탱커 선형의 저항저감을 위한 공기윤활법 적용 연구

오재용 인하대학교 대학원 2010 국내석사

선박의 저항을 저감하기 위한 노력은 오랜 기간 지속되어 왔다. 선박의 선형적인 특성을 변경하는 것 외에도 다양한 장치와 장비를 이용하는 연구도 진행되고 있다. 최근 지구 온난화 현상의 가속화와 에너지에 대한 관심으로 조선산업 분야에서도 선박의 고속화와 대형화로 인하여 에너지 절감을 위한 다양한 노력과 연구가 진행되고 있다. 공기공동선의 개념은 환경오염이 없는 공기를 이용하여 친환경적인 측면과 선박의 마찰저항 저감에 따른 저항 성능 향상이라는 측면 때문에 많은 관심을 받아왔다. 이전 연구들은 공기 윤활법을 적용하기 위하여 선저 형상을 수정하여 공기 공동은 면적을 증가시켜 공기 윤활법을 적용하였으나 본 연구에서는 이미 개발 되어진 선형을 이용하여 선형의 변형 없이 선저에 단만을 제작하여 비교시험을 수행하였다. 이는 공기 윤활법을 위한 별도의 선형 설계의 필요성을 판단하고자 하였다. 컨테이너 선박과 VLCC는 대표적인 상선으로 선형 특성이 달라 공기 윤활법 적용 방법을 다르게 적용하였다. 모형시험을 위한 모형은 선형에 따라 단이 없는 기준선 모형과 단이 있는 모형을 제작하여, 총 4척을 제작하였으며 단이 있는 모형은 단의 형상 및 높이를 조절 할 수 있도록 제작하였다. 모형시험 결과 KCS 스케일 모형의 경우 단이 있고 공기 윤활법 적용을 위한 공기 공급이 없는 경우 기준선 보다 더 큰 전 저항이 계측되었으나 공기 공급을 하여 공기 윤활법을 적용하였을 경우 기준선 대비 시험 구간 내에서 최대 14% 의 절감율을 보였다. 이는 공기 윤활법을 적용하기 위하여 별도의 선형을 개발하지 않고도 공기 윤활법의 적용 가능성을 보여주었고 또한 저항성능 개선 효과도 크다고 판단된다. 공기 윤활법 적용을 위한 VLCC의 모형의 공기공급 장치는 앞에서의 연구결과를 바탕으로 제작하였다. 단이 없는 기준선과 단이 있는 공동 모형선을 제작 하였으며, KCS와는 다르게 공기 윤활법을 적용하기 위한 공기 분사 노즐의 위치를 길이방향으로 일정한 간격을 갖도록 4곳에 설치하였다. 공기공급 유량을 일정하게 유지하면서 공기공급 노즐의 배치에 따른 공기공동 면적과 저항 저감효과를 모형실험을 통하여 살펴보았다. 그 결과 공기공급 노즐을 길이방향으로 다중으로 설치하는 것이 하나만 설치한 경우보다 효율적이며 이 때 공기공급에 필요한 동력을 고려하여도 실선의 유효동력을 약 10.8% 이상 저감할 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

공기 윤활법에서 공기 압축성의 영향

김창현 울산대학교 대학원 2014 국내석사

공기 윤활법은 선박의 마찰저항을 감소시키는 데 있어 가장 효과적인 방법 중 하나이다. 공기 윤활법의 실선 적용에 앞서 공기층의 거동에 영향을 줄 수 있는 다양한 인자에 대한 시뮬레이션을 수행하여 그 효과를 알아보고자 하였다. CFD 시뮬레이션을 위하여 상용 소프트웨어인 FLUENT를 사용하였으며 격자는 격자 생성 프로그램인Pointwise를 이용하여 생성하였다. 공기 윤활법의 성공적인 적용에 있어 가장 중요한 요소는 공기층의 안정성이며, 안정적인 공기층을 형성하는 데 있어서 선저부의 형상이 매우 중요하다. 본 논문 에서는 선저부 형상에 따라 공기층의 안정성이 어떠한 특징을 나타내는지 알아보기 위하여 CFD 시뮬레이션을 이용하였다. Flat bottom과 Cavity bottom 두 가지 형상에 대하여 같은 조건에서 같은 양의 공기를 분사하였을 때, 전체적인 저항 감소 효과가 어떻게 나타나는 지를 비교하였다. 또한 공기 윤활법에서 공기 압축성의 효과를 살펴보기 위하여 비압축성 시뮬레이션과 압축성 시뮬레이션을 비교하였다. 공기는 압축성 기체임에도 불구하고 많은 연구에서 비압축성 시뮬레이션으로 계산을 수행하고 있는데, 과연 그러한 방법이 타당한지 알아보고자 하였다. 우선 단순한 형상의 압축성 시험 모델부터, 실험 모델 크기, 실선 크기 순으로 계산을 수행하여 공기층의 발달 정도를 측정하였다. 이어서 User defined function을 이용하여 입구 난류 유동 조건을 적용해 보았다. 실제 선박 적용 시 고려해야 할 입구 유동은 난류 유동이다. 균일 유동에서 안정적인 공기층 발달 양상을 보였더라도, 난류 유동에서는 어떠한 양상을 보일지 예측하기 어렵다. 따라서 보다 세밀하고 실선에 적용 가능한 공기 윤활법 시뮬레이션을 결과를 얻기 위하여 입구 유동을 난류유동으로 고려해야 할 필요성이 있다. 마지막으로 최적 공기 공급 유량 조건이 어떠한 인자에 영향을 받는지, 격자 크기에 따라 어떤 양상을 보이는지 CFD 시뮬레이션을 통하여 확인해 보았다. 상선의 특성상 만재 배수량 대비 경하 배수량이 낮을수록 적재성이 뛰어나므로 공기 펌프의 용량이 작을수록 유리하다. 또한 공기 펌프의 가동에 드는 비용이 공기 윤활법으로 절약할 수 있는 비용에 비해 크다면 공기 윤활법의 적용자체가 무의미 하다. 따라서 공기층을 유지할 수 있는 최적 입구 압력 조건을 찾고, 그에 따른 선박 운용 비용을 예측할 수 있다면 공기 윤활법의 실선 적용에 앞서 득실 여부를 판단 할 수 있는 좋은 자료가 될 수 있을 것이다.

