Numerous factors contribute to the deterioration of reinforced concrete structures. Elevated temperatures significantly alter the composition of the concrete ingredients, consequently diminishing the concrete's strength properties. With the escalation of global CO2 levels, the carbonation of concrete structures has emerged as a critical challenge, substantially affecting concrete durability research. Assessing and predicting concrete degradation due to thermal effects and carbonation are crucial yet intricate tasks. To address this, multiple prediction models for concrete carbonation and compressive strength under thermal impact have been developed. This study employs seven machine learning algorithms—specifically, multiple linear regression, decision trees, random forest, support vector machines, k-nearest neighbors, artificial neural networks, and extreme gradient boosting algorithms—to formulate predictive models for concrete carbonation and thermal impact. Two distinct datasets, derived from reported experimental studies, were utilized for training these predictive models. Performance evaluation relied on metrics like root mean square error, mean square error, mean absolute error, and coefficient of determination. The optimization of hyperparameters was achieved through k-fold cross-validation and grid search techniques. The analytical outcomes demonstrate that neural networks and extreme gradient boosting algorithms outshine the remaining five machine learning approaches, showcasing outstanding predictive performance for concrete carbonation and thermal effect modeling.

Given the domestic situation, all nuclear power plants are located at the seaside, where interim storage sites are also likely to be located and maritime transportation is considered inevitable. Currently, Korea does not have an independently developed maritime transportation risk assessment code, and no research has been conducted to evaluate the release rate of radioactive waste from a submerged transportation cask in the sea. Therefore, secure technology is necessary to assess the impact of immersion accidents and establish a regulatory framework to assess, mitigate, and prevent maritime transportation accidents causing serious radiological consequences. The flow rate through a gap in a containment boundary should be calculated to determine the accurate release rate of radionuclides. The fluid flow through the micro-scale gap can be evaluated by combining the flow inside and outside the transportation cask. In this study, detailed computational fluid dynamic and simplified models are constructed to evaluate the internal flow in a transportation cask and to capture the flow and heat transfer around the transportation cask in the sea, respectively. In the future, fluid flow through the gap will be evaluated by coupling the models developed in this study.

As the saturation rate of temporary storage facilities for spent nuclear fuel increases, regulatory demands such as interim storage and permanent disposal of spent nuclear fuel are expected to begin in earnest. Considering the domestic situation where all nuclear power plants are located on the waterfront site, the interim storage site is also likely to be located on the waterfront site, and maritime transportation is one of the essential management stages. Currently, there are no independently developed maritime transportation risk assessment code in Korea, and no research has been conducted to evaluate the release of radioactive waste due to the sinking of transport container. Therefore, it is necessary to secure technology to properly reflect the domestic maritime transportation environment and to assess the impact of the sinking accident and to carry out safety regulations. To accurately calculate the releaser rate of radionuclides contained in a cask with breached containment boundary, the flow rate through the gap generated in the containment boundary should be calculated. The fluid flow through this gap which is probably in micro scale in most situations should be evaluated combining the fluid flow inside and outside the cask. In this study, a detailed computational fluid dynamics model to evaluate the internal fluid flow in the cask and a simplified model to capture the fluid flow and the heat transfer around the cask in the sea are constructed. The results for the large scale model are compared with the analytic formula for verification of heat transfer coefficient and they showed good agreements. The heat transfer coefficient thus found can be used in the detailed model to provide more realistic data than those obtained from assumed heat transfer coefficient around the surface of the cask. In the future, fluid flow through the gap between the lid and the body of the cask will be evaluated coupling the models developed in this work.

