질산성질소는 자연계의 질소 순환과정에서 발생되며, 수중에서는 질산성질소가 무기이온인 질산염(NO3 - )의 형태로 존재한다. 질산성질소는 과도한 질소비료시비나 동물의 분뇨에 의해 오염된 지하수에 존재하며, 인체에 노출 시 암과 같은 질병 유발 가능성을 높인다. 본 연구에서는 흡착등온식 및 흡착속도식 모델을 이용하여 질산염 농도 및 시간에 따른 키토산 비드의 수중 질산염 흡착특성을 평가하였다. 질산염의 농도에 따른 흡착실험에서 Langmuir와 Freundlich 식을 이용하여 최대흡착량 및 흡착형태를 산출한 결과, 키토산 비드의 질산염 흡착형태는 Langmuir식에 가장 일치되 는 경향을 보였으며, 이때 키토산 비드의 질산염 최대흡착량은 14.83 mg 질산염/g 키토산비드이었다. 질산염의 시간에 따른 흡착실험에서 1차속도식 및 2차속도식을 이용하여 질산염의 흡착속도 및 확산형태를 평가한 결과, 키토산 비드 의 초기 흡착속도는 외부확산에 의한1차속도식 경향을 보였으며, 일정시간이 지난 후에는 내부확산에 의한 2차속도식 형태의 경향을 보였다. 본 연구에서 수행한 흡착 모델에 따른 수중질산염의 제거 연구는 키토산 비드의 흡착 형태 및 질산염 제거량을 수학적으로 예측하는데 도움이 된다.

Disinfectant/oxidation process is a crucial process in water treatment for supplying safe drinking water. Chlorination is still widely used for water treatment area due to its effectiveness on microbial inactivation and economic feasibility. Recently, disinfection concern in marine environment is increasing, for example, movement of hazardous marine organism due to ballast water, marine environmental degradation due to power plant cooling water discharge, and increase of the amount of disinfectant in the offshore plant. It is needed to conduct the assessment of disinfectant behavior and the development of disinfectant prediction model in seawater. The appropriate prediction model for disinfectant behavior is not yet provided. The objective of the study is to develop chlorine decay model in seawater. Various model types were applied to develop the seawater chlorine decay model, such as first order decay model, EPA model, and two-phase model. The model simulation indicated that chlorine decay in seawater is influenced by both organic and inorganic matter in seawater. While inorganic matter has a negative correlation with the chlorine decay, organic matter has a positive correlation with the chlorine decay.

채집 시기에 따른 미국선녀벌레(Metcalfa pruinosa) 월동난 발육을 다양한 항온조건에서 조사하였다. 2012년의 경우 4월 13일 이전에 채집 된 월동난은 부화에 실패하였으나, 2013년 4월 11일 채집한 개체들이 일부 온도 조건에서 성공적으로 부화하였다. 온도에 따른 월동난의 발육 조 사 결과 12.5℃와 35℃를 제외한 모든 온도 조건에서 발육이 가능하였다. 2013년 4월 26일 채집하여 가온한 결과 15℃에서 49.6일로 발육기간 이 가장 길었고 30℃에서 13.3일로 가장 짧았다. 온도가 증가함에 따라 발육기간이 짧아지는 경향을 보였으나 32.5℃에서는 30℃에서 보다 발 육기간이 길어 고온에서 발육이 지연되는 현상을 보였다. 온도와 발육율과의 관계를 설명한 선형 모형을 이용하여 추정된 미국선녀벌레의 발육 영점온도는 10.1℃, 유효적산온도는 252.5DD였다. 온도 의존적인 발육율을 설명하기 위하여 사용된 선형 및 비선형 5개 모델 중 Lactin 2 모델 이 가장 높은 해석력을 보여주었다. 월동난 개체군의 발육 완료를 설명하기 위해 사용된 Two-parameter Weibull 함수는 발육기간을 기반으로 하였을 경우 결정계수 0.92로 높은 결정력을 보였다. 개발된 발육율, 발육완료 모델들을 이용하여 추정된 50% 누적 우화일과 실측된 우화일의 차 이를 보면 Poikilotherm rate 모델을 이용하여 추정한 결과가 세 지역 편차일의 평균이 1.7일로 상대적으로 다른 모델들 보다 가장 정확하게 50% 누적 부화일을 예측할 수 있었다.

