• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권2호
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• pp.677-687
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• 2021

The tendency to renewables is one of the consequences of changing attitudes towards energy issues. As a result, solar energy, which is the leader among renewable energies based on availability and potential, plays a crucial role in full filing global needs. Significant problems with the solar thermal power plants (STPP) are the operation time, which is limited by daylight and is approximately half of the power plants with fossil fuels, and the capital cost. Exergy analysis survey of STPP hybrid with PCM storage carried out using Engineering Equation Solver (EES) program with genetic algorithm (GA) for three different scenarios, based on eight decision variables, which led us to decrease final product cost (electricity) in optimized scenario up to 30% compare to base case scenario from 28.99 $/kWh to 20.27 $/kWh for the case study. Also, in the optimal third scenario of this plant, the inner carbon dioxide gas cycle produces 1200 kW power with a thermal efficiency of 59% and also 1000 m3/h water with an exergy efficiency of 23.4% and 79.70 kg/h with an overall exergy efficiency of 34% is produced in the tetrageneration plant.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권5호
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• pp.521-529
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• 2012

본 연구에서는, 수문순환과정의 중요한 요소인 증발산의 지역적 특성을 고려한 정확한 산정을 위하여 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 인공위성 데이터를 이용한 원격탐사 기술을 적용하였다. Priestley-Taylor 방법으로 한반도 전역에서의 잠재 증발산을 산정하고 공간적인 거동을 파악하고자 하였다. 산정된 잠재 증발산을 바탕으로 낙동강 유역의 기상청 증발접시 증발량과 비교를 통해 지역적인 적용성을 확인하였다. 포항 기상대에서는 소형 증발접시 0.70, 대형 증발접시 0.55의 상관 계수를 가지며, 문경 기상대의 결과는 소형 증발접시 0.62, 대형 증발접시 0.52의 상관 계수를 갖는다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권2호
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• pp.89-98
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• 2011

This study examined the energy performance according to the main design parameters of a solar water heating system for an office building using the life cycle cost (LCC) optimization simulations. The LCC optimization simulations of the system were conducted with TRNSYS and GenOpt employing the Hooke-Jeeves algorithm for cases where water temperature was $60^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$. The results showed that for water temperature at $60^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$ the global radiation incident on the collector could be decreased by 16.98% and 28.52%, collector useful energy gain could be decreased by 15.04% and 22.59%, energy to load from storage tank could be decreased by 10.86% and 18.06% and AH energy to load could be increased by 16.86% and 38.50% respectively compared to a non-optimized system. The annual average collection efficiency of the collector was increased by 0.88% for $60^{\circ}C$ and 2.78% for $50^{\circ}C$ because of increase of collector slope and decrease of the mass flow rate per collector area. The annual average efficiency of the system was increased by 1.74% and 3.47% compared to the basis system. However, the annual solar fraction of the system was decreased by 6.68% for $60^{\circ}C$ and 11.26% for $50^{\circ}C$ due to decrease of collector area and storage tank volume.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1141-1180
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• 2022

최근 수문 및 수자원 분야에서 위성영상의 활용성이 높아짐에 따라 관련 전용 위성 개발연구와 연계하여 위성을 활용한 증발산량과 토양수분량 산정 연구의 필요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 이러한 위성을 기반으로 증발산량 및 토양수분량의 국내 연구현황과 그 산정 방법론을 조사하여 현재까지의 연구동향을 파악하고자 하였다. 국내 연구현황을 세부 방법론 별로 살펴본 결과 일반적으로 증발산량의 경우는 Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL), Mapping Evapotranspiration with Internalized Calibration (METRIC)과 같은 에너지수지 기반 모형과 Penman-Monteith (PM) 및 Priestley-Taylor (PT) 산출식을 기반으로 산정되었으며, 토양수분량의 경우 능동형(AMSR-E, AMSR2, MIRAS, SMAP) 및 수동형(ASCAT, SAR)와 같은 마이크로파 센서를 통한 산정이 주를 이루었다. 통계적 측면에서는 증발산량 및 토양수분량 공통적으로 회귀식 및 인공지능을 이용한 산출사례를 찾을 수 있었다. 또한 위성기반 자료들을 이용한 Evaporative Stress Index (ESI), Temperature-Vegetation Dryness Index (TVDI), Soil Moisture Deficit Index (SMDI) 등의 다양한 지표를 산정하여 가뭄 특성파악에 적용한 연구 사례도 다수 있었으며, 지표모형(Land Surface Model, LSM)을 기반으로 하여 위성 다중센서에서 얻을 수 있는 주요 자료들을 활용해 증발산량과 토양수분량의 수문순환인자를 산출하기도 하였다. 본 논문에서는 이렇게 기존 연구사례 조사 및 내용파악 과정을 통해 위성을 활용한 주요 세부 방법론을 비교·검토 제시함으로써 관련 연구분야 기준 참고자료로의 활용 및 향후 위성기반 관련 수문순환 자료 산출 고도화 연구의 초석을 다지고자 한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권5호
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• pp.539-550
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• 2016

