• 제목/요약/키워드: system dynamics models

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The Dynamics of Noise and Vibration Engineering Vibrant as ever, for years to come

  • Leuridan, Jan
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.47-47
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    • 2010
  • Over the past 20 years, constant progress in noise and vibration (NVH) engineering has enabled to constantly advance quality and comfort of operation and use of really any products - from automobiles to aircraft, to all kinds of industrial vehicles and machines - to the extend that for many products, supreme NVH performance has becomes part of its brand image in the market. At the same time, the product innovation agenda in the automotive, aircraft and really many other industries, has been extended very much in recent years by meeting ever more strict environmental regulations. Like in the automotive industry, the drive towards meeting emission and CO2 targets leads to very much accelerated adoption of new powertrain concepts (downsizing of ICE, hybrid-electrical...), and to new vehicle architectures and the application of new materials to reduce weight, which bring new challenges for not only maintaining but further improving NVH performance. This drives for innovation in NVH engineering, so as to succeed in meeting a product brand performance for NVH, while as the same time satisfying eco-constraints. Product innovation has also become increasingly dependent on the adoption of electronics and software, which drives for new solutions for NVH engineering that can be applied for NVH performance optimization of mechatronic products. Finally, relentless pressure to shorten time to market while maintaining overall product quality and reliability, mandates that the practice and solutions for NVH engineering can be optimally applied in all phases of product development. The presentation will first review the afore trends for product and process innovation, and discuss the challenges they represent for NVH engineering. Next, the presentation discusses new solutions for NVH engineering of products, so as to meet target brand values, while at the same time meeting ever more strict eco constraints, and this within a context of increasing adoption of electronics and controls to drive product innovation. NVH being very much defined by system level performance, these solutions implement the approach of "Model Based System Engineering" to increase the impact of system level analysis for NVH in all phases of product development: - At the Concept Phase, to be able to do business case analysis of new product concepts; to arrive at an optimized and robust product architecture (e.g. to hybrid powertrain lay-out, to optimize fuel economy); to enable target cascading, to subsystem and component level. - In Development Phase, to increase realism and productivity of simulation, so as to frontload virtual validation of components and subsystems and to further reduce reliance on physical testing. - During the final System Testing Phase, to enable subsystem testing by a combination of physical testing and simulation: using simulation models to simulate the final integration context when testing a subsystem, enabling to frontload subsystem testing before final system integration is possible. - To interconnect Mechanical, Electronical and Controls engineering, in all phases of development, by supporting model driven controls engineering (MIL, SIL, HIL). Finally, the presentation reviews examples of how LMS is implementing such new applications for NVH engineering with lead customers in Europe, Asia and US, with demonstrated benefits both in terms of shortening development cycles, and/or enabling a simulation based approach to reduce reliance on physical testing.

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경찰 오토바이 시뮬레이터 시스템에서 피드백 큐 생성 방법에 관한 연구 (A Study on Feedback Queue Generation Method in Police Motorcycle Simulator System)

  • 안동혁;조성현;정양권
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.827-836
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    • 2018
  • 본 연구에서는 기동 순찰대 오토바이 가상훈련 시스템 구현의 개발 기술을 바탕으로 PC를 기반으로 한 모터사이클 시뮬레이터를 개발하였다. 이 시뮬레이터는 초보의 운전교육을 비롯하여 운전자 인자연구, 그리고 고급 모델에서나 볼 수 있는 ABS와 같은 시스템 개발 등 다양한 분야에 응용될 수 있도록 개발하였다. 기동 순찰대에서 운영하고 있는 오토바이의 중량이 400Kg 이상으로 사전 연습이 없이는 업무 특성상 많은 위험을 내재하고 있어 이에 대한 최적의 시뮬레이터의 개발과 구성에 대한 연구 필요성에 따라 주의 분산, 상시 출동태세 유지에 따른 정신적 육체적 스트레스, 비상 출동 상황에서의 시간적 압박 등을 극복할 수 있는 가상훈련 시스템 구현하고 그 활용성에 대한 연구를 수행하였다. 모터사이클 시뮬레이터를 현실감 있게 직접 운전하고 있다는 느낌을 받도록 하기 위해서는 운전자와 시뮬레이터 사이에서 상호 신뢰성 있는 신호의 전달 및 조작 느낌이 중요하다. 이를 위해서 실차와 동일한 조작 느낌을 생성하기 위하여 실차의 각 서브시스템이 모터사이클 시뮬레이터에 그대로 적용될 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하여 시스템을 구축하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 운전자에게 현실감 있는 조작 느낌을 제공할 수 있는 피드백 큐 생성 방법을 개발하였다.

