• 제목/요약/키워드: 열순환

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WRF-Hydro를 이용한 금호강 유역의 물 및 열 순환 해석 및 평가 (Analysis and evaluation of water and heat cycle at the Geumho river catchment using WRF-Hydro)

  • 김소현;김보미;이가림;이예원;노성진
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.282-282
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    • 2023
  • 도시침수와 도시열섬 등 도시화 및 기후변화로 인한 물 및 환경문제에 대비하기 위해서는 고해상도 물순환 및 열순환 해석 기술이 필수적이다. 도심지의 고밀도 건축물 및 식생 등 다양한 토지피복의 조합은 물/열 순환에 직접적인 영향을 미치는 요인이며, 물리과정에 대한 이해를 높이기 위해서는 고해상도 모의 및 관측이 필요하다. WRF-Hydro는 침투 및 증발산, 열 순환, 지표와 하천 및 저수지 추적 등 여러 물/열 순환 요소 해석 모듈을 연동할 수 있는 공간분포형 수문 해석 시스템이다. 본 연구에서는 WRF-Hydro를 기반으로 낙동강 지류인 금호강 유역에 대한 고해상도 물순환 및 열순환 모형을 구축하여, 토양수분, 하천 유량, 지표온도, 증발산 등 수문 요소 해석 결과를 분석한다. WRF-Hydro 모형의 입력자료 구축 시 고해상도 토지피복 및 토양도를 적용하고, 기상자료에는 국내 지상관측자료와 국외 재분석자료를 비교, 분석하여 자료의 신뢰성을 분석한다. 또한, ECOSTRESS 등 고해상도 원격탐사자료로부터의 열, 증발산 관련 추정 자료를 모의 결과와 비교하여, 열순환 해석의 불확실성을 평가한다. 물순환과 열순환의 해석의 신뢰도를 동시에 향상하기 위한 분포형 모형의 구축 및 매개변수 보정 방안에 대해 토의한다.

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열펌프 유닛 성능과 지열원 냉난방 시스템 설계에 관한 연구 (Optimum Design of the Ground-Coupled Heat Pump Systems according to Heat Pump Unit Performance)

  • 김남태;조찬용;최종민
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.193-193
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    • 2011
  • 현재까지 대부분의 지열원 열펌프 시스템에 관한 연구는 열펌프 유닛과 지중열교환기에 대해 개별적으로 수행되었으며, 열펌프 유닛과 지중열교환기 설계 및 최적화의 공통변수인 지중순환수 유량에 따른 시스템 전체에 대한 연구성과는 매우 미미한 실정이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 인증되어 보급되고 있는 물매물 지열원 열펌프 유닛의 성능 자료를 분석하고, 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 열펌프 유닛의 성능 실험 및 지중열교환기 형상에 관한 설계 및 분석을 수행하여 지열원 열펌프 시스템 최적화에 관한 기반 기술 확보하고자 하였다. 현재 국내의 물대물 지열원 열펌프 유닛의 냉방 및 난방 조건에서의 최소 인증 COP는 각각 4.1과 3.45이다. 다양한 용량 및 성능을 갖는 국내 인증 물대물 지열원 열펌프 유닛에 대한 정량적 성능 분석을 위하여 3.5kW(1RT) 용량당의 지중순환수 유량과 COP를 고찰하였다. 냉방운전시 3.5kW 단위 용량당 열펌프 유닛의 지중순환수 유량은 10.73에서 18.52LPM을 나타냈으며, 난방운전에는 10.41에서 18.16LPM을 나타냈다. 이때, 냉방 COP는 4.1에서 5.4의 값을 나타냈으며, 난방 COP는 각각 3.5에서 4.2를 나타냈다. 인증 열펌프 유닛에서 지중순환수 유량과 열펌프 유닛의 냉난방 성능은 일정한 경향성을 나타내지 않았다. 지중순환수 유량에 따른 지열원 열펌프 유닛과 시스템의 성능을 정량적으로 분석하고자 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 지열원 열펌프 유닛 성능 실험을 수행하고 이를 기반으로 지중열교환기를 설계 및 분석하였다. 냉난방 각 운전모드에서 ISO 13256-2 규격과 NRGT 101 규격을 기준으로 지중순환수와 부하측 유량 6LPM 에서 36LPM 사이에서 변화시키며 성능 실험을 수행하였다. 냉방 및 난방모드 모두 유량이 증가함에 따라 열펌프 유닛 COP가 증가하였으나, 유량 증가에 따른 열펌프 유닛 COP 증가율은 감소하였다. 지중순환수 유량이 18LPM 이상에서는 COP 상승폭은 미소하였다. 기존문헌의 부하 산정자료와 열펌프 유닛 실험 성능 데이터를 이용하여 지식경제부 고시 2009-332호에 준하여 수직밀폐형 지중열교환기를 설계하고 순환펌프 소요동력을 이용하여 시스템 COP를 분석하였다. 지중열교환기 설계 시 국내에서 가장 많이 사용되고 있는 상용지중열교환기 설계프로그램인 GLD 프로그램을 사용하였다. 지중순환수와 부하측 2차 유체 유량 증가 시에 열펌프 유닛 COP 증가율 대비 시스템 COP 증가율은 감소하였으며, 난방모드에서는 일정 유량 이상에서는 열펌프 유닛 COP는 증가하였으나, 시스템 COP는 감소하였다. 또한, 지중순환수 유량 증가에 따라 지중열교환기 길이가 증가하였으며, 냉난방시의 지중열교환기 길이차이가 증가하였다. 지열원 열펌프 시스템의 고효율화 및 시공비 절감을 통한 경제성 확보를 위해서는 지열원 열펌프 유닛 성능과 지중열교환기 형상 공통 변수인 지중순환수 유량을 함께 고려하여 시스템을 설계하여야한다.