육상의 수체를 탐지하는 것은 홍수, 태풍, 지진해일과 같은 재해 모니터링에 있어 핵심적인 사항이며, 습지, 빙하 등 지표 수자원의 시 공간적 변화를 파악하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 Kompsat-5 SAR 영상으로부터 육상의 수체를 탐지하기 위하여 임계값에 기반한 접근방법의 적용성을 분석하고, 다양한 임계값 설정 기법의 탐지 성능을 평가하였다. 또한 SAR 영상의 스펙클 필터링이 임계값 설정에 미치는 영향을 분석하였으며, 영상에서 수체가 차지하는 비율에 따른 탐지 성능의 변화에 대한 정량적인 평가를 수행하였다. 추가적으로 탐지 성능을 향상시키기 위해 히스토그램의 bimodality 검정과 majority filtering 처리를 활용하는 새로운 알고리즘을 제안하였다. 세종시 지역의 사례의 경우 제안된 알고리즘을 통해 최종적으로 약 96%의 탐지율과 0.3%의 오탐지율로 수체를 탐지할 수 있음을 보였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.261-273
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• 2003

The characteristics of the recirculation operation of LMR which are different from the conventional plants such as PWR and fossil fuel plants were investigated using a computer code TSGS developed in this study. For simulating the transient behavior of the steam generation system, a water level control algorithm utilizing digital control hardware features was introduced. By investigation, the function of the recirculation operation was defined, the major features of the operation were found. Also good performance of the level control algorithm was confirmed.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.436-436
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• 2022

셀룰러 오토마타(Cellular Automata; CA)는 격자(cell)에 대해 사전 정의된 규칙을 바탕으로 이웃 격자 간 상호작용을 해석하여 복잡한 동력학적 현상을 효과적으로 재현할 수 있는 이산형(discrete) 모의 기법이다. CA 기법은 격자 구조에 수치표고 자료 및 토양수분 정보 등을 직접 매칭 후 상호관계를 해석하기 때문에 공간정보를 최대한 활용하여 불균질성을 나타내는 것이 가능하다. 따라서, 도시 유출해석에 있어서 높은 정확도와 빠른 계산속도를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 CA 기반 고해상도 물순환·침수 연계 해석 framework 개발 방향 및 CA 기반 prototype 모형의 사면유출 적용 사례를 소개한다. 개발 중인 CA 모형에서는 격자별 침수 깊이, 침투, 토양수분 저류, 지표 유출 등의 물순환 요소를 모의할 수 있다. 기존의 집중형(lumped) 모형은 지표-지표하 유출에 대한 routing algorithm이 없고 각 셀의 물수지 모형 내 파라미터가 많은 단점이 있다. 따라서 개발 중인 CA 모형에서는 cell state 내 fast reservoir와 slow reservoir를 통해 지표-지표하 상태를 구현하고 단순화된 물수지 모형 및 흐름 방향 알고리즘을 적용함으로써 실제 현장에서 발생하는 다중 피크 형태의 지표 유출을 모사한다. 최적의 지표수 흐름 방향 알고리즘 선정을 위해 3개의 다중 흐름 방향 알고리즘(D4, D8, 4+4N)을 정량적으로 비교·분석한다. 이번 발표에서는 CA 모형을 소규모 산지 사면과 도심지 등 다양한 규모의 테스트베드에 적용하여 모형의 장단점을 평가한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권11호
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• pp.903-912
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• 2016

