• 제목/요약/키워드: Energy Resilience

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기후변화 적응을 위한 도시계획 방안 연구 (A Study on the Method of Urban Planning for Adaptation to Climate Change)

  • 이성희;김정곤
    • 한국기후변화학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.257-266
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    • 2014
  • This study aims to understand abnormal climate caused by impacts of climate change and to suggest the direction of urban planning focusing on adaptation to climate change. The study consists of theory consideration and case study(Chicago, Philadelphia, Seattle). As a result, the main impacts of climate change faced by urban areas are heat wave, precipitation, and drought. To prevent these impacts, it is important to prepare methods of urban planning as followings: planning for land use, park and green considering the climate patterns, establishing and managing water resources systems similar to the nature, securing renewable energy resources, and transportation facilities and exterior space with proof against climate. It is especially necessary to introduce infrastructures related to storm water, green roof, shading tree planting, green space, and permeable pavement. Finally, in order to realize urban planning for adaptation to climate change, it is needed to make the detailed and specific goal and strategy for the climate change adaptation plan and to extend the scope from the goals to an action plan, a detailed plan, and a design guideline.

Proof tests of REBCO coated conductor tapes for device applications through electromechanical property assessment at 77 K

  • Mark Angelo Diaz;Michael De Leon;Hyung-Seop Shin;Ho-Sang Jung;Jaehun Lee
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.34-37
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    • 2023
  • The practical application of REBCO coated conductor (CC) tapes, vital for energy transmission (e.g., cable application) and high-field magnets (e.g., coil application), necessitates efficient and simple quality assessment procedures. This study introduces a systematic approach to assess the electromechanical properties of REBCO CC tapes under 77 K and self-field conditions. The approach involves customized tensile and bending tests that clarify the critical current (Ic) response of the CC tapes under mechanical loads induced by tension and bending. This study measures the retained Ic values of commercially available GdBCO CC tapes under 250 MPa tensile stress and 40 mm bending diameter. Through experimentation, the study demonstrates the resilience of these tapes and their suitability for applications. By presenting a simplified stress-based analysis and a bending test of the tapes, the study contributes to effective quality assessment methods for the development of practical superconducting products.

Enhancing Wind Speed and Wind Power Forecasting Using Shape-Wise Feature Engineering: A Novel Approach for Improved Accuracy and Robustness

  • Mulomba Mukendi Christian;Yun Seon Kim;Hyebong Choi;Jaeyoung Lee;SongHee You
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제11권4호
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    • pp.393-405
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    • 2023
  • Accurate prediction of wind speed and power is vital for enhancing the efficiency of wind energy systems. Numerous solutions have been implemented to date, demonstrating their potential to improve forecasting. Among these, deep learning is perceived as a revolutionary approach in the field. However, despite their effectiveness, the noise present in the collected data remains a significant challenge. This noise has the potential to diminish the performance of these algorithms, leading to inaccurate predictions. In response to this, this study explores a novel feature engineering approach. This approach involves altering the data input shape in both Convolutional Neural Network-Long Short-Term Memory (CNN-LSTM) and Autoregressive models for various forecasting horizons. The results reveal substantial enhancements in model resilience against noise resulting from step increases in data. The approach could achieve an impressive 83% accuracy in predicting unseen data up to the 24th steps. Furthermore, this method consistently provides high accuracy for short, mid, and long-term forecasts, outperforming the performance of individual models. These findings pave the way for further research on noise reduction strategies at different forecasting horizons through shape-wise feature engineering.

Displacement-based design method for an energy-dissipation self-centering wall panel structure

  • Sisi Chao;Guanqi Lan;Hua Huang;Huiping Liu;Chenghua Li
    • Steel and Composite Structures
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    • 제51권3호
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    • pp.289-304
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    • 2024
  • The seismic performance of traditional steel frame-shear wall structures was significantly improved by the application of self-centering steel-reinforced concrete (SRC) wall-panel structures in the steel frames. This novel resilience functionality can rapidly restore the structure after an earthquake. The presented steel frame with steel-reinforced concrete self-centering wall-panel structures (SF-SCW) was validated, indicating its excellent seismic performance. The seismic design method based on bear capacity cannot correctly predict the elastic-plastic performance of the structure, especially certain weak floors that might be caused by a major fracture. A four-level seismic performance index, including intact function, continued utilization, life safety, and near-collapse, was established to achieve the ideal failure mode. The seismic design method, based on structural displacement, was proposed by considering performance objectives of the different seismic action levels. The pushover analysis of a six-floor SF-SCW structure was carried out under the proposed design method and the results showed that this six-floor structure could achieve the predicted failure mode.

