관로를 통과하는 유체의 양을 측정하기 위해 설치된 유량계는 주기적인 교정과 비교측정을 통하여 측정의 정확도와 신뢰성을 확보하고 있다. 이때 사용되는 기준기는 휴대용 즉 센서가 관로의 외벽에 부착되는 건식 초음파유량계이며 사용되는 측정센서의 수량에 따라 1회선, 2회선, 4회선으로 구분된다. 본 연구의 대상은 K-water에서 주로 사용하고 있는 유량계를 선정한 후 직관거리가 충분히 확보된 상태에서 실험대상 유량계가 갖는 고유오차와 유동교란인자인 2중 곡관 후단에서의 직관거리별 오차에 대한 특성실험을 실시하였다. 실험결과를 기준으로 허용오차를 만족하는 센서위치 즉, 관로외부에 부착하는 각도와 곡관 후단으로부터의 이격거리 및 최적의 회선수를 제시하여 유량측정기술 향상을 통한 수처리 공정관리 및 유수율 제고기반을 마련하였다.
건축용 접착제로 활용되고 있는 부틸고무는 주로 시트의 형태로 사용된다. 본 연구에서는 컴퓨터 해석을 통해 부틸고무 시트 압출용 다이를 설계하였다. 압출용 다이의 내부는 크게 매니폴드와 랜드로 나뉜다. 매니폴드는 다이중앙에서 유입되는 재료가 폭 방향으로 흐름이 이루어 지도록 하는 역할을 한다. 랜드는 재료가 흐름 방향으로 균일하게 흐르게 하여 균일한 두께의 시트가 성형되도록 한다. 다이는 매니폴드와 랜드 외에도 아일랜드를 설치하여 흐름의 안정을 주도록 하는 경우가 많다. 본 연구에서는 컴퓨터 해석을 통하여 다이에서 매니폴드의 각도와 길이, 랜드 길이 그리고 아일랜드를 설계 변수로 하여 다이 출구에서 다이 폭 방향으로 균일한 흐름이 형성되도록 하는 최적의 다이형상을 연구하였다.
본 연구에서는 여러 대의 타워 크레인이 다양한 후보지점을 갖고, 자재 역시 다양한 야적 후좌지점을 가질 때 자재 운반 최적화를 지원하기 위한 유전자 알고리즘 기반의 모델을 제시하고자 한다. 대형 건축공사에서 타워 크레인의 위치와 자재 야적 위치의 변화는 자재 운반시간의 변화를 가져온다. 또한 여러 대의 타워 크레인을 사용하는 경우 각 자재의 운반에 어떠한 타워 크레인을 배정하느냐에 따라 작업의 효율성이 변화한다. 따라서 본 연구에서는 다중의 타워 크레인 설치 후보지, 여러 종류의 자재, 자재 야적 후보지점간의 다양하고 복잡한 상관관계를 다루기 위하여 유전자 알고리즘을 적용한 다중 양중장비 및 자재 야적 위치 최적화모델을 제시하였다. 또한, 제시된 모델을 사례에 적용하여 적용 과정을 예시하고 활용성을 검증하였다.