다중이용시설 실내공기질지수 개발 : 시설 이용자에 따른 건강영향 기반

김도윤 경희대학교 대학원 2022 국내석사

최근 실내공기질관리법 시행규칙과 학교보건법 시행규칙이 개정 및 신설되는 등 실내공기질 관리의 중요성이 크게 부각되고 있다. 한국인들의 일일 평균 실내 거주시간은 20.66시간으로 하루 중 대부분을 실내공간에서 활동한다. 다중이용시설의 시설 수 증가와 시설 이용 증가에 따라 다중이용시설의 안전한 실내공기질 관리 및 조성이 필요하다. 특히, 어린이와 노인, 학생 등 민감계층은 동일한 공기질 오염수준에서 일반인보다 치명적인 건강영향이 나타날 수 있으므로 민감계층이 이용하는 다중이용시설에 대한 공기질은 더욱 엄격하게 관리되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 학교, 어린이집, 노인요양시설의 주 이용자층에 따른 건강영향을 기반으로 시설별 실내공기질지수 (IAQI)를 개발하였으며, 현장조사를 통해 수집된 시설별 농도자료에 적용하여 개발된 지수와 기존지수를 비교 평가하였다. 학교는 2017년부터 2020년까지 전국 46개교를 대상으로 광산란 방식의 측정기를 통해 교실 내 실시간 PM10, PM2.5, CO2 농도자료를 수집하였고, 어린이집과 노인요양시설은 각각 경기도 내 78개소와 9개소를 대상으로 IoT 측정센서를 통해 실내 PM10, PM2.5, CO2 농도자료를 수집하였다. 상대적인 비교를 위한 기존지수는 대기오염물질의 오염도를 나타내는 통합대기환경지수 (CAI)와 2008년 대만에서 제시한 실내공기질지수 (T-IAQI)로 선정하였다. 본 연구에서 개발한 실내공기질지수는 시설에 따른 주 이용자층의 연령별 위험성 지수 (Hazard Quotient)를 고려하여 0-500의 지수값을 총 6개 등급 (좋음, 보통, 주의, 나쁨, 매우 나쁨, 위험)으로 구분하였으며, 각 등급별 기준농도와 건강영향은 위험성 지수 계산을 바탕으로 위해성 기반 기준들을 고려하여 설정 및 정의하였다. 또한, CAI의 통합지수 (Comprehensive Index)를 참고하여 오염물질들의 개별 등급을 보지 않더라도 현재의 공기질을 쉽게 파악할 수 있도록 PM10과 PM2.5, CO2를 통합하여 1개의 지수점수로 나타내는 종합지수 (Composite Index)를 설정하였으며, 개발된 지수는 시설에 따라 학교는「IAQI-S」, 어린이집은「IAQI-C」, 노인요양시설은「IAQI-E」로 명명하였다. 본 연구에서 개발한 IAQI-S와 CAI를 학교에서 측정한 오염물질별 농도에 적용하여 비교한 결과, IAQI-S의 종합지수는 전체 데이터 중 ‘좋음 (Good)’ 27.6%; ‘보통 (Moderate)’ 47.8%; ‘주의 (Caution)’ 21.5%; ‘나쁨 (Unhealthy)’ 2.8%; ‘매우 나쁨 (Very Unhealthy)’ 0.3%, ‘위험 (Hazardous)’ 0.0%의 분포가 나타났으며, 비교 평가한 CAI의 통합지수는 ‘좋음 (Good)’ 40.3%; ‘보통 (Moderate)’ 35.2%; ‘나쁨 (Unhealthy)’ 22.6%; ‘매우 나쁨 (Very Unhealthy)’ 1.8%로 분포되었다. 즉, CAI는 ‘좋음 (Good)’ 등급의 분포가 CAI 대비 감소하고, ‘보통 (Moderate)’ 이상 등급의 분포가 증가하여 IAQI-S보다 건강영향이 적은 방향으로 표현하였다. IAQI-C와 IAQI-E를 각각 어린이집과 노인요양시설에서 측정한 농도자료에 적용한 결과, IAQI-C의 종합지수는 ‘좋음 (Good)’ 4.0%; ‘보통 (Moderate)’ 67.2%; ‘주의 (Caution)’ 15.7%; ‘나쁨 (Unhealthy)’ 12.3%; ‘매우 나쁨 (Very Unhealthy)’ 0.8%, ‘위험 (Hazardous)’ 0.0%의 분포가 나타났으며, IAQI-E의 종합지수는 ‘좋음 (Good)’ %; ‘보통 (Moderate)’ 67.2%; ‘주의 (Caution)’ 15.7%; ‘나쁨 (Unhealthy)’ 12.3%; ‘매우 나쁨 (Very Unhealthy)’ 0.8%, ‘위험 (Hazardous)’ 0.0%의 분포가 나타났다. IAQI-C와 IAQI-E를 CAI와 비교한 결과, CAI가 IAQI-C와 IAQI-E보다 건강영향을 적은 방향으로 표현하였다. 이를 통해 CAI는 학교, 어린이집, 노인요양시설 내 공기질을 표현하기에 적합하지 않음을 확인할 수 있었고, 결정적으로 CAI는 실내공기질의 지표물질로 알려진 CO2 지수가 없으므로 실내공기질을 재실자 및 관리자에게 전달하기에 적합하지 않았다. 본 연구의 개발지수 (IAQI-S, IAQI-C, IAQI-E)를 대만에서 제시한 실내공기질지수 (T-IAQI)와 비교한 결과, PM10과 PM2.5는 T-IAQI가 개발지수보다 건강영향이 적은 방향으로 표현하였으며, CO2는 T-IAQI가 개발지수보다 건강영향이 큰 방향으로 표현하였다. 그러나 학교와 어린이집, 노인요양시설 현장조사 데이터에 T-IAQI를 적용하였을 때, ‘Good’ 등급에 포함된 CO2 데이터가 전체 CO2 데이터 중 각각 7.3%, 0.0%, 0.4% 포함되었으며, 상위 2개 등급인 ‘Very Unhealthy’와 ‘Hazardous’ 등급에는 데이터가 포함되지 않아 중간 등급에 데이터가 밀집되어 CO2 배경농도를 고려한 CO2 지수의 기준농도를 재설정할 필요가 있다. 따라서 T-IAQI는 학교, 어린이집, 노인요양시설 내 공기질을 표현하기에 적합하지 않음을 확인할 수 있었다. 개발지수와 기존지수 (CAI, T-IAQI)의 기준농도에 따른 위험성지수를 비교한 결과, 기존지수는 동일한 등급에서 다른 건강영향을 나타냈다. 즉, PM10과 PM2.5가 동일한 지수값을 갖더라도 건강영향은 PM2.5가 더 많은 건강영향을 나타냈다. 반면, 개발지수는 동일한 등급에서 동일한 건강영향을 나타냄으로써 재실자들이 정확한 등급별 건강영향을 알 수 있었다. 따라서 개발지수는 기존지수보다 대상 시설들의 공기질을 나타내는데 적합하였고, 종합지수의 개발로 재실자들이 쉽게 현재 공기질을 인식할 수 있을 것으로 판단되었다.

