The main purpose of this study is to define an optimum slope of the roof that demands minimum cooling load of the building, when the roof is affected by the solar and wind energy. Two different roof shapes were chosen: hip, gabled. The cooling load of building having those roof shapes was calculated through the computer simulation, using DOE program. For the simulation, the angle of the roof and angle of the orientation was changed. In the conclusion of this paper, an optimum slope of the roof which causes minimize cooling load is presented according to the roof shape and orientation. The result of this study could provide a practical design guideline for determining the roof angle for various climatic conditions.
The angle of solar panels is calculated using solar radiation model for the efficient solar power generation. In ideal state, the time of maximum solar radiation is represented from 12:08 to 12:40 during a year at Gangneung and it save rage time is12:23. The maximum solar radiation is 1012$W/m^2$ and 708$W/m^2$ inc lear sky and cloudy sky, respectively. Solar radiation is more sensitive to North-South (N-S) slope angle than East-West (E-W) azimuth angle. Daily solar radiation on optimum angle of solar panel is higher than that on horizontal surface except for 90 days during summer. In order to apply to the real atmosphere, the TMY (typical meteorological Year) data which obtained from the 22 solar sites operated by KMA(Korea Meteorological Administration) during 11 years(2000 to 2010) is used as the input data of solar radiation model. The distribution of calculated solar radiation is similar to the observation, except in Andong, where it is overestimated, and in Mokpo and Heuksando, where it is underestimated. Statistical analysis is performed on calculated and observed monthly solar radiation on horizontal surface, and the calculation is overestimated from the observation. Correlationis 0.95 and RMSE (Root Mean Square Error) is10.81 MJ. The result shows that optimum N-S slope angles of solar panel are about $2^{\circ}$ lower than station latitude, but E-W slope angles are lower than ${\pm}1^{\circ}$. There are three types of solar panels: horizontal, fixed with optimum slope angle, and panels with tracker system. The energy efficiencies are on average 20% higher on fixed solar panel and 60% higher on tracker solar panel than compared to the horizontal solar panel, respectively.
The objective of this research is to study the variation of optimum slope angles of collectors for seven regions in Korea, which are Seoul, Gangneung, Daejeon, Daegu, Gwangju, Busan and Jeju. The results for 2000~2007 are analyzed to sec if adjustment of slope angles is necessary each year to receive maximum solar radiation. For an azimuth fixed solar collector, solar radiation of yearly optimized slope angle during May~Sept.(summer), Nov.~Mar.(winter) and the whole year are greater than the fixed slope angle by 0.03%, 0.02%, and 0.04%, respectively. For an azimuth tracking solar collector, solar radiation of yearly optimized slope angle during May~Sept.(slimmer), Nov.-Mar.(winter) and the whole year are greater than the fixed slope angle by 0.03%, 0.07%, and 0.04% respectively. It is unnecessary to adjust slope angles each year for both azimuth fixed and tracking collectors, since the gains are insignificant. Solar radiation of the azimuth tracking solar collector during May~Sept., Nov.~Mar. and the whole year are greater by 14.7%, 16.0%, and 19.2% than the azimuth fixed solar collector.
Kim, Seong-Hun;Lee, Ju-Hee;Kim, Hyung-Seok;Park, Seong-Wook
Fisheries and Aquatic Sciences
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제12권4호
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pp.342-349
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2009
The purpose of the current study was to optimize shrimp-pot design to allow greater control over the size of captured individuals for the purposes of shrimp resource management. Tank experiments were conducted to determine the optimal slope length and slope angle by analyzing the sizes of shrimp that entered 25 model pots with combinations of five different slope lengths and five different angles. Shrimp size was measured using carapace length. The results showed that as the slope angle of the pot increased, the size of individuals that entered the pot increased. Furthermore, as the slope length increased, each of the five different slope angles of the pot increased, and the size of individuals entering also increased. The data indicated that the optimum pot design for reducing the capture of immature individuals had a $75^{\circ}$ slope angle and a 35.4 cm slope length.
The effect of nearby cohesionless sloping ground on the uplift capacity of horizontal strip plate anchor embedded in sand deposit with horizontal ground surface has been studied numerically. The numerical analysis has been carried out by using the lower bound theorem of limit analysis with finite elements and linear optimization. The results have been presented in the form of non-dimensional uplift capacity factor of anchor plate by changing its distance from the slope crest for different slope angles, embedment ratios and angles of soil internal friction. It has been found that the decrease in horizontal distance between the edge of the anchor plate and the slope crest causes a continuous decrease in uplift capacity of anchor plate. The optimum distance is that distance between slope crest and anchor plate below which uplift capacity of an anchor plate has been found to decrease with a decrease in normalized crest distance from the anchor plate in presence of nearby sloping ground. The normalized optimum distance between the slope crest and the anchor plate has been found to increase with an increase in slope angle, embedment ratio and soil internal friction angle.