CIIR 예비가교물의 니더가공이 BR/PCIIR 복합체의 물리적 특성에 미치는 영향 (The effect of the Knead Processing of the Precured CIIR on the Physical Properties of the BR/PCIIR Composites)

  • 표경덕;박차철
    • Elastomers and Composites
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    • 제49권2호
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    • pp.127-133
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    • 2014
  • BR/PCIIR 복합체에 대한 분산상의 영향을 분석하기 위하여 예비가교된 CIIR을 BR과 함께 니더가공하여 고무복합체를 제조하였다. 분산상으로 사용된 CIIR 예비가교물을 니더에서 한번 더 가공함으로써 BR/PCIIR 복합체에서 분산상의 입자가 적어지고 균일하게 분산되었다. BR/PCIIR40의 경우 예비가교물의 니더 가공 시간이 복합체의 반발탄성 및 경도에 아무런 영향을 미치지 않았다. 예비가교된 CIIR 입자를 니더기로 가공한 후 BR에 혼합하여 복합체를 제조한 경우, 니더가공하지 않은 복합체의 인장강도에 비하여 10% 이상 현저히 향상되었다. 분산상으로 사용되는 CIIR 예비가교물을 니더로 가공함으로서 복합체의 표면마찰 특성은 그대로 유지하면서도 복합체의 내마모성 및 기계적 성질은 현저히 향상되었다.

Seismic damage mitigation of bridges with self-adaptive SMA-cable-based bearings

  • Zheng, Yue;Dong, You;Chen, Bo;Anwar, Ghazanfar Ali
    • Smart Structures and Systems
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    • 제24권1호
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    • pp.127-139
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    • 2019
  • Residual drifts after an earthquake can incur huge repair costs and might need to replace the infrastructure because of its non-reparability. Proper functioning of bridges is also essential in the aftermath of an earthquake. In order to mitigate pounding and unseating damage of bridges subjected to earthquakes, a self-adaptive Ni-Ti shape memory alloy (SMA)-cable-based frictional sliding bearing (SMAFSB) is proposed considering self-adaptive centering, high energy dissipation, better fatigue, and corrosion resistance from SMA-cable component. The developed novel bearing is associated with the properties of modularity, replaceability, and earthquake isolation capacity, which could reduce the repair time and increase the resilience of highway bridges. To evaluate the super-elasticity of the SMA-cable, pseudo-static tests and numerical simulation on the SMA-cable specimens with a diameter of 7 mm are conducted and one dimensional (1D) constitutive hysteretic model of the SMAFSB is developed considering the effects of gap, self-centering, and high energy dissipation. Two types of the SMAFSB (i.e., movable and fixed SMAFSBs) are applied to a two-span continuous reinforced concrete (RC) bridge. The seismic vulnerabilities of the RC bridge, utilizing movable SMAFSB with the constant gap size of 60 mm and the fixed SMAFSBs with different gap sizes (e.g., 0, 30, and 60 mm), are assessed at component and system levels, respectively. It can be observed that the fixed SMAFSB with a gap of 30 mm gained the most retrofitting effect among the three cases.

Silicon Carbide (SiC) 복합방적사로부터 제조된 원단의 방화복 활용 가능성에 관한 연구 (A Study on the Possibility of Using Fire-Retardant Working Cloth Made from Silicon Carbide (SiC) Composite Spun Yarns)

  • 강현주;강건웅;권오훈;권현명;황예은;전혜지;주종현;박용완
    • 감성과학
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    • 제24권4호
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    • pp.149-156
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    • 2021
  • 본 연구에서는 1500℃ 이상의 극한 열 환경에서 사용되는 소재인 SiC (silicon carbide) 섬유를 복합방적사로 제조한 후에 원단을 제직하고 제직된 원단의 역학적 특성을 KES-FB system으로 측정하고 측정된 역학적 특성 값으로부터 착용성능을 분석하여 방화복으로의 활용 가능성을 알아보았다. 그 결과 직물의 역학적 특성에서는 인장선형성(LT)과 인장레질리언스(RT), 전단강성(G)을 나타내는 값이 원사의 제조형태에 따라서 그 특성 값의 차이를 보였으며, 직물의 두께와 평량, 밀도 값이 전단히스테리시스(2HG)와 압축레질리언스(RC) 값에 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 의복착용 성능에서는 착용 시 부피감을 나타내는 두께에 대한 압축에너지의 비(WC/T) 값에서 SiC 복합방적사로 제조된 직물의 값이 가장 우수한 값을 타나내었으며, 방염성능에서는 SiC 복합방적사로 제조된 직물이 탄화길이와 잔염시간에서 KFI 성능기준을 만족하여 방화복으로서의 활용이 가능함을 확인할 수 있었다.