비공기압 타이어의 회전저항 저감을 위한 스포크 구조 최적화에 관한 연구

김재식 성균관대학교 일반대학원 2021 국내석사

비공기압 타이어는 공기압의 유지 관리, 런 플랫(Run-flat), 실란트(Sealant)가 필요 없고, 주행 중 펑크로 인한 사고의 위험성이 없다는 장점들이 있다. 현재 비공기압 타이어는 승용차용으로 사용하기에는 미흡하며 고속내구, 회전저항, Wet grip 및 소음진동과 같은 성능들을 공기압 타이어와 유사한 수준으로 개선할 필요가 있다. 특히, 타이어 라벨 제도의 시행으로 에너지 효율 등급을 만족하는 타이어만이 상용화를 이룰 수 있기 때문에 회전저항 성능을 선제적으로 개선할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 승용차용 비공기압 타이어 개발을 위한 회전저항 성능 향상을 목적으로 FEM(Finite element method) 기반 DOE(Design of experiment)와 RSM(Response surface method)를 활용하여 스포크의 구조 최적설계를 수행하고자 한다. 스포크는 공기압 타이어의 공기압을 대신하는 역할로써 비공기압 타이어의 전반적인 성능을 결정짓는 주요 설계요소이기 때문에 스포크의 구조를 설계변수로 선정하였다. 유한요소해석을 통한 비공기압 타이어의 회전저항 성능을 평가하기 위해서 Cost가 낮고 편의성이 우수한 SSR(Steady state rolling) 기법을 활용하여 해석 모델을 구축하였다. 비공기압 타이어의 물성을 확보하여 유한요소해석 모델에 활용하기 위해 스포크와 트레드의 단축 인장 및 Stress Relaxation 시험을 수행하였다. 또한, 구축된 해석 모델의 검증을 위한 접지압 시험 데이터와 국제 회전저항 시험 규격인 ISO28580를 기준으로 실제 회전저항 시험 데이터를 확보하여 회전저항 성능 평가 해석 기법을 검증하였다. 스포크의 구조 최적설계를 위해서 선정된 스포크 구조 설계변수 및 검증된 해석 모델과 함께 DOE를 활용하여 평균 분석(Analysis of Mean, ANOM)과 분산 분석(Analysis of Variance, ANOVA)을 수행하였다. 그 결과 3가지 설계변수들에 대해 신뢰할만한 유의성이 도출되었고, 유의한 인자들에 한하여 평균 분석 결과를 분석하여 회전저항 저감을 위한 스포크의 설계 방향을 제시하였다. 또한, 유의미한 설계변수들과 회전저항 사이의 복합적인 관계를 수학적인 모델로써 평가하기 위한 Meta-model을 구축하여 회전저항 최소화를 위한 목적함수로써 정의하였다. 최종적으로, 비공기압 타이어의 접지압과 강성 제한조건 아래에 회전저항을 최소화하기 위한 스포크의 구조 최적설계를 수행하였다. 그 결과 비공기압 타이어의 회전저항 성능을 향상시킬 수 있는 스포크의 구조 최적설계안을 도출하였다. 본 연구 결과는 비공기압 타이어를 대상으로 유한요소해석 기반 회전저항 성능을 평가할 수 있는 해석 기법을 수립하고 검증해보였으며, 스포크의 구조 최적설계를 통한 비공기압 타이어의 회전저항 성능을 향상시킬 수 있는 설계의 방향성을 제시하였다. Non-pneumatic tires (NPTs) have advantages compared with pneumatic tires in terms of no rum-flat, no sealant, no need of air pressure maintenance and no accidents of a flat tire. NTPs are inadequate to be used for passenger cars, and it is necessary to improve NPTs performance such as high speed durability, rolling resistance and wet grip with similar performance to pneumatic tires. Only tires that satisfy the energy efficiency class can be commercialized due to the implementation of the tire labeling regulations. Therefore, It is very important to reduce the rolling resistance performance preemptively. In this study, the optimization of spokes is performed to minimize the rolling resistance by using the design of experiments(DOE) and response surface method(RSM) for the development of NTPs for passenger cars. Since NTPs have been introduced with a compliant cellular spoke that play the role of air pressure of pneumatic tires, the spoke is a major design factor that determines the overall performance of NTPs. For this reason, The structure of the spokes was selected as design variables. To evaluate the rolling resistance performance of NTPs by using finite element analysis(FEA), the FEA model was constructed by using Steady state rolling analysis(SSR) which has advantage in large reduction of computation time. To obtain the material properties for the analysis, uniaxial tensile and stress relaxation tests of spokes and treads were performed. Then the FEA model for evaluating rolling resistance are verified by comparing its simulation result with rolling resistance test data based on the ISO28580, the international rolling resistance specification. Analysis of Mean(ANOM) and Analysis of Variance(ANOVA) are performed using DOE based on the verified FEA model. Reliable significance was derived for the three design variables: the thickness of cellular spoke(t1, t2), the radius of curvature of cell(R). The design direction of the spokes for reducing rolling resistance was suggested through the ANOM result for significant design variables only. A meta-model, a surrogate model generated by using RSM, was generated to evaluate the complex relationship between significant design variables and rolling resistance. The meta-model is defined as an objective function for optimization of the spokes. The optimum design of the spokes was carried out using verified FEA model and RSM to minimize rolling resistance with constraints of the contact pressure and the vertical stiffness. As a result, the optimum design of the spoke structure for better performance in lower rolling resistance is presented. This study have established and verified FEA method for evaluating the rolling resistance for NTPs, and the design direction to improve the rolling resistance for NTPs through the optimal design of the spoke structures is presented.

