• 제목/요약/키워드: Environmental Dynamics

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외력을 고려한 선박의 자율운항을 위한 경로추종 제어 (Path-following Control for Autonomous Navigation of Marine Vessels Considering Disturbances)

  • 이상도
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.557-565
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    • 2021
  • 경로추종 제어는 대양에서 선박의 자율운항을 위한 가장 기본적인 연구 중에 하나로 여겨진다. 본 연구는 선수미방향, 횡방향 및 회두방향으로 외력이 작용하는 경로추종 제어를 다룬다. 가상의 선박에서 발생하는 항로를 자선이 추종하는 문제를 해결하기 위해서 유도 원리와 백스테핑 기법을 활용하였다. 경로추종 제어에서 가장 중요한 기술 중에 하나는 오차 동역학에 관한 것으로서, 이 개념은 선박의 자동 충돌 회피 및 자동 접안 제어 등과 같은 연구 영역에서도 활용이 가능하다. 유도 원리와 오차 변수의 알고리즘은 수치 시뮬레이션을 통해 증명하였다. 그 결과, 회두각의 오차를 제외한 대부분의 오차 변수는 제어기를 통하여 제로 값으로 수렴하였다. 기존에 근거리 통항선박의 간섭력을 고려한 안전통항거리의 값보다 두 선박 간의 경로추종 제어의 트래킹 오차의 값이 더 작은 점이 가장 흥미로운 결과 중에 하나로 여겨진다. 또한 프로펠러, 핀이나 러더와 같은 엑츄에이터의 손상을 줄이기 위해서는 수렴의 성능과 선박의 안전을 절충하여 적합한 제어 파라미터를 결정할 필요가 있다.

하천과정과 식생 - 연구동향과 시사점 (Fluvial Processes and Vegetation - Research Trends and Implications)

  • 우효섭;조강현;장창래;이찬주
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제6권2호
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    • pp.89-100
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    • 2019
  • 본 연구는 전통적 수문지형학 범주에서 식생요소를 추가하여 식생-수문-지형 간의 상호작용을 연구한 국내외 성과를 정리, 분석한 것이다. 이 분야는 전통적 하천관리는 물론 하천복원과도 직접적으로 관련되어 있어 학술적으로나 실무적으로나 중요하다. 이 분야 연구는 20세기 중후 반부터 시작하여 현지조사-실내실험/수치모형의 단계를 거쳐 21세기 들어 다시 현장에서 정밀, 장기조사 단계로 가고 있다. 그러나 이 분야 국내 관련연구는 매우 미흡하다. 본 연구는 국내외 관련 연구성과를 분석하고 저자들의 지식과 경험을 토대로 식생-수문-지형 간 상호작용을 설명하는 개념적 모형과 그에 따른 6개의 유형을 제안하였다. 국내 관련연구는 제안된 6개 유형에 따라 분류하고 검토하였다. 다음 국내에서 실제 나타나는 하천식생 관련이슈들을 고려하여 향후 시급히 필요한 연구로서 식생-수문-지형 간 상호작용의 이해를 위해 특성이 서로 다른 복수의 하천에서 이에 대한 장기적, 체계적, 집중적 조사연구(모니터링) 등 다수를 제안하였다.

한라산 영실 지역 구상나무림의 6년간(2011년과 2017년)의 임분구조 변화 (Changes for Stand Structure of Abies koreana Forest at the Yeongsil Area of Mt. Hallasan for Six Years (from 2011 to 2017))

