붕괴된 절토사면의 안정해석에 관한 사례연구

박문수 전남대학교 산업대학원 2008 국내석사

The construction of highway or dike on a soft ground recently has been increasingly carried out on a banking section. Embankment on a soft ground, however, tends to cause the lateral flow or the settlement, and the drastic increase of lateral flow has of ten led to the failure of the slope. A slope stability analysis is commonly used in evaluating the stability of the slope. However, given a slope stability analysis has been conducted from the aspect of strength equilibrium alone, it tends to determine the stability when a safety factor reaches a certain level, which means no deformation has been considered. On the back of development of the finite element method, a consolidation settlement and lateral flow of the ground that may occur during embankment process can be predicted. Furthermore, the actual settlement at the site can be monitored and measured. The stability management method depending on monitoring of the current ground deformation was proposed based on comprehensive experience from the construction. The study was conducted to apply and analyze the 4 slope stability management approaches, which determine the stability focusing on displacement, such as lateral flow and consolidation settlement that includes the curve stability management method(or Matsuo-Kawamura's method), the displacement speed stability management method (or Kurihara's method), the straight line stability management method(or Tominaga- Hashimoto's method) and the embankment load stability management method(or Shibata-Sekiguchi's method). A safety factor was estimated in the wake of slope stability analysis, and the safety factor relating to the ground deformation resulting from the embankment on soft soil was analyzed, using a finite element analysis. Lastly, the value actually measured and the outcome of definite element analysis were reviewed in such a way of comparing the two. Through the analysis based on an embankment slope stability management method, a sign of failure can be predicted at the early stage before the failure occurs as a result of conducting the methods a forementioned, except the curve stability management method. Hence, monitoring the lateral flow and the settlement at the site as well as conducting the stability management on a regular basis would make it possible the early prediction of the failure. 최근 산업의 발달로 인하여 도로공사와 택지 개발 공사 등이 활발하게 진행됨에 따라 사면 또한 대형화가 되어지고 있다. 그러나 산업발달로 인한 기상이변이 발생하고 있으며, 기상재해와 지진, 산사태, 인위적인 환경변화에 따른 인위적 재해 등과 같은 지질재해로 엄청난 인명피해와 재산피해가 발생하고 있다. 도로 신설공사 및 확장공사에 있어서 절취사면에 분포하는 지층은 일부의 토사층과 암반층이 복합적으로 출현되기 마련이며, 토사층과 암반층은 각각의 붕괴 특성상 다소 차이가 있으므로 토사층과 암반층으로 구분하여 안정성을 평가할 필요가 있다. 토사층의 경우 미시적으로 불연속적인 토립자들로 구성된 집합체이나 전체적으로 볼 때 하나의 연속체로 간주할 수 있는 반면, 암반사면의 붕괴 중 가장 영향을 크게 미치는 요인 중의 하나는 사면의 지반조건 및 지질조건이다. 특히 단층, 층리, 편리, 엽리 등의 지질구조가 발달한 사면은 이 지질구조선을 따른 붕괴가 많이 발생하고 있으며, 이는 사면의 풍화상태와 밀접하게 연관되어 위험도가 결정되게 되므로 이러한 점을 고려한 안정성에 대한 평가가 필요하다. 사면의 안정을 확보하기 위하여 사면보호공은 토사 및 암반사면에 적용하는 공법으로 지질조건, 시공여건 및 경제성 등을 고려하여 대상사면에 적합한 공법을 사용하여야 하고, 그렇지 못한 경우는 오히려 붕괴를 유발하는 원인을 제공할 수도 있다. 본 연구 지역은 OO지역의 건설공사중 절토사면에서 슬라이딩으로 인한 절토사면의 붕괴가 발생한 현장으로 도로 건설공사중 현장의 사면안정성검토와 정밀지표지질조사 및 현장시험등을 실시하여 Sliding이 예상되는 구간에 대하여는 불연속면의 상태를 상세히 조사한 후 사면 안정성 평가를 토대로 장기적인 안정성 확보가 가능한 가장 적합한 보강대책 방법을 판단하고 사면에 대한 안정성을 검토하여 대상사면의 용도, 토질 및 암반특성을 고려한 지반여건, 미관, 유지보수 및 현장 상황에 맞는 합당한 공법을 판단하고자 한다.

이동위성통신 채널에서 다중 차동 궤환 검파된 M-ary DPSK 시스템의 성능 개선

박문수 원광대학교 1996 국내박사

역삼투 막분리 공정을 이용한 모델 및 실제 도금폐수처리

박문수 조선대학교 대학원 1998 국내석사

The purpose of this experiment is to threat the chromium and cyanide wastewaters which are main by-products in plating industry. the chromium and cyanide are used the improvement of the functional properties such as durability, anti-corrosivity, etc., but those wastewaters generate hazardous organic and heavy metal ion in the treatment process and effect harmful in the human and ecology. The main process of this experiment is a development of a Zero Discharge System(ZDS) in plating wastewater treatment process by reverse osmosis(RO) membrane separation system. After analyzing real plating wastewater, model plating wastewater was synthesized as 300ppm, 200ppm and 100ppm in the chromium and 150ppm, 100ppm and 50ppm in the cyanide wastewater. And then model and real plating wastewater was treated according to the pH and temperature by pH-2.5, pH-8.0, pH-11.5 and 25℃, 35℃, 50℃. Model plating wastewater was treated in the first stage, and then that results were applied in real plating wastewater treatment. At frist, in the chromium wastewater treatment, model plating wastewaters were treated according to the concentration variation and the vest permeate flux and rejection rate are 99.59ℓ/㎡ㆍhr, and 91,76% in 100ppm. The results are the same tendency in real plating wastewater by 104.09ℓ/㎡ㆍhr and 85.69% in 100ppm. In the treatment by pH and temperature variation, the best results are the base(pH-11.5) and 50℃ in permeate flux, but are the neutrality(pH-8.0) and 25℃ in rejection rate. So the best conditions of permeate flux and rejection rate are neutrality(pH-8.0) and 25℃ in model and real chromium plating wastewater treatment. The second, in the model and real cyanide plating wastewater treatment, best results are 50ppm, neutrality(pH-8.0) and 50℃ in the permeate flux but are 50ppm, neutrality(pH-8.0) and 25℃ in the rejection rate. So best conditions are 50ppm, and neutrality(pH-8.0) and 25℃. The third, in the COD rejection rte of real chromium and cyanide wastewater, the chromium wastewater was 59.345, 61.78&, 43.28% and 44.32% and the Cyanide wastewater was 98.34%, 98.02%, 97.58% and 96.07% respectively. As a result, the conclusion of this experimental was very effect in the treatment of plating wastewater by using reverse osmosis(RO) membrane system, but appropriate pre-treatment and post-treatment was essential to expect perfect rejection effect as sand filtration, ultra-filtration(UF) of micro-filtration(MF) of adding the powdered activated carbon(PAC).