다중이용시설 실내공기질 관리방안에 관한 연구 : 피트니스센터 및 지하철역사를 중심으로

임수형 한세대학교 대학원 2022 국내석사

현대인들은 주로 활동하는 곳이 외부보다는 실내공간인 경우가 증가하고 있으며, 각자 생활하는 공간이 집은 물론이고 낮에 회사에 출근해서도 외부에서 활동하는 시간보다는 공장, 사무실, 작업장 등 여러 실내공간에서 활동하는 시간이 대부분이다. 우리는 외부의 공기 대기환경만 관심이 있고 심각성을 알고는 있었지만 정작 우리가 더 오랜 시간 머무는 실내공기에 대해서는 등한시해 왔으며, 하루 24시간 중 많은 시간을 실내에서 보내고 있지만 실내공기질의 악화로 인한 위험성을 크게 인식하지 못하고 있다. 또한 많은 건물이 고층화되고 밀집화되어가고 있으나 일부 건물에서는 유지관리비를 줄이기 위해 충분한 공기의 유입이 필요한 환기보다는 소량의 외부 공기만 유입되도록 실내공기를 순환시키기도 한다. 그러나 이러한 경우에 오히려 실내공기질이 오염이 될 소지도 있고 충분한 산소량의 공급이 이루어지지 못할 때도 있다. 본 연구에서는 다중이용시설에서 서울지역의 피트니스센터에 대한 실내공기질 특성과 시설별 특성을 알아보기 위해 환경부에서 정하고 있는 유지기준 실내오염 물질 (폼알데하이드, 이산화탄소, 일산화탄소, 미세먼지, 총부유세균)에 대한 지하철역사를 비교분석 하였다. 연구에서 수집된 자료들은 2019년에 조사가 된 피트니스센터의 실내공기 질에 대하여 분석하였다. 실내 피트니스센터와 지하철역사 1호선 (서울역, 시청, 종각) 농도를 비교하였을 때는 폼알데하이드 및 이산화탄소가 어느 정도 차이가 보였다. 지하철역사 같은 경우에는 2017∼2020년 자료를 비교해 보았을 때 미세먼지, 이산화탄소, 일산화탄소, 총부유세균, 폼알데하이드 중에 점점 해가 지나갈수록 좋아지는 것도 있다. 피트니스센터도 2019년 자료를 보면 미세먼지, 폼알데하이드, 일산화탄소, 이산화탄소 등 대체로는 평균으로 양호한 것으로 조사되었다. 하지만 자료가 더 없어서 지하철역사처럼 비교할 수가 없어서 더 좋은 방법으로 개선을 할 수가 없었다. 실내공기 오염도가 시설별 특성에 따라 차이가 나는 것은 외부 공기의 유입으로 증가하는 것이 아니라 내부에서 발생한 오염물질의 영향이 높은 것도 있다. 그리고 같은 시설 군내에서도 시설관리자의 관리 상태에 따라 오염물질 농도 차이가 큰 것으로 나타났다. 지하철역사도 실내공기질 오염물질이 처음보다는 주기적으로 관리를 하고 비교해 보니 좋지 않은 것을 점점 개선해서 좋아지는 것이 보인다. 하지만 지하철역사처럼 피트니스센터는 매년 측정하는 것이 의무가 아니어서 측정을 아예 하지 않은 곳도 많이 보였다. 시에서 관리하는 피트니스센터는 하기 하더라도 매년은 하지 않는 것 같다. 더욱이 시에서 관리하는 피트니스센터가 이 정도로 관리를 하고 있는데 거기에 해당하지 않는 피트니스센터는 전혀 하지 않는 곳이 대부분이다. 지하철역사처럼 피트니스센터도 의무적으로 매년 관리를 시행해서 더 좋은 실내공기 질을 양호하게 개선해서 사람들이 안전하고 더 좋은 환경에서 운동하면 좋을 것으로 판단된다.

