• 한국지리정보학회지
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• 제22권3호
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• pp.107-119
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• 2019

최근 ICT 기술과 융합 기술의 발달에 힘입어 농업 분야에서도 많은 변화와 혁신이 추구되고 있다. 과거 전통적인 농작물 생산 중심의 농업 분야에서 다양하고 첨단의 기술과 접목되어 6차 산업이라는 새로운 산업 형태를 만들고 있으며 이러한 변화의 핵심은 농업 분야에서도 ICT 기술과 공간정보의 융합이 있기에 가능하다. 센서를 이용한 농작물 작황 분석과 이를 공간정보 기반에서 분석 및 예측하기 위한 다양한 접근이 시도되고 있다. 특히 최근에는 드론을 이용한 농작물 재배 및 스마트 팜을 위한 다양한 연구가 추진되고 있다. 하지만, 이러한 연구는 드론을 이용한 직접적인 농작물 재배 등의 물리적 활용과 공간정보 구축에 국한되는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 농작물 재배에 가장 영향을 미치는 가뭄에 대한 과학적이고 객관적인 지표를 산출하기 위한 드론을 활용한 농업 가뭄 모니터링 체계 구축을 목표로 하였다. 이를 위해 가뭄 우심지역에 대하여 토양수분 센서를 설치하여 실제 토양의 수분을 확인하고 기준값으로 설정하여 드론에서 구축한 온도 및 정규식생지수를 비교분석하였다. 드론 열화상 센서에서는 대상 지역의 토양 온도를 산출하였으며, 드론 초분광센서를 이용하여 대상 농작물의 정규식생지수를 산출하여 실제 대상 지역의 농작물의 작황상태 및 토양온도와의 상관관계를 분석하였으며, 이를 검증하기 위해 대상지역에 설치된 토양수분측정 센서를 이용하여 실제 토양수분을 산출하여 드론 성과와 비교 분석하였다. 이와 같은 접근은 비접촉 방식으로 작물의 종류, 작물의 생육정도, 단위면적 당 작황상태에 관한 데이터를 생산하여 효율적인 가뭄피해 분석에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.93-106
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• 2021

일반적으로 세그먼트 라이닝 터널은 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 연결하여 하나의 링을 구성하고 터널의 진행방향으로 링을 서로 결합하여 형성한 터널을 말한다. 세그먼트 라이닝의 구조적 특성은 세그먼트 이음부의 거동에 따라 크게 달라지므로 이음부를 적절하게 모델링해야 한다. 지반 하중을 받을 때 세그먼트 이음부는 회전에 저항하는 힌지로 작동하며, 모멘트-회전 관계는 비선형 거동을 보인다. 세그먼트 이음부가 라이닝 거동에 미치는 영향을 파악하기 위해 실제 설계에 통용되는 일본 기준 및 Janssen 모델을 적용하여 세그먼트 이음부의 모멘트-회전 관계를 설정하였다. 또한 이 논문은 지압강도를 기초로 세그먼트 이음부의 회전강성을 결정하는 방법을 제시하였다. 가상의 설계조건에서 기존 모델 및 제시된 방법을 적용해 세그먼트 이음부의 회전을 추정하고 세그먼트 라이닝과 이음부에서 발생하는 단면력을 계산하였다. 세그먼트 이음부의 회전이 증가할수록 이음부의 접촉 면적이 감소하므로 세그먼트 이음부의 지압강도를 확인해야 한다. 이 논문은 세그먼트 이음부의 지압강도를 검토하기 위해 세그먼트 이음부의 회전강성을 결정하고 지압강도를 계산하는 일관된 방법을 제시하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제29권1호
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• pp.20-53
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• 1976