泌乳母豚 飼料에서 에너지水準 및 供給原이 繁殖成績에 미치는 影響

朴文洙 강원대학교 2008 국내박사

The performance of sows has improved considerably during the last decades, whereby a high intake of energy and nutrients has become more crucial for modern genotype sows. Dietary energy intake of sows and different energy sources during lactation can affect their reproductive performance, milk composition and endocrine changes. Therefore, three experiments were conducted to investigate different energy levels and sources during lactation on reproductive performance, milk composition, blood metabolites and hormone concentrations in multiparous sows. Results obtained from these experiments were summarized as follows; Experiment 1. Effects of dietary fat and energy levels on reproductive performance, milk compositions and blood profiles of lactating sows Twenty-four multiparous sows (6 per treatment) were randomly assigned to four treatments in a 2×2 factorial arrangement to investigate the effects of dietary fat inclusion and energy levels on their reproductive performance, milk compositions and blood profiles. Two energy levels (HE, 3365 and LE, 3265 kcal/kg) were created by adding two different fat levels (HF and LF). Feeding of HE diets resulted in lower (P<0.05) body weight and back fat loss, reduced feed intake and shortened wean-to-estrus interval. Lesser number of piglets (P=0.003) having lower body weights (P=0.009) at weaning was noticed in sows fed LE diets when compared with sows fed HE diets. However, no significant effects of dietary fat and its interaction with dietary energy level on sow body condition and reproductive performance were observed during lactation. Feeding of HF diets increased the fat concentration in colostrum, while HE diets increased the total solids, protein, fat and SNF content of milk. Serum concentrations of triglyceride and creatinine at weanling were higher and insulin was lower in sows fed LE diets than sows fed HE diets. In conclusion, feeding of higher energy diets regardless of dietary fat levels may improve the reproductive performance of sows during lactation. Experiment 2. Effects of dietary starch and fat sources on the reproductive performance, milk compositions and blood profiles of lactating sows Different energy sources in the lactation diets were evaluated to investigate their effects on reproductive performance, milk compositions and blood profiles of multiparous sows. Twenty-four sows were randomly assigned to four treatments in a 2×2 factorial arrangement of treatments. Two starch (corn or wheat) and two fat (animal fat or soy oil) sources were used to formulate isocaloric and isoprotein diets. Sows fed corn diets had lower loss of body weight (P=0.003) and backfat (P=0.034), higher feed intake (P=0.032) and shorter wean-to-estrus interval (P=0.016) than those fed wheat diets. The number of piglets and their body weights at weaning was higher (P<0.05) in sows fed corn diets. Higher (P<0.05) total solids, protein and fat in milk, BUN, triglyceride, insulin, LH and lower (P=0.011) blood creatinine levels were noted in sows fed corn diets. The source of dietary fat had no effect (P>0.05) on the body condition, reproductive performance, milk composition and blood profile of sows during lactation. These results suggest that feeding of corn starch diets regardless of dietary fat source to multiparous sows improves their body condition and reproductive performance during lactation. Experiment 3. Effects of glucose supplementation in lactation diets on the reproductive performance, milk compositions and blood profiles of multiparous sows Multiparous sows (n=24) were used to evaluate the effects of supplemental glucose in lactation diets on their reproductive performance, milk compositions and blood profiles. These sows were randomly assigned to four treatments and each treatment had 6 replicates. Glucose was added at 0, 1, 3 and 5% in the diets as dietary treatments. Higher backfat (linear and quadratic, P<0.05) at weaning, lower (quadratic=0.008) backfat loss during lactation and shortened wean-to-estrus interval (WEI, linear=0.013, quadratic=0.009) due to increase in dietary glucose supplementation were noticed. The shortest WEI was seen in sows fed 3% glucose diet. Linear and quadratic (P<0.05) improvements in total solids and fat content of milk were observed in sows fed supplemental glucose diets, however the colostrum composition and reproductive performance remained unaffected. With an increase in the dietary glucose, the concentration of blood urea nitrogen (P=0.004) and glucose (P=0.029) were linearly increased at weanling and concentration of insulin was increased at postfarrowing (linear=0.027; quadratic=0.013) and weanling (linear=0.029; quadratic=0.017). This study indicates that supplementation of glucose up to 3% in the lactating diet could improve sow body condition and milk composition without having any negative effect on reproductive performance of multiparous sows. Based on the results obtained from the present studies, it could be concluded that feeding of higher energy than NRC (1998) recommendation in corn starch diets regardless of dietary fat levels or sources may improve the reproductive performance of sows during lactation. Furthermore, inclusion glucose up to 3% in the lactating diet could improve sow body condition and milk composition without having any negative effect on reproductive performance of multiparous sows. 