• 한국농림기상학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2012

본 연구는 디지털예보(현 동네예보) 자료를 활용하여 우리나라의 산불위험예보의 정확도 향상은 물론 기상에 의한 산불위험지수를 산출하여 한반도의 산불위험예보 체계를 구축하는데 있다. 한반도 지역의 산불발생위험을 나타내는 기상지수(daily weather index, DWI)를 산출하기 위해 기상청의 5km 격자간격의 디지털예보자료를 이용하였다. DWI 분석을 위해 온도, 습도, 풍속 UV, 1시간 강우량, 12시간 강우량을 대상으로 한반도 전역에 대한 기상요소별 기후분포도를 제작하였다. 한반도의 기상에 의한 일일 DWI 산출을 위해 대형산불이 자주 발생하는 강원도 지역의 산불발생확률식 $[1+{\exp}\{-(2.494+(0.004{\times}T_{max})-(0.008{\times}EF))\}]^{-1}$을 적용하였다. 기상예보자료의 예측정확도 검증을 위해 RDAPS, 디지털예보, 실황자료 모두 2005년 12월 12일 15시 자료를 대상으로 비교 분석한 결과 76개 기상관측소에서 관측한 실황자료에 대응하는 기상요소별 디지털예보의 예측값이 RDAPS 추출 자료보다 향상된 예측결과를 보였다. 산불위험예보 정확도 검증을 위해 사용한 실황자료와 디지털예보자료의 평균오차는 평균 기온 $0.2^{\circ}C$, 실효습도 2.4%, 평균풍속 2.2m/s로 나타나 큰 변이는 없었지만, 평균풍속에서 실측값과 예측값간의 차이가 있는 것으로 나타났다. 디지털예보자료를 활용할 경우 RDAPS 자료보다 산불위험예보의 정확도가 크게 향상되는 결과를 얻을 수 있었으며, 산불위험예보의 정확도 검증을 위해 실황자료와 디지털예보자료를 적용하여 예측된 전국 233개 시 군 구의 평균 산불위험지수를 각각 추출하여 비교한 결과 $R^2$=0.854의 높은 정확도를 보였다. 산불위험도가 가장 높은 15시의 실제 76개소에서 관측한 기상자료를 적용하여 전국의 산불위험지수를 예측한 값은 70.5로 디지털예보자료를 적용하여 예측한 위험지수(70.0)와 0.5의 오차를 보여 예측력이 개선되었음을 확인할 수 있었다. 따라서 디지털예보를 적용할 경우 실황자료와의 예측력이 검증된 만큼 향후 기상에 의한 한반도의 산불발생위험지수를 보다 정확하게 계산하는데 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.491-498
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• 2001

본 연구에서는 강우와 같은 열 충격으로 보수체의 손상(표면 균열, 경계면 파괴)을 유발하는 표면 인장 응력과 기층과 보수층 경계면의 연직 인장 응력 및 진단 응력이 해석적으로 조사되었다. 응력 계산 시에는 사용 재료의 비선형 응력-변형률 곡선이 사용되었고, 특히 변형률 경화, 변형률 연화 특성이 고려되었다. 응력 계산은 보수층의 두께와 보수 재료를 변수로 하여 강우 강도별로 조사되었다. 강우 초기의 보수체의 온도는 하절기에 55$^{\circ}C$까지 가열됐다고 가정하였고, 강우 온도는 1$0^{\circ}C$로 결정하였다. 강우 빈도 1년 1회, 강우 지속 시간 10분, 60분의 강우 하중으로 응력을 계산한 결과, 보수체 표면에서는 실제 균열은 발생치 않고, 단지 변형률 연화 단계의 가상 균열만 형성되었다. 한편 경계면에서는 부착 전단 파괴는 발생치 않았으며, 연직 인장 파괴를 유발하는 음력이 일정한 강우 강도 및 보수 재료에서 보수층의 두께(do)가 클수록 증가하는 것으로 나타나, 경계면의 연직 인장 응력이 보수체의 안전성에 주요한 변수임을 알 수 있었다. 따라서 강우시 경계면의 파괴 예방을 위해 보수 재료의 성질 및 보수층의 두께를 결정할 수 있는 연직 인장 음력의 예측식을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1453-1463
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• 1994