1. 실시간 모니터링 -온실 내부환경의 계측장치로 모듈화된 단일 칩 마이크로프로세서를 이용한 하우스 모니터를 개발하였다. 개발된 다수의 하우스 모니터는 RS-485통신을 이용하여 개발된 프로토콜을 통하여 그룹 모니터와 통신하면서 계측 데이터를 전송하였고 안정된 계측 성능을 보였다. 또한 그룹 모니터는 하우스모니터로부터 수신한 데이터를 인터넷 환경 TCP/IP 통신에 의해 서버에 정보를 전송하고 데이터베이스 서버에 저장할 수 있었다. 2. 클라이언트 서버 모델 -클라이언트 모니터를 통하여 허용된 사용자들은 해당 온실의 상황을 원격지에서 파악할 수 있는 있었다. 또한 분산환경 기술을 이용하여 서버를 경유하여 데이터베이스 서버에서 데이터 셋을 가져와 과거 재배 사례 등을 조회 및 이용 가능하였다. 이는 전문가에게 접근을 허용함으로써 재배에 관한 지원이 가능하도록 하였다. 데이터 베이스 시스템으로 연계하여 온실환경 정보를 분석하는 것이 가능하였다. 3. 기대효과 및 나아가야 할 방향 -개발된 시스템을 식물 공장 내 작물의 재배환경을 데이터베이스화하여 재배사례 데이터베이스를 형성하고 작물이 가장 잘 자라는 최적 재배 환경을 연구하여 고품질의 작물 재배에 이용될 수 있다. 또한 식물공장의 운전실적, 환경 조건, 환경 조절비용 등의 분석에 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 예상되며 각 환경인자들과의 관계를 구명하는데 도움을 줄 것이다. 축적된 작물의 재배 사례 데이터베이스를 이용하여 작물 특성 및 재배 연구에 도움을 줄 수 있을 것이다. 제어 장치들의 운영실적을 분석함으로써 제어 시스템의 효율적이고 경제적인 제어가 가능하도록 할 수 있을 것이다. 이들이 모두 완성되면 전문가 및 전문가 시스템으로부터 지원을 받는 지능형 식물공장이 가능할 것이다. 본 연구에서 개발한 계측 모듈 및 데이터베이스 시스템은 실제 농가에 설치된 전용선을 이용하여 실증 실험을 통해 수정·보완하여야 할 것이다. 또한 시설원예분야에서 있어서 통신체계에 대한 표준화 연구가 수행되어 앞으로 개발될 다른 시스템들과의 호환성을 갖도록 해야 할 것이다. 앞으로 온실의 경영 및 관리 데이터베이스를 개발하여 첨단온실의 통합 관리 및 정보 시스템을 구축하여야 할 것이다. 또한, 시설원예의 환경 설계의 기준을 적용할 수 있도록 하여야 할 것이다.
본 연구에서는 유리 온실에서 자연광과 인공 광원 (LED ; PROLED사(社) L6201, L6203)를 활용한 상추를 재배하는 경우, 자연광 및 인공광원의 효과를 극대화 하고 최적 조건을 얻기 위해 여러 가지 조명 시뮬레이션 소프트웨어들 중에서 DIAlux 프로그램을 이용하여 자연광 및 인공 광원을 고려한 조명 시뮬레이션을 하였다. 유리 온실의 제작 시 배향 각도에 대한 시뮬레이션 결과를 보면, $90[^{\circ}]$(북남방향)로 설치하는 것이 좋고, 유리 온실의 유리 재질의 투과율에 따른 시뮬레이션 결과 유리 재질의 투과율이 높을수록 자연광 효과는 크게 됨을 알았다. 유리 온실에서 상추를 기준 하여 재배 시 인공 광원만을 활용 할 경우 대비 자연광 효과를 활용하여 인공 광원 (LED)으로 상추 재배 시 소비 전력 측면 41% 수준의 전력 소비로 가능함을 알았다. 이 결과로 부터 에너지 절약형 유리 온실에서 상추를 재배하는 방안을 제시코자 하고자 한다.
현재 지상에서의 강우관측은 여러기관에 의해 이루어 지고 있다. 국토교통부에서는 홍수 및 갈수예보, 가뭄대응, 하천 유량관리 등 다양한 국가 수자원 관리의 목적으로 강우관측을 포함한 수문조사를 시행중이고, 전국에 424개의 강수량 관측소를 설치하여 운영중이다. 강수량 데이터는 10분단위 자료를 실시간으로 수집하여 각 관할 홍수통제소로 전송되며, 전송된 자료는 최적의 품질을 확보하기 위해 다양한 방법으로 품질관리를 실시하고 있다. 강수량 자료는 다양한 원인에 의해 결측이 발생할 수 있는데, 강수총량은 알지만 결측에 의해 시간 배분 보정을 해야 하는 경우 주변 관측소의 관측자료나 강우레이더의 반사도 등을 활용할 수 있다. 본 연구에서는 국토교통부에서 운영중인 강우레이더를 통해 생산되는 다양한 반사도 자료를 활용하여 결측자료에 대한 시간보정을 수행하는 방법론을 제시하였다. 제안한 방법론의 검증을 위해 낙동강 하류 유역의 50개 강수량 관측소 자료를 이용하였다. 다양한 강우사상의 자료들을 이용하여 반사도를 활용한 강수보정과 실제 관측된 자료와의 일치성을 검토하였고, 제안된 방법론이 결측자료 품질관리를 위한 하나의 방안으로 활용될 수 있음을 확인하였다.