본 연구는 모돈의 비유기 (24일간) 사료에서 에너지 수준과 공급원이 번식성적에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 실험 1은 에너지 수준이 다른 사료 내 동물성지방의 급여 수준이 비유모돈의 번식성적, 유성상 및 혈액성상에 미치는 영향에 관하여 알아보기 위해 실시하였고, 실험 2는 서로 다른 곡류공급원에 대한 동물성유지와 대두유의 급여가 비유모돈의 번식성적, 유성상 및 혈액성상에 미치는 영향에 관하여 알아보기 위하여 실시하였다. 그리고 실험 3에서는 포도당의 첨가수준이 비유모돈의 번식성적, 유성상 및 혈액성상에 미치는 영향에 관하여 알아보기 위하여 실시하였다. 실험에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 실험 1. 에너지 수준이 다른 사료 내 동물성유지의 급여 수준이 비유모돈의 번식성적, 유성상 및 혈액성상에 미치는 영향 사료 내 에너지 수준 및 그 공급원에 따라 비유모돈의 번식성적에 미치는 영향을 조사하기 위하여 24두의 모돈을 (4처리 6반복, 반복당 1두) 공시하였으며 처리구는 두 가지 에너지 수준 [high energy (HE)와 low energy (LE)]과 두 가지 에너지 공급원 수준 [high animal fat (HF)과 low animal fat (LF)]을 2 × 2 요인분석법으로 설계하여 구분하였다. 비유기 모돈의 사료섭취량은 HE 수준일 때가 LE 수준일 때 보다 적어 에너지 수준에 따라서 유의적인 차이가 나타났다 (p<0.05). 그러나 비유기간의 모돈 체중 및 등지방두께 변화량에 있어서는 LE 수준일 때보다 HE 수준일 때 감소가 적어 에너지 수준에 따라서 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다 (p<0.05). 그리고 자돈의 분만 시 체중과 두수, 이유 시 체중과 두수를 조사하여 자돈 육성률, 성장률 및 일당증체량을 측정한 결과 HE 수준일 때가 LE 수준일 때 보다 높아 에너지 수준에 따라서 유의적 차이가 있는 것으로 나타났다 (p<0.05). 이것은 비유기 모돈의 유성분 중 총고형분, 단백질, 지방 및 무지고형분 함량이 HE 수준에서 유의적으로 높았기 때문이라고 판단된다 (p<0.05). 그리고 이유후 혈액성상에 있어서 creatinine의 함량이 HE 수준에서 보다 LE 수준에서 유의적으로 높았는데 (p<0.05) 이는 LE 수준일 때 체조직 분해에 의한 유생산 에너지공급이 많았기 때문인 것으로 판단된다. 또한 혈액 내 호르몬 중 luteinizing hormone (LH) 함량에 있어서는 HE 수준에서 유의적으로 증가하였다 (p<0.05). 따라서 재귀발정일도 HE 수준에서 단축되는 결과가 나타나 에너지 수준에 따라서 유의적 차이를 나타냈다 (p<0.05). 본 실험의 결과, NRC (1998)에서 제시한 비유모돈 사료의 에너지 요구량 (ME: 3,265 kcal/kg) 보다 높은 (ME: 3,365 kcal/kg) 수준에서 번식관련 전반적인 성적이 유의적으로 좋아지는 것으로 나타났다. 하지만 비유기 모돈의 사료섭취량, 체중의 변화, 등지방두께의 변화, 재귀발정일, 자돈의 성장률 및 일당증체량, 유성분 변화, 혈액 성상 및 호르몬 변화 등의 항목에서 HF 처리구와 LF 처리구를 비교할 때 에너지 공급원의 첨가 수준에 따라서는 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다 (p>0.05). 실험 2. 서로 다른 곡류공급원에 대한 동물성유지와 대두유의 급여가 비유모돈의 번식성적, 유성상 및 혈액성상에 미치는 영향 본 실험은 에너지공급원 (곡류과 지방 공급원)이 비유기 모돈의 번식성적에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 모돈 24두를 공시하여 (4처리 6반복, 반복당 1두) 사양실험을 실시하였다. 처리구는 두 가지 곡류 공급원(옥수수, 소맥)과 두 가지 지방 공급원 [animal fat (AF)와 soybean oil (SO)]을 2 × 2 요인분석법으로 설계하여 구분하였다. 사료의 에너지 공급원으로 곡류 공급원인 옥수수를 급여한 처리구와 소맥을 급여한 처리구 간의 비교에서 비유기 사료섭취량은 옥수수 급여구가 소맥 급여구 보다 많아 곡류 공급원에 따라서 유의적 차이가 있는 것으로 나타났다 (p<0.05). 비유기 체중 및 등지방두께 변화량에 있어서도 옥수수 급여구가 소맥 급여구 보다 감소가 적어 곡류공급원에 따라서 유의적으로 차이가 있는 것으로 나타났다 (p<0.05). 그리고 자돈의 분만 시 체중과 두수, 이유 시 체중과 두수를 조사하여 자돈 성장률 및 일당 증체량을 측정한 결과 곡류 공급원에 따라서 옥수수 급여구가 유의적으로 높은 것으로 나타났다 (p<0.05). 이것은 비유기 상유 성분 중 단백질, 지방 및 총고형분 함량이 소맥 급여구 보다 옥수수 급여구가 높아 곡류공급원에 따라 유의적으로 차이가 있었기 때문인 것으로 판단된다 (p<0.05). 또한 이유 후 모돈의 혈액 성상 변화에 있어서는 소맥 급여구가 옥수수 급여구 보다 혈액 내 creatinine 함량이 높아 곡류공급원에 따른 유의적 차이를 나타냈는데(p<0.05) 이것은 소맥 급여구가 유생산을 위한 에너지를 체조직 분해에 의해 공급받은 양이 많았기 때문인 것으로 판단된다. 또한 혈액 내 호르몬 함량 중 인슐린 및 LH는 옥수수 급여구가 소맥 급여구 보다 높아 곡류공급원에 따라서 유의적으로 차이가 있는 것으로 나타났다 (p<0.05). 이것으로 인해 재귀발정일도 곡류공급원에 따라서 옥수수 급여구가 유의적으로 단축된 것으로 나타났다 (p<0.05). 이러한 결과는 에너지 공급원으로 옥수수를 사용한 처리구가 소맥을 사용한 처리구보다 모돈에서의 기호성과 소화율이 높아 흡수된 에너지양이 많았기 때문이라고 판단된다. 하지만 AF 처리구와 SO 처리구 간의 비교에서는 비유기 모돈의 체중 및 등지방두께, 재귀발정일, 사료섭취량, 자돈의 성장률 및 일단증체량, 모돈의 상유 성분 중 총고형분, 단백질 및 지방의 함량, 혈액 내 성분 및 호르몬에 있어서 차이가 없어 지방공급원의 종류에 따라서는 유의적 차이가 없는 것으로 나타났다 (p>0.05). 따라서 본 실험에서는 동일한 에너지 수준일 경우 곡류공급원의 종류에 따라서는 유의적인 차이가 있으나 지방공급원의 종류에 따라서는 유의적인 차이가 없어 동물성유지와 대두유 중 어느 것을 사용하여도 번식성적과 관련된 전반적인 사항에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 실험 3. 포도당의 첨가수준이 비유모돈의 번식성적, 유성상 및 혈액성상에 미치는 영향 본 실험은 비유기 사료 내 포도당의 첨가수준이 모돈의 번식성적에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 사양실험을 위하여 24두 (4처리구 6반복, 반복당 1두)의 모돈을 공시하였으며 처리구는 포도당의 첨가수준에 따라 0, 1, 3 그리고 5% 로 하였다. 실험결과 비유기에 포도당 1% 및 3% 첨가한 처리구는 무첨가구 보다 사료 섭취량이 증가하는 경향을 나타냈지만 5% 첨가한 처리구에서는 오히려 섭취량 감소가 나타나 포도당 첨가수준에 따라서는 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다 (linear와 quadratic; p>0.05). 그러나 비유기 등지방두께 변화량을 측정한 결과 포도당을 첨가한 처리구에서 감소량이 줄어들어 포도당 첨가수준에 따라서 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다 (quadratic; p<0.05). 그리고 재귀발정일에 있어서도 포도당 첨가한 처리구에서 단축되어 포도당 첨가 수준에 따라서 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다 (linear와 quadratic; p<0.05). 그리고 비유기 모돈의 상유에 있어 유지방과 총 고형분량도 포도당 첨가수준에 따라서 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다 (linear와 quadratic; p<0.05). 하지만 이것이 자돈 성장률 및 일당증체량에 영향을 미치지는 못했다. 이유 후 모돈의 혈액 내 포도당 함량은 사료에 포도당을 첨가한 처리구에서 증가하여 포도당 첨가수준에 따라서 유의적으로 차이가 있는 것으로 나타났다(linear; p<0.05). 그리고 혈액 내 인슐린 함량도 포도당을 첨가한 처리구에서 증가하여 포도당 첨가수준에 따라서 유의적인 차이가 있었다 (linear와 quadratic; p<0.05). 또한 FSH 함량도 포도당 첨가수준에 따라서 유의적으로 증가하였다(quadratic; p<0.05). 결론적으로, NRC (1998)에서 제시된 비유기 사료의 에너지 권장량보다 높은 수준의 에너지를 급여한 처리구와 곡류공급원 중 소맥보다 옥수수를 급여한 처리구에서 재귀발정일등 번식성적이 유의적으로 개선되었으며 포도당의 첨가는 모돈의 비유 및 번식능력에 유의적으로 영향을 미치는 것으로 판단된다. 하지만 동일한 에너지 수준에서 지방공급원의 사용 수준을 달리하거나 다른 종류로 전환하여 사용하는 것은 모돈의 번식성적에 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다.