항만의 단기 관측자료에 의한 해수의 수송은 조석잔차류와 바람응벽 등으로 해수의 평형상태를 유지하기 어렵다. 이로 인해 순 용적수송량이 만외로 유출되어야 함에도 불구하고 짧은 주기동안 만내로 유입됨으로써 담수 교체시간을 계산할 수 없었다. 본 연구는 1 조석 주기의 단기관측과 유역의 강우량 자료로부터 SCS의 유효강수량을 계산함으로써 담수 교체시간의 추정가능성을 검토하였다. 완전혼합을 가정하여, 여름철 마산만에 적용된 담수 교체시간은 외해수의 염분변화에 따라 10.9~15.3일로 분포하였다. 이는 여름철 마산만에서 순 용적 수송량(NVT)에 의한 평균 체류시간 13.9일에 상당히 근접된 값이다. 강한 성층을 이룬 홍수기의 경우 2층모델에 적용하면, 만구에서 교체시간은 1.2일로 추정되어 완전혼합모델에서 얻은 2.1일보다 작은 값이다. 이것은 홍수기에 유입된 담수가 대부분 상층을 통하여 만외로 유출되기 때문이다. 또 마산만에서 얻은 담수 유입량 $Q_r$과 교체시간 t와의 상관관계식을 완전혼합과 2층 모델의 2가지 조건으로 나타내었고, 이들이 비선형적 관계를 가지고 있음을 알 수 있었다. 이런 관계는 보스톤 내만에서 직접 하천 유입량을 조사한 결과와 근접된 형태를 보였다. 따라서 이 식들은 만의 흐름구조와 농도의 성층정도에 따라 달리 적용할 수 있고, 담수유입량의 변동에 의한 담수 교체시간의 예측을 가능케 한다. 그러므로 순 용적 수송량의 계산으로 구할 수 없는 단기관측자료는 SCS 유출곡선지수법에 의해 담수 교체시간의 추정이 가능할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.649-656
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• 2011

자동차용 리튬이온전지(lithium-ion batteries)의 성능향상 및 효과적인 셀 설계를 위한 준 2 차원 (pseudo-2-dimension) 해석 모델을 개발하였다. 전지 내부에 리튬, 리튬이온, 전자의 거동 및 계면에서 전해질과 활물질의 리튬이온 농도와 전기적 포텐셜 차이에 의한 전기화학 반응량 등을 계산할 수 있는 $Newman^{(1,2)}$ 모델을 기반에 변수 추정을 위한 최적화 기능을 추가하였다. 이 전기화학모델을 이용해 설계 변수, 재료의 물성 값 등의 의한 충/방전 특성을 계산할 수 있으며, 위치와 시간에 따른 전위, 농도, 생성전류량 등을 알 수 있다. 역으로 최적화 기능을 이용하여 실험에서 얻은 충/방전 곡선과 계산 값의 오차를 최소화하는 방법으로 측정이 어려운 물성값 추정이 가능하며 이를 이용하여 셀 성능 열화에 영향을 주는 변수 및 열화도를 예측할 수 있다. SB 리모티브에서 측정된 열화 과정의 방전 곡선들을 이용하여 최적화 해석을 수행하여 전지의 반복수명열화가 음극 및 양극활물질의 반응면적 및 전해질에 확산계수의 열화에 의한 것임을 알 수 있었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제28권2호
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• pp.232-239
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• 2008