  • 송주현;한상학;이상훈;윤충원
    • 한국산림과학회지
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    • 제108권1호
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    • pp.1-9
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    • 2019
  • 본 연구는 국립환경과학원에서 실시한 국가 장기 생태 연구를 위해 구축된 한라산 영실 구상나무림 1 ha ($100m{\times}100m$)를 대상으로 흉고직경급 분포, 수간건강상태, 중요치, 종다양도 분석을 통해 6년간(2011~2017)의 임분 구조 및 동태를 비교하기 위하여 실시하였다. 흉고직경급 분포에서 구상나무는 20-25 cm 직경급을 제외하고 모든 직경급에서 개체수의 감소가 나타났으며, 총 개체수의 변화도 780개체에서 655개체로 감소하였다. 수간건강상태에서 구상나무의 곧게 서서 생육하는 개체(AS)의 비율이 652개체(66.1 %)에서 546개체(60.2 %)로 감소한 반면에 곧게 서서 고사한 개체(DS)의 비율은 106개체(10.7 %)에서 126개체(13.9 %)로, 쓰러져 고사한 개체(DF)의 비율은 16개체(1.6 %)에서 47개체(5.2 %)로 각각 증가하였다. 구상나무의 중요치는 2011년 45.9 %에서 2017년 43.5 %로 감소한 것으로 나타났다. 종다양도의 경우, 2011년 0.513에서 2017년 0.519로 증가한 것으로 나타났다. 2011년에서 2017년까지 6년간의 변화를 살펴보았을 때, 한라산 영실지역에서 구상나무의 세력 약화는 흉고직경급 분포, 수간건강상태, 중요치 등 많은 측면에서 뒷받침 되고 있으며, 앞으로 생태계 변화에 의한 영향을 구명하기 위한 장기적인 모니터링 및 연구가 필요할 것으로 사료되었다.

열 유동해석을 통한 무선충전기 발열 성능 향상에 관한 연구 (A Study on the Thermal Flow Analysis for Heat Performance Improvement of a Wireless Power Charger)

  • 김평준;박동규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.310-316
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    • 2019
  • 자동차 편의 장치에 대하여 고객들은 높은 효율과 많은 기능을 요구하고 있으며, 이러한 자동차 어플리케이션에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 최근 자동차 편의 사양으로 개발된 무선충전기의 PCB(printed circuit board) 발열 성능 향상을 위한 열 유동해석에 관한 연구를 진행하였다. 무선충전기는 PCB의 전력 손실 및 열 저항의 특성 발열에 따라 충전의 성능이 급격히 저하된다. 따라서 열 유동해석 시뮬레이션을 통해 최적의 PCB 설계 및 부품의 실장 위치를 제안하고, 각 설계 단계에서 해석을 통해 디자인을 결정한다. 이후, 실제 환경 조건에서 해석결과 정합성 검증을 위해 시험을 수행하고 결과를 비교 분석한다. 본 논문에서는 HyperLynx Thermal와 FloTHERM 프로그램을 사용하여 PCB 모델링 및 과도 응답 열 유동해석을 수행하였다. 또한, 해석 및 측정 결과의 정합성 검증을 위해 적외선 열화상 카메라를 사용하여 시험을 진행하였다. 최종 결과 비교에서 해석과 시험의 오차는 10 % 이내로 확인되었고, PCB의 발열 성능도 향상되었다.

Methods of Regulating Migration Processes in EU Countries

  • Hamova, Oksana;Dergach, Anna;Pikulyk, Oksana;Zolotykh, Irina;Diachenko, Kateryna
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제21권3호
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    • pp.257-265
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    • 2021
  • Modern methods of regulating migration processes in EU states include a wide variety of adapted, transformed under the sway of globalization tools in order to influence the movement of human capital within the European space. The main purpose of the regulatory policy on migration flows is the redistribution of professionally competent professionals between different spheres of life. Herewith, the determining factor in the effectiveness of such distribution is a rational combination of stimulating and disincentive levers of influence on the movement of citizens of different EU countries and taking into account the motives of such mobility. Modernization of migration management approaches can be a major economic, social, political and cultural progress of European countries. The purpose of the research is to conduct a detailed analysis of existing practices of migration flow management, in particular their stimulation or containment, and to outline key migration trends formed under the influence of multicomponent approaches to migration regulation, transformation of regulatory legislation and changing priorities of modern society. The research methods: statistical-analytical method; ARIS method; method of tabular, graphical and analytical modeling; comparative analysis; systematization, generalization. Results. Current pan-European methods of regulating migration processes are insufficiently adapted to the multinational socialeconomic space; consequently, there are some disparities in the distribution of migrants between EU countries, although the overall dynamics of migration is positive. Fluctuations in the population of European countries during 2000-2019 and trends in the transformation of social-economic space confirm the insufficient level of influence of current methods of regulating migration flows. Along with this, the presence of a characteristic asymmetry in the distribution of migrants requires a greater focus on the modernization of regulatory instruments, in particular, the regulatory mechanism for managing migration processes. As a result of the conducted study, further prospects for the implementation of alternative methods of regulating migration processes in EU states have been outlined; the current and projected limits for increasing the level of observance of migrants' rights at the European level have been clarified through the adoption of appropriate regulatory acts; effective solutions for intensifying the influx of high-quality labor resources from different countries to EU have been identified. The research results can be used to study methods of regulating migration processes in the countries in the global dimension.