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순환신경망모형을 이용한 단기 시계열예측

  • 윤여창
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제5권3호
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    • pp.599-605
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    • 1998
  • 본 연구에서는 단순구조 순환신경망을 이용한 신경망예측과 전통적인 시계열예측 방법을 이용하여, 순환변동이 있는 시계열자료의 단기예측 오차를 비교한다. 순환신경망모형의 입력자료를 변화시키는 개선된 학습방법을 적용하여 시계열자료를 학습하고, 신경망예측의 결과는 선형 AR(9)모형, 비선형 SETAR모형 그리고 이들의 결합모형을 이용한 예측결과와 비교한다. 실증분석에 적용된 시계열자료는 1700년부터 1987년 까지의 태양흑점 자료이며 예측에 이용된 검정자료는 1980년부터 8년 간의 자료이다.

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내부연결 임플란트용 타이타늄 소켓을 이용한 지르코니아 지대주에서 열순환이 나사풀림에 미치는 영향: 예비연구 (The effect of a titanium socket with a zirconia abutment on screw loosening after thermocycling in an internally connected implant: a preliminary study)

  • 경규영;차현석;이주희
    • 구강회복응용과학지
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    • 제33권2호
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    • pp.114-118
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    • 2017
  • 목적: 이 연구의 목적은 타이타늄 구성요소를 가진 지르코니아 지대주가 내부연결 임플란트에 사용되었을 때 나사 풀림에 대해 알아보는 것이다. 열순환 후 타이타늄 소켓을 가진 지르코니아 지대주와 타이타늄 지대주의 나사 풀림과 제거력을 비교 분석하였다. 연구 재료 및 방법: 내측연결 임플란트와 내측연결 타이타늄 지대주, 타이타늄 소켓을 가진 외측연결 지르코니아 지대주를 준비하였다. 내부연결형 임플란트에 5개의 타이타늄 지대주를(대조군), 타이타늄 소켓을 가진 5개의 지르코니아 지대주(실험군)를 각각 연결하고 30 Ncm의 토크로 조인 후 열순환 처리 전후의 지대주 나사 제거력을 측정하였다. 각 시편들은 열순환 장치의 수조에서 $5^{\circ}C$$55^{\circ}C$의 물에 60초씩 교대로 2,000회의 열순환을 시행하였다. 각 시편의 나사 풀림을 조사하고 열순환 전후에 나사 제거력을 통계학적으로 분석하였다. 결과: 두 그룹 모두에서 열순환 후 지대주 나사 풀림을 보이지 않았다. 열순환 전후의 나사 제거력 차이는 대조군에서 $-1.34{\pm}2.53Ncm$, 실험군에서 $-1.26{\pm}2.06Ncm$ 로 나타났다. 독립표본 T 통계분석 결과 두 군간에 유의한 차이를 보이지 않았다(P > 0.05). 결론: 이 실험의 결과 내에서 내부연결 임플란트를 위한 지르코니아 지대주 내 타이타늄 소켓이 열순환 후 지대주 나사풀림에 타이타늄 지대주와 비교하여 유의한 영향을 나타내지 않았다.

