• 설비공학논문집
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• 제7권1호
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• pp.161-170
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• 1995

This study is concerned with the numerical analysis of performance on fin-tube heat exchanger under frosting condition. In this work, tube-by-tube method using LMED is employed. The present results are compared with O'Neal's experimental and numerical results. A standard evaporator model with 2rows-2columns is selected to investigate the effects of the various parameters such as fin pitch, air flow velocity, and humidity. The results show that frost thickness and the amount of frost per unit area decrease as fin-pitch becomes narrower. In the meantime, frost thickness and accumulation rate increase with higher inlet air humidity. It is shown that heat transfer rate increases during 30minutes and then it decreases. Heat transfer rate and the amount of frost increase with air velocity, however frost thickness does not increase over a certain velocity.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.27-37
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• 2007

이 연구의 목적은 초기재령 콘크리트가 동해를 입을 경우가 예상될 때, 동해저항성을 확보하는데 필요한 최소 양생 시간의 예측법을 제안하는 것이다. 먼저, 실험을 통하여 동해시점이 지연될수록, w/c가 낮을수록, 그리고 1종 시멘트보다 3종 시멘트를 사용한 콘크리트가 동해에 의한 압축강도 감소율이 낮으며 동해는 얼음결정의 형성과 성장을 통해 발생됨을 확인하였다. 초기재령 콘크리트가 동해를 입었을 경우, 콘크리트 내에 존재하는 모세공극의 자유수가 얼음으로 상변화를 일으키면서 압축강도의 감소를 유발하므로 동해저항성은 모세공극의 포화도에 따라 결정된다. 따라서, 모세공극의 임계포화도 개념을 근거로 초기동해의 방지를 위한 최소양생시간의 예측법을 제안하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권3호
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• pp.226-235
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• 2023

본 연구는 개선된 '다중센서 기반 무인 서리관측시스템(MFOS, Multiple-sensor based Frost Observation System)'을 소개하였다. 개선된 시스템인 MFOS v2는 엽면습윤센서를 기반으로 서리 감지는 물론, 서리 발생 주요 인자인 표면온도 예측을 위한 기능도 겸한다. 기존 관측 시스템은 1) 엽면습윤센서 표면이 대부분의 가시광선을 반사하기 때문에 RGB 카메라로 엽면습윤센서 촬영 시 표면에 발생한 얼음(서리) 관측이 어려움, 2) 일출 전과 후에 RGB 카메라 촬영 결과가 어두움, 3) 열적외선 카메라가 온도의 상대적인 고저만을 보여주는 단점들이 존재하였다. 엽면습윤센서 표면에 발생한 얼음(서리) 파악을 위해 검정색으로 표면 도색된 엽면습윤센서를 추가 설치하였고, 동일한 높이에 유리판들을 설치하여 얼음(서리) 발생 확인을 위한 보조 도구로 활용하였다. 일출 전과 후에 RGB 카메라 촬영을 위해 카메라 촬영 시간에 맞춰 전원이 On/Off 되도록 LED 조명을 연동시켜 설치하였다. 상대적인 온도의 높고 낮음 판단만 가능했던 기존의 열적외선 카메라도 픽셀당 온도 값 추출이 가능하도록 개선하였다. 이러한 개선 사항들을 반영한 MFOS v2는 실제 농경지에 설치하여 운영 중이며, 서리예측 모델에 들어갈 입력자료를 생산하는 진보된 서리 관측시스템으로서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제26권1호
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• pp.63-74
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• 2024

농업에서 서리는 치명적인 피해를 가져오기 때문에 관측과 예측이 매우 중요하다. 기상청 서리관측자료를 분석한 최근 보고에 따르면 기후변화에 따른 지구온난화에도 불구하고 봄철 늦서리일이 빨라지지 않았고, 서리 빈도도 감소하지 않았다. 따라서 농업 서리피해에 대비하여 위험 예상 지역에서의 서리 관측 자동화와 지속적인 운영이 중요하다. 기존에 활용되고 있는 엽면습윤센서를 이용한 서리관측은 관측센서의 오염이나 주변 환경의 습도 변화에 따라 기준 전압값이 장기간에 걸쳐 변동하는 문제가 있었다. 본 연구에서는 이러한 문제를 자동적으로 해결하도록 데이터로거 프로그램으로 구현하였다. 구축된 서리자동관측시스템은 안정적으로 장기간에 걸쳐 시간 고해상도 관측자료를 축적할 수 있다. 이 자료는 향후 기계학습 방법을 이용한 서리 진단모델의 개발과 주변 지역에 대한 서리발생 예측 정보 생산에 활용할 수 있을 것이다.