The Main Methodological Positions of Educational Institutions in the System of Educational Work of the Modern Information Space

  • Shumiatska, Oleksandra;Palamar, Nataliia;Bilyk, Ruslana;Yakymenko, Svitlana;Yakovenko, Serhii;Tsybulko, Liudmyla;Bida, Olena
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권11호
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    • pp.272-278
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    • 2022
  • The article proves the idea that the protection and development of Ukraine as an independent, sovereign state requires the education of a patriot citizen who is able to live and work in a democracy, ensure the unity of Ukraine, feel constant responsibility for himself, his people, the country, and strive to make a real contribution to reform processes, especially in unstable, wartime. The main goal of educational institutions in the system of educational work of the modern information space is revealed. The tasks of patriotic education of the individual are presented. The content of patriotic education at the wartime stage and the main characteristics of the content of patriotism are substantiated. The main methodological positions that are taken into account in the construction of the structure and dynamics of the formation of civil responsibility of the individual are highlighted. The structure of civic responsibility as an integral system of the modern information space is drawn, which includes three subsystems that characterize the natural, social and systemic qualities of citizenship, interconnected hierarchically and synergistically. The components of the structural part of the model of civil culture of the individual in the modern information space are analyzed.Modern modernization of the education system in the modern information space, which has led to the emergence of a new type of Educational Institutions, requires the search for new pedagogical technologies that can ensure the formation of a patriotic citizen with an active civic position, which involves not only mastering students' knowledge about the rights and obligations of citizens, convincing them of the expediency of democratic transformations of society, the formation of high moral and strong-willed, patriotic qualities and feelings, but also identifying motivated civic actions, actions that are necessary during martial law in Ukraine.

황강생태계 동물플랑크톤 군집의 장기변화 (Long-term Studies on Zooplankton Community in the Hwang River Ecosystem)

  • 고의정;허유지;주기재;김현우
    • 생태와환경
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    • 제55권4호
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    • pp.398-405
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    • 2022
  • 본 연구는 황강의 주요 이화학적 및 수문학적 요인과 동물플랑크톤 군집 변화에 대한 장기조사를 기반으로 수행하였다. 1995년부터 2013년까지 낙동강 중류에 위치한 황강에서 341회 조사를 통해 확인된 동물플랑크톤은 총 97종으로, 윤충류 77종, 지각류 16종, 요각류 4종이 출현하였다. 전체 동물플랑크톤 출현밀도와 종 수는 뚜렷한 시간적 변화를 보였다. 연평균 동물플랑크톤 밀도는 58.4±3.2 ind L-1 (n=341)이었으며, 최저 17.0±3.8 ind L-1 (1997, n= 20), 최대 151.5±32.3 ind L-1 (2010, n=22)으로 확인되었다. 19년의 조사기간 동안 동물플랑크톤 군집 중 크기가 작은 윤충류(Keratella sp., Brachionus sp., Trichotria sp.)가 우점하였다. 윤충류 밀도가 50% 이상을 차지하는 우점 기간은 이산화규소(p=0.002) 및 수온(p<0.001)과의 양의 상관성이 나타났으며, 연강수량 변동폭 및 강수 기간에 따라 지각류는 종 수 및 밀도의 큰 변화를 보였다. 본 연구를 통해 황강에서 동물플랑크톤 종 수가 다양함에도 불구하고, 평균 밀도는 지속적으로 낮은 수준을 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 황강 하류의 동물플랑크톤 군집은 수체의 부피가 안정적으로 증가하고 유지될 수 있는 외적 요인과 수체 내 영양염류 유입을 통해 먹이원의 증가를 유도하는 내적 요인에 의해 영향을 받는 것으로 판단된다.

