본 연구에서는 연동온실의 골조로 인한 내부 광 분포를 검토 하기 위하여 위치별(중앙부 및 측면부) 일사량을 실측하고, 오 전(08:30－12:30)과 오후(12:35－16:30)로 시간대를 구분 하여 일사량, 광 투과율 및 일 적산일사량을 분석하였다. 또한 토마토의 생육 및 수확량을 위치별로 비교하였다. 오전일 때 중앙부와 측면부의 일사량은 각각 275.2W·m-2, 314.9W·m-2 이고, 오후일 때는 각각 278.1W·m-2, 313.9W·m-2로 측면부 보다 중앙부가 오전은 12.6%, 오후는 11.4% 낮았고, 광 투과 율과 일 적산일사량도 중앙부가 낮게 나타났다. 생육 특성에 있어서는 첫 번째 조사의 엽장과 엽폭을 제외하고는 조사 종 료일까지 유의미한 차이가 없었다. 토마토의 최종 주당 평균 수확량은 재배 위치에 따라 중앙부 4,828g, 측면부 4,851g으 로 유의미한 차이는 없었고, 중앙부가 0.5% 적게 나타났다. 토 마토의 광보상점은 60W·m-2이고 광포화점은 281W·m-2로 중앙부의 시간대별 일사량은 광보상점보다는 높고, 광포화점 보다는 낮으나 그 차이가 크지 않아 온실 내 위치에 따른 생육 및 수확량의 차이가 미미한 것으로 판단하였다. 향후 이 검토 결과를 포함하여 온실을 설계할 때 광 환경을 고려한 설계를위해 온실의 설치 방향, 위치 및 지붕 경사도 등에 따른 온실 내 광 분포 분석이 필요하다.

본 연구에서는 파프리카(Capsicum annuum L.) ‘Scirocco’ 품종 수경재배 시 배액 재사용 여부에 따른 순환식 재배와 비 순환식 재배 및 배지 종류가 배액의 양분 이온 변화 양상과 생 육에 미치는 영향을 조사하였다. 파프리카의 파종은 2021년 8 월 19일에, 정식은 2021년 9월 16일, 순환식 및 비순환식의 재 배 방식 적용은 2021년 10월 21일에 시행하였다. 배액 내 양 분 분석 결과, Na+와 Cl‒은 작물이 제대로 흡수하지 않는 대표 적은 이온으로써 생육이 진전될수록 순환식 재배방식에서 집 적되었다. 또한 배액 내 NH4-N의 함량이 NO3-N의 함량에 비 해 현저히 낮으므로 파프리카의 이온 선택성으로 인해 NO3-N 보다 NH4-N이 우선 흡수되는 것으로 생각된다. 파프리카의 생육 및 과실 특성은 배액 재사용 여부와 배지의 종류에 따른 처리 간의 차이가 크지 않았다. 결론적으로 순환식과 비순환 식의 수경재배 방식, 코이어와 암면의 배지 종류에 따른 파프 리카 수경 재배 시 중기 이후의 세력 약화로 인한 착과 불량을 유의하여 관리한다면 처리 간의 차이가 크지 않으므로 농가의 실정에 맞는 재배 방식과 배지를 선택하여 파프리카를 생산할 수 있을 것으로 생각된다. 다만 최근 환경오염에 대한 관심이 높아진 만큼 배액 재사용에 따른 병원균 감염 등을 잘 관리한 다는 가정 하에서 순환식 재배 방식을 채택해도 수량 감소나 품질 저하 등은 우려하지 않아도 될 것이라 판단되며, 폐기 문 제가 발생하는 암면 대신 코이어 배지를 선택한다면 더욱 환 경오염 감소에 기여할 수 있으리라 기대된다.

