• KIEAE Journal
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• 제14권4호
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• pp.127-131
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• 2014

The ground source heat pump (GSHP) system is a kind of the temperature differential energy system using relatively stable underground temperature as heat source of space heating and cooling. This system can achieve higher performance of system than it of conventional air source heat pump systems. However, its superiority of the system performance is different according to installation location or local climate, because the system performance depends on the underground condition which is decided by annual average air temperature. In this study, in order to estimate the feasibility of the ground source heat pump system according to the local climate, numerical simulation was conducted using the ground heat transfer model and the surface heat balance model. The case study was conducted in the condition of Seoul, Daejeon, and Busan, In the result, the heat exchange rate of Busan was 34.33 W/m as the largest in heating season and it of Seoul was 40.61 W/m as the largest in cooling.

• 대기
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• 제22권4호
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• pp.429-436
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• 2012

The performances of the Seoul National University Urban Canopy Model (SNUUCM) under different meteorological conditions (clear, cloudy, and rainy conditions) in summertime are compared using observation dataset obtained at an urban site. The daily-averaged net radiation, sensible heat flux, and storage heat flux are largest in clear days and smallest in rainy days, but the daily-averaged latent heat flux is similar among clear, cloudy, and rainy days. That is, the ratio of latent heat flux to net radiation increases in order of clear, cloudy, and rainy conditions. In general, the performance of the SNUUCM is better in clear days than in cloudy or rainy days. However, the performance in simulating sensible heat flux in clear days is as poor as that in rainy days. For all the meteorological conditions, the performance in simulating latent heat flux is worst among the performances in simulating net radiation, sensible heat flux, and latent heat flux. The normalized mean error for latent heat flux is largest in rainy days in which the relative importance of latent heat flux in the surface energy balance becomes greatest among the three conditions. This study suggests that improvements to the parameterization of processes that are related to latent heat flux are particularly needed.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제14권2호
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• pp.30-38
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• 2015

본 연구는 동절기 도로관리서비스 향상과 도로의 안전성을 제고하기 위하여, 기존의 입력자료인 기상자료와 더불어 추가적으로 교통자료를 적용하여 노면온도를 예측할 수 있는 모형의 개발을 목표로 하였다. 노면온도 예측모형은 열수지법을 적용하였으며, 모형에서 교통량에 대한 고려는 차량 복사열, 타이어 마찰열로 구성하여 모형화하였다. 이 최종모형과 기상 조건을 기초로 한 초기 모형과 비교하여 노면온도에 미치는 교통량의 영향을 검토하였다. 제3경인고속도로의 실제 관측치과 두 모형에서 계산된 노면온도를 실제 노면온도 관측치와의 비교로 검증하였는데, 관측치와 예측치의 오차인 RMSE은 $1.97^{\circ}C$였다. 관측된 노면온도는 오전 6시부터 일사의 영향을 받아 급격히 상승하여 14시에 최대가되고, 그 후에는 감소한다. 모형 예측값은 관측값보다 오후에는 낮고, 야간에는 높게 나타났다. 이는 오후의 경우는 차량으로 인한 태양 복사열의 차폐, 야간의 경우는 차량열에 의한 열 공급이 주요 원인인 것으로 판단된다.

• 설비공학논문집
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• 제23권5호
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• pp.321-326
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• 2011

Recently, ground source heat pump (GSHP) systems have been introduced in many modem buildings which use the annually stable characteristic of underground temperature as one of the renewable energy uses. However, all of GSHP systems cannot achieve high level of energy efficiency and energy-saving, because their performance significantly depends on thermal properties of soil, the condition of groundwater, building loads, etc. In this research, the effect of thermal properties of soil on the performance of GSHP systems has been estimated by a numerical simulation which is coupled with ground heat and water transfer model, ground heat exchanger model and surface heat balance model. The thermal conductivity of soil, the type of soil and the velocity of groundwater flow were used as the calculation parameter in the simulation. A numerical model with a ground heat exchanger was used in the calculation and, their effect on the system performance was estimated through the sensitivity analysis with the developed simulation tool. In the result of simulation, it founds that the faster groundwater flow and the higher heat conductivity the ground has, the more heat exchange rate the system in the site can achieve.

• 한국환경과학회지
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• 제5권6호
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• pp.727-738
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• 1996

An one dimensional atmosphere-canopy-soil interaction model is developed to estimate of the heat budget parameter in the atmospheric boundary layer. The canopy model is composed of the three balance equations of energy, temperature, moisture at ground surface and canopy layer with three independent variables of Tf(foliage temperature), Tg(ground temperature), and qg(ground specific humidity). The model was verilied by comparative study with OSUID(Oregon State University One Dimensional Model) proved in HAPEX-MOBILHY experiment. Also we applied this model in two dimensional land-sea breeze circulation. According to the results of this study, surface characteristics considering canopy acted importantly upon the simulation of meso-scale circulation. The factors which used in the numerical experiment are as follows ; the change for a sort of soil(sand and peat), the change for shielding factor, and the change for a kind of vegetation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권5호
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• pp.526-534
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• 2004

A new second-moment closure model for turbulent heat fluxes is proposed on the basis of the elliptic equation. The new model satisfies the near-wall balance between viscous diffusion, viscous dissipation and temperature-pressure gradient correlation, and also has the characteristics of approaching its respective conventional high Reynolds number model far away from the wall. The predictions of turbulent heat transfer in a channel flow have been carried out with constant wall heat flux and constant wall temperature difference boundary conditions respectively. The velocity field variables are supplied from the DNS data and the differential equations only fur the mean temperature and the scalar flux are solved by the present calculations. The present model is tested by direct comparisons with the DNS to validate the performance of the model predictions. The prediction results show that the behavior of the turbulent heat fluxes in the whole region is well captured by the present model.