미국 AASHTO LRFD(AASHTO, 2012)나 국내의 도로교설계기준(2012)의 차랑충돌에 대한 교각설계기준을 참조하면 교각 설계 시 차량충돌에 대해 정적인 하중을 고려하도록 제시하고 있다. 한편 2003년 미국 네브래스카 주에 트럭이 교각에 충돌하여 교각 및 교량 상부구조가 붕괴되는 사고가 발생하는 등 차량충돌에 의한 교량붕괴사고는 홍수에 의한 교량붕괴사고에 이은 두 번째 요인으로 분류되기도 한다. 화물차량의 대형화와 도로시스템의 개선으로 인하여 이러한 사고가 발생할 가능성이 중가하고 있다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 교각 설계시 차량충돌에 대한 동적 해석을 수행하게 되면 많은 비용과 시간이 소요되어 실용적인 측면에서 연구결과가 쉽게 반영되지 못하고 있으므로 충돌해석 비용과 시간을 저감할 수 있는 모델축소법(model reduction)을 이용한 해석방법을 개발하였으며 그 효용성을 최종변위에 대해 직접충돌해석결과와 비교함으로써 평가하였다.

This study aims to offer basic data to effectively preserve and manage pine forests using more precise pine forests’ distribution status. In this regard, this study predicts the geographical distribution change of pine forests growing in South Korea, due to climate change, and evaluates the spatial distribution characteristics of pine forests by age. To this end, this study predicts the potential distribution change of pine forests by applying the MaxEnt model useful for species distribution change to the present and future climate change scenarios, and analyzes the effects of bioclimatic variables on the distribution area and change by age. Concerning the potential distribution regions of pine forests, the pine forests, aged 10 to 30 years in South Korea, relatively decreased more. As the area of the region suitable for pine forest by age was bigger, the decreased regions tend to become bigger, and the expanded regions tend to become smaller. Such phenomena is conjectured to be derived from changing of the interaction of pine forests by age from mutual promotional relations to competitive relations in the similar climate environment, while the regions suitable for pine forests’ growth are mostly overlap regions. This study has found that precipitation affects more on the distribution of pine forests, compared to temperature change, and that pine trees’ geographical distribution change is more affected by climate’s extremities including precipitation of driest season and temperature of the coldest season than average climate characteristics. Especially, the effects of precipitation during the driest season on the distribution change of pine forests are irrelevant of pine forest’s age class. Such results are expected to result in a reduction of the pine forest as the regions with the increase of moisture deficiency, where climate environment influencing growth and physiological responses related with drought is shaped, gradually increase according to future temperature rise. The findings in this study can be applied as a useful method for the prediction of geographical change according to climate change by using various biological resources information already accumulated. In addition, those findings are expected to be utilized as basic data for the establishment of climate change adaptation policies related to forest vegetation preservation in the natural ecosystem field.