주요(主要) 조경수목(造景樹木)의 $SO_2$에 대(對)한 감수성(感受性) 및 저항성(抵抗性)을 구명(究明)하여서 우수(優秀)한 조경수종(造景樹種) 및 대기오염(大氣汚染) 정화수종(淨化樹種)을 선발(選拔)하는데 있어서의 학리적(學理的) 근거(根據)를 얻을 목적(目的)으로 가스 접촉시험(接觸試驗)과 아울러 공기오염도(空氣汚染度)가 극심(極甚)한 서울시내(市內) 각처소(各處所)에서 생육(生育)하고 있는 주요(主要) 가로수(街路樹)에 대(對)하여 계절(季節)에 따른 엽내(葉內) S함량(含量)의 증가현상(增加現象)을 조사(調査)하여 공기중(空氣中) 아황산(亞黃酸)가스에 대(對)한 내성(耐性)과 가스흡수(吸收)에 의(依)한 공기정화능력(空氣淨化能力)에 대(對)하여 연구(硏究)한 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 아황산(亞黃酸)가스 접촉(接觸)에 대(對)한 수종별(樹種別) 감수성(感受性) 1) 공시수종(供試樹種) 범위(範圍)에 있어서 피해엽(被害葉) 연반면적(煙斑面積)의 크기를 기준(基準)으로 한 아황산(亞黃酸)가스 접촉(接觸)에 대(對)한 내성순위(耐性順位)는 대체(大體)로 무궁화, 은행나무, 개나리, 수수꽃다리, 일본(日本)잎갈나무, 리기다소나무의 순위(順位)이며 특(特)히 무궁화와 은행나무는 아황산(亞黃酸)가스에 대(對)하여 강(强)하고 리기다소나무와 일본잎갈나무는 약(弱)하며 수수꽃다리와 개나리는 그 중간(中間)에 속한다. 2) 엽중(葉中) 유황함량(硫黃含量)은 접촉(接觸)가스의 농도증가(濃度增加)에 따라서 증가(增加)하며 수종별(樹種別)로는 침엽수종(針葉樹種)이 활엽수종(濶葉樹種)에 비(比)해서 함량(含量)이 적은 경향(傾向)이나 침엽수종중(針葉樹種中)에서도 은행나무는 그 함량(含量)이 활엽수(濶葉樹)와 비등(比等)하게 높다. 3) 수목(樹木)의 생장초기엽(生長初期葉)(6월접촉(月接觸))은 1ppm을 한계(限界)로 하는 각농도(各濃度)에서 모든 수종(樹種)에서 엽내(葉內) S함량(含量)이 가스농도(濃度)에 정비례적(正比例的)인 증가경향(增加傾向)을 보이나 농도간(濃度間)의 격차(隔差)는 그리 크지 않았다. 4) 생장후기엽(生長後期葉)(10월(月) 접촉(接觸))은 모든 수종(樹種)에서 전체적(全體的)으로 생장초기엽(生長初期葉)보다 엽내(葉內) S함량(含量)이 많아지며 또한 각농도(各濃度)에 있어서 모든 수종(樹種)의 엽내(葉內) S함량(含量)의 농도(濃度)에 따른 격차(隔差)가 심(甚)한 동시에 가스농도(濃度)에 따라서 정비례적(正比例的)인 증가(增加)를 보이지 않고 S흡수농도(吸收濃度)에 한계(限界)가 있음을 나타낸다. 즉(即) 활엽수종(濶葉樹種)인 수수꽃다리, 무궁화, 개나리의 S흡수한계농도(吸收限界濃度)는 0.6mg/L부근이다. 따라서 S흡수한계농도(吸收限界濃度) 구명(究明)에는 성숙엽(成熟葉)을 재료(材料)로 사용(使用)함이 가(可)함을 말해준다. 5) 무궁화, 수수꽃다리, 개나리는 부정아(不定芽) 발생(發生)에 의(依)한 맹아재생력(萠芽再生力)이 강(强)해서 전체엽(全體葉)이 피해(被害)를 받아도 회복(回復)되는 힘이 강(强)하다. 6) 연반(煙斑)의 색조(色調)는 수종(樹種)에 따라 상이(相異)하며 은행나무는 선명(鮮明)한 황갈색(黃褐色), 무궁화는 백색(白色), 수수꽃다리는 오갈색(汚褐色), 리기다소나무는 선명(鮮明)한 황갈색(黃褐色) 또는 적갈색(赤葛色)을 보인다. 7) 엽부위별(葉部位別) 감수성(感受性)은 엽록(葉緣)이 감수성(感受性) 부위(部位)였고 주맥(主脈)의 부착점(附着點)의 엽신부(葉身部) 즉(即) 엽저부분(葉底部分)이 현저(顯著)한 내성(耐性)을 띠운다. 또한 은행나무와 일본잎갈나무에 있어서는 신엽(新葉)이 성숙엽(成熟葉)(2년생엽(年生葉))에 비(比)해서 내성(耐性)이 더 강(强)하다. 2. 서울시내(市內) 각처소(各處所)의 조경수목(造景樹木)의 엽내유황(葉內硫黃) 함량(含量)과 대기오염(大氣汚染) 1)서울시내(市內) 각처소(各處所)의 조경수목(造景樹木)의 엽내(葉內) 유황함량(硫黃含量)은 비오염지(非汚染地)의 대조엽(對照葉)에 비(比)하여 보다 현저(顯著)히 큰 수치(數値)를 나타내며 각(各) 수종(樹種)의 유황(硫黃) 흡수능(吸收能)은 그 대조수목(對照樹木)의 비오염지(非汚染地)에서의 엽내(葉內) 유황함유도(硫黃含有度)에 비례(比例)하여 크며 능수버들, 은행나무, 가중나무, 양버즘나무, 미류나무등(等)이 그 흡수능(吸收能)이 높았다. 2) 엽중(葉中) 유황함량(硫黃含量)의 순위(順位)를 종합(綜合)하면 함량(含量)이 가장 많은 처소(處所)가 서울역전(驛前), 아현동(阿峴洞)고개, 이화여대(梨花女大) 입구(入口)등이며, 동숭동(東崇洞), 동대문(東大門), 을지로(乙支路) 입구(入口), 서대문(西大門)등이 그 중간(中間)이며 덕수궁(德壽宮), 경복궁(景福宮), 창덕궁(昌德宮), 창경원(昌慶苑), 혜화동(惠化洞) 로타리 등이 가장 적은 처소(處所)이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.69-69
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• 2011