증발산은 물수지 및 수문순환의 체계를 파악하기 위한 중요한 인자로서 이에 대한 정확한 이해 및 산정이 필요하다. 국내외에서 증발산에 대한 많은 연구들이 수행되었으나, 지점자료만을 이용하여 산정한 증발산은 시 공간적인 변동성을 파악하는데 제약이 발생한다. 이에 따라, 물리식을 기반으로 하여 인공위성에서 산정된 수문기상인자를 활용하여 증발산량의 시 공간적인 표현에 대한 연구가 발전하게 되었다. 그러나 기존에 활용되고 있는 방법들은 상대적으로 많은 입력 자료가 요구된다. 본 연구에서는 MOderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 산출물을 이용하여 순복사에너지를 산정하였으며, 기존에 활용된 인공위성 기반 증발산 알고리즘에 비해 상대적으로 적은 입력 자료를 이용하는 Modified Satellite-Based Priestley-Taylor (MS-PT) 알고리즘을 적용하여 실제증발산을 산정하였다. 또한, MODIS 산출물로부터 계산된 순복사에너지와 실제증발산의 정확성을 확인하기 위하여, 청미천과 설마천의 플럭스 타워에서 관측된 자료와 비교 검증을 실시하였다. 전반적으로 MODIS 자료를 이용하여 산정된 순복사에너지와 실제증발산 값이 두 플럭스 타워에서 관측된 순복사에너지와 실제증발산이 높은 상관성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 특히. 전체 모의기간 동안 인공위성 자료를 이용하여 산정된 실제증발산의 평균 결정계수는 청미천에서 0.77(0.72-0.81), 설마천에서 0.70(0.67-0.78)로 나타났다. 그러나, 청미천에 비해 설마천에서의 실제증발산 값이 과대산정되는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 이유는 식생에 대한 영향 및 MODIS로부터 산정된 복사에너지에서의 오차로 인해 발생한 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-8
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• 2011

본 연구는 도시환경개선계획의 일환으로서 강우유출수 제어설비의 크기 결정과 관련된 복합 설계기법을 제안하고 있다. 제안된 복합설계기법의 목적은 도시 개발이전의 수문순환상태를 복원시키는 것에 있다. 먼저, 연속적인 강우기록으로부터 개개의 강우사상을 분리하기 위해 IETD를 결정한다. 그 다음에 NRCS-CN 방법을 적용하여 모든 강우사상에 대한 직접유출량과 침투량을 산정한다. 직접유출량과 침투량의 장기간 통계치는 개발이전, 개발이후, 개발이후 유수지 설계, 그리고 개발이후 제안된 복합설계의 경우에 대하여 각각 분석된다. 개발이전의 직접유출량과 침투량을 재현하기 위해서 유전자 알고리즘을 적용하여 유수지 및 침투기반 저류지의 크기가 산정된다. 제안된 복합설계기법은 자연 상태의 직접유출량과 침투량의 통계치를 재현하는데 매우 효과적인 것이 보여진다.

• 한국물환경학회지
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• 제26권1호
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• pp.61-70
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• 2010

The increase of impervious cover (IC) in a watershed is known as an important factor causing alteration of water cycle, deterioration of water quality and biological communities of urban streams. The study objective was to assess the impact of IC changes on the surface runoff characteristics of Kap Stream basin located in Geum river basin (Korea) using the Storm Water Management Model (SWMM). SWMM was calibrated and verified using the flow data observed at outlet of the watershed with 8 days interval in 2007 and 2008. According to the analysis of Landsat satellite imagery data every 5 years from 1975 to 2000, the IC of the watershed has linearly increased from 4.9% to 10.5% during last 25 years. The validated model was applied to simulate the runoff flow rates from the watershed with different IC rates every five years using the climate forcing data of 2007 and 2008. The simulation results indicated that the increase of IC area in the watershed has resulted in the increase of peak runoff and reduction of travel time during flood events. The flood flow ($Q_{95}$) and normal flow ($Q_{180}$) rates of Kap Stream increased with the IC rate. However, the low flow ($Q_{275}$) and drought flow ($Q_{355}$) rates showed no significant difference. Thus the subsurface flow simulation algorithm of the model needs to be revisited for better assessment of the impact of impervious cover on the long-term runoff process.