열순환이 상아질접착제 처리 후 미세누출에 미치는 영향에 관한 연구 (The Study of the Effect of Thermocycling on Microleakage within Various Dentin Bonding Agents)

  • 유승훈
    • 구강회복응용과학지
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    • 제24권2호
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    • pp.147-155
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    • 2008
  • 5세대 상아질 접착제인 Adper Single bond 2.0 (3M-ESPE, USA), 6세대 상아질 접착제인 Prompt L-pop (3M-ESPE, USA), AdheSE (Ivoclar Vivadent, Liechtenstein) 를 각 상아질 접착제당 30개의 건전한 소구치 및 대구치를 선정하여 협면과 설면에 5급와동을 형성하고 복합레진을 적용하였다. 이중 절반은 열순환을 시행하지 않고 나머지 절반은 열순환을 시행하였다. 이후 메틸렌 블루를 침투시켜 시약의 침투 정도를 측정한 후 통계분석하였다. 열순환을 시행하지 않은 군과 열순환을 시행한 군을 통틀어 열순환을 시행하지 않은 상아질 군에서만 Single Bond 2.0의 미세누출의 양이 Prompt L-Pop과 AdheSE에 비하여 높았고 (p <.05) 나머지 군에서는 모두 Single Bond 2.0의 미세누출의 양이 적었다. (p <.05) 열순환 이후에 미세누출의 양이 늘어난 군은 Prompt L-Pop과 AdheSE의 상아질 군이었다.

순환골재의 열저항특성 분석 (Analyze of Thermal Resistivity Characteristics for Recycled Aggregates)

  • 김경열;홍성연;이대수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.164.2-164.2
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    • 2010
  • KEPCO에서는 발전소로부터 생산되는 전력을 각 가정에 공급하기 위하여 전력선을 설치하고 있다. 이 전력선은 지상과 지중에 동시에 설치되고 있으며, 지상에 위치한 전력선을 가공선이라 한다. 지중에 설치된 전력선을 지중선이라 하며, 지중선을 설치하기 위한 공사를 지중화공사라 한다. 전력선은 전력이 통전될 때 일정한 온도 이상의 열이 발생하게 되며 이 열이 신속하게 외부로 빠져나가야지만 전력수송효율이 떨어지지 않게 된다. 지중화공사는 대부분 도로를 재굴착하여 설치하게 되며, 전력선을 설치한 후 주변 되메움재로는 모래를 이용하고 있다.하지만 최근 들어 모래의 수급이 딸리고, 가격이 높아지고 있는 관계로 이의 대체재료가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 전력선 되메움재인 모래의 대체재료로 건설폐기물의 일종이었던 순환골재를 이용하기 위하여 열저항특성을 분석하였다. 이미 순환골재는 2005년부터 공공 공사에 의무적으로 사용하도록 규정이 되어 있어 도로 또는 콘크리트 골재로 사용하고 있다. 순환골재를 전력선 되메움재로 사용하기 위해서는 열저항온도(thermal resistivity)가 $120^{\circ}C$-cm/W 이하가 되어야만 전력선 효율이 떨어지지 않기 때문에 이를 만족하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해 QTM-500 장비를 이용하여 순환골재의 열저항 특성실험을 시행하였다. 실험의 원활한 수행을 위하여 순환골재의 입도는 5.0mm 이하로 제한하였으며, 인자로는 다짐도와 함수비를 중요한 인자로 선택하였다. 분석결과, 다짐도 및 함수비는 순환골재의 열저항온도에 영향을 미치는 주인자로 나타났으며, 일부 교호작용도 존재하는 것으로 나타났다. 향후 실험결과를 바탕으로 현장 실증실험을 수행할 예정이며, 본 연구결과는 KEPCO의 순환골재 이용기준수립에 활용할 예정이다.

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3D 프린팅 레진과 임시 수복용 레진의 열순환 처리 후 전단결합강도에 관한 연구 (A study on the shear bond strength between 3D printed resin and provisional resin after thermal cycling)