본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통해서 현장에서 사용되는 가새 시스템을 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실 의 횡하중 가력시험을 수행하고 성능을 분석하였다. 횡강성 과 응력을 분석하기 위해 실험체에 변위와 변형률계를 각각 9 개소 및 16개소 설치하였으며 가새의 설치 유무에 따른 성능 을 비교하기 위해 구조해석을 수행하였다. 실대형 실험과 가 새의 설치 유무에 따른 구조해석 결과 비교에서 구조물의 횡 강성이 많은 차이를 보였다. 실험체의 측고 부근에서 측정한 횡강성은 가새 시스템을 설치함으로 강성을 최대 44%까지 증 가시켰다. 현장에서 사용하는 가새의 접합부가 충분한 강성 을 확보하지 못함으로써 외력을 전체 구조물에 적절히 전달하 지 못하여 횡강성이 구조해석 결과보다 많이 저하되는 현상이 나타났다. 따라서 온실 설계 시 구조성능의 신뢰성을 높이기 위해서 가새 시스템의 연결방법, 설치위치, 부재의 최대길이 등 온실의 접합부에 대한 명확한 시공방법과 설계기준이 정립 되어 온실 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

본 연구는 데이터를 기반으로 한 인공지능 기계학습 기법을 활용하여 온실 내부온도 예측 시뮬레이션 모델을 개발을 수행 하였다. 온실 시스템의 내부온도 예측을 위해서 다양한 방법 이 연구됐지만, 가외 변인으로 인하여 기존 시뮬레이션 분석 방법은 낮은 정밀도의 문제점을 지니고 있다. 이러한 한계점 을 극복하기 위하여 최근 개발되고 있는 데이터 기반의 기계 학습을 활용하여 온실 내부온도 예측 모델 개발을 수행하였 다. 기계학습모델은 데이터 수집, 특성 분석, 학습을 통하여 개 발되며 매개변수와 학습방법에 따라 모델의 정확도가 크게 변 화된다. 따라서 데이터 특성에 따른 최적의 모델 도출방법이 필요하다. 모델 개발 결과 숨은층 증가에 따라 모델 정확도가 상승하였으며 최종적으로 GRU 알고리즘과 숨은층 6에서 r2 0.9848과 RMSE 0.5857℃로 최적 모델이 도출되었다. 본 연 구를 통하여 온실 외부 데이터를 활용하여 온실 내부온도 예 측 모델 개발이 가능함을 검증하였으며, 추후 다양한 온실데이 터에 적용 및 비교분석이 수행되어야 한다. 이후 한 단계 더 나아 가 기계학습모델 예측(predicted) 결과를 예보(forecasting)단 계로 개선하기 위해서 데이터 시간 길이(sequence length)에 따른 특성 분석 및 계절별 기후변화와 작물에 따른 사례별로 개발 모델을 관리하는 등의 다양한 추가 연구가 수행되어야 한다.

지구온난화 완화를 위한 노력이 전 세계적으로 계속되고 있는 가운데 우리나라는 2030년 온실가스 배출량을 Business As Usual (BAU) 대비 37% 감축하는 목표를 설정하고 이산화탄소 순 배출 제로 달성을 목표로 하는 ‘2050탄소중립 시나리오’를 발표하였다. 이러한 상황에서 케나프 (Kenaf)는 높은 탄소흡수율과 빠른 성장으로 인해 대체 해결방안으로 제안된다. 시료선정에 대한 분석결과, 케나프 잎은 질소 함량이 높아 적합하지 않은 것으로 나타났고, 줄기와 잎-줄기 혼합 케나프는 Biomass-Solid Refuse Fuel (Bio-SRF) 등급을 충족했다. Bio-SRF 등급을 만족하였지만, Bio-SRF 등급으로 이용할 수 있는 활용처가 뚜렷하지 않다. 따라서 케나프의 연료품질을 반탄화 공정을 통해 개선하여 보다 효율적으로 활용하고자 한다. 반탄화 공정의 공시재료로 줄기만 사용하는 것보다 시료 이용률이 높은 잎-줄기 혼합 케나프를 선택하였다. 반탄화 공정은 여섯가지의 공정 온도 (200·210·220·230·240·250℃)와 다른 세 가지 공정 시간(20·30·40 min)에서 수행되었다. 반탄화 공정결과, 공정시간이 길수록 230℃, 240℃, 250℃ 온도에서 질량감소가 크기 때문에 에너지수율이 낮았다. 따라서 본 연구에서는 200℃·20 min, 200℃·30 min, 210℃·20 min, 220℃·20 min의 에너지 수율이 높고 질량감소가 작아 최적 반탄화 공정 조건으로 선정하였다.