The fabrication of waste forms with high thermal and structural stability is an essential technology for the safe management and disposal of radioactive wastes. In particular, the thermal characteristics of waste forms containing high heat-generating nuclides such as Cs and Sr can be used for the optimized design of the waste form to secure its thermal safety, and they also provide basic design data for the safe management of canisters, storage systems, and repositories. The Korea Atomic Energy Research Institute is actively developing processes and equipment for fabricating various types of high-level wastes into a stable glass or ceramic waste form. In previous research related to the thermal analysis of the waste form, a relatively simple analysis was performed by using the analytic solution of the one-dimensional steady-state heat conduction equation considering the decay heat properties of the waste. As a specific application study, the optimized diameter of the cylindrical glass waste form was proposed by evaluating the centerline temperature of the waste form. In this study, we extended previous research by introducing a more complicated model, and the main results are summarized as follows. First, an analytical solution was derived by applying the temperaturedependent thermal conductivity expressed in the general form of polynomial function to the onedimensional heat conduction problem previously studied. Second, the two-dimensional axisymmetric steady-state heat conduction problem with a more realistic cylinder model with finite length was modeled and solved by using the finite element method via Matlab’s PDE (partial differential equation) toolbox. Third, thermal analysis was performed on the SrTiO3 waste form, selected as a stable form of strontium nuclide, using the developed analytical and numerical methods. The differences in the temperature distribution and computation time were evaluated through a comparative study of both solutions. Although the problem considered in this study could easily be solved by using commercial CFD software such as ANSYS or SolidWorks, a code-based program was developed to facilitate parametric design study in conjunction with optimization algorithms. The analysis results could be used to evaluate the thermal stability of waste form and to optimize the shape and size of the waste form in consideration of the design constraints of storage systems or repositories.

이 연구의 목적은 강남 선정릉지역에서 전산유체역학모델(CFD)을 사용하여 도시지역의 흐름 및 열 환경 모의를 검증하는 것이고, CFD 모델의 모의결과와 선정릉 지역의 관측 자료와 비교하는 것이다. CFD 모델은 국립기상과학원과 서울대가 공동으로 연구 개발된 모델이다. CFD_NIMR_SNU 모델은 기상청 현업 모델인 국지예보모델(LDAPS)의 바람성분과 온도성분을 초기 및 경계조건으로 적용되었고 수목효과와 지표 온도를 고려하여 2015년 8월 4일에서 6일까지 강남 선정릉 지역을 대상으로 수치실험을 진행하였다. 선정릉지역에서 수목효과 적용 전후의 풍속을 비교하였을 때 평균 제곱근 오차(RMSE)는 각각 1.06, 0.62 m s−1로 나타났고 수목효과 적용으로 풍속 모의정확도가 향상되었다. 기온은 LDAPS 과소 모의하는 경향을 나타내고 CFD_NIMR_SNU 모델에 의해 향상된 것을 확인하였다. CFD_NIMR_SNU 모델을 이용하여 복잡한 도시지역의 흐름과 열 환경을 자세하고 정밀한 분석이 가능하며, 도시 환경 및 계획에 대한 정보를 제공 할 수 있을 것이다.

구조모델의 하나인 Maxwell-Eucken(ME) 모델을 이용하여 불포화 다공성 매질의 유효열전도도를 예측할 수 있는 새로운 모델을 제시하였다. 제시된 모델은 기질, 물 그리고 공기가 각각 연속상으로 존재하는 경우에 해당하는 3개 ME모델의 선형조합으로 표현되며, 매질 내에서 각 성분의 상대적 연속성 정도를 나타내는 '연속성계수'의 개념을 도입하여 선형방정식의 계수로 이용하였다. 기질의 연속성계수는 공극률과 선형의 관계를, 물과 공기의 연속성계수는 포화도와 선형 또는 비선형의 관계를 갖는 것으로 가정하였다. 공극구조가 알려진 3개 시료에 대한 열전달 모사 결과와 3개 시료의 열전도도 실험 결과를 이용하여 제시된 모델의 신뢰성을 평가하였다. 6개 시료에 대한 모델 예측값의 결정계수(R2)는 선형모델의 경우 0.86-0.98, 비선형모델의 경우 0.88-0.99로 나타나 모델의 예측 신뢰도가 매우 높은 것으로 분석되었다. 또한, 6개 시료에 대한 분석 결과를 이용하여 기질의 연속성계수와 공극률과의 관계식을 제시하였다. 따라서 본 예측모델은 기질의 열전도도, 공극률 및 포화도로부터 불포화 다공성 매질의 유효열전도도를 계산하는 데 이용될 수 있다.

고준위폐기물처분장의 설계 및 장기 성능평가를 위한 입력 자료를 확보하기 위해, 한국원자력연구원 지하처분연구시설 부지에서 실시된 경사시추에서 얻은 암석 코어를 이용하여 화강암의 열전도도를 측정하였다. 열전도도에 미치는 함수비의 영향을 조사하기 위해 여러 가지 함수비에서 화강암의 열전도도를 측정하였다. 화강암의 광물 조성, 결정구조 및 이방성의 영향을 고려하지 않고, 비교적 측정이 용이한 유효공극률과 함수비를 이용하여 화강암의 열전도도를 예측할 수 있는 간단한 실험적 관계식이 제안되었다. 이 관계식은 지하처분연구시설 부지에서 채취한 유효공극률 2.7% 이하인 화강암의 열전도도를 10% 오차 이내로 예측할 수 있다