• 한국제4기학회지
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• 제24권2호
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• pp.1-11
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• 2010

지표 특성 차이에 따라 외부강제력에 대한 차별적인 반응을 보이는 지표 평형온도 분포를 실험하기 위해 에너지 균형 모형(Energy Balance Model, EBM)이 사용되었다. EBM은 입사되는 복사에너지가 각 위도별로 수송되는 에너지와 방출되는 복사에너지의 합과 균형을 이루었을 때의 온도를 산출한다. 지구의 에너지 원천인 태양복사에너지를 전지구 에너지 균형에 있어 중요하게 취급하기 위하여 위도별 알베도 변화뿐만 아니라 해륙의 분포 차이에 따른 에너지 균형을 고려한 지구 평형온도 분포에 관한 실험이 수행되었으며, 입사되는 태양복사에너지량을 강제력으로 하여 위도별 알베도의 선형적인 증감, 극지역 알베도의 5%, 10%, 15% 증감에 대한 반응, 극과 중위도 지역에서의 상반된 증감에 대한 반응을 실험하였다. 그리고 얼음-알베도 피드백의 유무에 대한 실험도 수행되었다. 극지역의 알베도를 증가시키면 입사되는 태양에너지를 차단시켜 위도별 열수송을 감소시키는데 이는 극지역을 저에너지 상태로 유지시킴으로써 저위도에서부터의 에너지 수송을 강화시킨다. 이러한 수송량의 차이로 인해 중위도 지역의 온도 변화는 극지역에 비해 크게 나타난다. 육지는 해양에 비해 열용량이 작기 때문에 평형온도에 도달하는 시간이 짧으며 알베도에 따른 온도변화에 민감하여 해양과의 온도차이를 유발시킨다. 따라서 평형온도는 지표가 가지는 특성인 알베도와 열용량의 차이에 따라 다르게 나타나며 알베도가 증가함에 따라 감소하고 열용량이 작을수록 변화율이 큰 특징이 있다. 얼음-알베도 피드백은 알베도의 선형적인 증가에 따른 지구 평형온도의 감소를 가속화시키지만 국지적으로는 비선형적인 감소를 보인다.

• 전기학회논문지
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• 제61권10호
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• pp.1548-1553
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• 2012

The important requirement for microgrid operation is to meet the balance between supply and demand. To meet, Combined Heat and Power (CHP) generation should be considered in microgrid scheduling. CHP generation is economical on the side of a consumer because it products heat and power. Therefore, it is high efficient. This paper presents a mathematical model for optimal microgrid operation including CHP generation using the optimal ratio of heat and power due to demand. The objective function and constraints are modeled by linear program (LP). Through the case study, the validation of the proposed model is shown.

• 대한교통학회지
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• 제29권2호
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• pp.123-131
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• 2011

본 연구에서는 지표면과 대기사이의 열-에너지 균형원리를 이용한 노면온도예측모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 노면온도예측모형은 두 가지 모듈로 구성되는데 Canopy 1은 지표면과 대기 간의 열 교환을 묘사하기 위한 것이고, Canopy 2는 열에너지 교환 과정에서 포장체 특성을 반영하기 위한 것이다. 모형 수행에 필요한 다양한 입력변수는 기상청으로부터 수집하였다. 개발된 모형의 성능을 평가하기 위해 청원-상주 간 고속도로 상 문의교 지점에 설치된 접촉식 노면온도측정센서로부터 수집한 노면온도자료와 모형 수행을 통해 나온 결과 값을 비교 하였다. 이러한 비교는 동절기(12월)와 동절기 외 기간(10월)에 걸쳐 수행되었다. 비교 결과, 두 온도의 평균오차 값이 ${\pm}2^{\circ}C$ 범위 내에 있어, 모형의 성능이 매우 우수한 것으로 판단된다. 이러한 연구는 동절기 도로관리에 다양하게 사용될 것으로 사료되고, 특히 도로 기상정보체계 운영에 핵심이 되는 노면온도 예측 알고리즘으로 사용될 수 있는 기초 연구가 될 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.587-592
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• 2009

연속조작 기포탑에서 열전달 메카니즘을 검토하기 위하여 열전달 모델과 에너지 소멸속도를 고찰하였다. 기포탑에서 표면갱신이론(Surface renewal theory)에 기초한 비정상상태 열전달모델에 의한 에너지소멸 속도($E_D$)는 기포탑에서 기체와 액체상의 거동에 의한 수력학적인 에너지소멸 속도($P_v$)와 비교하여 매우 작게 나타났다. 이와같은 결과로 표면갱신 이론에 의한 비정상상태 열전달모델에서 사용된 에너지 소멸속도와 기포탑 전체에 대한 수력학적 에너지 수지에 의해 산출된 수력학적 에너지 소멸속도는 산출 메카니즘이 서로 다른 별개의 에너지 소멸속도로 규명되었다. 이들 두 종류의 에너지 소멸속도를 각각 본 연구의 실험 변수인 기체와 액체 유속의 상관식으로 나타내어 완전히 다른 값을 나타냄을 확인하였다.