태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.329-339
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• 2021

콩은 논 대표적인 밭작물로써 온도, 수분, 토양과 같은 환경 조건에 민감하기 때문에 재배 시 포장 관리가 매우 중요하다. 작물 상태를 비파괴적, 비접촉적 방법으로 측정할 수 있는 분광 기술을 활용한다면 작황 예측, 작물 스트레스 및 병충해 판별 등 생육 진단 및 처방을 통해 품질과 수확량을 높일 수 있다. 본 연구에서는 회전익 무인기에 탑재된 다중분광 센서를 이용하여 시험 포장에서 콩 생육 추정 모델 개발하고 재현성을 확인하기 위해 농가 포장에 검증을 수행하였다. 분광 데이터로 산출된 정규화 식생지수(NDVI, GNDVI), 단순비 식생지수(RRVI, GRVI)와 콩 생육 데이터(생체중, LAI)를 선형회귀분석을 실시하여 모델을 개발하였으며 괴산에 위치한 농가포장에서 검증을 실시하였다. 그 결과 생체중의 경우 정규화 식생지수를 이용 시 포화되기 때문에 단순비 식생지수 GRVI를 이용한 모델의 성능이 가장 높았다(R²=0.74, RMSE=246 g/m², RE=34.2%). 괴산 농가 포장에 생체중 모델 검증 결과 RMSE=392 g/m², RE=32%로 나타났으며 작부 체계별 나누어 검증 결과 단작 포장과 이모작 포장 생체중 모델은 RMSE=315 g/m², RE=26% 및 RMSE=381 g/m², RE=31%로 나타났다. 작부 체계별 포장과 적산온도가 유사한 연도별 시험 포장(2018+2020년, 2019년)을 나누어 생체중 모델 개발한 결과 단년도(2019년)의 성능이 높게 나타났다. 작부 체계별 적산온도가 유사한 검증과 기존 검증 간 비교 결과 단작 포장은 RMSE 및 RE를 기준으로 각각 29.1%와 34.3%로 개선되었으나 이모작 포장은 -19.6%, -31.3%로 저하되었다. 적산온도 이외의 환경 요인, 분광 및 생육 데이터 추가 시 다양한 환경 조건에서 재배되는 콩 생육을 추정 가능할 것으로 판단된다.