본 연구는 미강 추출 식이섬유 혼합물을 첨가한 떡갈비의 미생물학적 안전성 확보와 유통기한 산출을 위하여 예측미생물학을 이용하였다. 이를 위해 미강 추출 식이섬유 혼합물을 0, 1, 2, 3%의 비율로 첨가하였으며 냉장($4{\pm}1^{\circ}C$) 조건에서 15일간 저장하며 일반세균수, 혐기성균, 저온균, 내열성균, 대장균군의 미생물학적 변화를 관찰하였다. 일반세균수의 초기 균수(저장 0일)의 경우 3.23-3.85 log CFU/g을 나타내었으며 혐기성균, 저온균의 경우 비슷한 초기균수를 나타내었다. 일반세균수와 혐기성균의 경우 저장 3-5일차에서 균수의 급격한 증가를 나타내었다. 저장기간 동안 측정된 균수를 Baranyi function을 바탕으로 성장예측곡선과 생육 지표를 예측하였으며, 성장예측곡선의 적합성을 검증한 결과 일반세균수, 혐기성균, 저온균의 경우 처리구간 모두 0.923 이상의 높은 $R^2$값을 나타내었으며 $B_f$, $A_f$의 경우 역시 이상적인 값인 1에 가까운 값은 나타내었다. RSME 값 역시 모두 0.65 이하를 나타내어 실측치와 예측치 간의 높은 정확성을 나타내었다. Baranyi function 식 (1), (2)을 이용하여 계산된 균수가 5 log CFU/g이 되는 시점인 predicted shelf-life의 경우 control, T1, T2, T3의 경우 각각 2.5, 3.5, 3.5, 3.6일로 예측되었으며 안전계수(1/1.5)를 고려한 estimated shelf-life의 경우 1.7, 2.3, 2.3, 2.4일로 측정되었다 미강 식이섬유 혼합물이 첨가된 처리구가 control보다 약 0.6-0.7일 긴 유통기한을 가지는 것으로 측정되었고 식이섬유가 3% 함유된 떡갈비가 2.4일로 가장 긴 유통기한을 갖는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해, 미강 추출 식이섬유 혼합물이 첨가된 떡갈비의 유통기한을 예측미생물학을 적용하여 측정할 수 있었으며, 식품산업에 있어서 이러한 예측미생물학은 식품의 제조 가공 판매 등을 결정할 때 미생물의 정량적 위험성을 판단하는 도구로서 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권2호
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• pp.182-187
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• 2013

밀폐된 식물공장 환경에서 환경 조절 및 에너지 소비예측을 위해서는 환경요소들의 변화 요인을 파악해야 한다. 식물체는 광합성 과정에서 많은 양의 물을 증산을 통해 대기 중으로 방출하게 되는데, 일반적으로 식물공장의 특성상 비교적 높은 습도 유지가 필요하며, 증산은 실내 습도에 직접적인 영향을 주기 때문에 식물의 증산량에 대한 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 식물공장 생육조건에서 4가지 품종의 상추를 재배하면서 생육기간에 따른 엽면적 변화와 증산속도를 측정하고 이를 바탕으로 Penman-Monteith 방정식을 식물공장 조건에 맞게 변형시켰다. 그리고 이러한 결과들을 토대로 식물공장에서 재배 기간 중 증산으로 인해 발생하는 수분의 양을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 그 결과 작물의 엽면적과 증산속도는 생육기간이 진전됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 엽면적과 증산량 사이는 비례관계를 나타냈다. 증산량 추정 모델식 변형은 일반적으로 다양한 환경 요인들에 의해 증산량이 결정되던 기존의 모델식들에 비해 엄밀한 환경 요소들에 대한 제어가 가능한 식물공장에서 증산량은 환경 요소들은 상수로 취급 가능하며, 작물의 엽면적지수의 변화에 대해서만 주로 결정되었다. 또한 설정된 환경 조건에서 생육기간에 따른 증산량 추정모델을 이용하여 전체 생육기간 중 작물 개체당 누적 증산량을 높은 결정계수($r^2$)로 예측할 수 있었다. 이렇게 예측된 증산량은 식물공장 환경 제어 기술 중 냉난방 부하 계산 및 관수 계획을 세우는데 활용 가능할 것이다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제6권
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• pp.163-169
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• 1988

본 연구는 식품의 동결시 동결기구의 설계 및 동결에너지의 효율적인 운용등을 위하여 동결상태에서 과일쥬스의 농도 및 온도변화에 따른 밀도변화를 예측하기 위하여 수행되었다. 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40%농도의 Orange Juice, Apple Juice, Grape Juice 및 Sucrose Solation을 시료로 하여 온도강하에 의해 동결팽창되는 부위를 제거하므로써 거기에 따른 무게변화를 $-5^{\circ}C$에서 $-40^{\circ}C$까지의 온도범위에서 $5^{\circ}C$ 간격으로 각각 측정하여 밀도를 산출하였다. 그리고, Heldman의 식을 이용하여, 위의 농도와 온도범위에서 각 과일쥬스와 Sucrose Solution의 Unfrozen water fraction을 계산하였다. 실험을 통해 측정된 밀도데이타와 Unfrozen water fraction 데이타를 최적화 컴퓨터 프로그램을 이용하여 10%에서 40%까지의 농도범위와 $-5^{\circ}C$에서 $-40^{\circ}C$까지의 온도범위에서 Orange Juice, Apple Juice, Grape Juice 및 Sucrose Solution의 밀도를 예측할 수 있는 모델을 수립하였다.

