원예시설용 망의 압력강하 특성에 대한 실험적 연구

염성현,강승희,Yum, Sung Hyun,Kang, Seung-Hee 한국농공학회 2013 한국농공학회논문집 Vol.55 No.6

This study was carried out to present the pressure drop for various wind speeds through nine types of screens used in horticultural facilities. The screens have been widely used to prevent harmful insects from being entered into agricultural facilities, to reduce strong wind and to shade a light as well. Whatever the usage of the screens was, it was necessary to have good knowledge of how much the screen caused a pressure drop for wind speeds when analyzing both the inner thermal-flow distribution in the facility and the effect of reducing wind speed by using CFD. Furthermore, as for wind screens, the pressure drop for wind speeds was needed as a design load in evaluating the structural stability of the structures supporting the screens. Therefore, the pressure drop through the screens for wind speeds of 5~30 $m{\cdot}s^{-1}$ at about 5 $m{\cdot}s^{-1}$ interval and inflow angles of $0{\sim}45^{\circ}$ at an interval of $15^{\circ}$ was respectively measured in a subsonic wind tunnel. The relation of the pressure drop for various screens was well fitted as a secondorder polynomial expression.

간이 느타리재배사의 구조 안전성 평가

염성현(Sung Hyun Yum),윤남규(Nam Kyu Yun),김철수(Chul Soo Kim) (사)한국생물환경조절학회 2008 시설원예‧식물공장 Vol.17 No.3

유한요소해석 코드인 ANSYS를 이용, 폭 5.6m 간이 느타리재배사를 3차원 강뼈대 구조물로 모델링하여 베드기둥 형태 및 파이프 규격에 따른 구조적 안전성을 분석하였으며 허용응력 설계법에 기초해 구조안전 여부를 판단하였다. 전산구조 해석 결과, 베드기둥에 따론 구조적 안전성은 안전적설심의 경우, 직립형 베드기둥 구조가 다른 베드기둥 형태보다 훨씬 높게 나타났으나 안전풍속 측면에서는 형태별 차이가 없는 것으로 나타났다. 서까래 규격과 베드기둥 설치 간격에 따른 구조적 안전성은 본 연구에서 고려한 파이프 규격범위에 있어서 안전풍속 측면의 경우, 베드기둥 설치간격보다 시설 외부적 요소인 서까래 간격에 더 영향을 받는 것으로 나타났으나 안전적설심 측면에서는 안전풍속과는 반대로 서까래 간격보다는 시설 내부적 구조물인 베드기둥 간격이 더 중요한 것으로 나타났다. 베드기둥의 좌굴에 대한 안전성은 해석의 모든 경우에서 안전한 것으로 나타났다. The structural stability of a simple-typed cultivation facility with a width of 5.6 m for growing Pleurotus ostreatus was analyzed by modeling the facility as three-dimensional steel frames. The computation was done by using the finite element analysis program, ANSYS and the criterion of determining structural stability was based on the allowable stress design (ASD). The computational results showed that the structure with a straight-typed bed column was more stable than those with other types of bed columns against snow depth but there was little difference against wind velocity. As results, the interval of rafter had a more influence on safety wind velocity than that of bed column, while the interval of bed column was more important to safety snow depth. Finally the bed column against buckling was stable in all cases considered in this paper.

간이버섯재배사의 구조안전성 평가

염성현(Sung Hyun Yum),윤남규(Nam Kyu Yun),김경원(Gyeong Won Kim),이성현(Sung Hyoun Lee),조용호(Yong Ho Cho) 한국생물환경조절학회 2008 한국생물환경조절학회 학술발표논문집 Vol.17 No.1

단동하우스에서의 보강지주 설치 효과

염성현(Sung Hyun Yum),김승희(Seoung Hee Kim),이상봉(Sang Bong Lee),김민영(Min Young Kim),김철수(Chul Soo Kim) (사)한국생물환경조절학회 2010 시설원예‧식물공장 Vol.19 No.2