The use of heat exchangers in various applications such as chemical, air conditioning systems, fuel processing, and power industries is increasing. In order to improve the performance of the heat exchanger, the problem of bonding quality of the copper tube, which is a major member, is emerging. However, since the copper tube is in the form of a pipe, it is difficult to identify internal defects with external factors. In this study, a thermal imaging camera was used to develop and verify an algorithm for detecting defects in the brazing part, and in the process, the brazing performance characteristics were analyzed according to the electrode position, and finally, a learning model was developed and performance evaluation was performed. It was confirmed that the method of supplying heat to the base material and melting the filler metal through the heat transfer effect is more effective than supplying heat input to the filler metal in the bonding process of copper tubes through high-frequency induction heating brazing. Thermal image data was used to develop a defect discrimination model, and 80% of training data and 20% of test data were selected, and a neural network-based single-layer copper tube brazing defect discrimination model was developed through k-Flod cross-validation., the prediction accuracy of 95.2% was confirmed as a result of the error matrix analysis.

본 연구에서는 폴리술폰 분리막을 이용한 바이오가스 정제 공정으로 고선택성 소재를 이용한 2단 공정의 높은 회 수율 및 경제성과 동등한 수준의 회수율을 확보하기 위해 저온 고압의 분리막 공정을 설계하고 평가하였다. 폴리술폰 고분자 를 4성분계 도프를 이용하여 비용매 유도 상전이법으로 중공사 분리막을 제조하였다. 기체 분리용 중공사 분리막은 1.6 m2의 유효 막면적을 갖는 샘플을 제조하여 상온 및 저온에서 기체 투과 특성을 평가하였다. 제조된 기체분리막 모듈의 온도에 따 른 기체 투과 특성을 분석하기 위하여 온도별 단일 기체 투과도를 평가한 결과 이산화탄소와 메탄 투과도는 20°C에서 각각 412, 12.7 GPU이며, -20°C에서는 각각 280, 3.6 GPU로써 이상 선택도는 32.4에서 77.8로 향상되었다. 단일 기체 투과 테스 트 후 혼합 기체에 대한 분리 테스트를 진행하였으며, 모듈 1단 구성 및 2단 구성(막 면적비 1:1, 1:2, 1:3)을 통하여 투과 거 동을 살펴보았다. 1단 구성에서는 stage-cut이 상승함에 따라 메탄의 농도가 상승하지만, 반대로 회수율은 떨어지는 결과를 나 타내었다. 2단 구성 테스트에서는 메탄 농도 97% 기준에서 막 면적비 1:1보다 1:3이 메탄의 회수율이 더 높게 측정되었으며, 공급 기체의 온도가 낮을수록 메탄의 회수율이 높아짐을 확인하였고, 최종적으로 폴리술폰 2단 공정에서 메탄 농도 97%, 회 수율 97%의 결과를 달성하였다.