수영강 수계의 수질 특성에 관한 연구

朴文秀 한국교원대학교 1997 국내석사

흡수식 냉동기용 흡수기의 LiBr 농도 측정

박문수 漢陽大學校 大學院 1999 국내석사

본 연구에서는 흡수식 열펌프 용의 흡수기와 증발기의 전열특성 실험과 계면활성제의 효과를 극대화하기 위한 실험을 수행하기 위해서 성능 실험장치를 설계하였다. 용량은 35RT 정도의 중소형으로 일중효율(single effect) 방식의 재생기와 응축기를 설치하였다. 흡수기와 증발기의 전열관 수는 각각 총 320개 및 330개로 전열관의 길이는 1,300mm, 이중 실제 전열에 참여하는 유효길이는 1,100 mm이다. 관 배열은 상업용 냉동기와 동일한 스테그형(staggered) 다층 수평직관을 적용하여 흡수기 및 증발기의 최적 조건을 설계하기 위하여 여러 조건에서 흡수기 각 단의 농도 변화 특성 및 증기흡수 관하여 실험적으로 연구하였다. 본 실험에서는 증발기와 흡수기의 최적 조건을 찾아내기 위해서 계면활성제의 농도, 용액의 유량, 용액의 온도, 용액의 농도 그리고 시스템의 압력의 영향을 고려하였다. 또한 흡수기 내부의 특성 변화를 관찰하기 위하여 각 단별 용액의 농도, 용액의 온도 및 증기 흡수량을 비교하였다. 본 실험의 결과를 정리하면 다음과 같다. 계면활성제 첨가에 의한 농도 폭의 향상은 8-10 %정도이며, 계면활성제의 첨가량이 3000 ppm까지 증가하면 흡수기의 입구와 출구 사이에서의 LiBr 농도의 폭이 증가됨을 알 수 있었다. 흡수기 입구에서의 용액 유입 농도가 흡수기의 압력 조건에 따른 평형 농도보다 낮은 경우에는 전열관 1 단에서 측정된 용액의 농도가 입구에서의 농도보다 낮아지는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 흡수기 내의 압력과 온도 조건에 따라 이보다 농도가 낮은 용액이 유입되는 경우 평형 농도 상태에 이르기까지 용액 내의 수분이 증발하는 현상이 나타나는 것으로 생각된다. 단별 증기흡수량의 경우, 입구와 1단 사이는 용액의 현열냉각에 의해 증기 흡수가 거의 없고, 2 - 4 단 사이에서 증가하는 증기 흡수량이 5-8 단 사이에서는 서서히 감소하는데, 2 - 4 단 사이에서는 LiBr 용액의 온도가 계속 낮아지면서 용액의 증기 흡수 능력이 상승하기 때문이고. 5단 이하의 단의 경우는 용액 온도가 일정하기 때문에 LiBr 농도가 감소하여 증기흡수량이 감소한다고 설명할 수 있다. 두 번째 실험으로 본 연구에서는 전열관의 종류와 액막 유량 분포 사이의 상관 관계를 밝히기 위하여 3개의 중공형 노즐로 전열관군에 물을 분무시켜 각 전열관 상의 유량 분포의 높이에 따른 변화를 측정하였으며, 전열관으로는 나관, 로핀(low finned) 관, 플로럴(floral) 관, 그리고 플로럴 관과 로핀 관의 혼합배열 등 4 종류의 전열관에 대해 실험을 수행하였다. 나관 상의 액막은 상단에서는 액막 유량이 노즐의 분무형태와 유사하게 분포되지만 하단으로 갈수록 액막 중앙으로 유량이 집중되고 유동폭이 크게 줄어들었고, 핀관에서는 전열관의 핀(fin)이 관 길이 방향으로의 유동을 억제하여 액막폭의 감소를 완화하는 역할을 하여 노즐 유량분포가 관군 상단에서 하단에 이르기까지 변하지 않고 거의 일정하나 노즐 유량 분포가 균일하지 않을 경우 전체 열교환기에 부정적인 영향이 큰 것으로 보인다. 또한, 플로럴 관에서는 전열관의 홈이 액막을 수평 방향으로 분산시키는 역할을 하며 나관에 비해 전열관 상에서 균일한 액막 유량분포와 비교적 넓은 액막폭을 나타었고, 플로럴 관과 핀관을 적절히 혼합 배열하면 균일한 액막 유량분포와 넓은 유동폭을 얻을 수 있으므로 핀관의 유효 전열 면적 및 유효 물질 전달 면적이 크게 증가할 것으로 기대된다.

