• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4883-4901
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• 2016

Energy efficiency in Wireless Sensor Networks (WSNs) is very appealing research area due to serious constrains on resources like storage, processing, and communication power of the sensor nodes. Due to limited capabilities of sensing nodes, such networks are composed of a large number of nodes. The higher number of nodes increases the overall performance in data collection from environment and transmission of packets among nodes. In such networks the nodes sense data and ultimately forward the information to a Base Station (BS). The main issues in WSNs revolve around energy consumption and delay in relaying of data. A lot of research work has been published in this area of achieving energy efficiency in the network. Various techniques have been proposed to divide such networks; like grid division of network, group based division, clustering, making logical layers of network, variable size clusters or groups and so on. In this paper a new technique of group based WSNs is proposed by using some features from recent published protocols i.e. "Energy-Efficient Multi-level and Distance Aware Clustering (EEMDC)" and "Energy-Efficient Multi-level and Distance Aware Clustering (EEUC)". The proposed work is not only energy-efficient but also minimizes the delay in relaying of data from the sensor nodes to BS. Simulation results show, that it outperforms LEACH protocol by 38%, EEMDC by 10% and EEUC by 13%.

• 디지털융복합연구
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• 제17권3호
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• pp.227-234
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• 2019

본 연구는 교육인프라가 취약한 아프리카 국가들의 교육 콘텐츠, 교실환경, 그리고 ICT기술에 대한 종합적인 보급을 위한 블록형 스마트교실 모델 제시를 목표로 한다. 수업관리시스템, 전력관리시스템 및 교실환경 관리시스템을 통합하는 상황별 솔루션을 제시하고, 아프리카 지역의 국가별 경제적, 비경제적 여건에 최적화가 가능한 융합 모델이 될 것이다. 이는 기존의 서비스, 콘텐츠, 솔루션에 대한 독립적 연구개발이나 단일 컨테이너로 보급된 기존교실과는 차별화되는 효율적인 모델이 될 수 있을 것이다. 이러한 통합 연구 과정을 통해 기존 컨테이너교실에서 나타나는 공간과 기능적 한계를 극복하고 이러닝 기술 고도화에 대비한 융통성 있는 공간을 구축한다. 향후 보다 다양한 지역의 교육 및 인프라 여건에 부합하는 성능과 모델에 대한 탐구로 후속 연구의 깊이와 범위의 확장이 가능할 것이다.

• 대한건축학회논문집:계획계
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• 제34권8호
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• pp.13-22
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• 2018

The purpose of this study was to consider the energy generation of the building as well as the energy demand of the building in terms of zero energy building design. The reason why the zero energy building viewpoint should be discussed is that direction of the building, heat transfer rate of the building, and the S/V ratio of the building are variables related to energy demand and solar panels installed on the building roof and building envelope are variables related to energy generation. This study proceeded as follows; Firstly, the simulation model of large office and elementary school has the same mutual volume and total floor area, and the each floor area and number of floors are adjusted so that the S/V ratio is different. To the next, the energy demand and energy generation of the simulation model were derived based on the meteorological data of Seoul, Daejeon, Busan. Finally, energy demand, energy generation, and final energy demand were compared with heat transfer rate, S/V ratio, building type, region, and orientation. The results of this study is that consideration of solar power generation in terms of energy generation should be taken into consideration at the same time in consideration of the heat transfer rate, the shape, the region and the direction of the zero energy building design.

• 대한건축학회논문집:계획계
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• 제34권11호
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• pp.13-22
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• 2018

At the time when zero energy building is expected to be generalized, this study examines whether the investment in the passive element or the active element is more effective in terms of energy in the construction process of zero energy building. In other words, the effect of energy demand by passive element and the change of energy generation by active element are examined in terms of the same investment cost. The purpose of this study is to examine the change of energy demand by passive element and the change of energy generation by active element in zero energy building and to make reasonable investment decision by comparing energy with cost aspect. For this purpose, we selected the buildings to be subjected to energy simulation and derive the required energy amount and energy generation amount by using meteorological data of four regions in Korea. The change of energy demand and energy generation according to the change of application condition was derived. In order to compare and analyze the changes in energy demand and generation at the same cost standard through price survey and quotation of window and photovoltaic power generation equipment.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권3호
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• pp.407-426
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• 2022