• 지질공학
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• 제22권3호
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• pp.275-281
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• 2012

지반 내 열전도 현상은 지구온난화에 따른 지반거동 변화 예측, 극한지 기반시설 건설, 지열 냉난방 시스템의 부하 계산 등 다양한 건설 및 환경 분야에서 중요한 고려사항이다. 열전달 해석에서 가장 중요한 변수인 열전도계수를 산정하는 방법으로 이를 정량적으로 정확하게 예측, 평가할 수 있는 기법의 필요성이 제기되고 있다. 최근 들어서는 세립토를 대상으로 열전도계수에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 기존 연구자들은 세립토의 열전도계수를 정확히 측정하는데 어려움으로 인해 신뢰성 있는 데이터가 부족하다는 문제점들이 제기되고 있다. 본 연구에서는 포화된 카올리나이트와 실리카 혼합점성토를 대상으로 건조밀도 변화에 따른 열전도계수 측정 실내실험을 수행하였다. 표준압밀시험의 단점을 보완한 일정변형율 압밀시험 자동화 장비를 이용하여 건조밀도의 변화에 따른 열전도계수를 연속적으로 측정하고 실내실험 결과의 신뢰성을 분석하였다. 또한, 기존 경험식과의 비교를 통해 최적의 세립토 열전도계수 예측 방법을 제시하고자 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권9호
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• pp.15-24
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• 2020

본 연구에서는 저유동성 몰탈 주입공법의 개량체에 관한 응력분담비를 복합지반법, 지반아칭이론, 소성각법 및 2차원과 3차원 수치해석, 3차원 모형실험을 통해 평가하였다. 복합지반법으로 계산된 응력분담비는 89.3, 3차원 지반아칭이론을 적용할 경우 3.75~59.0, 3차원 소성각법의 경우 82.8로 이론별 응력분담비의 차이가 나타났다. 2차원 수치해석 결과 응력분담비는 63.0~77.0으로 개량율이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났고, 3차원 수치해석 결과 50.0~56.0으로 2차원 해석 결과 대비 작게 예측되었다. 대형 삼축압축셀을 이용한 특수 모형 실험의 경우 하중단계별 응력분담비는 53.0~60.0으로 나타났고, 실험으로 평가한 응력분담비는 2차원과 3차원 수치해석적 예측치 내에서 측정되었다. 본 연구에서는 저유동성 몰탈 주입 공법의 개량체에 대하여 해석 및 실험값을 바탕으로 개량율에 따른 응력분담비에 대한 예측식을 제안하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권5호
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• pp.608-616
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• 2015

본 연구에서는 해일예측모델링을 통하여 연안역의 해일고를 산정하고, 취약성평가 기법을 적용하여 취약등급을 평가하였다. 해일예측모델링은 ADCIRC 모형을 적용하여 2000년~2014년까지의 27개 태풍을 모의하였으며, 상위 영향 6개 태풍에 대하여 검증하였다. 계산결과는 관측결과와 유의미한 검증결과를 보였다. 진해만, 사천만, 광양만, 천수만 및 경기만 등 주요 내만 연안역에서 해일고가 높게 나타났으며, 산출된 해일고 자료를 이용하여 표준화, 정규화 및 등급화 과정을 거쳐 해일 취약성 평가를 수행하였다. 평가결과, 진해만, 사천만, 광양만 등에서 취약지수가 4~5등급을 보였으며, 이는 해일의 특성상 영향을 직접 받는 내만역이 취약함을 의미한다. 반면 전남 서부 내만의 취약지수(1~3등급)는 상대적으로 양호하게 나타났으며, 이는 지난 15년간 이 지역을 통과한 태풍이 크게 영향을 미치지 않았기 때문인 것으로 사료된다. 따라서, 이러한 상대적 불확실성을 보완하기 위해서는 지형적 민감도를 고려한 보다 장기간의 영향누적을 통한 취약성 평가가 필요하다.