MR 댐퍼를 이용한 저주파 가진기 설계에 관한 연구

박문수 경상대학교 대학원 2014 국내박사

This paper presented possibility of the design of a low frequency shaker using MR(magneto rheological)dampers. In order to understand the possibility of the development of a low frequency shaker based on the theory that interpreted by the simulation, the components used in the experiment were designed and manufactured firsthand. The experimental system used in this paper consists of two steel plates without any deformation, MR dampers and 4 springs. Prior to the experiment of the system, the performance of the damper was tested multi-directionally. In order to calculate the damping coefficient, the damping ratio was calculated previously by the harmonic response curve showing half power points and bandwidth. Meanwhile, the critical damping coefficient was calculated by the mass of the plates and the natural frequency. And based on the calculated critical damping coefficient, the damping coefficient can be obtained. The syntony and responses were measured while the current was set to 0 A, 0.25 A, 0.5 A, 0.75 A, 1.0 , 1.25 A, 1.5 A, and the frequency ranging from 2 Hz to 11.25 Hz with the intervals of 0.125 Hz. And as the results, it can be identified that the higher the current was, the higher the damping coefficient presented. Also in another experiment where the frequency ranged from 3 Hz to 10 Hz at the intervals of 1 Hz, the higher the current was, the lower amplitude of the responses presented. The optimum value of the damper switch frequency f2 was 1 Hz, and the upper limit of the value was 2 Hz. To do experiment using the manufactured system, signals were amplified by the power amplifier with selected frequencies that function generator needed. The amplified signals were connected to the shaker and it made the steel plate excite by using the frequencies selected in the function generator. The frequency component was analysed by signal analyzer connected to force sensor and an accelerometer on the vibrating plate. A force sensor was installed in middle of the plate to measure the exact vibratory force, and accelerometers were installed in middle and edges of the plate to measure the frequency components of vertical displacement and angular displacement. The feature of the vertical displacement frequency components in the middle of the plate and the angular displacement frequency components on the edges of the plate which was verified in the simulation were analyzed. The feature of the angular displacement frequency content at the edge of the plate contains the frequency component that occured in the middle of the plate. Thus while the frequency components in the middle and the edges of the plate being measured simultaneously, the vertical frequency component was eliminated and the pure frequency component of the angular displacement was shown by a diagram. The result showed that when there is no switch frequency f2 of the MR damper, either in the middle or at the edges of the plate the frequency component of f1 was highest, followed by 3f1 and 5f1. When f2 and the current became stronger, the measured value in the middle of the plate presented almost no differences, but the value of f1 at the edge decreased considerably, rather the frequency components of f1+f2 and f1-f2 increased. As the result, the low frequency resonance force that we needed can be obtained by controlling the two frequencies rather than oscillate the shaker in vertical direction of the vibratory force by MR damper. The components of the natural frequency fnd on vertical displacement and the natural frequency fnr on angular displacement that verified by simulations can't be found in the damping coefficient and non-linearity of the system. As far as solving the problem which contains eliminating the residual magnetism effect of MR damper, the problem of the damping coefficient and non-linearity, development of a low-frequency shaker using MR damper will be more easier.

