• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.118-118
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• 2012

수자원의 효율적 이용 및 관리는 심화되고 있는 기후변화에 선제적으로 대응하고 발생가능한 물위기에 대비하기 위한 필수조건이다. 그 중 가장 핵심이 되는 요소는 댐에 저수된 물을 효과적으로 이용하는 것, 즉 댐 건설목적에 따라 시간 및 공간별로 적절하게 할당시키는 것이라고 할 수 있다(Kim, 1998). 그러나 단일 댐의 운영과는 달리 수계내 댐군의 연계 운영은 매우 복잡하고 어려운 문제이다. 연계된 댐들간 저수 상황을 고려하여 유역내 시 공간적인 용수 수요의 지속적인 충족을 위하여 유입량 예측의 정확성을 높이도록 하고, 상류 댐에 최대한 저류하도록 하며, 여수로 방류 같은 불필요한 방류를 최소화 하고, 서로 상충되는 목표를 갖고 있지만, 홍수용량 및 발전수위를 최대로 확보하도록 하여야 한다. 이처럼 댐 운영을 위한 실제 상황은 단일 목적에 의한 최적화와는 달리 여러 상충되는 목적 및 구성 요소들간의 타협, 조정을 필요로 한다. 댐군의 연계운영 문제는 1960년대 초부터 현재까지 활발히 연구가 진행되어 온 분야 중 하나이나 문제의 복잡성과 어려움으로 인해 아직까지도 최선의 방안을 제시하기 어려운 문제이다(ReVelle, 2000). 이를 위한 방법은 시뮬레이션 모형 활용기법과 최적화 모형 활용기법으로 대별할 수 있으며 각 방법의 서로 다른 구조적 특성과 장단점으로 인하여 이원화된 체계로 사용되는 것이 현재의 국내 실정이다. 대부분의 실무에서는 이해도도 쉽고, 비교적 결과를 빨리 도출할 수 있는 시뮬레이션 기반의 모형을 활용하며 대표적으로 HEC-5, K-ModSim, HEC-ResSim 등이 활용되어왔다. 반면, 학계에서는 DP, MIP, SLP, SDP 등 최적화기법을 댐운영에 활용 할 것을 제안하고 있지만, 활용에 대한 거부감이 남아있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 시뮬레이션과 최적화기법의 원론적 비교를 통해 각 방법의 장단점과 한계점을 분석하고, 왜 이원화된 사용체계로 되었는지에 대한 고찰과 이에 대한 해결책으로 시뮬레이션모형의 장점과 최적화기법의 장점을 결합한 모형을 제안한다. 국내에는 Kim and Park(1998)이 시뮬레이션 기반의 최적화 모형 CoMOM(Coordinated Multi-Reservoir Operating Model)을 개발하였으며, 이후 21C프론티어 연구사업(2001-2011)에서 모형의 보완수정 검증을 통해 실무 활용도를 높여 왔다. 본 연구를 통하여 거부감의 원천을 추적해 보고, 타당한 이유가 있는지 대한 것을 심층 분석해보고, CoMOM모형과 시뮬레이션 모형, 다른 최적화 기법들과의 원론적 비교를 통해 각 방법들의 효율적인 활용방안과 최적화모형의 구체적인 활용방안을 제시하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.11-26
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• 1984