학교 교실의 실내공기질 개선을 위한 환기 및 공기청정 장치 연동제어 알고리즘 개발에 관한 연구

박환출 동아대학교 대학원 2021 국내박사

최근 급격한 산업화로 인해 환경오염 문제와 더불어 대기오염에 대한 세계적인 관심과 우려가 증가되고 있으며, 황사와 미세먼지 등에 대한 피해가 증가함에 따라 청정한 공기환경에 대한 관심이 고조되고 있다. 이에 국내 학교 교실에서도 건강한 실내공기환경을 확보하기 위하여 고성능 필터가 적용된 환기장치와 더불어 공기청정 설비의 적용이 급증하고 있는 실정이다. 기존 연구에서는 외기와 연동한 환기장치의 제어에 관한 연구가 이루어지고 있으나, 환기 및 공기청정 장치의 에너지 절약적 연동제어 알고리즘 개발에 관한 연구는 진행되지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 부산에 위치한 학교 교실을 대상으로 기밀성능 및 실내·외 미세먼지 농도를 실측하여 현황을 파악하고, 완전확산을 가정한 오염물질 농도예측법의 정확성 검증을 위하여 CFD(Computational Fluid Dynamics) 해석결과와 비교분석을 실시하였다. 또한 CO2 및 미세먼지의 관점에서 학교 교실의 실내공기질 개선을 위한 환기 및 공기청정 장치의 에너지 절약적 연동제어 알고리즘을 개발하고 본 알고리즘의 적용성을 정량적으로 검토하였다. 본 연구의 주요결과를 정리하면 다음과 같다. 1) 측정대상 학교 교실의 기밀성능은 평균 14.9 ACH50으로 나타나, KIAEBS 기준 및 ASHRAE 상업건물 기준을 크게 초과하는 것으로 나타났다. 학교 교실로의 침기 유입경로는 복도측 창과 문 > 교실 외기창 > 기계환기장치 급배기구 순으로 나타났다. 이는 복도측 창과 문은 목재로 구성되어 기밀정도가 알루미늄 이중창이 적용된 외기창보다 떨어지기 때문으로 판단된다. 2) 완전확산 모델 적용 시의 예측결과를 CFD 해석결과와 비교하면, PM2.5 농도의 경우 3.57~7.69%, CO₂농도의 경우 8.31~13.95% 정도의 오차로 높은 정확도를 보여주고 있다. 다만, PM2.5 농도는 환기장치 단독 운전하는 경우, CO2 농도는 공기청정장치 단독 운전하는 경우, 완전확산 모델 적용 시의 예측결과는 CFD 해석결과와의 오차율이 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 환기 및 공기청정 장치가 설치되어 많은 환기량이 확보되는 학교 교실에서는 완전확산을 가정한 실내오염물질 농도예측법의 적용이 충분히 가능한 것으로 판단된다. 3) 환기 및 공기청정 장치가 설치되어 있는 교실에서 CO2와 PM2.5를 효율적으로 제거하여 실내공기질을 개선시킬 수 있는 에너지 절약적 연동제어 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 환기장치의 단독 운전 시보다 공기청정장치와 연동하는 것이 실내 미세먼지 농도를 효율적으로 제거시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 외부 미세먼지가 높을 경우, 환기장치와 공기청정장치를 연동제어하는 것이 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 개발된 환기·공기청정 연동제어 알고리즘 적용 시, 실외의 오염물질이 어떠한 경우에도, 실내 PM2.5 및 CO2 농도가 학교보건법 기준치 이하로 적정하게 제어될 수 있다.