영구자석형 동기전동기에서 자기식 위치 센서를 사용한 초기 회전자 위치 검출 성능의 개선

박문수 공주대학교 일반대학원 2021 국내석사

In this paper, we proposed the method of using a magnetic position sensor to detect the position of the rotor required for vector control of PMSM. Existing methods for detecting the initial rotor position were not satisfactory in terms of accuracy and practicality, but the proposed method can accurately detect the initial rotor position using the magnetic position sensor AS5047U and a cylindrical permanent magnet. In this paper, we first performed an experiment on the initial rotor position detection performance when using the conventional method and using magnetic position sensor. From this, it was confirmed that the proposed method using the magnetic position sensor accurately measures the position of the initial rotor. In addition, a characteristic experiment of a magnetic position sensor was performed to confirm the detection performance according to the position of the cylindrical permanent magnet and the sensor. From this, it was found that even if the permanent magnet was separated from the sensor, the measurement accuracy was practically sufficient. Subsequently, in order to check whether the proposed magnetic position sensor exhibits sufficient vector control performance, experiments on starting characteristics, speed control characteristics, and load fluctuation characteristics were performed, and it was confirmed that excellent vector control performance was shown. Until now, in the process of lowering the price of low-power vector control inverters, it has been difficult to measure the rotational speed of the motor. If the method of using the magnetic position sensor proposed in this paper is applied, it can be implemented at much lower price, and it is a great advantage that user engineer can design and manufacture himself to meet his requirements. In addition, if this is applied to mass-produced products, it is expected to further lower the price. 본 논문에서는 영구자석형 동기전동기의 벡터제어를 수행하는데 필요한 회전자의 위치, 특히 기동시의 초기 회전자 위치를 정확하게 검출하기 위하여 자기식 위치 센서를 사용하는 방법을 제안한다. 기존의 벡터제어 시스템에서는 홀센서의 출력 신호를 사용하여 초기 회전자의 위치를 판단하거나 이러한 센서를 사용하지 않은 센서리스 방식으로 제어를 수행하였으나 위치 오차가 발생하여 정확도가 떨어지며, 실용성 측면에서도 만족스럽지 못하였다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 자기식 위치 센서(magnetic position sensor)를 사용하여 초기 회전자의 위치를 검출하고자 한다. 이 방식을 사용하여 동기전동기의 실제 회전자 위치가 제어기가 사용하는 위치값과 달라서 벡터제어 시스템에서 전동기의 기동특성이 나빠지는 문제점을 해결하며, 소용량의 벡터제어 인버터를 저가격화하는 목적으로 자기식 위치 센서를 속도 및 위치 검출에 사용하여 홀센서와 회전속도를 측정하기 위한 로터리 엔코더를 통합하고 가격을 절반 이하로 낮추는 방안을 제안한다.

지속가능한 서부아프리카 수산분야 협력방안 : 세네갈 ODA제안을 중심으로

박문수 한국방송통신대학교 2017 국내석사

The western African waters are Africa's largest fishing ground, rich in fish species and water resources, and have been continuously exposed to illegal fishing. This has led to discussions on the necessity of securing sustainable water resources in West Africa, and a variety of surveillance, protection, and management measures are being pursued in cooperation with the international community. Korea has been in a tough time since it was selected as a preliminary IUU nations in 2013, along with difficult fishery activities due to the continuous drop in fish prices and rising costs of access fee and fuel. However, after two years of hard work trying to lift its designation of Korea as an illegal fishing country, it was finally possible to resume operations and contribute to the maintenance of the marine ecosystem and to become a major donor of the international community. International development cooperation in the fisheries sector is an area directly affected by the exclusive economic zone (EZZ) in the coastal countries and fishery activities on the high seas. South Korea has a history and experience of rapidly switching from a recipient country to donors in the fisheries sector, which is highly likely to cooperate in the West African fisheries sector. In order to cooperate with Western African fisheries, which are suffering most from overfishing and illegal fishing, Korea can solve major problems as a major donor of international society through ODA. According to the Ministry of Oceans and Fisheries, ODA projects for marine fisheries increased by more than 10 times from 230 million Won in 2006 to 2.65 billion Won in 2015. The maritime sector supported marine science and technology policies such as marine transportation and climate observation. and The fisheries sector has carried on fisheries and aquaculture technology. Senegal, which is the main study country of this study, is rich in water resources, which exports a lot of cutlassfish, croakers