주택시장변동 분석을 위한 멀티에이전트 모형의 개발 및 시뮬레이션 (Multi-Agent Model and Simulation for the Dynamics of Housing Market)

  • 문태헌
    • 한국지리정보학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.101-115
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    • 2009
  • 조속한 주택시장의 안정화가 우리나라의 국가적 과제가 되었다. 이를 위해 주택시장의 특성을 반영하며 새로운 정책이 주택시장에 미치는 영향을 분석할 수 있는 도구의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구는 진주시를 대상으로 멀티에이전트 주택시장모형과 시뮬레이션시스템을 개발하고자 한다. 먼저 진주시의 지역적 주택시장을 분석한 다음, 주택선택모형, 헤도닉주택가격모형, 주거입지선택모형 등 3개의 하위 모형으로 구성된 멀티에이전트 모델을 개발하였다. 또한 시뮬레이션 시스템을 개발하기 위해 $150{\times}100$개의 셀로 구성된 가상공간을 설정하고 모형을 프로그래밍하였다. 이 시스템으로 도시개발이 주거 입지패턴에 미치는 영향을 분석하는 시뮬레이션을 실시해 보았다. 그 결과 단순히 도로, 상업시설, 편의시설의 입지만으로는 주거가 쉽게 유입되지 않음을 알 수 있었다. 대신에 녹지를 공급함으로써 매우 많은 주거입지를 유도할 수 있어 도시개발에서 인프라와 환경적 요인이 동시에 정비되어야 한다는 시사점을 발견할 수 있었다. 결론적으로 본 연구에서 개발한 멀티에이전트 모형과 시뮬레이션 시스템은 원활하게 작동하며, 다양한 정책실험과 주택시장의 분석에 유용하게 활용할 수 있음을 확인하였다.

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M&S 지원을 위한 HEMOS-Cloud 서비스의 경제적 효과 (Economic Impact of HEMOS-Cloud Services for M&S Support)

  • 정대용;서동우;황재순;박성욱;김명일
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제10권10호
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    • pp.261-268
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    • 2021
  • 클라우드 컴퓨팅은 서비스 사용자 요구에 따라 컴퓨팅 자원을 임대하여 사용하는 컴퓨팅 패러다임이다. 클라우드 컴퓨팅에서 컴퓨팅 자원은 사용자의 서비스 수요에 따라 컴퓨팅 자원을 확장 또는 축소가 가능하여 전체 서비스 비용 절감 효과를 가질 수 있다. 그리고, M&S (Modeling and Simulation) 기술은 컴퓨팅 자원과 CAE 소프트웨어를 통해 엔지니어링 분석 작업 결과를 얻어, 실제 실험 결과가 없이 제품의 상태를 시뮬레이션을 수행하여 분석하는 방법이다. M&S 기술은 FEA(Finite Element Analysis), CFD(Computational Fluid Dynamics), MBD(Multibody Dynamics) 및 최적화 분야에서 활용된다. M&S 통한 작업 절차는 전처리, 해석, 후처리 단계로 구분된다. CAE 소트프웨어를 통한 3D 모델링 작업인 전/후처리는 GPU 연산이 집약적이며, 3D 모델 해석은 CPU 또는 GPU 연산이 요구된다. 일반적인 개인 데스크톱에서 복잡한 3D 모델을 해석하는 시간이 많이 소요된다. 결과적으로, M&S를 원활하게 수행하기 위해서는 고성능 컴퓨팅 자원이 요구된다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 통합 클라우드 및 클러스터 컴퓨팅 환경인 HEMOS-Cloud 서비스를 제안한다. 제안한 클라우드 기반 방식에서는 M&S에 필요한 전/후처리 및 솔버 작업을 원활하게 수행할 수 있도록 구성했다. 이 시스템에서 전/후처리는 VDI(Virtual Desktop Infrastructure)에서 수행되고 해석은 클러스터 환경에서 수행된다. 각 용도에 맞게 서로 다른 환경에서 분리하여 컴퓨팅 자원 간에 간섭을 최소화했다. HEMOS-Cloud 서비스는 기업 또는 학교에서 M&S의 경험이 필요로 하는 사용자에게 CAE 소프트웨어와 컴퓨팅 자원을 제공한다. 본 논문에서는 HEMOS-Cloud 서비스의 경제적 파급효과를 산업연관분석을 활용하여 분석했다. 전문가의 의견을 반영하여 조정된 계수를 통한 분석 결과는 생산유발효과 74억원, 부가가치유발효과 41억원, 취업자유발효과 10억원당 50명으로 분석되었다.