격자볼츠만기법을 이용한 선박 파이프내 유동소음해석 (Flow Noise Analysis of Ship Pipes using Lattice Boltzmann Method)

  • 조범진;홍석윤;송지훈
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.512-519
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    • 2023
  • 소음공해는 인간과 해양환경에 악영향을 끼치며, 선박과 해양구조물에서 발생하는 유동소음을 예측을 통해 소음에 대한 안전성을 평가하고 해양환경을 보존할 수 있다. 기존 수중구조 유동소음 해석기법은 전산유체역학과 FW-H음향상사식을 이용한 하이브리드법 기반이다. FW-H는 무한공간에서의 음향전파를 가정하여 소음해석을 수행하기 때문에 음파의 반사와 산란, 회절의 영향이 나타나는 근접장 해석이 제한적이다. 반면 격자볼츠만기법 기반의 직접법 유동소음해석을 수행하면 근접장 음향효과를 소음해석에 반영할 수 있다. 직접법 해석은 유동과 소음이 연성된 해석이 수행되고 구조경계에서의 반사와 회절, 유동에 의한 매질 불균일성에 따른 산란효과가 반영된다. 그간 격자볼츠만기법이 수중조건에서 수치적으로 불안정하여 수중환경에 적용이 불가능했다. 하지만 수중환경에서 사용할 수 있는 DM-TS 격자볼츠만기법 충돌연산자가 개발되어 수중으로 확장이 가능해졌다. 본 연구에서는 파이프내 원형구멍에 대하여 격자볼츠만기법 해석을 수행해 수중 유동소음해석이 가능함을 보였다. 격자볼츠만기법 해석을 통해 도출한 유동과 소음을 각각 실험과 비교하여 해석의 신뢰도를 확보하였다. 파이프내 유동소음에 의한 주요 압력 피크가 해석에 반영되었으며 이를 통해 격자볼츠만기법을 이용한 근접장 유동소음해석이 가능함을 확인했다.

섬진강하구 수치 모델링을 이용한 수량·수질(염분) 관계 규명 (Identification of the Relationship between Water Quantity and Water Quality (Salinity) in the Seomjin River Estuary)

  • 정충길;권민성;박성식;방재원;최규현;김규호
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.478-478
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    • 2022
  • 섬진강은 하굿둑이 없는 열린 하구로서 하구로부터 약 21km까지 조석의 영향을 받아 강물의 염도가 시간에 따라 변하는 환경이다. 오랫동안 섬진강 하구는 다양한 원인으로부터 바다화로 대표되는 염하구 문제가 지역 현안 사항으로 제기되어 왔다. 상류에서의 용수사용 증가로 인한 하천 유하량 감소 또한 그 원인들 중 하나로 판단됨에 따라 실제 하구까지 내려오는 하천유량과 바다로부터 유입되는 해수를 구분하여 정량화하는 연구가 필요한 사안이다. 본 연구의 목적은 섬진강 수계 하구에서의 다양한 생태환경을 보전하기 위한 적정 염분유지가 요구됨에 따라 섬진강하구 염분계측기(섬진강대교)를 설치하여 염분농도를 관측하고 하천유량, 하천취수 및 해양조위에 따른 염분농도 변화를 모의하여 하천유량과 염분과의 관계를 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 수치모델을 이용하여 상류로는 구례군(송정리) 수위관측소부터 하류로는 여수해만 및 문의리까지의 구역을 설정하고 광양조위, 하동수위 및 고정식 염분 계측기 관측염분농도 자료를 이용하여 수치모델링의 재현성을 검증하였다. 검증 결과, 결정계수(R2)는 0.87(하동수위), 0.93(광양조위), 0.56(섬진강대교 염도)를 나타냈다. 모델 검보정 후 하천유량에 따른 염분변화 실험을 실시하여 염분농도 거동을 분석하였다. 모델 결과, 섬진강하구에서의 염분거동은 소조기때 염분체류 현상으로 인해 대조기 거동과는 큰 차이를 나타냈다. 따라서, 모델링 결과를 이용한 유량-염분 조견표는 각각 대조기와 소조기로 구분하여 산정하였다. 대조기때는 송정유량이 10톤/초의 평균갈수량이 흐를 경우 다압에서의 취수량이 2.52톤/초 ~ 4.63/초로 증가할수록 18.8psu ~ 19.9psu로 증가하였다. 소조기의 경우는 25.5psu ~ 25.7psu로 대조기와 비교하여 크게 증가됨을 나타냈다. 본 연구의 결과는 객관적인 생태환경 보전을 위한 적정염분농도 범위가 도출된다면 이를 유지하기 위한 필요유량과 필요유량을 확보하기 위한 장단기적인 대책수립이 가능할 것으로 기대된다.