플럭스 관측 기반의 생태계 생산성과 효율성 평가: 해남 농경지 연구 사례 (Assessment of Ecosystem Productivity and Efficiency using Flux Measurement over Haenam Farmland Site in Korea (HFK))

  • 요하나 마리아 인드라와티;김준;강민석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.57-72
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    • 2018
  • 기후스마트농업(Climate-Smart Agriculture, CSA)이 성취되고 있는지에 대한 정량적인 평가방법을 구축하기 위해 타워 기반의 플럭스 관측 시계열 자료를 활용할 수 있다. 이 연구에서는 벼농사가 지배적인 전형적인 비균질 농경지를 대상으로 CSA의 첫 번째 목표와 관련된 생산성과 효율성 평가를 시도하였다. 이를 위해 해남 농경지에 위치한 KoFlux 사이트(HFK)에서 2003년부터 2015년까지 벼의 생장기간 동안에 관측된 탄소, 물 및 에너지 플럭스의 시계열 자료를 분석하여 일련의 정량적인 지표들을 평가하였다. 이 연구기간 동안에 HFK에서는 네 가지의 다른 품종(동진 1호; 2003-2008, 남평; 2009, 온누리; 2010-2011, 새누리; 2012-2015)의 벼가 경작되었다. 전반적으로 품종을 구분하지 않을 경우, 연구기간 동안의 HFK의 총일차생산(GPP)은 800 - 944 g C m-2, 물사용효율(WUE)은 1.91 - 2.80 g C kg H2O-1, 탄소사용효율(CUE)은 1.06 - 1.34, 그리고 광사용효율(LUE)은 0.99 - 1.55 g C MJ-1이었다. 벼 이외의 다른 식생이 포함된 HFK의 비균질성을 고려하여 어림 잡아 비교해 보면, 네 품종 중에서 동진1호를 재배했을 때에 HFK의 생산성이 아시아의 단일 벼논의 생산성과 비슷했고 WUE도 높았던 반면에 CUE는 상대적으로 낮았다. 또한, 새누리를 재배했을 때에도 HFK가 비슷하게 높은 생산성을 보였으나 동진1호보다 생장기간이 상대적으로 길었다. 따라서 동진1호가 지배적인 HFK가 CSA의 관점에서 더 좋은 특성을 보여 준다. 그러나 현실적으로는 농부들이 해충 저항성이 동진1호보다 높은 새 누리를 재배하고 있다. 이는 CSA의 나머지 두 목표의 하나인 탄력(resilience) 향상을 통한 적응력 강화와 관련된 것으로 온실가스 방출 저감을 포함한 총체적인 평가가 이루어져야 함을 시사하며, 이에 대한 평가와 분석이 현재 진행 중에 있다.

국립수목원의 전나무(Abies holophylla) 조림지의 물 이용 효율의 계절 및 경년 변동 (Seasonal and Inter-annual Variability of Water Use Efficiency of an Abies holophylla Plantation in Korea National Arboretum)