공기관계를 활용한 한국어 한자어 교육 연구 : 중급 중국인 학습자를 대상으로

형문수 전북대학교 일반대학원 2019 국내석사

利用搭配關系進行韓語漢字詞教育的研究 -以中國中級學習者爲中心- 韓語詞彙體系最顯著的特點之一是漢字詞所占比重很大。在作爲第二語言的韓語教學中,不僅要加強對非漢字文化圈的學習者的漢字詞教育,還應該加強對漢字文化圈中中國學習者的漢字詞教育。韓語漢字詞和漢語詞彙的相似性,讓中國學習者比其他外國學習者在漢字詞習得方面更具優勢;但由於兩者在形態、意義、用法上的差異,導致中國學習者在韓語漢字詞使用上會造成很多偏誤。 詞彙並不是作爲單獨的個體存在,在詞彙教學中,我們還應該考慮它所處的敘述結構。特別是當我們通過句子內的詞彙與其他要素的關系讓學習者來理解詞彙時,能極大提高學習者的語言學習效率。本研究試圖利用韓語漢字詞名詞的搭配關系,摸索可行的教學方法和方案,爲中國中級韓語學習者提供有效的漢字詞教育。 首先本研究通過文獻研究方法回顧了漢字詞及搭配關系的現有研究,並在此基礎上重新設定了漢字詞及搭配關系的概念和類型,重新闡釋了搭配關系在詞彙教育中的重要性。爲了解中國國內韓語漢字詞教育的現狀,研究者對中國境內大學韓語系的學生進行了問卷調查,並以調查結果爲基礎對教材和學習者的漢字詞使用偏誤進行了分析。通過問卷調查,確定了中國國內韓語語言教學中漢字詞課程設置、教學內容和教材使用上存在的問題,證明了搭配關系在漢字詞教育中的必要性和實用性。 爲了構建可行的教學內容和教育方案,本研究首先根據韓國國立國語研究所編制的『韓國語教育詞彙內容開發4階段』中列出的詞彙,選定了適用於中國中級韓語學習者的教育用漢字詞詞彙目錄。然後利用‘現代韓語基礎語料庫分析軟件-Hanmaru2.0’,從‘21世紀世宗計劃現代書面語形態意義分析語料庫’提取出了使用頻度最高的漢字詞名詞‘社會07,境遇,政府01,時代’的搭配信息,並將搭配的詞語按級別進行了分類。最後對分類後的搭配詞語進行分析,並把初級和中級中需要進行強化訓練的搭配詞語篩選出來,導入PPP教學模式,利用多種適當的活動制定了教學方案。 本研究的意義在於利用語料庫,構建能加強學習者對於漢字詞的理解且具有實用性的教育內容,並提供可以激發學習者學習興趣的視覺資料和教學活動,使得教學方案切實可行。希望本研究有助於提高中國學習者的韓語用詞能力和語言表達能力。 A Study on Korean Chinese Characters Education by Using Collocation Relationship -Focusing of Intermediate Chinese Learners- One of the most distinctive features of Korean language is that its vocabulary involves a lot of Chinese characters(Sino-Korean words). In the Korean language education as a foreign language, it is necessary to strengthen the education of Chinese characters for the Chinese characters as well as other Korean-learners who are non-Chinese-cultural background. Because of the similarity of the Chinese characters in Korean language and Chinese language, Chinese Korean-learners have more advantages in learning Chinese characters than other Korean-learners, but meanwhile they make a lot of mistakes because of the differences in the form, meaning and usage of those words in the two languages. Teaching vocabularies in their context in relation to elements that air together in sentences can help learners maximize the learning efficiency in language acquisition. The purpose of this study is to find a way of teaching Chinese characters by applying Lexical collocations between nouns among Chinese characters and other words for effective Korean language education for Chinese intermediate Korean–learners. In this paper, we review the existing discussions on the relationship between some nouns among Chinese characters and other words through literature research methods, and rethink the importance of collocations in vocabulary education. In order to understand the current state of Korean language education in China, we conducted a questionnaire survey and analyzed textbooks of Korean language at regular universities in China. Through questionnaires, we identified the problems of the curriculum, contents, and textbooks and confirmed the necessity and practicability of the Chinese characters’ collocations in Korean-language education. For the purpose of constructing practical teaching contents and preparing teaching methods, the list of Chinese characters for educational purposes for Chinese intermediate Korean-learners was selected based on the vocabularies listed in the ‘the 4th Stage of the Development of Korean Language Education Contents’ compiled by the National Institute of Korean Language and Literature. Then we extracts from ‘21st Century Sejong Plan Modern Octopus Type Semantic Analysis Corpus’ the collocation information of the most frequently used Chinese character nouns: ‘사회07, 경우, 정부01, 시대’ by using the analysis software ‘Hanmaru2.0’ often used in ‘Modern Korean Basic Corpus analysis’. In addition, we selected the elementary and intermediate collocations to be taught to the intermediate Korean-learners, introduced the PPP instructional model, and prepared educational programs with diverse and appropriate activities. The purpose of this paper is, by utilizing corpus, to provide visual materials and instructional activities that can motivate learners in order to learn and understand the meaning of Chinese characters better, to construct educational contents with practicality and to enable practical learning. It is hoped that this discussion can be a basis for improving the vocabulary acquisition and thus, language expression ability of Chinese Korean–learners. 공기관계를 활용한 한국어 한자어 교육 연구 -중급 중국인 학습자를 대상으로- 한국어의 어휘 특징 중에서 가장 뚜렷한 것 중의 하나는 한자어의 비중이 많다는 것이다. 그래서 제2언어로서의 한국어 교육에서 한자어는 비한자권 외국인 학습자는 물론 한자권에 속하는 중국인 학습자에게도 교육을 강화할 필요가 있다. 한중 한자어의 유사성으로 인해 중국인 학습자들이 다른 외국인 학습자들보다 한자어 학습에 있어서 유리한 측면이 있으나 한중 한자어의 형태, 의미, 그리고 사용법 등의 차이로 많은 오류를 만들어내기 때문이다. 어휘는 원자적인 개별 단위로서가 아니라 그것이 쓰이는 구조와 기술이 함께 고려되고, 특히 문장 내에서 함께 공기하는 요소와의 관계를 통해 이해될 때, 언어 습득에 있어 효율성을 극대화시킬 수 있다. 본고에서는 중국인 중급 한국어 학습자를 대상으로 한 한국어 교육에서 효과적인 한자어 교육을 위해 한자어 명사의 공기관계를 활용한 한자어 교육 방법을 모색하고 구체적인 교육 방안을 마련하고자 한다. 본고에서는 이론적인 토대를 마련하기 위하여 문헌 연구 방법을 통하여 한자어와 공기관계에 대한 기존 논의를 살펴보고 한자어와 공기 관계의 개념과 유형을 다시 설정하여 어휘 교육에서 공기관계의 중요성을 정리하였다. 중국 내 한자어 교육 현황을 파악하기 위하여 중국 내 대학교 한국어 학과 학생을 대상으로 설문 조사를 실시하고 교재를 분석 하였으며 이를 통하여 한자어 사용 시 중국인 학습자의 오류 양상을 분석하였다. 설문 조사를 통해 한자어 교육 과정 및 교육 내용, 그리고 교재에 관한 문제점을 밝히고 공기관계가 한자어교육에 있어서의 필요성과 유용성을 확인하였다. 실용적인 교육 내용 구축과 교육 방안 마련을 위하여 국립국어연구원에서 편찬한 『한국어 교육 어휘 내용 개발 4단계』에 수록되어 있는 어휘를 토대로 중국인 중급 한국어 학습자를 대상으로 한 교육용 한자어 목록을 선정하였다. ‘현대국어 기초말뭉치 활용시스템 한마루2.0’과 ‘21세기 세종계획 현대문어 형태의미분석말뭉치’를 활용하여 빈도가 높은 한자어 명사 4개, 즉 ‘사회07, 경우, 정부01, 시대’의 공기관계 정보를 추출하고 단계별로 분류하여 분석하였다. 또한 초급과 중급 공기어 중 학습자에게 교육시킬 필요가 있는 것을 선택하고 PPP수업 모형을 도입하여 다양하고 적합한 활동으로 교육 방안을 마련하였다. 본고는 코퍼스를 활용하여 한자어 의미를 잘 이해하도록 하고 실제성이 있는 교육 내용을 구축하며 실제적 학습이 가능하도록 학습자들의 동기와 흥미를 유발할 수 있는 시각 자료와 교수 활동을 제공해 주는 데에 의의가 있다. 이런 논의가 중국인 한국어 학습자의 어휘력을 향상시키고 언어 기능 수행이 잘 이루어지도록 하는 데에 기반이 될 수 있기를 기대한다.