본 연구에서는 하절기 토마토 재배 시 주간 포그 냉방, 야간 히트펌프 냉방을 처리를 하여 냉방 처리가 온실 내 온습도, 작물의 생육 및 수확량에 미치는 영향을 분석하였다. 하절기 주간에 차광 처리한 대조구 온실의 평균 온습도는 32.1°C, 59.4%였고, 포그 처리한 시험구 온실의 평균 온도는 30.0°C, 74.3%로 나타났다. 이 때 외부의 평균 온습도는 31.4°C, 57.7%로 대조구 온실의 온도는 외기보다 0.7°C 높았으나 시험구 온실의 온도는 외기보다 1.4°C, 대조구보다 2.1°C 낮게 나타났다. 평균 습도는 시험구 온실 74.3%, 대조구 온실 59.4%로 포그 처리를 한 시험구에서 높게 나타났다. 야간 대조구 온실의 평균 온습도는 25.2°C, 85.1%였고, 히트펌프로 냉방을 한 시험구 온실의 평균 온습도는 23.4°C, 82.4%, 로 나타났다. 야간 외부의 평균 온습도는 24.4°C, 88.2%로 대조구 온실의 온도는 외기보다 0.8°C 높았으나 시험구 온실의 온도는 외기보다 1.0°C, 대조구보다 1.8°C 낮게 나타났다. 평균 습도는 시험구 온실 82.4%, 대조구 온실 85.1%로 나타나 시험구 온실의 습도가 더 낮게 나타났다. 작물 생육은 정식하고 8주 후에는 두 온실 간의 큰 차이는 없는 것으로 나타났으나 냉방 처리 후에는 시험구 온실의 작물이 대조구에 비해 경경, 초장, SPAD 값이 높게 나타났다. 토마토의 수확량은 냉방을 시작하고 2주 후까지 총 생산량의 차이는 1.2%로 큰 차이 없었으나 3주 후와 4주 후의 일 생산량이 시험구에서 대조구보다 많게 나타났다. 최종적으로는 시험구의 수확량이 81.3kg, 대조구의 수확량이 73.8kg으로 시험구가 대조구에 비해 10.2% 많게 나타남으로써 하절기 주간 포그 냉방, 야간 히트펌프 냉방이 작물 성장에 적합한 환경을 조성해 줌으로써 생육 및 생산성에 영향을 미친 것으로 판단된다. 냉방 처리에 따른 경제성을 비교해보면 대조구 온실에서는 142,166원의 수익이 있었던 반면 시험구 온실에서는 28,727원의 손해가 발생하여 냉방 처리는 경제성이 떨어지는 것으로 나타났다. 그러나 재식 밀도, 히트펌프 운용 시간 및 기간을 조절하여 에너지 사용은 줄이면서 생산성을 증가시킨다면 경제성도 확보할 수 있을 것으로 기대되며 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단 된다.

고온기 시설멜론 재배 시 저비용 고효율의 개발하기 위하여 차광 자재별 이용 효과를 구명하고자 수행하였다. 차광처리 에 따른 평균온도는 무차광이 36.6℃, 차광도포제는 34.5℃, 백색차광망은 34℃로 조사되었다. 도포제 살포 직후에 투광률이 무차광에 비해서 차광 도포제 처리구는 69%, 백색차광망 처리구는 75% 이었으나, 40일 및 80일 후 차광 도포제 처리구의 투광률이 각각 92% 및 98%로 높아져 처리된 차광도 포제가 서서히 제거되는 것을 알 수 있었으며, 백색차광망 처 리구는 시간의 경과에 따른 투광률의 변화가 거의 없었다. 생육에 있어 엽수는 처리 간에 차이가 없었고, 초장은 무차광에 비해 백색차광망과 차광도포제 처리구에서 높게 나타났다. 엽중, 생체중, 건물중의 경우 차광 처리구에 비해서 무차광에 서 정식 42일 후에는 더 무거운 것으로 나타났다. 총 상품수량 은 무차광에 비해서 백색차광망과 차광도포제가 각각 6% 및 5% 증수되었다. 따라서 고온기 간편하게 온도를 낮출수 있는 방법으로 차광도포제는 효과적이나 서서히 제거되기 때문에 재배 시기를 고려해서 사용하는 것이 바람직하다고 생각되었다.

본 연구에서는 단면설계 및 열 교환 장치 위치 변경을 통해 온실의 구조 변경을 진행하였으며, 선행연구를 통해 개발된 모델을 근간으로 하여 개선 여부에 따른 온실 내부 환경을 예측하였다. 단면형상과 열 교환 장치의 개선 후 유속 변화에 따른 시뮬레이션 분석을 진행하였으며, 이 때 온도와 균일도는 각각 평균 0.65°C, 0.75%p 상승함을 확인하였다. 해석대상 온실과 같은 소규모 온실의 경우 방열관의 난방성능 개선보다 FCU에 의해 형성되는 공기 유동이 균일한 환경 조성에 더 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 개선 전 ‧ 후 온실에 환기시스템 적용 시 공기 유동 특성 분석을 위해 시뮬레이션 분석을 진행하였다. 공기 유동과 공기령은 유사한 분포를 보였으며, 개선 후 온실의 공기령이 개선 전 온실 대비 18초 낮게 나타났다. 개선 전 ‧ 후 온실 시뮬레이션 분석 결과 전체적으로 개선된 온실에서의 평균온도 및 온도 균일도 상승, 최대편차 감소 등 내부 환경의 균일성이 향상됨을 확인하였다. 선행연구로 개발 된 모델은 형상 변경, 열 교환 장치 위치 변경 등에 따라 변화하는 온실 내부 환경을 예측할 수 있음을 확인하였으며, 온실 설계, 온실 내 난방시스템 설계 등의 분야에 적용 가능할 것으로 판단된다.