and squid, which are exceptionally favored in Korea in the western African sea countries. However, Reduction of fishing ground and rising entry fee due to illegal fishing damage, Fisheries activity is getting harder. In addition, lack of economic growth and poor infrastructure make fishing villages and aquaculture development poor. In order to revitalize the industry centering on the sea-based fishery in Senegal, it is necessary to propose 6th industry, which is beyond the simple industry of simple fisheries, to secondary manufacturing, processing and service of tertiary industry such as distribution and sales. As a result, underdeveloped fishing villages can be activated by processing and selling high value-added products and seek to expand various fisheries industries. It is possible to present a high-tech industry as a way to utilize drones with Korea's advanced IT industry and manufacturing industry. Drones in the marine and fisheries sector can expect great achievements in surveying, monitoring, monitoring and management, and they can suggest ways to use illegal fishing in Senegal waters where marine management is weak. It is also possible to discuss measures to revitalize the fishing industry using the representative rivers of Senegal. As a countermeasure against annual decrease in fishery production, it is possible to consider to the inland fisheries of less than 5% of the total production volume to be able to consider reinforce the inland fisheries technology and enhancement to manufacture fishing nets, ship repair and activation the inland aquaculture of shellfish and fish species. On the other hand, as catches are reduced due to overfishing and hatcheries are increasing, it is possible to cooperate with high profitability fish such as tuna through offshore aquaculture. It is also necessary to cultivate fisheries experts through the proper fisheries education institutions. This will contribute to sustainable growth and national development in the mid and long-term Senegal fisheries sector, not short-term projects. Senegal is making efforts to rebuild its national economy and strengthen fisheries cooperation through the Plan Senegal Emergent (PSE). In 2015, President Macky Sall visited in Korea and sign a Memorandum of Understanding for cooperation between Korea and Senegal. The fisheries industry will continue to have difficult fishing activities due to strengthening regulations for resource conservation and reduction of quota for catches. However, as a future research project, we propose a way to promote successful technology cooperation projects from Senegal to neighboring countries through mid- to long-term ODA cooperation. 서부아프리카 해역은 아프리카 최대 어장으로서 풍부한 어종과 수자원이 풍부하여 불법어업에 지속적으로 노출되어 왔다. 이로 인해 서부아프리카 해역의 지속가능한 수자원보호 방안의 확보 필요성이 환기되어 국제사회의 공조 속에 다양한 감시, 보호, 관리 방안이 모색되고 있다. 한국은 지속적인 어가 하락과 상승하는 입어료 및 유류비로 어려운 어업활동과 더불어 2013년 불법어업예비국으로 선정되어 더욱 힘든 시기를 보냈다. 그러나 선정 해제를 위한 2년간의 힘겨운 노력으로 마침내 조업이 재개되어 바다 생태계 유지에 기여하며 국제사회의 주요 공여국으로 활동할 수 있게 되었다. 수산분야의 국제개발협력은 연안국의 배타적 경제수역(EZZ)과 공해에서의 어업활동이 직접적으로 영향을 받는 분야이다. 한국은 수산업 분야에서도 수원국에서 공여국으로 빠르게 전환한 역사와 경험을 가지고 있으므로 서아프리카의 수산업 분야에서도 협력 가능성이 높은 분야이다. 남획과 불법어업으로 가장 크게 피해를 입고 있는 서아프리카 수산업 협력을 위한 ODA 제시를 통해 국제사회의 주요 공여국으로 주요 문제를 해결해 나갈 수 있다. 특히 해양수산부에 따르면 해양수산분야 ODA 사업은 2006년 2.3억원에서 2015년 26.5억원으로 10배 이상 확대되었다. 해양분야는 해양교통, 기후관측 등 해양과학기술 정책을 지원하였고 수산분야는 어업, 양식기술 전수 등이 진행되었다. 본 연구의 중점대상국가인 세네갈은 서부아프리카 해역국가에서도 유난히 우리나라에서 선호도가 높은 갈치, 민어, 오징어 등을 많이 수출하는 수자원이 풍부한 나라이지만 불법어획 피해로 어장 축소 및 입어료 상승 등 갈수록 어획활동이 어려워지고 있다. 게다가 부족한 경제성장과 열악한 인프라로 말미암아 어촌과 양식업 개발이 부진하다. 세네갈의 해면어업 중심의 산업을 활성화 하기 위해서는 1차 산업인 단순 어업활동을 넘어 2차 제조, 가공 그리고 3차 산업의 서비스 즉 유통, 판매에 이르는 6차 산업 6차 산업이란 1차 산업인 농수산업과 2차 산업인 제조업 그리고 3차 산업인 서비스업이 복합된 산업을 말한다. 제안이 필요하다. 이로 인해 낙후된 어촌은 고부가가치 상품을 가공하고 판매함으로써 어촌을 활성화 시키고 다양한 수산업 확대를 모색할 수 있다. 한국이 가진 IT 및 제조분야의 첨단산업을 역량으로 드론 활용방법을 첨단산업으로 제시할 수 있다. 해양수산분야에서의 드론은 조사, 관측, 감시, 관리에 큰 성과를 기대할 수 있으며 불법어업이 활성화되었고 선박관리가 취약한 세네갈 해역에서 활용하는 방안을 제시할 수 있다. 또한 세네갈의 대표적인 강을 활용한 내수면 어업 활성화 방안도 논의될 수 있다. 연간 줄어드는 해면어업 생산량에 대한 대응 방안으로 전체 생산량의 5% 이내의 내수면 어업을 활성화하여 내륙 어부의 기술과 역량 강화를 통한 어망 제조, 선박 수리 그리고 조개류나 어종의 내수면 양식 활성화를 고려할 수 있다. 한편 남획으로 어획량이 줄고 휴어기가 늘어남에 따라 외해 양식업을 통해 수익성이 높은 어종을 중심으로 협력할 수 있다. 제대로 된 수산업 교육기관을 통해 수산 전문가를 양성하는 것도 필요하다. 이는 단기프로젝트가 아닌 중장기적인 세네갈 수산분야의 지속적인 성장과 국가발전에 이바지 할 것이다. 세네갈은 국가부흥계획(PSE)을 통해 국가경제를 재건하고 수산업 협력을 강화하려고 노력하고 있으며 2015년에는 마키 살 대통령이 방한하여 정상회담을 통해 한-세네갈 통산, 산업, 투자 협력을 위한 양해각서를 체결하였다. 수산업은 앞으로도 자원 보존을 위한 규정이 강화되고 어획량 쿼터 축소로 어려운 어업활동이 이어질 것으로 계속된다. 그러나 중장기적인 ODA 협력을 통해 세네갈을 시작으로 인근주변국까지 적정기술 협력사업이 추진되는 방법을 모색하는 것을 향후 연구과제로 제안한다.