본(本) 연구(硏究)는 다제약(多制約) 다설계변수(多設計變數)를 갖는 철근(鐵筋)콘크리트 플래트 슬라브형(型) 구조체(構造體)의 구조해석(構造解析)과 설계과정(設計過程)을 한계상태설계이론(限界狀態設計理論)에 의하여 동시(同時)에 수행(遂行)할 수 있는 종합적(綜合的)인 최적화(最適化)를 시도(試圖)한 것이다. 수학적(數學的) 모델의 변수(變數)로는 플래트 슬라브와 기둥의 단면(斷面)치수 철근단면적(鐵筋斷面積) 등의 설계변수(設計變數)와 휨모우먼트 재분배율(再分配率)의 해석변수(解析變數)로 구성(構成)되어 있다. 최적화(最適化) 문제(問題)의 형성(形成)에서는 목적함수(目的凾數)로 공비함수(工費凾數)를 취(取)하고, 한계상태설계법(限界狀態設計法)을 도입(導入)하고 있는 영국(英國)의 CP 110시방규정(示方規定)에 따라 극한한계상태(極限限界狀態)와 사용한계상태(使用限界狀態)의 제약조건식(制約條件式)을 유도(誘導)하였다. 설계변수(設計變數)와 해석변수(解析變數)의 항(項)으로 유도(誘導)된 목적함수(目的凾數)와 제약조건식(制約條件式)은 일반적(一般的)으로 고차(高次)의 비선형계획문제(非線型計劃問題)가 된다. 본(本) 연구(硏究)에서는 형성(形成)된 비선형최적화(非線型最適化) 문제(問題)를 수차선형계획기법(遂次線型計劃技法)을 도입(導入)하여, 해석(解析)과 설계(設計)를 동시(同時)에 수행(遂行)하면서 전체구조(全體構造)를 종합적(綜合的)으로 최적화(最適化)할 수 있는 최적(最適)알고리즘을 개발(開發)하였다. 개발(開發)된 알고리즘의 타당성(妥當性)과 철근(鐵筋)콘크리트 플래트 슬라브형(型) 구조체(構造體)의 최적화(最適化) 가능성(可能性) 등을 확인(確認)하기 위하여 알고리즘을 수종(數種)의 구조체(構造體)에 직접적용(直接適用)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 개발(開發)된 알고리즘은 철근(鐵筋)콘크리트 플래트 슬라브형(型) 구조체(構造體)에 적용(適用) 가능(可能)하고, 변수(變數)들의 초기가정직(初期假定直)에 관계(關係)없이 수회(數回)(4~6회(回))의 반복시행(反復試行)으로 최적해(最適解)에 수감(收歛)하고, 이렇게 얻어진 결과(結果)는 재래(在來)의 설계(設計)에 비해 경제적(經濟的)인 설계(設計)라는 것을 알았다. 또한 시방서(示方書)에서는 설계자(設計者)가 임의(任意)로 결정(決定)하도록 되어 있는 휨모우먼트 재분배율(再分配率)이 최적단면(最適斷面)의 구성(構成)과 구조(構造)의 경제성(經濟性)에 미치는 영향(影響)이 크므로 설계변수(設計變數)로 택하는 것이 타당(妥當)함을 알았다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권3호
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• pp.380-385
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• 1998

본 연구는 성장기 잉어 사료의 어분 대체사료원으로서 축산가공혼합부산물 (Animal by-product mixture. ABPM)의 이용 가능성과 어분단백질 대체 범위를 결정하고 잉어용 어분대체품개발의 기초자료를 제공하고자 실시되었다. 본 실험사료의 동물성 단백질원으로는 북양어분(White Fish Meal, WFM)과 수지박 (Leather Meal. LM). 육골분 (Meat&Bone Meal, MBM). 혈분 (Blood Meal, BM). 오징어내 장분 (Squid Liver Powder, SLP)의 혼합물인 축산가공부산혼합물 (Animal by-product mixture. ABPM)을 사용하였고. 식물성 단백질원으로는 대두박 (Soybean Meal, SM)과 콘글루텐밀 (Corn Gluten Meal, CGM)을 사용하였다. 모든 실험사료는 조단백질함량 $40\%$. 가용성 에너지 15.3 KJ/g (protein. carbohyd-rate and lipid; 16.7, 16.7 and 37.7 J/g)으로 동일하게 맞추었고 각 사료의 성분조성은 다음과 같이 요약된다. diet 1, $100\%$ WFM+$0\%$ ABPM ($0\%$ ABPM. control); dict 2, $75\%$ WFM+$25\%$ ABPM ($25\%$ ABPM); diet 3, $50\%$ WFM+$50\%$ ABPM ($50\%$ ABPM): diet 4, $25\%$ WFM+$75\%$ ABPM ($75\%$ ABPM), diet 5, $0\%$ WFM+$100\%$ ABPM ($100\%$ ABPM). 각 사료내 단백질원으로서, 동물성 단백질은 어분과 ABPM을 사용하여 총단백질의 $34.7\%$를, 식물성 단백질은 $65.3\%$를 공급하였다. 일주간의 먹이붙임후에 잉어는 각 실험군별 평균어체중 10g 되도록하여 3반복으로 무작위 배치하였고, 전반기 첫 번째와 두번째 4주간의 사육기간이 끝난 8주후에는 평균어체중이 28g 되도록 재배치하여 추가로 후반기 세번째 4주간 총 12주동안 사육하였다. 사료는 1일 3회 어체중의 $2.7\~4\%$로 12주간 공급하였다. 매 2주마다 체중을 측정하였고 전반기 8주, 12주후 체장, hemoglobin, hematocrit 및 일반성분 분석을 실시하였다. 전반기 첫 번째 4주후 증체율 및 사료전환효율은 유의적 차이가 없었으나 전반기 두번째 4주후 사료 3, 4 및 5는 사료 I (대조구)보다 유의적으로 낮았다 (P<0.05). 이와는 달리 후반기 세번째 4주후의 모든 사료구의 증체율 및 사료전환효율에는 유의적 차이가 없었다 (P>0.05). 또한, 전어체 일반성분 분석 결과 전$\cdot$후반기동안 모든 사료구의 일반성분치 (수분, 조단백, 조지방, 조회분)에는 유의적 차이가 없었다 (P>0.05). 본 실험 결과, 사료내 동물성 단백질원으로 ABPM은 충분한 먹이붙임 후에 어분단백질의 $100\%$까지 대체 가능함을 보여 주었다.