일부 초등학교 교실 내 공기청정기 사용에 따른 실내오염물질 저감효과 분석

박은우 연세대학교 대학원 2012 국내석사

비정형 초고층 골조공사의 공기지연 요인 분석

이동윤 高麗大學校 大學院 2015 국내석사

최근 비정형 초고층 건축물에 관한 관심이 증대하고 있다. 비정형 초고층 프로젝트는 기존의 프로젝트에 비해 평면의 비정형, 다양한 건물의 형태 등 추가적으로 고려해야하는 요소가 존재하며, 평면의 변화 및 구조의 변화 등으로 인해 공사수행이 변화하고 있다. 이러한 특징으로 인해 비정형 초고층 골조공사에서는 다수의 변수와 리스크가 내제되어 있으며, 공기지연이 발생할 가능성도 높다. 골조공사에서 발생하는 공기지연은 시공능률 저하, 공사비 증가 등의 원인이 되며, 골조공사의 생산성을 저하시킨다. 그러나 현재 비정형 초고층 골조공사의 공기지연에 관한 관리는 수행경험 부족, 기초 데이터의 부족 등의 한계점이 존재하여 기존 프로젝트에서의 경험과 참여자의 직관에 의존하여 관리되고 있다. 또한 비정형 초고층의 특성을 고려한 공기지연에 관한 대책이 미흡하여 공사 수행 시 많은 어려움이 존재한다. 본 연구는 이러한 한계를 보완하기 위해 비정형 초고층 골조공사에서 발생하는 공기지연 요인을 도출·분석하여 우선적으로 고려해야 할 요인을 제시하였다. 공기지연 요인은 비정형 초고층의 특성을 바탕으로 선정된 고려요소별로 도출하였으며, 비정형 초고층 프로젝트 경험이 있는 국내전문가와의 인터뷰를 통해 최종 공기지연 요인을 도출하였다. 도출된 공기지연 요인은 빈도 및 영향도를 분석·활용하여 중요도를 평가하였다. 우선, 기존 연구 및 문헌 고찰과 비정형 초고층 프로젝트의 경험이 있는 전문가와의 인터뷰를 통해 비정형 초고층 건축물의 특성을 파악하고, 비정형 초고층을 정의하였다. 이를 바탕으로 비정형 초고층 골조공사 시 고려해야 하는 요소를 평면 요소, 입면 요소, 층고 요소, 구조 요소 등 4개의 요소로 선정하였다. 선정된 고려요소 별로 공기지연의 원인을 파악하고, 전문가와의 3차례 피드백을 통해 최종 고려요소별 공기지연 요인을 도출하였다. 도출된 공기지연 요인을 분석하기 위해 비정형 초고층 프로젝트의 경험이 있는 국내 건설사 대상으로 발생 빈도 및 영향도에 관한 설문을 받았으며, 빈도 및 영향도의 값을 활용하여 RPN을 산출하였다. 공기지연 요인의 중요도는 RPN을 통해 평가하였으며, 중요도가 높은 공기지연 요인을 골조공사계획 시에 주요 고려해야 할 요인으로 평가하였다. 본 연구에서 제시한 결과는 향후 비정형 초고층 골조공사의 공정계획 수립 시 기초자료로 활용될 것으로 판단된다. 또한 사전에 우선적으로 고려할 수 있는 공기지연 요인을 파악하여 공사를 수행함으로써 골조공사의 생산성 향상에 기여할 것으로 사료된다. Recently, the construction of irregular-shaped tall building is internationally increasing. There are many factors which are not relevant in common building project to be considered in irregular-shaped tall building project. For example, the irregular-shaped plane or various shape of buildings. Because of these factors, a lot of risk is presented especially in frame work; the risk of delay occurrence is one of them and have on considerable effect on entire project performance. Generally, the delay causes decrease of constructability and increase of cost, so eventually the productability of frame work would be decrease. However, delay management of frame work in irregular-shaped tall building is performed by project managers’ personal experience and intuition. This non-systematic management results from the lack of data that is essential for planning construction process reflected the particular considerations of irregular-shaped tall building. Also because of insufficient alternatives for the delay in irregular-shaped tall building project, there are differences during the construction. This research identified the delay factors which can occur in frame work of irregular-shaped tall building projects, and analysed priority for delay management. Firstly, the scope of irregular-shaped tall building was identified, and particular considerations for frame work in irregular-shaped tall building construction were determined that plane, elevation, floor height, structure. Also, the delay factors for each consideration were recognized through the interview with experts who have experiences in irregular-shaped tall building projects. For the priority of the delay factors, the occurrence and severity of each factors were surveyed. RPN (Risk Priority Number) was calculated from the survey results, and priority was analyzed. The result of this research could be a preliminary data for planning construction process of frame work in irregular-shaped tall building. It is expected that the result would contribute to the productability of frame work in irregular-shaped tall building.

