In this study, numerical analysis is conducted to investigate the flow characteristics of a turning type flood gate fishway with various design factors. The shapes of the fishway are circular and rectangular type. Baffles are installed to reduce the velocity in the fishway, and the gap and rotational arrangement of the baffles are set as design factors. To reduce the maximum velocity, a cavity-shaped break region is installed to examine the flow characteristics according to the presence of the break region. As a result, in the condition where the shape of the fishway is rectangular, the outlet average flow velocity is larger than that in the circular condition. The highest flow velocity occurs when the baffle is rotated in 90-degree arrangement. As the baffle gap increases, the average velocity increases. The cavity-shaped break region creates a recirculation zone in the fishway, and as a result, shows a decrease in the maximum velocity of up to 5.8%.
본 연구는 조위 관측자료를 이용하여 부산항에서의 장기 조위 자료를 생성하는 Long Short-Term Memory (LSTM)으로 구현된 순환신경망 모델을 개발하였다. 국립해양조사원의 부산 신항과 통영에서 관측된 조위 자료를 모델 입력 자료로 사용하여 부산항의 조위 를 예측하였다. 모델에 대하여 2019년 1월 한 달의 학습을 수행하였으며, 이후 2019년 2월에서 2020년 1월까지 1년에 대하여 정확도를 계 산하였다. 구축된 모델은 부산 신항과 통영의 조위 시계열을 함께 입력한 경우에 상관계수 0.997 및 평균 제곱근 오차 2.69 m로 가장 성 능이 높았다. 본 연구 결과를 바탕으로 딥러닝 순환신경망 모델을 이용하여 임의 항만의 장기 조위 자료 예측이 가능함을 알 수 있었다.
본 연구에서는 광화학 대기질 모델인 CMAQ을 활용해 화력발전소 배출량 제거에 따른 O3 농도의 변화 특성을 분석하였다. 하동 화력발전소를 대상으로 주변 지역의 O3 농도 변화에 대한 발전소 배출량의 영향을 조사하기 위해 하 동 화력발전소의 배출량 제거 전과 후의 CMAQ 수치 모의를 수행하였다. 수치 모의 결과 O3의 주요 전구 물질인 NOx (-18.87%)와 VOCs (-11.27%)의 농도가 감소한 반면에 O3 (25.24%)의 농도는 증가한 것으로 나타났다. 화력발전소 배출량 제거로 인한 NO와 O3 농도의 상대적인 변화를 비교해 본 결과 높은 음의 상관관계(R= -0.72)를 나타내는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 O3의 농도 증가가 NO 농도 감소로 인한 O3의 적정 효과 완화로 설명 될 수 있음을 의미한 다. 해당 지역의 O3의 농도 증가가 NO의 농도 감소에 주로 영향을 받은 이유는 해당 지역이 VOC-limited (i.e., NOxsaturated) 지역이기 때문으로 분석되었다. 이러한 결과는 특정 지역의 O3의 농도가 단순히 배출량의 증감에 따라 비례하게 나타나지 않을 수 있다는 것을 암시한다. 따라서 화력발전소 배출량 저감 조치로 인한 대기 중 O3 농도 개선 효과를 정확히 예측 및 평가하기 위해서는 지역 별 O3의 생성 및 소멸 기작에 대한 심도 있는 이해가 필요하다.
The quantified analysis of damages to wastewater treatment plants by natural disasters is essential to maintain the stability of wastewater treatment systems. However, studies on the quantified analysis of natural disaster effects on wastewater treatment systems are very rare. In this study, a total disaster index (DI) was developed to quantify the various damages to wastewater treatment systems from natural disasters using two statistical methods (i.e., AHP: analytic hierarchy process and PCA: principal component analysis). Typhoons, heavy rain, and earthquakes are considered as three major natural disasters for the development of the DI. A total of 15 input variables from public open-source data (e.g., statistical yearbook of wastewater treatment system, meteorological data and financial status in local governments) were used for the development of a DI for 199 wastewater treatment plants in Korea. The total DI was calculated from the weighted sum of the disaster indices of the three natural disasters (i.e., TI for typhoon, RI for heavy rain, and EI for earthquake). The three disaster indices of each natural disaster were determined from four components, such as possibility of occurrence and expected damages. The relative weights of the four components to calculate the disaster indices (TI, RI and EI) for each of the three natural disasters were also determined from AHP. PCA was used to determine the relative weights of the input variables to calculate the four components. The relative weights of TI, RI and EI to calculate total DI were determined as 0.547, 0.306, and 0.147 respectively.
The proper operation and safety management of water and wastewater treatment systems are essential for providing stable water service to the public. However, various natural disasters including floods, large storms, volcano eruptions and earthquakes threaten public water services by causing serious damage to water and wastewater treatment plants and pipeline systems. Korea is known as a country that is relatively safe from earthquakes, but the recent increase in the frequency of earthquakes has increased the need for a proper earthquake management system. Interest in research and the establishment of legal regulations has increased, especially since the large earthquake in Gyeongju in 2016. Currently, earthquakes in Korea are managed by legal regulations and guidelines integrated with other disasters such as floods and large storms. The legal system has long been controlled and relatively well managed, but technical research has made limited progress since it was considered in the past that Korea is safe from earthquake damage. Various technologies, including seismic design and earthquake forecasting, are required to minimize possible damages from earthquakes, so proper research is essential. This paper reviews the current state of technology development and legal management systems to prevent damages and restore water and wastewater treatment systems after earthquakes in Korea and other countries. High technologies such as unmanned aerial vehicles, wireless networks and real-time monitoring systems are already being applied to water and wastewater treatment processes, and to further establish the optimal system for earthquake response in water and wastewater treatment facilities, continuous research in connection with the Fourth Industrial Revolution, including information and communications technologies, is essential.