Superior to traditional welded studs, high strength friction-grip bolted shear connectors facilitate the assembling and demounting of the composite members, which maximizes the potential for efficiency in the construction and retrofitting of new and old structures respectively. Hence, it is necessary to investigate the structural properties of high strength friction-grip bolts used in steel concrete composite beams. By means of push-out tests, an experimental study was conducted on post-installed high strength friction-grip bolts, considering the effects of different bolt size, concrete strength, bolt tensile strength and bolt pretension. The test results showed that bolt shear fracture was the dominant failure mode of all specimens. Based on the load-slip curves, uplifting curves and bolt tensile force curves between the precast concrete slab and steel beam obtained by push-out tests, the anti-slip performance of steel-concrete interface and shear behavior of bolt shank were studied, including the quantitative analysis of anti-slip load, and anti-slip stiffness, frictional coefficient, shear stiffness of bolt shank and ultimate shear capacity. Meanwhile, the interfacial anti-slip stiffness and shear stiffness of bolt shank were defined reasonably. In addition, a total of 56 push-out finite element models verified by the experimental results were also developed, and used to conduct parametric analyses for investigating the shear behavior of high-strength bolted shear connectors in steel-concrete composite beams. Finally, on ground of the test results and finite element simulation analysis, a new design formula for predicting shear capacity was proposed by nonlinear fitting, considering the bolt diameter, concrete strength and bolt tensile strength. Comparison of the calculated value from proposed formula and test results given in the relevant references indicated that the proposed formulas can give a reasonable prediction.

• Wind and Structures
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• 제36권3호
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• pp.161-174
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• 2023

The analytical model of tornado vortices plays an essential role in tornado wind description and tornado-resistant design of civil structures. However, there is still a lack of guidance for the selection and application of tornado analytical models since they are different from each other. For single-cell tornado vortices, this study conducts a comparative study on the velocity characteristics of the analytical models based on numerically simulated tornado-like vortices (TLV). The single-cell stage TLV is first generated by Large-eddy simulations (LES). The spatial distribution of the three-dimensional mean velocity of the typical analytical tornado models is then investigated by comparison to the TLV with different swirl ratios. Finally, key parameters are given as functions of swirl ratio for the direct application of analytical tornado models to generate full-scale tornado wind field. Results show that the height of the maximum radial mean velocity is more appropriate to be defined as the boundary layer thickness of the TLV than the height of the maximum tangential mean velocity. The TLV velocity within the boundary layer can be well estimated by the analytical model. Simple fitted results show that the full-scale maximum radial and tangential mean velocity increase linearly with the swirl ratio, while the radius and height corresponding to the position of these two velocities decrease non-linearly with the swirl ratio.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권3호
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• pp.137-145
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• 2004

제주해역의 상기 파랑분포 특성을 제3세대 파랑모델인 SWAN모델에 의한 시뮬레이션을 통해 고찰하였다. 제주해역은 한국 연안에서 파랑에너지 밀토가 상대적으로 큰 해역으로 파력발전에 적합한 후보지이며, 파력발전 효율은 해역의 파랑특성 인자들에 밀접히 연관되어 있다. 파랑분포는 한국해양연구원의 광역 장기 파랑추산 자료의 월평균 파랑특성을 경계조건으로 1 km 격자의 SWAN모델 시뮬레이션을 통해 획득하였으며, 파랑분포 해석은 유의파고, 평균 파향, 평균 과주기의 계절적ㆍ공간적 변화특성 고찰을 주목적으로 하였다. 유의파고는 겨울과 여름이 우세하며, 지역적으로는 제주도의 서쪽이 동쪽에 비해 유의파고가 높다. 유의파고의 최고치는 겨울에 북서쪽 해역에서 발생하며, 여름철의 남동쪽 해역이 다음으로 우세하고, 봄가을은 전체적으로 파고가 낮으나 분포가 비교적 균일하다. 파향의 분포는 회절의 영향을 받는 배후지역을 제외하면, 여름에는 북서 방향이 지배적이고, 겨울에는 남동 방향이 지배적이다. 파주기는 여름과 겨울철에 길고, 동쪽에 비해 서쪽 해역에서 길게 나타난다. 파주기의 최대치는 겨울에 서쪽 해역에서 발생하고, 여름에는 남쪽 해역의 파주기가 다소 우세하나 비교적 균일한 분포를 갖는다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.738-744
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• 2017