2007년 4월 이전까지 10~15년 동안 규격시설로 운영되어 오던 농가지도형 단동하우스에서의 보강지주 설치효과를 분석하였다. 이전의 연구로 적설하중에 대한 수식 계산을 통해 보강지주 설치 단동하우스의 추가 적설심이 제시된 바 있으나 모델이 농가지도형 단동하우스 규격과 상이해 연구 결과를 농가지도형 단동하우스에 그대로 적용하기에 무리가 따랐다. 본 연구에서는 농가지도형 단동하우스를 3차원 강뼈대 구조물로 모델링 하여 보강지주 설치 효과를 분석하였으며 재하시험을 통해 해석결과를 검증하였다. 구조해석 결과, 단동 하우스에 보강지주 설치 시 안전적설심은 오히려 줄어드는 것으로 나타났는데 파이프 체결 부에서의 집중하 중으로 지붕도리에 큰 응력이 걸리기 때문으로 보강지주 설치 시에는 지붕도리의 규격도 함께 강화되어야 할 것으로 판단되었다. 지붕도리를 강화하고 보강지주를 3~4m 간격으로 설치할 경우, 안전적설심은 기본 모델에서 보다 2배 이상 높아지는 것으로 나타났다. 보강지주 규격별 농가지도형 단동하우스 5종의 안전적 설심을 제시하였다. This study was implemented to clarify the effect of a supplementary pole on the increment of safety snow-depth for the single-span plastic greenhouses which had been run as standardized facilities for 10 to 15 years till April, 2007. In the previous work, some of the basic ideas of the use of a temporary pole were discussed, but application was restricted to both 2-D and the cases which took rafter’s specifications into no consideration, and there was also much less experimental information available. So, by modeling the house as the 3-D frame structure, the present study attempted to provide a comprehensive review of the pole’s effect through structural analyses as well as measurements. Structural analyses abnormally revealed that the pole regardless of its interval had a negative effect on the structural stability. The results was certainly inconsistent with practical experience and hence implied a necessity of reinforcing the roof purlin. Accordingly, with the purlin being sufficiently reinforced, the plastic greenhouse with the pole’s interval of 3~4 m had two times safety snow-depth more than that of the plastic greenhouse without the pole. And the safety snow-depth of five types of the single-span plastic greenhouses according to the pole’s intervals was presented.

서까래 규격에 따른 단동하우스의 구조 안전성 특성

염성현(Sung Hyun Yum),이시영(Si Young Lee),윤남규(Nam Gyu Yun),김경원(Gyeong Won Kim),이성현(Sung Hyoun Lee) 한국생물환경조절학회 2007 한국생물환경조절학회 학술발표논문집 Vol.16 No.2

제3발표장 : 생물생산시설 및 환경공학 분야 ; 보온재 외피복 단동하우스의 구조안전성

염성현 ( Yum Sung Hyun ),김승희 ( Seoung Hee Kim ),김병갑 ( Byoung Gap Kim ),김진오 ( In Oh Kim ) 한국농업기계학회 2013 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.18 No.1

생물생산시설 및 환경공학 분야 : 간척지에서의 스파이럴 기초 설계에 관한 연구

염성현 ( Yum Sung Hyun ),김병갑 ( Byoung Gap Kim ),윤남규 ( Nam Gyu Yun ),김진오 ( Jin Oh Kim ),김유용 ( Yoo Yong Kim ),이원복 ( Won Bok Lee ) 한국농업기계학회 2014 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.19 No.1

제주지역 감귤재배용 단일피복 무가온하우스의 구조안전성 분석

염성현(Sung Hyun Yum),김학주(Hak Joo Kim),전희(Hee Chun),이시영(Si Young Lee),강윤임(Yun Im Kang),김영효(Young Hyo Kim),김용호(Yong Ho Kim) (사)한국생물환경조절학회 2005 생물환경조절학회지 Vol.14 No.3