• 응용통계연구
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• 제35권4호
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• pp.543-552
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• 2022

서리는 표면 근처의 공기의 이슬점 온도가 빙점 이하일 때 수증기가 승화, 응축되어 땅이나 물체에 얼게 되는 작은 얼음 결정체이다. 서리가 내리면 농작물이 직접 피해를 입는다. 농작물이 낮은 온도에 접촉하면 조직이 얼어서 세포막이나 엽록체가 딱딱해지고 파괴되거나 건조한 세포가 죽습니다. 2020년 7월, 세계 최대 커피 생산국인 브라질 미나스제라이스 주에 갑작스러운 영하의 날씨와 서리가 내려 지역 커피 나무의 약 30%가 피해를 입었다. 이로 인해 피해로 커피값이 크게 올랐고, 피해가 심각한 농가는 농작물이 회복되기까지 3년이 걸리기 때문에 2024년에야 커피를 생산할 수 있다. 본 논문에서는 심한 서리가 내리는 것을 방지하기 위해 기상청이 제공하는 서리 발생 데이터와 기상관측 데이터를 이용해 서리를 예측하려고 했다. 관측 지점의 고도 및 풍속, 온도, 습도, 강수량, 흐림 등의 기상 요인을 반영하여 모델을 구축하였다. XGB, SVM, Random Forest, MLP 모델을 사용하여 다양한 하이퍼 파라미터를 학습 데이터로 적용하여 각 모델에 가장 적합한 모델을 선택하였다. 마지막으로, 결과는 테스트 데이터에서 정확도(acc)와 중요 성공 지수(CSI)로 평가되었다. XGB는 90.4%의 acc와 64.4%의 CSI로 다른 모델에 비해 최고의 모델이었고, SVM은 89.7%의 acc와 61.2%의 CSI로 그 뒤를 이었다. 랜덤 포레스트와 MLP는 약 89%의 acc와 약 60%의 CSI로 비슷한 성능을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권7호
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• pp.29-34
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• 2024

동토지반의 중요한 공학적 특성 중 하나인 동상으로 인해 다양한 피해가 발생한다. 동상 거동을 예측하고자 열-수리 연계 해석이 개발되었으나, 입력변수가 과도하고 주로 점토성 토양의 동상에 대한 신뢰성 평가만 수행되었다. 동상은 점토성 토양과 비교하여 상대적으로 투수계수가 높은 실트질 토양에서 주로 발생하고 있어 주의가 필요하다. 본 연구에서는 비교적 간단하게 동상 거동 예측이 가능한 경험적 모델을 소개하고 실트질 토양을 대상으로 모델의 신뢰성을 검증하였다. 검증이 완료된 모델을 이용하여 핵심 입력변수의 상관관계를 제시하였다. 본 연구에서 도출된 경험적 모델의 상관관계는 향후 동토지반을 대상으로 지반구조물의 열-역학 해석에 활용성이 높을 것으로 예상된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권12호
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• pp.1188-1195
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• 2006

This paper examines the critical air temperature at which frost formation does not occur on a cold plate in order to improve the efficiency of a heat pump. The critical air temperature on test points is obtained from numerical analysis and a correlation of the critical air temperature is derived as a function of frosting factors (air absolute humidity, air velocity, and cold plate temperature) by least square method. Experiments are carried out to verify the correlation proposed in this study, and the prediction obtained with the correlation agrees well with the experimental data. Based on the correlation, we propose the non-frosting regions according to frosting factors.

• 설비공학논문집
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• 제15권5호
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• pp.337-345
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• 2003

In the case of heat exchangers operating under frosting condition, the growth of frost layer causes the heat exchanger to increase the thermal resistance and pressure loss of the air flow. In this paper, a transient characteristic prediction model of the heat transfer for multi inverter heat pump with frosting on its surface was presented taking into account the change of the fin efficiency due to the growth of the frost layer. In this dynamic simulation program, which was peformed for a basic air conditioning system model, such as evaporator, condenser, compressor, linear electronic expansion valve (LEV) and bypass circuit. The theoretical model was driven from the obtained heat transfer coefficient and mass transfer coefficient, independently. And we consider heat transfer performance was only affected by a decrease of the wind flow area. The calculated results were compared with some cases of experiments for frosting conditions.

• 설비공학논문집
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• 제13권11호
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• pp.1125-1133
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• 2001

Since the surface temperature of the evaporating tube in an ammonia unit cooled is lower than the dew point of atmosphere, the moisture in the atmosphere condenses and the frost grows on the tube. The frost of liquid film decreases the heat transfer rate. The reliable analysis of the heat transfer is required for the prediction of the optimal design of the ammonia unit cooler. For the specific commercial model, the performance was numerical1y estimated for the variation of operating condition and geometric configuration. It is found that there exists an optimum range for the parameters such as mass flow rate of air and refrigerant, humidity, refrigerant quality, fin pitch, the number of step, the number of rows and the pattern of refrigerant path.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제12권3호
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• pp.113-122
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• 2004

In case of heat exchangers operating under frosting condition, the thermal resistance and the air-side pressure loss increase with a growth of frost layer. In this paper, a transient characteristic prediction model of the heat transfer for a multi-inverter heat pump with frosting on its surface was presented by taking into account the change of the fin efficiency due to the growth of the frost layer. This dynamic simulation program was developed for a basic air conditioning system composed of an evaporator, a condenser, a compressor, a linear electronic expansion valve, and a bypass circuit. The theoretical model was derived from measured heat transfer and mass transfer coefficients. We also considered that the heat transfer performance was only affected by the decrease of wind flow area. The calculated results were compared with the experimental results for frosting conditions.