최근 신재생에너지의 확대 보급과 더불어 전기저장장치(ESS, Energy Storage System)가 활발하게 도입되고 있다. 하지만 현재 전기저장장치에 대한 도입효과와 경제성 및 계통에 미치는 영향에 대한 구체적인 평가방법이 없어 효과적인 도입운용이 어려운 실정이다. 특히 주파수조정용 ESS에 대한 국제적인 기술표준 및 제도가 마련되지 않아, 이의 설치에 따른 전기품질, 계통영향, 기여도 등은 물론 편익 산정에 대한 종합적인 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 주파수조정용 ESS의 성능검증 방안을 마련하기 위하여, 기존발전기의 주파수조정 성능평가 방법인 미국 PJM의 AGC(Automatic Generation Control, 발전기 자동발전제어) 성능 평가방식을 분석하여, 주파수조정용 ESS의 성능평가 알고리즘을 제안하였고, 고가발전기의 정산금과 화력발전기의 정산금을 이용하여 500MW급의 주파수조정용 ESS의 도입에 따른 편익을 산정할 수 있는 경제성 평가 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘의 유용성을 확인하기 위하여, 실 계통 데이터를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 전기저장장치가 기존의 발전기에 비하여 아주 우수한 성능을 가지고 있음을 확인하였고, 500MW 도입시 연간 약 3,457~4,296억의 편익이 발생함을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.617-628
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• 2016

본 논문은 철도차량의 추진용 유입식 변압기 및 AC/DC 컨버터를 대체하기 위한 지능형 변압기의 구조를 제안한다. 제안된 지능형 변압기는 반도체 스위칭 소자 및 고주파 변압기를 사용한 양방향 전력 변환 컨버터의 형태로써, 기존 변압기에 비해 경량화 되고, 역률 제어 등의 능동적인 제어 성능으로 인해 단상 계통 전원의 효율적인 활용을 가능하게 한다. 제안하는 지능형 변압기는 60Hz 교류 고전압을 직류 고전압으로 변환하기 위한 정류단으로 Neutral point clamped type 의 H-bridge 컨버터를 여러 개 직렬 연결해 구성했다. 직류로 변환된 입력단 전력은 고주파 변압기와 Neutral point clamped type H-bridge 컨버터 2개로 구성된 Dual-Active-Bridge 컨버터를 이용해 출력측에 필요한 저전압을 공급할 수 있도록 했다. 또한, 본 논문에서는 다수의 컨버터 모듈 내부 직류단 전압을 균형제어하며, 단상 교류 전원에서 직류 출력 전원간의 양방향 전력 제어를 가능하게 하는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안한 지능형 변압기의 구조 및 제어 시스템은 75kVA 급 3.3kVrms 입력, 750VDC 출력의 지능형 변압기를 설계 및 회로 시뮬레이션 결과를 통해 검증했다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제8권9호
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• pp.217-224
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• 2019

최근 가정, 교통, 의료, 전력망 등 우리 생활과 밀접한 연관을 가진 여러 분야에서 IoT(Internet of Things) 센서 장치를 활용해 데이터를 수집하는 센서 네트워크를 구축하고 활용하고 있다. 이러한 센서 네트워크에서 센싱 데이터 조작은 재산 상, 안전 상의 심각한 위협이 될 수 있다. 따라서 외부 공격자가 센싱 데이터를 조작하지 못하도록 하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 외부 공격자에 의해 조작된 센싱 데이터를 효과적으로 제거하기 위해 데이터 난독화와 변화량 분석을 활용한 IoT 센싱 데이터 유효성 검증 기법을 제안한다. IoT 센서 장치는 난독화 함수에 따라 센싱 데이터를 변조하여 사용자에게 전송하고, 사용자는 전송받은 값을 원래의 값으로 되돌려 사용한다. 적절한 난독화를 거치지 않은 거짓 데이터는 유효 데이터와 다른 변화 양상을 보이고, 변화량 분석을 통해 거짓 데이터를 탐지할 수 있다. 성능 분석을 위해 데이터 유효성 검증 성능 및 검증 소요시간을 측정하였다. 그 결과, 기존 기법에 비해 최대 1.45배 거짓 데이터 차단율을 향상시키고, 0.1~002.0% 수준의 오검출률을 보였다. 또한 저전력, 저성능 IoT 센서 장치에서 검증 소요시간을 측정 결과, 데이터량 증가에 따라 2.5969초까지 증가되는 RSA 암호화 기법에 비해 제안 기법은 0.0003초로 높은 검증 효율을 확인하였다.