 7.0~8.0m, 측고 2.5~2.8m가 적당하고, 배와 복숭아재배 온실은 폭 6.0~7.0m, 측고 3.0~3.3m 정도가 적당한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.151-160
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• 2010

최근 기상이변으로 인한 겨울철 폭설로 농가 시설물 중의 하나인 비닐하우스의 붕괴사고가 빈번히 발생하여 농가의 피해가 증가되고 있다. 하지만 이에 대한 정부의 대책이 미약하여 매년 붕괴사고가 일어난다. 프레임 붕괴의 주된 이유는 폭설시 저항할 수 있는 휨내력이 부족하기 때문이다. 본 연구에서는 현재 이용되는 비닐하우스에 인장타이로 보강한 실험연구를 수행하였다. 비닐하우스의 스팬은 6.5m이고, 단면은 두 가지 종류(${\phi}25.4{\times}1.5$, ${\phi}31.8{\times}1.5$)를 사용하였다. 비닐하우스의 곡선 보와 직선 기둥 연결부에 임시적인 인장타이로 스틸와이어와 로프를 이용하여 보강하였다. 프리텐션을 인장타이에 적용시켰고, 적설하중을 등가의 수직하중으로 파괴할 때까지 적용하였다. 무보강과 로프 보강을 비교한 결과 로프 보강의 붕괴하중이 10∼45% 증가하였고 무보강과 스틸와이어 보강을 비교한 결과 스틸와이어 보강의 붕괴하중이 58~73% 증가하였다. 강도와 관련해서는 비교적으로 스틸와이어가 효과적이나, 연결부 및 프리텐션 적용이 로프보다 복잡하고 어려우므로 로프가 더 효율적인 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.21-30
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• 2011

콘크리트 포장의 다웰바는 교통하중을 줄눈 넘어 인접한 슬래브로 전달하는 하중전달장치이다. 현재 국내에서 사용되는 다웰바는 원형봉강으로 교통하중과 환경하중으로 인해 반복적으로 발생하는 전단응력과 휨응력에 대해 높은 내구성을 갖고 있다. 그러나, 강재 다웰바는 장기간 공용시 줄눈틈, 포장 하부 등으로 침투한 수분으로 인해 부식이 발생한다. 특히, 겨울철에 사용되는 제설용 염수와 접촉할 경우 부식은 급격히 진행된다. 다웰바에 부식이 발생하면 부피가 증가하여 줄눈의 거동을 방해하며 유효단면적의 감소로 하중전달효과가 떨어질 수 있다. 이와 함께 지속적인 원자재 가격의 상승으로 강재 다웰바의 가격 경쟁력이 크게 낮아지고 있다. 이러한 강재 다웰바의 문제점은 새로운 재료를 사용한 대체 다웰바의 개발로 이어지고 있다. 본 연구에서는 높은 인장강도, 높은 내부식성을 갖춘 FRP(fiber reinforced plastic)를 튜브 형태로 제작하고 그 속을 고강도 무수축 모르타르로 충진한 FRP 튜브 다웰바에 대한 역학적 두께 설계를 실시하였다. 역학적 두께 설계의 기준으로 다웰바와 콘크리트 면 사이에 발생하는 지압응력을 사용하였다. 지압응력의 산정을 위하여 다웰바에 전달되는 교통하중을 이론식과 유한요소해석을 통해 산출하고 실내시험을 통해 FRP 튜브 다웰바의 물성을 측정하였다. 그 결과, 직경 32mm, 40mm FRP 튜브 다웰바 모두 지압응력 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 국내 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브 하부에 강성이 큰 린 콘크리트층을 사용하기 때문에 다웰바에 전달되는 교통하중이 적고 이로 인해 지압응력도 낮아져 상대적으로 적은 직경의 FRP 튜브 다웰바의 사용이 가능한 것으로 판단된다.