본 연구에서는 영상기반 딥러닝 및 이미지 프로세싱 기법을 이용한 볼트풀림 손상검출 기법을 제안하였다. 이를 위해 먼저, 딥러닝 및 이미지 프로세싱 기반 볼트풀림 검출 기법을 설계하였다. 영상기반 볼트풀림 검출 기법은 볼트 이미지 검출 과정 및 볼트풀림 각도 추정 과정으로 구성된다. 볼트 이미지의 검출을 위하여 RCNN기반 딥러닝 알고리즘을 이용하였다. 영상의 원근왜곡 교정을 위해 호모그래피 개념을 이용하였으며 볼트풀림 각도를 추정을 위하여 Hough 변환을 이용하였다. 다음으로 제안된 기법의 성능을 검증을 위하여 거더의 볼트 연결부 모형을 대상으로 볼트풀림 손상검출 실험을 수행하였다. 다양한 원근 왜곡 조건에 대하여 RCNN 기반 볼트 검출기와 Hough 변환 기반 볼트풀림 각도 추정기의 성능을 검토하였다.
본 연구에서는 해수 중 유체력에 의한 인공어초의 활동 및 전도를 평가하기 위한 간편하고 효율적인 사용자 중심의 전산 프로 그램(SCAR program)을 개발하였다. 개발된 전산 프로그램은 인공어초의 안정성 평가 공식인 모리슨(Morison) 식을 기반으로 델파이(Delphi) 코드 및 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, Graphic User Interface) 방식을 적용하였다. 개발된 SCAR 프로그램은 학부 및 대학원 과정, 실제 현 장 전문가들의 수산구조물(인공어초 또는 수중구조물 등) 설계 및 안정성 평가에 널리 적용 가능할 것으로 판단된다.
투명한 교류 분말형 전계발광 소자는 Electroluminescence (EL) 용 ZnS계 형광체와 시아노 에틸 유기바인더의 첨가량을 달리하여 제작하였다. 전면전극 indium thin oxide(ITO) glass 위에 약 3 μm 크기 의 형광체로 발광층을 형성하여 silver nanowire(Ag NW)를 스핀코팅으로 후면전극 형성 후 연구를 진행 하였다. 본 연구에 제작된 소자의 발광휘도와 투과도을 통해 등황색 계열의 약 585 nm의 주파장 스펙트 럼을 확인하였고 형광체의 첨가량이 낮아질수록 발광휘도가 약 80 %로 감소, 투과도는 약 30 % 증가하 는 것을 알 수 있었다.
본 논문은 녹색을 발광하는 가넷 형광체 (Lu1-xGdx)3(Al1-yGay)5O12:Ce3+에 관하여 연구하였다. 모든 시편은 입방구조를 가진다. x 증가에 따라 x = 0.20 일 때 559 nm의 peak에서 x = 0.40 일 때 576 nm의 peak로 발광 스펙트럼의 적색편이가 일어나고, x = 0 일 때와 비교하면 x = 0.40 일 때 휘도가 24 %정도 감소한다. 그리고 광여기스펙트럼 또한 유사한 적색편이를 보여준다. y 증가에 따라 y = 0.20 일 때 534 nm의 peak에서 y = 0.40 일 때 524 nm의 peak로 발광 스펙트럼의 청색편이가 일어나고, y = 0 일 때와 비교하면 y = 0.40 일 때 휘도가 46 %정도 감소한다. 그리고 광여기스펙트럼 또한 유사한 청색편이를 보여준다. 본 논문의 가넷 형광체 (Lu1-xGdx)3(Al1-yGay)5O12:Ce3+는 우수한 녹색과 노란색의 색채조정 능력으로 백색발광소자의 색변환 형광체로써 적용될 수 있다.
The objective of this study is to assess a level of microbial contamination in the KTX. Investigation sites in the KTX were cabin, gateway, toilet and passenger seat. It was found that the mean concentrations of airborne bacteria and fungi were 157 CFU/m3 and 84 CFU/m3 , respectively, in all of the investigation sites of the KTX. They did not exceed the domestic standard (800 CFU/m3 ) for airborne bacteria and the guideline (150 CFU/m3 ) for airborne fungi recommended by WHO. Mean levels of bacteria and fungi distributed in passenger seat were 2.6×105 cfu/m3 and 3.7×104 cfu/m3 , respectively. The predominant genera identified in the KTX were Bacillus, Corynebacterium, Staphylococcus and Micrococcus for bacteria and Aspergillus, Cladosporium and Penicillium for fungi, respectively. Based on identification result, the profiles of airborne bacteria and fungi in the KTX was wholly similar to those of bacteria and fungi distributed in the passenger seat.