퍼지추론 및 유전진화 알고리즘을 이용한 사무소건물 내주부의 댐퍼제어 최적화에 관한 연구

박문수 연세대학교 대학원 2000 국내박사

자연계의 현상은 매우 복잡하고 난해하여 이를 체계화하고 수학적으로 모델링하여 방정식으로 유도하는 일은 매우 어려운 문제이다. 특히 시시각각으로 변하는 외부기후와 다양한 건물변수, 공조시스템, 건물내의 여러 변수들이 공존하는 건물의 환경 시스템을 매초간격으로 제어를 하여 일정하게 실내환경을 제어하는 일은 매우 어려운 문제이다. 기존의 사무소 건물의 공조 시스템 제어, 특히 내주부의 제어방식은 PI 제어를 사용하고 있다. PI제어는 고전적인 선형 제어 이론으로 선형화된 모델링에서 그 우수성이 입증되어 이미 많은 분야에서 이용하고 있는 제어이론이다. 그러나 이러한 제어방식이 비선형적인 건물의 환경 제어 시스템에 “과연 적절하고 최적의 성능을 발휘하고 있는가?”라는 의문에서 이 연구는 시작되었다. 특히 기존의 PI 제어는 현장실험, 여러 문헌고찰, 실무자와의 인터뷰에서 여러가지 문제점이 지적되고 있는데, 이러한 문제점은 건물 환경 시스템의 특성을 무시한채 제어이론을 적용한데서 기인한다고 할 수 있겠다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 비선형 제어에서 우수한 제어성능이 있다고 널리 검증된 퍼지 제어이론과 최적화 이론인 유전진화 알고리즘을 건물 내주부 댐퍼제어에 적용하였다. 개발된 제어방식은 퍼지화 입력변수인·멤버쉽 함수 및 퍼지 룰 베이스, 비 퍼지화 방법인 무게 중심법을 이용하여 퍼지 VAV 제어 모델을 제시하였다. 제안된 퍼지 VAV 제어방식은 실내온도(설정값)을 유지하기 위해, 온도를 제어하는 퍼지 PI 온도 제어기와 풍량을 제어하는 퍼지 PI 풍량제어기가 직렬 형식으로 구성하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 실제 건물의 적용을 위한 퍼지 VAV DDC 제어 프로그램 개발하여 건물의 공조 시스템에 인터베이스(Interface)하여 죤별 성능 실험을 실시하였다. 죤별 성능 실험결과는 설정온 유지성능비교, 발열부하에 대한 대응성, 댐폐개폐성능에 대해 기존의 제어방식과 비교실험을 실시하였으며, 모델실험 결과를 통해, 기존의 PI 제어를 적용한 B죤의 경우 0.5∼1.2℃ 정도 설정온도 하한 범위를 초과하여 불규칙적으로 과냉이 일어나는 반면, 퍼지제어를 적용한 A실의 경우 실온이 안정된 후각 냉방 싸이클마다 설정온도 범위인 21℃를 거의 정확히 유지함을 확인 할 수 있었다. 또한 발열부하에 대해 강인성 비교에서, 퍼지 VAV 제어방식이 발열 부하에 강인하게 대응함을 알 수 있었다. 또한 설정온 변화에 따른 댐퍼 개폐정도의 추이를 보면, 개발된 퍼지 VAV 제어방식을 적용한 A죤의 경우 3분이 경과된 후 댐퍼를 90%이상 움직였으나, 기존의 PI 제어기를 적용한 B죤의 경우 7분이상이 걸렸다. 본 연구에서 제시된 퍼지 VAV 제어방식이 댐퍼 개폐 성능이 4분이상 우수함을 알 수 있었다. 2) 현장 실험에서, 한 건물의 실험을 통해서는 평가할 수 없는 다양한 변수(건물변수, 기후변수, 제어변수)조건들에 대해 시뮬레이션을 실시하기 위해서 평가 프로그램을 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 룰을 이용하여 실온 유지성능, 외기온 변화에 대한 대응성, 발열부하 변화에 대한 대응성, 죤면적 변화에 대한 대응성을 실온, 공급풍량, 댐퍼 개폐각, 설정온과의 오차의 측면에서 비교하여 PI VAV 제어 방식에 비해 퍼지 VAV 제어방식이 부하변화, 외기온 변화, 죤면적의 변화에 관계없이 실온 유지 성능이 우수함이 입증되었다. 3) 또한 최적의 VAV 댐퍼제어를 위해, 유전진화 알고리즘을 이용하여 VAV 최적화 시뮬레이션 프로그램을 개발하고, 이 시뮬레이션 프로그램을 이용하여, VAV 입출력 멤버쉽 함수의 Scaling Factor, 온도 제어기와 풍량 제어기의 룰 베이스의 최적값을 구하고, 이를 이용하여 적합도 평가를 통하여 퍼지 VAV 모델의 온도유지 성능의 적응성을 평가하여 유전자 코드화된 퍼지 VAV 제어 변수들이 VAV 공조 공간에서 시뮬레이션을 통해 적합도 평가를 반복하여 최적화된 개체가 출력되고, 이 개체의 유전정보를 해독하여 최적화된 퍼지 변수를 찾을 수 있게된다. 유전진화 알고리즘을 이용하여 퍼지 VAV 제어기를 진화시킨 결과, 100세대 진화후 적합도 평가에서 설정온도에 수렴성이 좋은 퍼지 VAV 제어기를 얻었다. 위의 시뮬레이션과 모델실험을 통하여 그 성능이 입증된 GA-Fuzzy-VAV DDC 제어 방식을 실제 인텔리젼트에 적용할 경우 다음과 같은 이점이 기대된다. 첫째, 부하변동에 강인하게 대응함으로써, 인델리젼트 빌딩과 같은 사무기기 발열이 높아 단위 시간당 냉방부하가 많은 건물에도 설정온도를 강인하게 유지함으로써 재실자의 쾌적도를 극대화 할 수 있다. 둘째, 대상 건물의 특성에 맞게 VAV 제어기의 퍼지 변수와 룰베이스를 유전진화 알고리즘을 이용하여 자기동조(Self-Tuning)하여 최적화함으로서 개개의 건물의 축열성능이나 부하변동에 적합한 최적의 실내 온도제어를 할 수 있다. 셋째, 설정점을 강인하게 유지함으로서 과냉현상이나 부적절하게 낭비되는 에너지를 극소화할 수 있다. 본 연구에서 개발된 GA-Fuzzy-VAV 제어 방식이 건물의 내주부 댐퍼제어에 우수한 성능을 입증되었다. 앞으로 건물 공조시스템에 다양한 적용이 있을 것으로 기대된다. VAV(Variable Air Volume) is the main cooling and heating system in the interior zone of office building. For the improvement of controlling the performance of the damper operated VAV system, prevalent control system and related researches were evaluated. It is recognized that the most of the current control system have thermal discomfort and energy waste problems caused by over-heating and under-heating. The PI(Proportional-Intigration) control of VAV damper proposed as an alternative control is good for maintaining zone temperature. However, the complicated system of the interior zone prevents it from being widely used in office buildings. Therefore, the control system of VAV should easily be adapted to thermal mass characteristics and building loads variation and not be complicated in real application. In this study, Damper control which determine a proper air volume supply time by inference using GA(Genetic Algorithm)-fuzzy model was proposed. A fuzzy control module using membership function and rule-Table was coded. The genetic evolutionary algorithm and fuzzy-Inference algorithm for VAV control was developed and the zone temperature modulating program using this algorithm was realized. The suggested control was verified by experimental research. With two identical zone in an intelligent building, the performance of fuzzy control and pi control were evaluated under the same conditions. In Addition through the analysis of thermal mass model with fuzzy control using a computer, the adaptability of fuzzy control to several loads variation and thermal characteristics was evaluated. The results of this study are summarized as follows. 1) The experiment result shows that the performance of the proposed fuzzy control is better than that of current pi control in terms of maintaing room set temperature and energy consumption. 2) The analysis using computer shows that the fuzzy inference used in the vav control is adapted to each room whose loads variation and thermal characteristics are different from the others. 3) Considering the experiments and the computer simulation done in this study, this fuzzy control system of VAV is simple in real application and can be adapted to building loads variation and different thermal mass characteristics.