길이 40m, 폭 5.5 m의 단일피복 구조의 8연동 무가온하우스 상단부에 설계적설심 19.1 ㎝의 눈이 쌓인다는 조건과 시설 측면으로 설계풍속 36.6 mㆍs?¹의 바람이 분다는 조건 그리고 참고자료로 활용하기 위해 적용한 최대적설심 37.8 ㎝의 눈이 쌓인다는 조건과 순간최대풍속 60.0mㆍs?¹의 강풍이 분다는 조건에서 유동 및 구조강도 해석을 수행하였다. 적설하중 조건에서는 설계적설심 19.1 ㎝와 최대적설심 37.8 ㎝에서 파이프에 걸리는 최대응력이 각각 53.8Nㆍ㎜?²과 107Nㆍ㎜?²으로 재료의 허용응력 보다 작은 것으로 나타나 안전한 것으로 분석되었으나, 설계풍속 36.6 mㆍs?¹와 순간최대풍속 60.0 mㆍs?¹의 풍하중 조건에서는 파이프에 걸리는 최대응력이 각각 250Nㆍ㎜?²과 672Nㆍ㎜?²으로 재료의 허용응력을 모두 초과하여 플라스틱하우스가 불안전한 것으로 분석되었다. This study was carried out to evaluate the structural stability in a non-heating greenhouse with a single cover for Citrus cultivation which was built up in Jeju on the basis of the drawing designed by Jejudo Agricultural Research & Extension Services and also to make use of the data for developing a standardized non-heating greenhouse in Jeju. The analysis of a structural stability was conducted by using CFX-5.7 and ANSYS under the design condition of a maximum accumulated snow-depth of 19.1 ㎝ as well as an instantaneous maximum wind velocity of 36.6 mㆍs?¹ which was set up on the basis of meteorological statistics in Jeju. As a result, the maximum von-Mises stress applied on pipes under the wind velocity of 36.6 mㆍs?¹ showed a value of 250 Nㆍ㎜?² which was greater than the allowable stress of the pipe with a value of 235.4 Nㆍ㎜?² (=2,400 ㎏ㆍ㎝?²) and also 53.8 Nㆍ㎜?² under the snow-depth of 19.1 ㎝, respectively. This result suggested that the greenhouse be unstable under the design condition of an instantaneous wind velocity of 36.6 mㆍs?¹ so that it was necessary for the greenhouse to be reinforced to secure the structural stability.