아스팔트는 잘 알려진 대로 골재와 혼합되고 아스팔트 포장으로 포설되어 공용되면서 2단계의 노화 (aging) 과정을 거친다. 첫째는 혼합물의 제조와 운반 및 포설 전까지 급속도로 일어나는 단기노화 (short-term aging) 과정이고 둘째는 이어지는 공용과정에서 시간이 지남에 따라 서서히 발생하는 장기 노화(long-term aging)과정이다. 이 두 과정은 연결되어 있으나 그 진행속도가 다르다. 국내의 경우 신 규바인더의 절대점도(absolute viscosity)가 약 1,800~2,000 poise인 60-80 아스팔트를 사용할 경우 단 기노화과정이 끝나면 약 5,000±1,000poise 정도로 높아진다. 그리고 이 혼합물의 포설되어 5~6년 정도 가 지나면 약 10,000±2,000poise 정도로 높아진다. 대게 이 정도의 노화가 바인더를 RTFO→PAV 처리 하여 얻어지는 점도이다. 이 상태에서 다시 5~6년이 지나면 아스팔트의 점도는 약 100,000poise 전후로 급속히 높아진다. 따라서 혼합물이 비벼지면서부터 단기노화를 거쳐 5∼6년 까지를 아스팔트 장기노화의 1단계, 그 이후를 2단계로 구분할 수 있다. 즉, 장기노화 1단계 까지는 점도 상 신규바인더의 약 5배, 그 리고 2단계는 신규바인더의 50배(1단계의 약 10배)의 노화가 진행 된다. 따라서 이의 예측 모델을 추정하 는 것은 쉬운 일이 아니다. 따라서 본 연구의 목적은 아스팔트 노화를 이와 같이 두 단계로 구분하여 각각 의 추정 가능 모델을 연구하는 것이다. 이를 위해서 아스팔트의 각종 특성인 stiffness (G*/sin δ), DSR pass/fail 온도, 침입도 등을 구하고 이들의 상관관계를 구하며, 노화아스팔트의 노화시간과의 상관관계 를 구하여 그 변화 양상을 보여준다. 그리고 노화 특성 지수로 가장 널리 사용되는 절대점도를 이용하여 2 단계별로 노화예측모델을 연구하고, 이 두 모델을 합성 도식화하여 제시함으로써 아스팔트의 노화에 따 른 점도 변화를 개념적으로 이해할 수 있도록 할 것이다.

최근들어 철근콘크리트 슬래브와 벽의 연결부에 적용 가능한 열교차단장치에 대한 연구가 다수 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 열교차단장치가 적용된 슬래브의 균열 전 탄성거동, 균열 후 항복거동 및 극한강도까지 적용이 가능한 해석모델을 제안하고, 실험결과와의 비교를 통하여 제안 모델의 정확도를 검증하고자 하였다. 해석모델은 변형률 적합조건과 힘의 평형개념을 적용하였으며, 이 때 구성 재료의 응력-변형률 관계는 재료실험 결과를 적용하였다. 해석모델의 신뢰성 검증을 위해 모멘트-곡률 관계, 하중단계에 따른 중립축을 실험결과와 비교하였으며, 제안된 해석모델은 실험결과로 획득한 전체적인 휨거동 양상과 거의 일치함을 확인할 수 있었다.

As a measure of health, the percentage of body fat has been utilized for many ergonomist, physician, athletic trainers, and work physiologists. Underwater weighing procedure for measuring the percentage of body fat is popular and accurate. However, it is relatively expensive, difficult to perform and requires large space. Anthropometric techniques can be utilized to predict the percentage of body fat in the field setting because they are easy to implement and require little space. In this concern, the purpose of this study was to find a regression model to easily predict the percentage of body fat using the anthropometric circumference measurements as predictor variables. In this study, the data for 10 anthropometric circumference measurements for 252 men were analyzed. A full model with ten predictor variables was constructed based on subjective knowledge and literature. The linear regression modeling consists of variable selection and various assumptions regarding the anticipated model. All possible regression models and the assumptions are evaluated using various statistical methods. Based on the evaluation, a reduced model was selected with five predictor variables to predict the percentage of body fat. The model is : % Body Fat = 2.704-0.601 (Neck Circumference) + 0.974 (Abdominal Circumference) -0.332 (Hip Circumference) + 0.409 (Arm Circumference) - 1.618 (Wrist Circumference) + ε. This model can be used to estimate the percentage of body fat using only a tape measure.

큰 에디 모의과정을 포함한 WRF 모델 (WRF-LES)을 이용하여 수치모델의 수평공간 규모에 따른 대기경계층 모수화 실험과 LES 모의 결과를 지표층 근처의 풍속 예측에 대하여 비교하였다. 수치실험은 복잡한 산악지형과 해안지역을 포함하는 강원도 지역에서 수평해상도 1 km와 333 m 실험을 수행하였다. 수평해상도 1 km 실험은 대기경계층 모수화 방안을 채택하였으며, 333 m 실험에서는 LES를 이용하였다. 복잡한 산악지역에서의 풍속 예측의 정확성은 수평해상도 1 km 실험 보다 333 m 실험에서 향상되었으며 해안지역에서는 1 km 실험에서 관측과 더 일치하였다. 지표층 근처의 큰 난류를 직접 계산하는 LES 실험은 산악지역의 풍속예측 개선에 기여하였다.