산림지역에서의 2023년 봄철 꽃나무 개화시기 예측 (Prediction of Spring Flowering Timing in Forested Area in 2023)

  • 서지희;김수경;김현석;천정화;원명수;장근창
    • 한국농림기상학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.427-435
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    • 2023
  • 이상기상으로 인한 봄꽃 개화 시기의 변화는 식물의 생장기간 뿐 아니라 생물계절을 포함한 생태계의 모든 측면에 영향을 미친다. 따라서 봄꽃 개화 시기를 예측하는 것은 산림 생태계의 효과적인 관리에 필수적이다. 본 연구에서는 464곳의 산림에서 수집된 날씨정보를 기반으로 대한민국 산림의 대표적인 5가지 수종(미선나무, 아까시나무, 철쭉, 산철쭉, 마가목)의 2023년 개화 시기를 예측하기 위해 과정 기반 모형을 사용하였다. 이를 위해 28개 지역의 9년간(2009-2017) 개화 시기 자료를 활용하여 모형을 개발하였다. 개화 시기는 식물의 세 개 이상의 위치에서 처음으로 꽃이 피는 것을 기준으로 측정되었다. 본 연구에서는 STDD와 GDD 과정 기반 모형을 사용하여 개화 시기를 예측하였으며, 두 모형 모두 일반적으로 우수한 성능을 보였다. 과정 기반 모형의 주요 입력변수인 날씨 자료는 산악기상관측시스템과 기상청에서 제공하는 기온 정보를 융합하여 1km의 공간 해상도로 일 단위 기온 자료를 생성하였다. 지역별 보정 계수를 생산하고 적용하기 위해 랜덤포레스트 기계 학습을 활용하여 STDD와 GDD 모형을 기반으로 예측 정확도를 개선하였다. 결과적으로 보정 계수가 적용될 때 대부분의 수종에서 개화 시기의 예측 오차가 작았으며, 특히, 미선나무, 아까시나무, 철쭉에서 평균제곱근오차가 각각 1.2, 0.6, 1.2일로 매우 낮았다. 모형 성능을 평가하기 위해 10회의 무작위 샘플링 테스트를 실시하고, 최적의 결정계수 값을 가진 모형을 선택하여 모형의 성능을 평가하였다. 그 결과, 마가목을 제외한 모든 수종에서 보정 계수가 적용된 모형에서 결정계수가 최소 0.07에서 최대 0.7 증가하였으며 최종적으로 75%에서 90%의 설명력을 가졌다. 이를 기반으로 수종별 보정 계수를 산출하였으며, 1km 해상도의 전국 단위 개화시기예측 지도를 제작하였다. 본 연구는 식물의 계절 변화에 대한 자료로 활용될 것으로 예상되며, 수종 및 지역별로 개화 시기를 상세히 설명하여 기후 변화로 인한 계절 변화를 연구하는 데에 유용할 것으로 기대된다. 또한 우리나라 산림의 주요 수종에 대한 정확도 높은 개화 시기 예측 서비스는 산림 방문객들의 산림 경험 만족도를 크게 높일 수 있으며, 양봉업 등 임업 종사자들의 경제적 향상에 기여할 것으로 기대된다.

도심지 아파트 L형 옹벽의 장기 경사거동 예측모델 (Long-term Tilt Prediction Model for the L-type Retaining Wall Adjacent to Urban Apartments)