  • 빈두 말라 타쿠리;강민석;장용휘;천정화;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.366-377
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    • 2016
  • 물 이용 효율(water use efficiency, WUE)은 생태계의 에너지-물질-정보의 흐름과 연관된 프로세스-구조 사이의 관계에 대한 정보를 제공하는 중요한 생태학적 지표로 간주된다. 생태계 단위의 WUE 는 총일차생산량(gross primary productivity, GPP)과 증발산(evapotranspiration, ET)의 비로 정의될 수 있다. 이 연구에서는 국립수목원에 위치한 전나무(Abies holophylla) 조림지의 WUE 를 조사하기 위해 KoFlux 에서 장기간(2007-2015) 에디공분산 방법으로 관측된 이산화탄소와 수증기 플럭스를 사용하였다. 연구의 목적은 전나무 조림지의 WUE의 계절 및 경년 변동을 규명하여 탄력(resilience) 평가를 위한 총체적인 생태학적 지표의 개발에 활용하는 것이다. 분석 결과에 따르면, 전나무 조림지의 WUE는 8월에 최소값($1.8-3.3g\;C{\cdot}(kg\;H_2O)^{-1}$), 2월에 최대값($5.1-11.4g\;C\;(kg\;H_2O)^{-1}$)을 갖는 오목한 형태의 계절 변동을 보였다. 성장기(4 월-10 월)의 WUE 는 평균 $3.5{\pm}0.3g\;C{\cdot}(kg\;H_2O)^{-1}$ 이었고, 휴면기(11 월-3 월)의 WUE는 평균 $7.4{\pm}1.0g\;C{\cdot}(kg\;H_2O)^{-1}$로서 경년 변동의 폭이 컸다. 이 전나무 조림지의 WUE 는 문헌에 보고된 다른 온대 지역 침엽수림의 WUE 와 비교했을 때, 상대적으로 높은 범위에 속한다. 성장기는 4 월부터 10 월까지의 기간으로 정의하였으나, 실제 성장기의 길이(growing season length, GSL)는 매년 변화하였고, 이러한 GSL의 변화가 성장기 WUE의 경년 변동의 62%를 설명하였다. 이 연구는 생태계 단위 WUE의 장기 변동을 정량화 한 국내 첫 결과로서, 산림생태계 모형, 위성 알고리즘 및 탄력을 시험하는 데 활용할 수 있다.

미세먼지 저감을 위한 그린인프라 계획요소 도출 - 텍스트 마이닝을 활용하여 - (Derivation of Green Infrastructure Planning Factors for Reducing Particulate Matter - Using Text Mining -)

  • 석영선;송기환;한효주;이정아
    • 한국조경학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.79-96
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    • 2021
  • 그린인프라 계획은 미세먼지 저감을 위한 대표적인 조경 계획 방안 중 하나이다. 이에, 본 연구에서는 미세먼지 저감을 위한 그린인프라 계획 시 활용될 수 있는 요소를 텍스트 마이닝 기법을 활용하여 도출하고자 하였다. 미세먼지 저감계획, 그린인프라 계획 요소 등의 키워드를 중심으로 관련 선행연구, 정책보고서 및 법률 등을 수집하여 텍스트 마이닝을 통해 단어 빈도-역 문서 빈도(Term Frequency-Inverse Document Frequency, 이하 TF-IDF) 분석, 중심성 분석, 연관어 분석, 토픽 모델링 분석을 실시하였다. 연구결과, 첫째, TF-IDF 분석을 통해 미세먼지 및 그린인프라와 관련된 주요 주제어는 크게 환경문제(미세먼지, 환경, 탄소, 대기 등), 대상 공간(도시, 공원, 지역, 녹지 등), 그리고 적용 방법(분석, 계획, 평가, 개발, 생태적 측면, 정책적 관리, 기술, 리질리언스 등)으로 구분할 수 있었다. 둘째, 중심성 분석 결과, TF-IDF와 유사한 결과가 도출되었으며, 주요 키워드들을 연결하는 중심단어는 '그린뉴딜', '유휴부지'임을 확인할 수 있었다. 셋째, 연관어 분석 결과, 미세먼지 저감을 위한 그린인프라 계획 시, 숲과 바람길의 계획이 필요하며, 미기후 조절의 측면에서 수분에 대한 고려가 반드시 필요한 것으로 확인되었다. 또한, 유휴공간의 활용 및 혼효림의 조성, 미세먼지 저감 기술의 도입과 시스템의 이해가 그린인프라 계획 시 중요한 요소가 될 수 있음을 확인할 수 있었다. 넷째, 토픽 모델링 분석을 통해 그린인프라의 계획요소를 생태적·기술적·사회적 기능을 중심으로 분류하였다. 생태적 기능의 계획요소는 그린인프라의 형태적 부분(도시림, 녹지, 벽면녹화 등)과 기능적 부분(기후 조절, 탄소저장 및 흡수, 야생동물의 서식처와 생물 다양성 제공 등), 기술적 기능의 계획요소는 그린인프라의 방재 기능, 완충 효과, 우수관리 및 수질정화, 에너지 저감 등, 사회적 기능의 계획요소는 지역사회 커뮤니티 기능, 이용객의 건강성 회복, 경관 향상 등의 기능으로 분류되었다. 이와 같은 결과는 미세먼지 저감을 위한 그린인프라 계획 시 리질리언스 및 지속가능성과 같은 개념적 키워드 중심의 접근이 필요하며, 특히, 미세먼지 노출 저감의 측면에서 그린인프라 계획요소의 적용이 필요함을 시사한다고 볼 수 있다.