느타리재배사 정역 제어 대류팬이 공기 균일도에 미치는 영향

염성현,김시환,Yum, Sung Hyun,Kim, Si Hwan 한국생물환경조절학회 2021 생물환경조절학회지 Vol.30 No.4

느타리버섯은 재배사 내부환경에 크게 영향을 받으며 강제 공기순환팬에 의해 공기를 교반하여 내부환경의 균일도를 향상시키고 있다. 본 연구는 느타리버섯 일부 시범 농가에서의 대류팬 작동방법 등 이용 실태를 조사하고, FCU를 가동하지 않은 버섯의 수확이 끝날 무렵이고 폐상 직전인 7.1-10까지 10일 간 느타리 균상재배사에 상향과 하향 등 양방향으로 번갈아 바람을 토출하는 정역 제어 대류팬과 단일 방향인 상향으로만 바람을 토출하는 관행 방식의 유동팬을 설치하여 재배사 내부환경의 균일도를 평가하고자 수행하였다. 조사 농가의 대류팬 작동방법(작동시간과 멈춤시간의 조합 방법)은 대부분 5-15분 작동 후 5-30분 멈춤을 반복적으로 적용하고 있는 것으로 조사되었으며 냉방장치를 가동하지 않은 폐상 무렵의 느타리 균상재배사에 정역 제어 대류팬을 설치하여 내부 환경 균일도를 평가한 결과, 최대 기온 편차는 1.4-1.8℃, 최대 상대습도 편차는 7.8-8.7%로 나타나 최대 기온 편차 3.2-3.7℃, 최대 상대습도 편차 14.0-15.4%를 보인 관행 방식의 유동팬에 비해 내부환경 균일도가 향상된 것으로 나타났다. 20가지의 정역 제어 대류팬 작동방법 중에서는 10-15분간 상향으로 바람을 토출한 후 5-10분 간 멈추고 바람의 방향을 바꾸어 하향으로 10-15분 간 바람을 토출하는 경우가 가장 적은 기온 편차(1.4-1.5℃)를 보였으나 센서의 오차범위 수준에 있어 설정별 차이를 보인다고는 판단할 수 없었다. 향후 버섯의 호흡이 온전히 고려되고 냉방장치가 가동되는 실제 재배기간 중 정역 제어 대류팬이 공기 균일도와 느타리버섯 품질에 미치는 영향을 평가할 필요가 있을 것으로 판단되었으며 재배사 내 공기교반 정도를 확인하기 위한 유동 가시화 연구가 필요할 것으로 판단되었다. It has been known that oyster mushrooms cultivated in facilities with thermal insulation have been strongly affected by inner environments. Forced air-circulation fans exert much direct influence on disturbing air inside the facility so the matter is of particular interest. This study is carried out to investigate the measured levels of air uniformity in a cultivation facility for oyster mushroom in the various cases that reversibly controlled air-circulation fans which drove the flow in the upward and reverse direction by turn and unidirectional fans by which the wind blew upwards only were operated from July 1 to 10. The actual survey for the selection of ongoing operation cases presented that farmers, even though there were some discrepancies, have made use of fans in a way that it paused for 5-30min after running for 5-15min by turn. The level of air uniformity in the case of adopting reversible fans revealed a slight difference of 1.4-1.8℃ (Temp.) and 7.8-8.7% (R.H.) under the condition of not using a cooler during the investigation period. By contrast, unidirectional fans showed a noticeable difference of 3.2-3.7℃ and 14.0-15.4%, which meant that air uniformity driven by reversible fans much more increased compared to that for unidirectional fans. Among the twenty operational applications considered for reversible fans, the circumstance that the wind blew upwards for 10-15min and ceased for 5-10min and blew again in the reverse direction for 10-15min in succession gave minor improvements at the level of air uniformity, but at present there was somewhat difficult to make decision on which cases were optimally best. It seems necessary that the effects of reversible fans on air uniformity as well as qualities of oyster mushrooms have to be appraised in the cultivation period and the flow visualization needs to be done to ascertain the performance of air mixture.

논문 : 생물생산시설 및 환경공학 ; 풍동시험과 CFD를 통한 방풍망의 풍속저감 효과

염성현 ( Sung Hyun Yum ),강승희 ( Seung Hee Kang ),김승희 ( Seoung Hee Kim ),이상봉 ( Sang Bong Lee ),김민영 ( Min Young Kim ) 한국농업기계학회 2011 바이오시스템공학 Vol.36 No.5

This study was carried out to analyze the installation effect of an anti-wind net on reducing wind velocity which was used to protect orchards as well as single-span plastichouses. The pressure drop through three types of anti-wind net was measured in a subsonic wind tunnel. The wind reduction through the anti-wind facility for several sets in respect to three types of the net and heights of the facility ranging from 3 to 11 m was analyzed by using computational fluid dynamics (CFD). The measured data showed that the pressure drop increased as an equation of the second degree of the inlet wind velocity. Numerical computations exhibited that the effect of wind reduction definitely augmented as the net size became smaller and increased with the height of the facility being heightened to some extent. For the typical and widely used anti-wind facility with a height of 5 m and a net size of 4mm, the amount of wind reduction came up to 5.1 m/s for the inlet wind velocity of 20 m/s, and also 7.6 and 10.1 m/s for the inlet wind velocities of 30 and 40 m/s, respectively. In case for the orchard`s longitudinal length to be within about 200 m, the appropriately effective height of the facility was predicted to be 5 m. Finally, the negative total pressure on the top face of the single-span plastichouse certainly reduced for all the cases with the anti-wind facility being installed. In particular, the reduction of the negative total pressure was more considerable as the inlet wind velocity increased.