  • 구기영;성주현
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.134-142
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    • 2012
  • 본 연구는 탄현 에이스 11차 아파트에 위치한 14m 높이의 L형 옹벽의 장기 경사 계측치에 대한 System Identification연구로써, 옹벽구조물이 운용 중에 어떤 하중상태에서 어떻게 거동하는지를 이해하고, 이를 바탕으로 최적 모델을 규명하고, 최종적으로 옹벽의 이상상태를 판단할 수 있는 기준치를 제시하고자 하였다. 본 옹벽은 도심에 위치한 옹벽으로써는 보기 드물게 높고(14m), 인접한 건물과의 거리가 짧아서 붕괴 발생 시 큰 피해 가능성이 있다. 3개의 경사계로와 9개의 대기, 표면, 내부온도계로 구성된 경사 모니터링 시스템이 2004년 10월에 설치되어 2007년 7월까지 운용되었다. 모든 12 채널의 센서가 정상적으로 계측된 5개월 간의 연속된 데이터를 사용하여 두 가지 모델 1) 선형모델과 2) 상태방정식모델에 대하여 system identification을 수행하였다. 가용한 입력온도는 총 9이고, 이로부터 조합 가능한 총 511개의 입력온도 경우의 수에 대하여 규명데이터를 사용하여 시스템규명을 수행하고, 검증데이터에 대한 Fitness를 사용하여 최적모델을 선정하였다. 선형모델은 모델구조가 간단하지만 thermal dynamics를 표현하지 못하고, 약 68%의 Fitness를 얻을 수 있었고, 상태방정식 모델은 모델구조가 상대적으로 복잡하지만 thermal dynamics를 표현할 수 있고, 약 90%의 Fitness를 얻었다.

벽면변동압력을 이용한 비공동 수중익의 광대역소음 예측 연구 (Prediction of Broadband Noise for Non-cavitation Hydrofoils using Wall-Pressure Spectrum Models)

  • 최원석;정승진;홍석윤;송지훈;권현웅;김민재
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.765-771
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    • 2019
  • 선박 및 수중구조물의 고속, 대형화 및 요구조건 강화의 추세에 따라 유동소음 예측기술의 중요성이 강조되고 있다. 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서는 음향상사법을 이용하여 순음 및 광대역 유동소음에 대해 활발히 연구되고 있는 반면 조선해양분야에서는 수중추진기의 날개주파수소음에 대해서만 일부 고려되고 있다. 본 논문에서는 날개면 형상의 주요 유동소음발생 메커니즘 뒷날소음을 고려 가능한 FW-H Formulation 1B를 이용하여 수중추진기 및 선저부가물의 기초요소인 수중익에 대해 광대역소음 예측기법을 연구하였다. 기존의 FW-H Formulation 1B는 공기 중의 압력상관관계 모델에 기반하여 구성되어 있어 매질에 대한 일반성 및 정확도의 한계를 가지므로 수중환경에 대해 일반성을 가지는 벽면변동압력 모델로 확장하는 방법론을 제시하였다. 공기 중 날개면의 소음계측결과와 비교해 벽면변동압력 모델을 이용할 경우 기존모델의 해석결과 대비 5 dB 이내의 오차로 정확도 관점에서의 유용성을 확인할 수 있었으며 전산유체역학과 벽면변동압력을 이용한 수중환경의 광대역소음해석 절차를 확립하고 수중익의 광대역소음 예측을 수행하였다.

복합열화에 노출된 균열부 콘크리트 내의 염화물 침투 해석 기법에 대한 연구 (A Study on Analysis Technique for Chloride Penetration in Cracked Concrete under Combined Deterioration)

  • 권성준;송하원;변근주
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.359-366
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    • 2007
  • 최근들어 내구성에 대한 사회적, 공학적 중요성이 부각됨에 따라, 염해 및 탄산화에 대한 연구가 집중되고 있다. 일반적으로 침지된 구조물의 경우를 제외하고는 염해와 탄산화는 동시에 발생하게 되는데, 탄산화 영역에서는 염화물 거동이 일반콘크리트에서의 염화물 거동과 다르게 평가된다. 그리고 콘크리트 구조에 발생된 균열은 단일열화 뿐 아니라 복합열화의 진전에도 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구의 목적은 염화물 확산과 침투 그리고 이산화탄소 유입에 따른 탄산화 거동을 고려하여, 복합열화에 노출된 건전부 및 균열부 콘크리트 구조물의 열화 해석을 수행하는데 있다. 먼저 초기재령 콘크리트의 다상 수화 발열 모델 및 공극 구조 형성 모델을 도입한 염화물 확산 및 침투를 고려한 염화물 이동 모델을 이용하였다. 이후 탄산화 해석을 통하여 탄산화 영역 진전에 따라 변화하는 공극 분포, 포화도 및 고정화 염화물의 해리를 모델링하여 복합 열화 모델을 개발하였으며 개발된 모델은 기존의 실태 조사 결과 및 실험 결과와 비교하여 그 적용성을 검증하였다. 한편 선행된 연구 결과인 균열부의 염화물 및 탄산화 거동을 고려하여, 보통포틀랜트시멘트 (OPC; ordinary portland cement) 및 혼화재 (슬래그)를 사용한 콘크리트에 대한 복합열화 거동을 시뮬레이션 하였다. 그 결과 건전부 및 균열부에 대하여 복합열화 저항성을 평가할 수 있는 복합열화 천이 영역 (CCTZ)를 제안하였으며, 혼화재를 사용한 콘크리트가 OPC를 사용한 콘크리트에 비하여 복합열화 저항성이 우수함을 해석적으로 구명하였다.