온도에 따른 톱다리개미허리노린재 (Riptortus pedestris)의 개체군 밀도 변동 예측 모델을 상용 소프트웨어인 DYMEX로 구축하고 월동 성 충밀도를 바탕으로 한 연간 발생 밀도 변동 패턴과 살충제 처리 시기에 따른 밀도 억제 효과를 시뮬레이션하였다. 구축된 모델은 총 10개의 모듈을 사용하였으며, Lifecycle 모듈은 알, 1, 2, 3, 4, 5령, 성충의 7개 발육 단계로 구성하였다. 월동 성충 개체군의 포획시기를 이용하여 연중 밀도 변 동을 예측한 결과 연도에 따라 3~4번의 신 성충 발생이 가능하여 페로몬 트랩 포획밀도 조사와 유사하였다. 콩 포장으로 침입해 들어오는 두 번째 신 성충의 경우 개발된 모델을 이용하여 예측된 성충 발생 최성일이 페로몬 트랩으로 조사된 포획 밀도 최성기와 거의 일치 하였다. 그러나 예측된 첫 번째 신 성충 발생 최성일은 페로몬트랩 포획 최성기보다 연도에 따라 9~16일 늦었으며, 마지막 세대의 발생 최성일은 연도에 따라 페로몬 트랩 포 획 최성기보다 17~23일 빨랐다. 살충제 사용을 가정한 첫 번째 신성충 개체군 밀도 억제가 다음 세대들의 밀도 증가에 미치는 영향을 시뮬레이션한 결과, 신 성충 발생 초기일수록 밀도 억제효과가 커서 7월 1일 살충제 처리를 가정하였을 때 다음 세대에 형성된 성충은 무처리의 3% 정도로 현저 하게 낮았다. 또한 포장에 침입해 들어오는 두 번째 신성충 개체군을 대상으로 시기별 살충제 처리 효과를 시뮬레이션한 결과 8월 30일 살충제 처 리를 가정한 경우 다음세대 성충 최고 밀도는 무처리의 25% 정도로 줄었고, 최고 밀도에 도달한 시기도 무처리에 비해 2주 이상 늦었다. 이상의 연구 결과들은 톱다리개미허리노린재의 효율적인 종합적 방제 계획을 세우는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

생물학에서 마르코브 프로세스 (Markov processes)는 DNA 서열, 생태계 천이 등 복잡하며 연속된 서열 자료를 분석하기 위해 사용되어져 왔다. 특히 은닉마르코프모델(Hidden Markov Model; HMM)은 관찰 가능한 시계열 자료(observable event)가 가진 상태(hidden state)의 변화를 예측하기 위해 사용되었다. 본 연구에서는 2012년 5월부터 12월까지 영등포구 일대 토지 피복/이용(주거지역, 상업지역, 문화체육, 공공시설, 초지, 내륙습지, 나지, 내륙수, 공업지역, 교통지역) 정도가 다른 12 지점에서 관측된 모기 발생량을 예측하기 위하여 HMM을 사용하였다. 추가적으로 3개의 기상 관측소에서 측정된 기상요인(온도, 습도, 풍속, 강수량, 일사량, 일조량)이 관찰 자료로 사용되었다. 모기 발생의 정도를 HMM의 상태(state)로 지정하고 동일한 값의 시작 전이확률(transition probability matrix; TPM)을 적용하였다. 그리고 앞서 제시된 기상요인과 출현 정도의 관계인 출력 전이확률 (emission probability matrix; EPM)을 지정하여 HMM(100 iteration)에 적용하였다. 모델을 통해 예측된 전이확률을 통해 각 기상요인에 따른 모기 발생 확률의 측정이 가능했다. 또한 발생단계에 따라 기상요인이 가지는 예측 확률이 계산되었다. 또한 토지 피복 상태에 따라 높은 예측 확률을 보이는 기상인자의 추출이 가능하였다.