강력초음파 분야에 있어서, 트랜스듀서의 고정을 위한 프렌지의 위치설정은 트랜스듀서의 변환효율에 큰 영향을 주는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 볼트 체결형 란주반 초음파 트랜스듀서의 공진모드에 따른 프렌지의 설치 위치를 결정하기 위한 실험적 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 반원형 쐐기 형태의 지그를 제작하여 트랜스듀서의 측면을 따라 이동하며 지그에 일정한 압력을 가한 후 트랜스듀서의 진동특성을 분석하였다. 압력을 가하는 위치에 따른 트랜스듀서의 입력 어드미턴스의 변화를 분석하여 프렌지의 최적의 위치를 결정할 수 있었다. 이 위치들은 메이슨 등가회로를 적용하여 계산한 공진 주파수 및 전송선로 모델 해석으로부터 계산한 각 공진 모드에 대한 입자속도 분포로부터 예측한 진동 모드의 절의 위치와 좋은 대응을 보이고 있어 본 연구에서 제안된 방법의 유효성을 확인할 수 있었다.
풍력 타워는 수직형 풍력터빈의 성능을 향상시키기 위해 사용되어왔다. 하지만 올바르게 설계되지 않은 풍력 타워는 오히려 풍력터빈의 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 풍력 타워의 최적화 연구를 수행하였다. 이를 위하여 다음과 같이 6가지의 설계변수가 선택되었다. 즉, 가이드 벽의 외부 및 내부 반경, 스플리터의 적용 여부, 스플리터의 내부 반경, 가이드 벽의 개수 및 원주각도가 선정되었다. 최적화를 위한 목적함수는 풍력타워 내에 설치된 수직형 풍력터빈에서의 주기적인 평균 토크가 사용되었으며, 최적화 과정에서 지엽적인 최적화 결과를 피하기 위하여 실험계획법, 유전자알고리즘 및 인공신경망기법이 사용되었다. 인공신경망은 세대의 증가에 따라 지속적으로 향상하였으며, 수직 풍력터빈의 성능은 독립운전에 비하여 최적화된 풍력 타워 내에서 두 배 이상 향상되었다.
본 논문에서는 정보보호 침해에 의해 조직에서 운영하는 정보시스템의 작업처리율이 저하되는 경우를 가정하고, 이러한 정보보호 침해에 대비하기 위해 조직에서 설치하는 다양한 보안 대안들로 구성되는 포트폴리오의 경제성을 평가한다. 확률모형을 이용하여 보안 위협 발생률에 따른 포트폴리오 별 작업처리율 및 평균 수리횟수를 분석하여 투자기간 동안 발생한 매출액과 수리비용을 제시한다. 아울러 작업처리율에 따른 매출액, 포트폴리오 별 보안시스템 구축 투자비, 수리 비용에 이자율을 적용하여 투자기간 동안 손익의 현재가치를 산출한다. 연구결과는 각 조직 별로 예산 제약과 투자대안 선정기준에 맞춰 최적 투자 포트폴리오를 선택하는데 활용될 수 있다.
고전압 CV 케이블은 편의성과 도시적 미관으로 인해 지하에 널리 설치되고 있습니다. 그러나 케이블 사고는 조립불량과 자연 열화로 인해 자주 발생하고 있다. 본 논문에서는 고전압 케이블 접속부의 최적 진단을 위한 다변수 측정 방법을 제안하고 그 기술적 유용성을 검증한다. 다변수 측정은 부분방전과 함께 진동과 열화상을 동시에 사용하여 케이블 연결 부품의 성능 저하를 진단하기 위한 기술이다. 다변수 측정의 유용성을 확인하기 위해 차폐 실험실에서 가속열화 실험을 수행하였고, 실험은 케이블 접속부의 열화를 12가지 유형으로 정의하여 각 열화 샘플을 제작하였다. 실험 결과, 진동신호 방법은 열화 진행과의 상관관계가 있는 결함 종류를 확인할 수 있었다. 열화상 검사의 경우 일부 결함의 진행과 관련하여 일관성이 발견되었다. 본 논문에서 제안된 방법은 현장에서 유용할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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