Anti-inflammatory effects of ethanolic extract of Angelica gigas (EAG 50, 150, and 500 mg/kg) were investigated in thermal burn-paw edema model. Immersion of rat hind legs into 48.5℃ water for 50 scincreased the leg volume by 0.46-0.55 ml. EAG attenuated not only the paw volume in a dose-dependent manner, but also blood lymphocyte counts and interleukin-6 level increased by burns, without influence on the level of tumor-necrosis factor-α. Moreover, EAG reduced alkaline phosphatase level, a parameter of hepatic injury, which was increased by thermal burns. The results indicate that EAG attenuates inflammatory aymptoms induced by thermal burn and EAG or its conmarin derivatives could be a promising anti-inflammatory drug candidate in inflammation diseases.

With the aim to investigate the statistical properties and the connection between thermal and non-thermal properties of the ICM in galaxy clusters, we have developed a statistical magneto-turbulent model which describes, at the same time, the evolution of the thermal and non-thermal emission from galaxy clusters. In particular, starting from the cosmological evolution of clusters, we follow cluster. mergers, calculate the spectrum of the magnetosonic waves generated in the ICM during these mergers, the evolution of relativistic electrons and the resulting synchrotron and Inverse Compton spectra. We show that the broad band (radio and hard x-ray) non-thermal spectral properties of galaxy clusters can be well accounted for by our model for viable values of the parameters (here we adopt a EdS cosmology).

본 연구에서 수행한 Model 시뮬레이션에 의한 열환경 분석 기법은 지역별로 다양한 기상여건 하에서 대상온실의 난방 및 냉방부하를 보다 합리적으로 예측할 수 있을 뿐만 아니라 냉방이나 난방용 시스템의 결정을 비롯한 난방대책을 수립하고, 에너지 이용 전략의 수립이나 계절적인 작부계획 수립, 온실산업용 적지선정 등에 유익하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 온실의 적극적인 환경조절 유형을 난방과 냉방의 두 가지로 대별하고, 난방 소요열량 산정을 비롯하여 야간의 보온 커튼효과, Heating Degree-Hour 산정 등 난방과 관련된 시뮬레이션은 동적 모형을 이용하여 시간별, 일별 및 월별로 검토하였으며, 환기를 비롯한 차광, 증발냉각시스템의 효과 분석은 정적모형을 이용하여 검토하였다. 특히 하절기 지하수와 같은 저온수를 직접 이용하거나 Heat Pump를 통하여 확보될 수 있는 저온수를 이용하여 온실의 피복면에 살수함으로서 확보할 수 있는 온실냉방효과를 검토하는 데는 1.2m×2.4m 크기의 모형온실을 제작하여 기초실험을 수행함으로서 동절기의 수막시스템의 보온효과와 마찬가지로 하절기 냉방 효과를 거둘 수 있다는 가능성을 확인하였다. 본 연구에 활용된 온실의 수치 환경모형 중 난방관련 시뮬레이션용 동적 수치모형은 소기의 목적을 달성하는데 충분히 응용될 수 있는 이론모형이다. 이 이론모형이 범용성이 높은 것은 온실 내ㆍ외의 미기상 변화, 특히 난방이나 냉방이 본격적으로 요구되는 기간동안에 온도, 습도, 일사, 풍속 등의 미기상 인자들을 면밀하게 관찰하여 실측된 자료를 바탕으로 개발되었고, 다양한 자료에 의해 충분히 검정되었기 때문이다. 본 연구에서는 경남 진주지역의 어느 특정 기간(1987년)의 시간별 기상자료를 중심으로 온실의 열적 환경변화에 대한 수치모형 시뮬레이션을 실시하였으며, 아직 수치모형에 의한 시뮬레이션이 불가능한 일부 냉방효과를 검토하는 데는 모형 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주간과 야간의 설정온도를 달리하고 다단계 변온조절방식으로 시뮬레이션을 행한 결과 난방 소요열량은 난방 설정온도에 따라 현저한 차이를 보였다. 특히 주간 설정온도에 비하여 야간 설정온도가 난방 소요열량에 예민하게 영향을 미치므로 야간의 설정온도 결정에 신중을 기해야 할 것으로 판단된다. 2. 기존의 Heating Degree-Hour 자료는 평균 외기온을 중심으로 임의의 설정온도에 대하여 산정된 값이므로 난방 소요열량에 대한 상대적인 비교수단은 되나 고려되는 기상인자의 제한과 설정온도의 임의성 때문에 실용성이 부족하다. 따라서 본 연구에서 제시된 것처럼 온실 주변의 제반 미기상 인자나 경계조건이 반영됨은 물론 작물의 생육상태 및 구체적인 설정온도까지도 고려하는 동적 수치모형으로 시시각각으로 예측된 실내기온을 중심으로 재배기간 동안의 난방열량을 적산함이 합리적이라 판단된다. 기존의 MDH 자료로 난방 설계를 할 경우에는 지나치게 과잉설계 될 가능성이 있다. 3. 산정된 난방 소요열량은 물론 커튼의 보온성능도 월별 기상여건에 따라 현저한 차이를 보이며, 시뮬레이션에 이용된 커튼의 경우 높은 보온효과를 보임으로서 년 평균 50% 이상의 난방 에너지를 절감할 수 있으며, 동절기 3-4개월의 집중 난방기에 에너지가 크게 절감됨을 발견할 수 있다. 4. 고온기 환기성능은 온실의 구조, 기상조건, 작물의 생육상태 등에 따라 다소의 차이가 있으나 환기율에 의해 크게 좌우되며, 시뮬레이션에 이용된 두 가지 농가보급형 온실 모두 환기율의 증가에 따른 실내기온의 강하 효과가 환기율이 1회/min 정도를 넘어서면서 급격히 둔화되는 현상을 보인다. 이는 기존에 권장되고 있는 적정 환기율인 1회/min 전후의 환기 시스템을 갖추는 것이 합리적임을 확인해 준다. 5. 작물이 성숙된 유리온실에서 외기의 상대습도가 50%인 쾌청한 주간동안 연속적으로 1회/min로 환기를 시킬 경우 실내기온 36.5℃의 대조구에 비한 온도강하는 50% 차광만 했을 시 2.6℃이고 효율 80%의 Pad ＆ Fan 시스템만 작동시 6.1℃ 정도이며, 차광과 냉각시스템을 동시에 작동시는 약 8.6℃로서 외기온보다 3.3℃가 낮은 28℃까지 실내온도를 낮출 수 있으나, 동일 조건하에서 외기의 상대습도가 80%로 높은 경우에는 Pad ＆ Fan시스템에 의한 온도강하가 2.4℃에 불과하여 50% 차광하에서도 외기온 이하로 실내온도를 낮출 수 없음을 알 수 있다. 6. 하절기 3개월(6/1-8/31)동안 Pad ＆ Fan 시스템의 냉방효과(δT)는 설정된 작동 온도에 따라 다소 차이를 보일 것으로 예상되나 본 시뮬？.