2010년 11월 11-13일 한반도에 영향을 미쳤던 황사에 대해 WRF-Chem 모델을 이용하여 시뮬레이션 하였다. WRF-Chem 모델에서 미세먼지의 인위적 배출량은 RETRO 전구 배출량을 사용하였고, RADM2 화학 메커니즘과 MADE/SORGAM 에어로졸 스킴 및 GOCART 광물성 먼지 옵션을, 그리고 Fast-J 광해리 스킴을 선택하여 PM10 농도를 시뮬레이션 하였는데 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. WRF-Chem 모델 결과에 따른 PM10 농도의 공간적 분포와 연직 프로파일 분석결과 2010년 11월 11-13일에 우리나라에 영향을 미쳤던 황사는 강한 가을황사로 저기압의 발달로 인해 형성된 콤마구름 때문에 황사가 한랭전선 후면에서 갇혀 상공 2.5 km 이내에서 이동 및 유입됨을 알 수 있었다. 황사 발생 기간 동안 백령도와 서울의 기상청 관측 자료와 모델의 PM10 농도를 시계열로 분석한 결과 상관계수와 평균제곱근오차(RMSE)는 백령도의 경우 0.763과 192.73μg/m3, 서울의 경우 0.725와 149.68μg/m3로 나타났다. 미세먼지인 PM10과 PM2.5 농도의 공간적 분포는 유사하였고 PM2.5가 PM10의 약 50% 정도로 나타났으며 이는 기상청 UM-ADAM 모델 결과와도 유사하였다. PM10 농도와 경계층 높이, 동서 성분 바람장의 공간적 분포는 유사성을 지니고 있어 두 개의 변수를 이용하여 PM10의 농도를 예측하는 회귀 방정식을 구하고자 우리나라에 영향을 미쳤던 강한 가을 황사(2010년 11월 11-13일)와 봄 황사(2011년 3월 19-20일) 사례를 선정하였고, 통계 모델을 이용한 회귀식을 도출하였다.

수출용 온실 단지로 기대되는 간척지의 광환경은 해무 등에 의해 내륙과는 다른 광환경 특성을 나타낸다. 이러한 간척지에서 온실 설계 기준을 작성하기 위해서 산란 광과 직달광을 고려한 온실 내 광분포 연구가 필요하다. 본 연구에서는 간척지의 고유의 광환경 특성을 분석하고 3-D 온실 모델에 적용하여 간척지의 온실 내 공간적인 광분포를 추정하고자 하였다. 먼저 간척지의 일사량을 산란광과 직달광으로 구분하여 측정하고 내륙의 일사량과 비교하였다. 또한 간척지 지역에 설치된 온실 내의 광분포를 측정하고 이를 시뮬레이션을 통해 계산된 값과 비교함으로써 3-D 온실 모델에 대한 검증을 실시하였다. 간척지는 내륙에 비하여 전체 일사량에 대비 높은 산란광의 비율을 나타내었으며, 특히 일출 및 일몰 부근에서 크게 나타났다. 3-D 온실 모델에 의한 온실 내 예측 광 분포는 실제 간척지의 온실 내 광분포와 유사하게 나타 났다. 검증된 3-D 온실 모델을 통하여 임의의 외부 광조 건에 대하여 간척지 지역의 온실 내부의 시간적인 평균 광도의 변화와 광분포를 예측할 수 있었다. 이러한 결과는 간척지 지역의 온실 내 광환경 해석 이외에도 작물의 수광량 해석에도 유용하게 활용될 것으로 예상된다.