일·한공간추상명사에 대한 비교연구

엄현정 인천대학교 교육대학원 2009 국내석사

Most of the studies in this area have focused on co-occurrence restriction of adjectives, verbs, and suffixes and co-occurrence restriction deviant sentences have been considered to be found only in verse text. However this paper on co-occurrence restriction of nouns studies spatial abstract nouns in Korean and Japanese. It gathers their examples in prose text and makes a comparative study of them. The spatial abstract nouns in Japanese such as ‘Soko’, ‘Oku’, ‘Shita’ have a common meaning. They all mean ‘inside’ or ‘under’ the nouns preceding those spatial abstract nouns. However there are also some differences in them. ‘Soko’ and ‘Shita’ co-occur with object nouns and spatial nouns which mean going downwards but ‘Soko’ refers to the bottom of nouns while ‘Shita’ means the direction toward the ground. ‘Oku’ co-occurs with object nouns and spatial nouns which have a meaning of being dented. When it comes to co-occurrence, ‘Soko’ is the most restricted noun among these three nouns followed by ‘Oku’ and ‘Shita.’ In Korean, three spatial abstract nouns, ‘Mit’, ‘An’ and ‘Arae’ are the subject of this paper. Like their counterparts in Japanese, they refer to the inside the nouns preceding them. However they have other derivative meanings, which is the difference between the spatial abstract nouns in Korean and Japanese. For example, ‘An’ has a meaning that indicates time. There are also some differences in the usage of Korean spatial abstract nouns. ‘Mit’ co-occurs with object nouns and spatial nouns related to height and even with person nouns. Similarly, ‘Arae’ co-occurs with person nouns and object nouns. However it co-occurs with object nouns which implies that there is some space between two objects while ‘Mit’ means just a lower part of object. In addition it co-occurs with spatial nouns which mean going downward. ‘Mit’ is the most restricted in co-occurrence with other nouns followed by ‘Arae’ and ‘An.’ Researching the frequency in use of spatial abstract nouns in Korean and Japanese prose texts reveals that the frequency in Japanese depends on the level of co-occurrence restriction. Furthermore these Japanese spatial abstract nouns tend to have expanded meanings, not just a meaning with regard to space. In contrast there are fewer co-occurrence deviant sentences which contain spatial abstract nouns in Korean because these nouns intrinsically have various meanings besides referring to space. This study is intended to make people understand the differences in meaning between Korean and Japanese and use more exact Japanese sentences. Furthermore it also has a purpose to help people learn Japanese by making them recognize that the words used in prose text do not have some limited meanings. This study does not deal with all the spatial abstract nouns and more researches on them are needed. 이상으로 명사와 명사의 결합에 따른 분석을 ‘XのY’의 형식에 대입하여 일·한 양언어의 공간추상명사에 대해서 살펴보았다. 우선, 일·한 양언어의 공간추상명사의 의미와 명사와의 공기제약을 분석하고, 공간추상명사가 소설텍스트에서는 어떤 의미로 사용되고 있으며, 일·한 양언어의 대응 표현을 정리하면 다음과 같다. 내부의 아래나 안쪽을 의미하는 일본어의 공간추상명사인 ‘そこ(底)’, ‘おく(奧)’, ‘した(下)’에서 ‘そこ(底)’는 깊이가 있는 공간이나 사물의 하단부분을 나타내는 의미를 가기고 있으며, 땅 쪽으로 향한 바닥이 있는 사물명사나 지면 아래에 바닥이 존재하는 ‘바다’와 같은 공간명사와 공기를 한다. 그리고 마음(心)이나 장기와 같은 인간의 신체를 나타내는 명사와 결합할 때는 관용어로 사용되고 있다. 이에 비해 ‘おく(おく(奧)’,)’는 안쪽으로 들어간 내부를 뜻하며, 인간명사와 공기할 때는 지시대명사의 의미를 가지고 있다. ‘책장’과 같은 안쪽으로 들어간 공간이 있는 사물명사나 공간명사와 공기가 성립한다. 그리고 ‘した(下)’는 어떤 기준점보다 낮은 곳을 의미하는데 인간명사와 공기 할 때는 지시대명사 역할을 한다. 사물·공간명사중 보통명사와는 모두 공기가 가능하며, 1차원적 공간성을 가지고 있는 사물고유명사와도 공기 할 수 있다. ‘そこ(底)’와 ‘した(下)’가 모두 아래쪽을 의미하고 있지만 다소의 차이점이 있다. 그것은 ‘そこ(底)가 명사의 가장 하단부분을 의미한다면 ’した(下)‘은 기준이 되는 명사보다 아래쪽을 의미할 뿐 가장 하단부분을 의미하고 있다고는 볼 수 없다는 점이다. 본 결과에 따르면 일본어의 공간추상명사에서 공기제약을 가장 많은 받고 있는 것은 ‘そこ(底)〉おく(おく(奧)’,)〉した(下)’ 순이다. 한국어 공간추상명사는 ‘밑’, ‘안’, ‘아래’로 ‘밑’은 무엇이 있는 자리의 아래쪽이나 물체의 아래 부분을 의미하며 높이가 있는 사물명사나 공간명사와 공기가 성립되며, 인간명사에서는 고유명사하고만 공기를 할 수 있다. 한편, ‘안’은 1·2차원인 내부 안쪽을 뜻하며, ‘밑’, ‘아래’와 다르게 ‘시간어’로 사용할 수 있는 명사로 과거를 나타내는 시간명사를 제외하고는 시간명사와 공기 할 수 있다. 인간명사와는 존재의 유무를 확인할 때 공기가 가능하며, 일차원인 한정된 테두리를 나타내는 사물·공간명사와 공기할 수 있다. 그리고 ‘아래’는 ‘밑’과 유사한 의미로 어떠한 기준보다 낮은 부분이나 땅으로 향한 쪽을 뜻한다. 또한 ‘아래’는 ‘밑’과 동일하게 인간명사와 공기를 하고 사물·공간명사와도 공기를 한다. 그러나 이 둘에 미묘한 차이점이 있는데, ‘아래’는 결합한 사물·공간명사와의 사이에 공간이 존재한다면 ‘밑’은 결합한 사물·공간명사 사이에 공간이 존재하지 않는다는 점이다. 위의 결과에 따르면 한국어의 공간추상명사에서 공기제약을 가장 많이 받는 것은 ‘밑〉아래〉안’ 순이다. 소설텍스트에서 일·한 양언어의 공기제약 일탈문을 살펴보았는데, 일본어의 경우는 공기제약을 받는 순서와 비례하여 공기제약 일탈문이 사용되었다. 그리고 내용상의 의미는 본래 가지고 있는 뜻에서 확대되어 ‘そこ(底)’는 암울함이나 절망을 의미했으며, ‘おく(おく(奧)’,)’는 깊숙이 숨겨져 있는 내면을 의미하고 있었다. 한국어의 공간추상명사는 공간어로서의 의미뿐만 아니라 파생된 의미로도 현재 사용되고 있어서 공기제약 일탈문의 빈도수가 많지 않았다. 따라서, 일·한 대응 표현에 있어서는 일·한 번역은 직역에 가까운 해석으로 한국어의 공간추상명사들이 일본어의 공간추상명사의 의미를 내포하고 있어서 대응표현으로 사용되었다. 이에 비해 한·일 번역에서는 한국어의 공간추상명사들이 일본어의 공간추상명사가 아닌 다른 단어를 사용하여 해석하는 경향을 보였다. 동일한 내용을 말하는데 있어서 어떤 단어를 선택해서 말하느냐에 따라 받아들이는 사람의 느낌은 천지차이이며, 또 어떤 언어를 사용하여 작성하느냐에 따라서 소설이나 사설이 될 수 있듯이 언어의 선택은 매우 중요한 요소이다. 말로 하는 의사소통은 단편적인 언어들의 조합으로 많은 어휘를 필요로 하고 있지 않으나, 글을 써서 자신의 생각이나 사상을 표현하는 것은 자국민으로서도 쉬운 일은 아니다. 이는 언어에 구어체와 문어체가 있으며, 사용하는 언어도 다소 차이가 있기 때문이다. 따라서 본 연구를 통해 일·한 공간추상명사의 의미와 문장 안에서의 사용용도를 이해하여 한국인 일본어 학습자들이 보다 올바르고 자연스럽게 일본어 작문쓰기에 도움이 되었으면 한다. 그리고 소설 안에서는 본래에 가지고 있는 단어의 뜻뿐만 아니라 그 단어가 내포하고 있는 이미지도 함께 사용되고 있음을 인식하여 일본어 소설을 이해하는데 도움이 되었으면 한다. 이번 연구에서는 공간추상명사의 일부만을 분석하였기 때문에 다양한 일본어 공간추상명사에 대한 부분은 앞으로의 연구과제로 삼고자 한다.