  • 임지훈;신수연
    • 구강회복응용과학지
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    • 제37권3호
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    • pp.101-110
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    • 2021
  • 목적: 본 연구에서는 3D 프린팅 레진과 임시 수복용 레진의 열순환 처리에 따른 전단결합강도의 변화를 연구하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: DLP 방식을 이용하여 3D 프린팅 레진으로 표본을 제작하였다. 표본은 상부에 부착한 임시 수복용 레진(PMMA, bis-acryl resin) 및 열순환 처리 횟수(대조군, 2,000, 3,000, 5,000회)에 따라 8개의 군으로 분류하였다. 만능 재료시험기 상에서 결합된 표본들의 전단결합강도를 측정하였다. 결과: 열순환 처리의 횟수가 증가함에 따라 3D 프린팅 레진에 대한 PMMA와 bis-acryl resin의 전단결합강도는 PMMA에서 3,000회와 5,000회 간을 제외하고 모두 감소하였다. PMMA 그룹에서는 3,000회 미만의 열순환 처리 횟수 간에서 유의한 전단결합강도의 차이를 보였으며(P < 0.05), 3,000회 이상의 열순환 처리 횟수 간에는 유의한 차이를 보이지 않았다(P > 0.05). Bis-acryl resin 그룹에서는 대조군과 2,000회 간, 대조군과 3,000회 간, 대조군과 5,000회 간의 열순환 처리에는 유의한 전단결합강도의 차이가 있었으며(P < 0.05), 2,000회와 3,000회 간, 3,000회와 5,000회 간에는 유의한 차이가 없었다(P > 0.05). 결론: 3D 프린팅 레진에 대한 임시 수복용 레진의 전단결합강도는 열순환 처리를 한 경우 결합강도가 낮아지는 경향을 보였다.

치과용 금합금에 대한 금속 프라이머 처리와 열순환 처리가 교정용 브라켓의 전단결합강도에 미치는 영향 (Effect of metal primer and thermocycling on shear bonding strength between the orthodontic bracket and gold alloy)

  • 이영기;차정열;유형석;황충주
    • 대한치과교정학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.320-329
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    • 2009
  • 치과용 금합금에 교정용 브라켓 접착 시 금속 프라이머와 열순환 처리가 전단결합강도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 80개의 치과용 금합금 시편을 샌드블라스팅만 처리한 군과 3종류의 금속 프라이머(Alloy Primer, Metaltite, V-Primer)처리를 시행한 군으로 분류하고, 이를 열순환 처리 시행 여부에 따라 모두 8개 군으로 분류하였다. 만능물성 시험기를 사용하여 브라켓의 전단결합강도를 측정하고, modified ARI (Adhesive Remnant Index) scores를 통해 브라켓 접착면의 파절 양상을 평가하였다. 열순환 처리 미시행 시에는 금속 프라이머의 적용 시 샌드블라스팅만 단독으로 처리한 경우에 비하여 통계적으로 유의성 있는 전단결합강도의 증가가 있었다 (p < 0.05). 열순환 처리를 시행한 군에는 금속 프라이머의 처리에 의한 전단결합강도의 변화는 유의한 차이가 없었다 (p > 0.05). 금속 프라이머를 적용한 경우 열순환 처리 미시행 시에는 파절 양상이 브라켓과 접착제 계면에서의 파절 발생 빈도가 높았으나, 열순환 처리 시행 시에는 각 군 간 파절 양상에 유의한 차이가 없었다. 이상의 결과로 금속 프라이머의 적용이 치과용 금합금에 대한 교정용 브라켓 접착 시 초기 접착 강도에서는 유의성 있는 결합력의 증가를 보이나, 열순환 처리 시행 후에는 결합 강도에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 금속 프라이머에 의한 결합력 증가가 감소하는 것으로 생각한다.

고온 열순환 공정이 BCB와 PECVD 산화규소막 계면의 본딩 결합력에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Effects of High Temperature Thermal Cycling on Bond Strength at the Interface between BCB and PECVD SiO2 Layers)

  • 권용재;석종원
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권2호
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    • pp.389-396
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    • 2008
  • 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB)과 플라즈마 화학기상증착(PECVD)된 산화규소막이 코팅된 웨이퍼들 사이의 계면에서, 고온 열순환 공정에 의한 잔류응력 및 본딩 결합력의 효과를 4점 굽힙시험법과 웨이퍼 곡률 측정법에 의해 평가하였다. 이를 위해 웨이퍼들은 사전에 확립된 표준 본딩공정에 의거하여 본딩하였으며 이들 웨이퍼에 대한 열순환 공정은 상온으로부터 최대 순환온도 사이에서 수행하였다. 최대 온도 350 및 $400^{\circ}C$에서 수행한 열순환 공정에서, 본딩 결합력은 첫번째 순환공정 동안 크게 증가하는 데, 이는 순환공정 시 발생하는 산화규소막의 축합 반응에 의한 잔류응력 감소 때문인 것으로 분석되었다. 이러한 산화규소막의 잔류응력이 감소함에 따라 BCB와 산화규소막으로 구성된 다층막의 잔류응력에 의해 변형되는 에너지는 상승하였고 따라서 BCB와 산화규소막 사이 다층막의 의 본딩 결합력은 증가하였다.