기후변화에 따른 한반도 난대지역 상록수종인 후박나무의 적지예측모델을 개발하기 위하여 본 연구가 수행되었다. 생장 및 입지환경 인자들간의 관계 구명을 통하여 양적·질적 자료 분석이 가능한 수량화 분석 방법에 의하여 후박나무의 적지예측 평가기준을 도출하였으며, 적지예측 프로그램은 ESRI, ArcView GIS 프로그램을 이용하여 개발하였다. 개발된 프로그램은 적지예측의 정확성 검토를 위하여 다양한 난대 상록활엽수가 분포하고 있는 전남 완도 지역에 적용하였다. 후박나무의 적지예측 분석 결과, 최적 생육 입지환경은 계곡부위의 경사도가 15~20°로, 토양습도가 적윤하며 토심이 50~70cm인 붕적토로 나타났다. 또한 암석노출이 30% 이상으로 바람의 영향을 거의 받지 않는 곳으로 나타났다. 적지예측 등급별 면적과 면적비는Ⅰ등급 1,347.4ha, 23.0%, Ⅱ등급 2,295.2ha, 39.2%, Ⅲ등급 1,350.9ha, 23.1%, Ⅳ등급 856.3ha, 14.6%로 분석되었으며, 등급별 면적비는 Ⅱ등급지가 39.2%로 가장 높게 나타났다.

PURPOSES: The objective of this paper is to select the confidential intervals by utilizing the second moment reliability index(Hasofer and Lind; 1974) related to the number of load applications to failure which explains the fatigue failure and rut depth that it indicates the permanent deformation. By using Finite Element Method (FEM) Program, we can easily confirm the rut depth and number of load repetitions without Pavement Design Procedures for generally designing pavement depths. METHODS : In this study, the predictive models for the rut depth and the number of load repetitions to fatigue failure were used for determining the second moment reliability index ( ). From the case study results using KICTPAVE, the results of the rut depth and the number of load repetitions to fatigue failure were deducted by calculating the empirical predictive equations. Also, the confidential intervals for rut depth and number of load repetitions were selected from the results of the predictive models. To determine the second moment reliability index, the spreadsheet method using Excel’s Solver was used. RESULTS : From the case studies about pavement conditions, the results of stress, displacement and strain were different with depth conditions of layers and layer properties. In the clay soil conditions, the values of strain and stresses in the directly loaded sections are relatively greater than other conditions. It indicates that the second moment reliability index is small and confidential intervals for rut depth and the number of load applications are narrow when we apply the clay soil conditions comparing to the applications of other soil conditions. CONCLUSIONS : According to the results of the second moment reliability index and the confidential intervals, the minimum and maximum values of reliability index indicate approximately 1.79 at Case 9 and 2.19 at Case 22. The broadest widths of confidential intervals for rut depth and the number of load repetitions are respectively occurred in Case 9 and Case 7.

환경보전계획가들은 멸종위기에 처한 동식물이나 이들의 생물서식지를 보호 및 관리하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있으며, 종분포 및 확산모형(Species distribution model & Landscape dynamic model)은 이러한 도구로 많이 이용되고 있다. 현재 서식지 보전 및 생물다양성 실행계획을 세우기 위해 최적의 종분포 및 확산모형을 찾기 위한 다양한 접근방법들이 시도되고 있으며, 최근에는 통계모형 에 기반한 종분포모형들과 프로세스기반의 동적모형들이 많이 개발되어 다양한 자료 형태 및 분류군에 따른 분포연구들이 활발히 진행되고 있다. 이러한 종분포 및 확산모형은 생물다양성 평가, 보호지역 지정, 서식지 관리 및 복원 등과 같은 자연 자원 관리 및 보전계획 등에 다양하게 이용되고 있으며, 특히 종이나 개체군, 종풍 부도에 대한 지리적 분포나 개체군의 속성을 파악하여 보호가 우선되어야 할 지역 이나 현재 또는 중장기적으로 위협이 될 만한 지역을 찾아내 보호지역을 설계하는 데 중요한 정보를 제공한다.