영재학생들의 사회과 학습의 역동성을 지원하는 협력교수 체제의 구안 (Construction of cooperative teaching system to support dynamics in gifted students' social studies learning)

  • 박해진;백순화;남율수;노경현;이수성
    • 영재교육연구
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    • 제15권1호
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    • pp.11-36
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    • 2005
  • 과학영재학교의 교육과정 운영과 교과지도 방법에 협력교수가 중요한 개념으로 등장하게 되었다. 본 연구에서는 협력교수의 관점에서 과학영재학교의 교육과정 운영을 살펴보고, 사회과의 교수-학습과정에 적용할 수 있는 협력교수 방안과 실현 가능성을 탐색하였다. 이에 본 연구에서 살펴본 것과 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 협력교수의 개념을 정리하고 여러 교육현장에서 이 개념에 근거한 방법적 적용들이 어떠한가를 살펴보았다. 둘째, 협력교수의 관점에서 현재 과학영재학교에서 이루어지고 있는 전 교과의 교수-학습을 살펴보았다. 셋째, 현재의 교육과정과 주어진 여러 물리적.인적 여건을 고려하여 사회과의 협력교수 방안을 탐색하였다. 넷째, 협력교수의 한 방안으로 제시된 '세미나 수업'의 일부분을 시행하였다. 세미나의 대주제는 시사성이 있는 통합적 주제로 '중국의 고구려사 왜곡 문제'였으며, 지리, 역사, 일반사회, 윤리 및 사상을 담당하는 교사와 희망한 학생들이 영역별 소주제를 중심으로 연구와 협력학습이 진행되었다. 다섯째, 세미나 준비와 발표등의 과정에서 교사-교사, 학생-학생, 교사-학생의 상호작용이 활발하게 있었고, 특히 교사들 간의 상호작용은 협력교수로 발전할 수 있는 가능성을 찾게 되었다. 마지막으로, 학생들은 사회과 학습에 적극적으로 참여하려는 공감대를 형성할 수 있었고, 사회현상에 대해 연구하는 방법을 익히고 동시에 사회현상을 다각적인 관점에서 접근할 수 있는 안목을 넓히게 되었다.

탄소감축 정책의 경제적 영향: 거시계량모형에 기반한 배출권가격 변동 효과 분석 (Economic Impacts of Carbon Reduction Policy: Analyzing Emission Permit Price Transmissions Using Macroeconometric Models)

  • 이제훈;조수진
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제33권1호
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    • pp.1-32
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    • 2024
  • 배출권거래제는 대표적인 기후정책으로 온실가스 총배출량의 87%(2021년 기준)에 대한 감축 유인체계를 형성한다. 상당량의 감축이 기대되는 가운데 배출권가격 변동이 경제, 에너지 및 환경 부문에 미칠 파급 효과에 대한 심도있는 이해가 필요하다. 본 고는 거시계량 기반 연립방정식 모형을 통해 배출권거래제의 정책효과를 분석한 국내 최초의 연구로, 한국표준산업분류(경제), 에너지밸런스(에너지), 국가온실가스인벤토리(환경)를 연결해 현실 설명력을 제고한 데 의의를 지닌다. E3 동학에 대한 분석결과에 따르면 4년에 걸친 배출권가격의 50% 인상 충격은 온실가스 배출량 감소(-0.043%)와 함께 주요 거시변수인 실질GDP(-0.058%), 민간소비(-0.003%) 및 투자(-0.301%) 등의 하방 이동으로 귀결된다. 배출권가격의 인상은 온실가스 감축목표 달성의 필수불가결한 요소로, 가격 인상 충격에 따른 이행리스크에 대응함으로써 거시 경제의 지속가능성을 담보하기 위해 경매수익을 활용한 세수환원 방안을 검토할 수 있다. 본 연구는 법인세 경감 및 경상이전지출 확대 등 세수환원 수단 중 성장 측면에서 후자의 정책 비교우위를 확인했다.