In the present study, an economic design of Anchored Geosynthetic(AG) System applied mainly to reinforce unstable soil slopes is investigated. For this purpose methods of stability analysis are developed to determine the optimum installation angle, required minimum length and maximum spacing of nails. Anchorage of nails within the soil mass is achieved by frictional resistance to pull out along the effective length of the nails. Cases of infinite slope and finite slope are dealt with individually. Silce methods of stability analysis developed in the present study are limit-equilibrium-based. For the case of finite slope Spencer method which considers interslice force is modified to evalyate the overall stability. In addition, the effects of various design parameters on requried length and spacing of nails corresponding to the optimum orientation of nails are analyzed. Based on the analysis, a simplified equation is given for the optimum nail orientation. Also the importance of optimum nail orientation is illustrated throughout design example, and the appropriateness of judgment criterion are examined.
Stability of rock slope is greatly affected by the geometry and strength of discontinuities developed in the rock mass. In this study an analytical method which is capable of analyzing the effect of relative orientation between the discontinuities and the slope face on the safety of slope by assessing their vector components was used to evaluate the stability and the maximum cut-angle for the proposed slope design. The results of computerized vector analysis revealed that slope area under investigation might be divided into 3 sections of different face directions. The safety factors for benches in each 3 sections were calculated using the limit-equilibrium theory. Then, by utilizing the concept of probabilistic risk analysis, the susceptibility of entire slope failure was estimated. Based on the distribution of safety factor in each bench, the maximum cut angle of each section could be selected differently ot achieve the permanent stability of the entire slope.
Shear strength of the discontinuity on which the pre-failure of rock slope was occurred during surface excavation was measured through the direct shear test using core samples obtained in-situ. Internal friction angle was increased as the roughness of discontinuity surface(JRC) was increased. Results of the tilt test using core samples of higher JRC also showed very similar trend as those of the direct shear test. When the samples replicated from natural cores were used int he tilt test, results of friction angles showed almost perfect continuation of the residual friction angles from the direct shear test. However, when the gouge material existed in the discontinuity the internal friction angle strongly depended upon the rate of filling thickness to the height of asperity irrespective of the JRC. Based on the results of both direct shear test and tilt test internal friction angle and cohesion of discontinuity, which reflect the in-situ conditions fo pre-sliding failure and also can be used for the optimum design of support system, were assessed. Two kinds of support measures which were expected to increase the stability of rock slope were considered; lowering of slope face angle and installation of rock cable. But, it was found that the first method might lead to more unstable conditions of rock slope when the cohesion of discontinuity plane was negligibly low and in that case the support systems of any kind which could exert actual resisting force were needed to ensure the permanent stability of rock slope.
The measured solar radiation incident on tilted surfaces has been widely used as important solar radiation data in installing photovoltaic arrays. To optimize the incident solar radiation, the slope, that is the angle between the plane surface in question and the horizontal, and the solar azimuth angles are needed for these solar photovoltaic systems. This is because the performance of the solar photovoltaic systems is much affected by angle and direction of incident rays. The expert system can predict the optimum installation angle of photovoltaic arrays with those factors.
동토지역에서의 파이프라인 시공 시 계절변화와 그에 따른 지반의 강도변화가 트렌치의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 영국, 러시아, 국내 파이프라인 기준들을 분석하여 직경 30in. 파이프의 트렌치 형상을 도출하였다. 러시아 야쿠츠크(Yakutsk) 지역의 계절별 지반조건에서 횡방향 사면경사($0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$)와 종방향 사면경사($20^{\circ}$, $30^{\circ}$, $40^{\circ}$)에 따른 트렌치의 안정성을 분석하였다. 강도감소법을 이용하여 트렌치와 사면의 안정성 해석을 수행하였다. 그 결과, 사면의 경사가 높을수록 안전율이 낮게 나왔으며 여름철 지반조건에서는 횡방향 사면경사가 $30^{\circ}$일 때 트렌치의 안정성을 확보하기 어려우며 지상으로부터 1m 아래에서 예상 파괴면을 확인하였다. 종방향 사면의 경사가 낮을 때에는 트렌치 부근의 파괴가 일어날 가능성이 높았지만 종방향 사면의 경사가 높을 때에는 트렌치 부근의 파괴 보다는 사면 전체의 파괴가 주를 이루는 것으로 분석되었다. 겨울철 지반조건에서는 지표면의 온도가 영하로 내려가서 지반 공극 내 얼음 발생으로 인하여 점착력이 발생되는 효과가 있어, 특수한 외부 하중이나 급격한 온도변화가 없을 경우에는 트렌치 사면 경사 $0{\sim}40^{\circ}$에서 안전성의 문제는 없을 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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