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해양 배출구에서 해류와 장파에 의한 플룸 상승과 초기 희석도 결정 (Current and Long Wave Influenced Plume Rise and Initial Dilution Determination for Ocean Outfall)

  • 권석재
    • 한국항만학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.231-240
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    • 1997
  • 미국에서는 오랜 전부터 1차 처리된 폐수를 해양배출구를 통하여 심해저로 흘러보내어 보다 효율적인 폐수처리에 기여하고 있다. 해저의 경사 때문에 연안의 폐수처리장에서 긴 관을 통해 심해저로 다공배출구를 연결시키고 있다. 그러나, 심해저확산배출구를 통해 흘러 나와 형성된 플롬이 근접한 연안에 간접적으로는 인간의 건강에 해를 줄 수 있다는 보고 때문에 바다의 물리적인 조건을 세심하게 고려한 심해저 확산배출구의 적절한 수심에서의 배치가 요구되고 있다 .우리나라의 연안역에서도 보다 효율적이고 신뢰할 수 있는 폐수처리를 위해 해양배출에 대한 고려를 하여야 할 것이다. 플롬의 거동을 예측하기 위해 일련의 플롬 동역학에 대한 연구에서는 여러 가지 모델이 사용되어 왔으나 대부분의 경우 플롬거동의 계산치가 현실과는 동떨어져 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 배출특성과 해양의 조건을 시뮬레이션 하기 위한 플롬모델의 적용에서 개선방안을 제시하고자 하였다. 플롬모델에서 파랑과 흐름과 같은 실질적인 해상조건을 반영한 입력 파라메타를 도입하여야 하는 것이다. 이 논문에서는 최근의 마말라 만 연구에서 선택한 특정 모델의 입력 변수 중에 장파는 고려하지 않고 해류만을 고려한데서 오는 단점을 보완하여 선행파이론에 기초한 장파와 흐름이 공존함으로써 야기되는 해저로부터의 플룸 상승과 초기 희석 계산을 수행하였다. 실제적으로 해저에서 플룸의 형상이 해수뿐만 아니라 장파에 의해서 크게 영향을 받는다는 것을 염료를 넣어 플룸을 사진촬영함으로써 증명하였다. 앞으로의 연구에서는 장파와 같은 현실적인 인자를 세심하게 고려함으로써 계산 결과를 더욱 현실 값에 접근시킬 수 있게 되었다. 물론, 장파와 같은 인자를 도입함으로써 야기되는 물리학적인 한계점은 관련된 가정을 통해 어느 정도 보완이 되었지만 그러한 한계점은 향후 3차원적인 플룸 역학을 다룸으로써 보강차원의 실증적 연구자 더 필요하다고 하겠다. 미국환경보전국에서 승인한 개량플룸모델 중에서 RSB 및 UM모델을 플룸거동을 계시하는데 사용하였으며, 장주기파의 조건하에서 계산된 값을 플룸의 상승 및 초기회석의 관점에서 비교하였다.

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