본 조사는 일본의 쌀 검사 제도와 품위 등급 규격에 대한 동향을 살펴보고 그에 따른 내용을 파악하여 국내 쌀 산업 발 전 방향에 도움이 될 수 있는 방안을 모색하고자 수행하였다. 1. 농업 경쟁력 강화 프로그램으로 2016년부터는 농산물 규격 검사의 간소화로 최근에는 곡물 검사장에 곡물 판별기를 활용하여 뉘, 맥류, 뉘 이외 곡물 등을 이종 곡립으로 통합하여 5% 이내로 개정하였다. 2. 쌀에 대한 손실 방지를 위해 정미의 포장 표시를 년·월· 일 표시에서 상·중·하순으로 개정하였다. 3. 일본은 매년 생산된 현미 품위 생산량과 등급 비율을 공개 하고 있으며, 1등급 쌀을 대상으로 식미 랭킹을 선정하고 있다.

멜론(Cucumis melo L.)의 수경재배에서 급액량이 생육과 과실 품질에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 품종별 그 특성을 조사하고 품종별 급액량을 다르게 조절하여 실험을 수행하였다. 2019년에 ‘달고나’를 비롯한 12품종의 멜론을 동일한 관 수량으로 재배하여 품종 특성을 조사하고 각각의 생육 정도를 몇 개의 그룹으로 분류하였다. 줄기 마디길이(0－20마디), 엽 면적 및 과중은 ‘달고나’ 가 가장 작은 그룹이었고 ‘월드스타’ 가 중간, ‘킹스타’가 가장 큰 그룹에 속했다. 실험 결과를 바탕으로 ‘달고나’, ‘월드스타’, ‘킹스타’ 및 ‘루비볼’을 실험품종으로 선발하여 2020년에 각 품종별로 급액 요구량에 맞도록 급액량을 각각 다르게 처리하였다. 재배기간 동안 품종별로 배액률을 모니터링하면서 급액량을 각각 조절한 결과, ‘생육초기’에는 4품종 모두 비슷한 급액량을 요구하였으나 ‘개화기’ 부터는 ‘월드스타’와 ‘킹스타’ 2품종, ‘루비볼’과 ‘달고나’ 2품 종의 급액량이 비슷하게 변화하였다. ‘착과시기’부터 품종별로 급액량의 급격한 변화가 관찰되었는데 ‘달고나’가 제일 먼저 급액량이 줄어들기 시작하였고, 다음으로 ‘루비볼’, ‘월드스타’, ‘킹스타’ 순으로 점점 줄어드는 경향을 보였다. 이러한 품종 간 생육 및 과실 품질의 차이는 품종 고유의 특성에서 비롯된 것이며, 멜론 수경재배에서 품종별 생육 특성이 급액 요구량에 미치는 영향이 매우 크다는 것을 알 수 있었다. 따라서 멜론 수경재배 시 고품질의 과실을 생산하기 위해서는 그 품종 고유의 생육 특성을 반영한 정밀한 급액량 조절이 필요할 것으로 판단된다.

Fabrication of a ferromagnetic composite powder for the magnesium and BaFe12O19 system by mechanical alloying (MA) is investigated at room temperature. Mixtures of Mg and BaFe12O19 powders with a weight ratio of Mg:BaFe12O19 = 4:1, 3:2, 2:3 and 1:4 are used. Optimal MA conditions to obtain a ferromagnetic composite with fine microstructure are investigated by X-ray diffraction, differential scanning calorimetry (DSC) and vibrating sample magnetometer (VSM) measurement. It is found that Mg-BaFe12O19 composite powders in which BaFe12O19 is dispersed in Mg matrix are successfully produced by MA of BaFe12O19 with Mg for 80 min. for all compositions. Magnetization of Mg- BaFe12O19 composite powders gradually increases with increasing the amounts of BaFe12O19, whereas coercive force of MA powders gradually decreases due to the refinement of BaFe12O19 powders with MA time for all compositions. However, it can be seen that the coercivity of Mg-BaFe12O19 MA composite powders with a weight ratio of Mg:BaFe12O19=4:1 and 3:2 for MA 80 min. are still high, with values of 1260 Oe and 1320 Oe compared to that of Mg:BaFe12O19=1:4. This clearly suggests that the refinement of BaFe12O19 powders during MA process for Mg:BaFe12O19=4:1 and 3:2 tends to be suppressed due to ductile Mg powders.