본 연구에서는 모델 기반의 온실 환경 제어에 활용될 수 있는 미기상 환경 예측 모형을 개발하고자 하였다. 전산유체역학 시뮬레이션을 활용하여 다양한 기상 조건과 온실의 환기 구조에 따른 온실 내부의 미기상 변화와 환기창에서의 환기량 변화를 모의하고, 다중회귀분석을 통해 수치 모형을 제시하였다. 비정상상태의 환기 작용을 모의한 결과, 환기창 개방 후 환기 효과가 완전히 나타나기까지는 3분 ~ 20분 정도의 시간이 소요될 수 있는 것으로 나타났다. 기존의 센서 실측에 기반을 둔 대부분의 환경 조절 제어 시스템의 경우에는 측정값에 따른 피드백에 의해 환경 제어가 동작하므로 온실 내부의 기온이 상승한 이후에 환경 제어를 시작하게 되지만, 모델 기반의 환경 조절 제어 시스템을 도입하면 이러한 3분~20분 정도의 시간을 사전에 고려하여 적정 환경을 제어할 수 있도록 미리 환기창의 조작이 이루어지게 된다. 작은 규모의 온실에서 는 이러한 영향이 미비할 수 있지만, 근래에 증가하고 있는 대규모 온실들에 대해서는 온실 내부 작물 재배 환경의 균일성과 적정성, 안정성을 확보하고 환경 조절의 경제성을 추구할 수 있는 모델 기반의 환경 조절 시스템이 필수적이다. 본 연구에서 제시된 수치 모형들은 외부의 기온과 풍속, 지면 온도, 일사량 등의 기상 환경과 온실의 천창 개폐율에 따라 유도되는 자연 환기의 성능을 온실 내 미기상 변화와 환기창을 통한 환기량 값으로 제시하고 있으며, 전산유체역학 시뮬레이션 결과와 비교하여 각각 58% ~ 92%, 76% ~ 93%의 예측력을 보였다. 미기상의 변화는 온실을 9개의 세부 영역으로 구분하여 각 영역 에서의 기온 하락 정도로 나타내며, 환기량은 지붕에 형성된 6개의 천창에서의 공기 유출입량을 각각 제시하여 준다. 환기 작용에 의한 미기상의 변화는 반드시 환기창에서의 환기량에 의해 예측되지는 않으므로 환기량과 환기의 효과를 구분하여 적용하는 것이 중요할 것이다. 이러한 수치 모형들은 모델 기반 환경 제어 시스템에서 가상의 환기창 동작에 따른 환기 성능을 예측하는데 활용될 수 있으며, 전산유체역학 시뮬레이션과 같은 매우 복잡한 예측 모델이 비해 상당히 간단한 형태로 이루어져 있어 빠른 계산 시간을 보장한다. 이는 실시간 제어의 관점에서는 복잡한 예측 모델들에 비해 실시간 예측 과 제어가 가능하다는 큰 장점을 가져다준다. 본 연구를 통해 개발되고 시도된 결과들은 모델 기반의 온실 복합 환경 제어 시스템을 위한 알고리즘을 개발하는데 활용될 것이다. 또한 이러한 활용은 농업에 IT 기술을 접목하여 농가의 노동력 부족을 극복하고 생산성 향상과 경쟁력 확보를 도모하는 농업 선진화에 기여할 것으로 기대된다.

Ethylene Tetrafluoroethylene (ETFE) has been widely used in long-span buildings because of its light weight and high transparency. This paper studies the short and long term creep behaviour of ETFE foil. A series of short-term creep and recovery tests were performed, in which the residual strain was observed. A long-term creep test of the ETFE foil was also performed over 110 days. A viscoelastic-plastic model was then established to describe the short-term creep and recovery behaviour. The model contains a traditional multi-Kelvin part and an added steady-flow component to represent the viscoelastic and viscoplastic behaviour, respectively. The model successfully fit the data for three stresses and six temperatures. Additionally, time-temperature equivalency was adopted to predict the long-term creep behaviour of ETFE foil. Horizontal shifting factors were determined from the process of shifting creep-curves at six temperatures. The long-term creep behaviours at three temperatures were predicted. Finally, the long-term creep test showed that the short-term creep test at identical temperatures insufficiently predicted additional creep behaviour, and the long-term test verified the horizontal shifting factors derived from the time-temperature equivalency.