With global warming and the rapid increase in urbanization accompanied by a concentration of population, the urban heat island effects (UHI) have become an important environmental issue. In this study, rooftop greening and permeable asphalt pavement were selected as measures to reduce urban heat island and applied to a simple virtual urban environment to simulate temperature change using ENVI-met. A total of five measures were tested by dividing the partial and whole area application of each measure. The results showed that the temperature range of the base experiment is 33.11-37.11 ℃, with the UTCI comfort level described as strong heat and very strong heat stress. A case applied permeable asphalt has a greater temperature difference than a rooftop greening case, the larger the area where each condition was applied, the greater the temperature change was.

The growth and extent of the local pressure field at any point is of primary importance as it supplies the driving force for the local wind circulation which causes a medium-range transport of air pollutants. The local pressure field is produced by the variation of temperature in the lower layers of the atmosphere, and is called the thermal wave. The thermal wave is influenced by the difference in the diurnal variations between two regions with different surface condition, for example land and sea. This difference produces the land- and sea-breeze phenomenon, and brings corresponding variations in the form of the thermal wave. Daytime temperature over the inland area (Daegu) was higher than that of the coastal area (Busan). The temperature difference reached about 5～6℃ in the late afternoon(30-31 May 1999). The low pressure system of Daegu was most fully developed at the time. In this study, we investigated the possibility of thermal low onset around Daegu in summer with an analytical model. The topography effect was neglected in the model. We could predict a thermal low-pressure of about 3.4hPa at Daegu with wide flat land surface, when the inland area is about 6K warmer than the coastal area temperature. The pressure decrease is somewhat less than the observed value(4～5hPa).