Because the inner environment of greenhouse has a direct impact on crop production, many studies have been performed to develop technologies for controlling the environment in the greenhouse. However, it is difficult to apply the technology developed to all greenhouses because those studies were conducted through empirical experiments in specific greenhouses. It takes a lot of time and cost to develop the models that can be applicable to all greenhouse in real situation. Therefore studies are underway to solve this problem using computer-based simulation techniques. In this study, a model was developed to predict the inner environment of glass greenhouse using CFD simulation method. The developed model was validated using primary and secondary heating experiment and daytime greenhouse inner temperature data. As a result of comparing the measured and predicted value, the mean temperature and uniformity were 2.62°C and 2.92%p higher in the predicted value, respectively. R2 was 0.9628, confirming that the measured and the predicted values showed similar tendency. In the future, the model needs to improve by applying the shape of the greenhouse and the position of the inner heat exchanger for efficient thermal energy management of the greenhouse.

본 연구에서는 복부대동맥류가 발생한 환자들에서의 연령과 복부대동맥류 형상에 따른 벽 응력과 파열 위험성을 평가하였다. 복부 대동맥류의 형상은 의료영상 데이터로부터 추출되어 모사되었으며, 재료 물성치 단계에서는 동맥 조직의 이방성 초탄성 성질을 모사 하기 위해 Gasser-Ogden-Holzapfel 모델을 적용하였다. 또한, 모델에서 필요한 각 재료 정수들은 환자들의 연령과 정상 조직 및 동맥 류 조직의 특성들을 고려하기 위하여 각기 다른 값들로 산정되었다. 게다가 복부대동맥류에서의 대동맥 직경과 목의 각도에 관한 상 관관계를 분석하고, 이에 대한 시리즈 시뮬레이션 역시 수행되었다. 그 결과, 복부대동맥류 환자의 연령과 대동맥 직경, 그리고 대동 맥 목의 각도에 따른 복부대동맥류의 파열 위험성이 평가되었다.

동해 명태 서식처 환경은 한랭기와 온난기를 교차하며 변동을 지속하고 있다. 특히 1980년대 후반 이후 수온은 급격히 상승하였으며, 2000년대 후반 이후 다시 하강하는 특성을 나타내었다. 반면, 명태 주요 산란장이 위치한 동한만과 어장 중심이 형성되는 동해 중부 연안의 수온은 서로 다른 변동 특성을 나타내었다. 동한만의 겨울철 수온은 1980년 후반 이후 급격히 상승하였으며, 2000년 후반 이후 다시 하강하는 특성을 나타내었으며, 이러한 장기 변동특성은 2월과 3월에 더욱 뚜렷하였다. 반면 어장의 중심이 형성되는 동해 중부 연안의 수온은 1990년대 중후반 이후 지속적으로 상승하였으며, 2000년 후반 이후 수온이 하강하는 특성은 뚜렷이 나타나지 않았다. 이러한 산란장과 어장의 수온변화는 명태 자원량과 변동 특성이 유사하였다. 특히 산란장의 수온 변화는 난과 자·치어를 포함한 초기 생활사 시기의 생존율에 영향을 미치는 주요 인자로 작용한다. 1980년대에는 명태의 산란에 적합한 환경이 조성되는 면적과 지속시간이 평년보다 증가하였으며, 반대로 동해에 서식하는 명태의 자원량이 급격히 감소한 1980년대 후반 이후에는 산란장 면적과 적합한 환경이 지속되는 시간이 급격히 감소하였다. 명태 자원량 변화는 서식처의 물리적 환경변화와 유의한 상관성을 가지며, 특히 산란장의 수온 상승에 따른 산란에 적합한 환경이 조성되는 면적과 지속시간의 감소 그리고 어장의 축소는 명태 자원량 변화에 영향을 미치는 주요 인자로 작용하였다.