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무인항공 사진촬영을 통한 비금속 노천광산 정밀 수치지형모델 구축
조성준,방은석,강일모,Cho, Seong-Jun,Bang, Eun-Seok,Kang, Il-Mo 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.3
전 세계적으로 이슈가 되고 있는 소형 무인항공기를 탑재체로 한 항공삼각측량 기술을 국내의 광산개발 현장에 적용하여 활용성을 검증하였다. 대상광산은 경상남도 경주시에 위치한 감포 46호 스멕타이트 광산으로 노천채광 광산이다. 멀티콥터인 DJI S1000에 Cannon Mark III 카메라를 탑재하여 $600m{\times}380m$ 영역을 중첩하며 448장의 사진을 촬영한 후, AgiSoft사의 photoscan 소프트웨어를 이용해 자료처리하여 정사영상과 정밀 수치지형모델을 제작하였다. 6개의 지상 기준점을 이용해 정밀도 10cm 이내의 항공 삼각측량 자료를 생산하였으며, 3D 지질모델링 소프트웨어로 수치지형모델과 정사 영상을 익스포트하여 3D 지질모델링을 위한 Topo surface를 제작하였다. 1시간 이내의 짧은 촬영시간으로 고정밀의 항공측량 자료 확보가 가능해 노천광산의 주기적인 촬영을 통한 채광량과 사면붕괴 모니터링이 적은 비용과 시간으로 가능함을 확인하였고, 항공삼각측량결과와 3D 지질모델링의 직접적인 연계 기술에 의해 노천광산 채광에 의한 지표면 변화를 즉각적으로 반영할 수 있어 생산관리의 효율성을 증대할 수 있으리라 여겨진다. We have verified applicability of UAV(Unmanned Aerial Vehicle) photogrammetry to a mining engineering. The test mine is a smectite mine located at Gyeongju city in Gyeongnam province, Koera. 448 photos over area of $600m{\times}380m$ were taken with overlapped manner using Cannon Mark VI equipped to multicopter DJI S1000, which were processed with AgiSoft Photoscan software to generate orthophoto and DEM model of the study area. photogrammetry data with 10 cm resolution were generated using 6 ground control positions, which were exported to the 3D geological modeling software to make a topographic surface object. Monitoring of amount of ore production and landsliding could be done with less than 1 hours photographing as well as low cost. A direct link between UAV photogrammetry and 3D geological modeling technology might increase productivity of a mine due to appling the topographical surface change immediately according to the mining operation.
조성준(Seong Jun Cho),이규창(Kyu Chang Lee),이주동(Ju Dong Lee),이영철(Young Cheol Lee) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.12
최근 북미지역의 적극적인 셰일가스 개발 정책으로 에너지시장을 비롯한 세계경제의 판도를 변화시키고 있다. 셰일가스란 지반 깊은 곳의 퇴적암층인 셰일층에 존재하는 천연가스로 화학적 조성은 기존의 천연가스와 동일하다. 과거에는 셰일가스 채굴에 필요한 드릴링 기술이 개발되지 않아 생산이 불가능하였지만, 2000년대에 들어 미국의 ‘Mitchell Energy & Development’ 등의 회사에서 수평시추법과 수압파쇄법 기술 개발로 셰일가스의 경제적 채굴이 가능하게 되었다. 현재까지 확인된 글로벌 셰일가스 매장량(187조 5,000억 m3)은 전 세계가 60년간 사용할 수 있는 규모이며, 탐사 및 채굴기술 등의 발달로 향 후 더욱 증가할 가능성이 높기 때문에 미래의 주요 에너지원으로서 관심이 고조되고 있는 상황이다. 따라서 본 논문에서는 셰일가스 채굴에 필요한 핵심 기술인 수압파쇄 원리 및 장비를 소개하고, 이를 국산화 개발하기 위한 전략을 제시하고자 한다.
조성준(Seong-Jun Cho),Yogita M. Shrike,권순진(Soon-Jin Kwon),최원길(Won-Kil Choi),홍성욱(Seong Uk Hong),전재덕(Jae-deok Jeon) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11
본 연구팀은 중공사 분리막(hollow fiber membrane)을 이용하여 발전소 냉각탑에서 배출되는 백연(white flume)을 저감하거나 클린룸에서의 습도를 저감하는 제습 연구를 진행하고 있다. 중공사 분리막 표면을 수분과 친한 친수성 물질로 코팅해주면 수분 기체가 분리막 표면에 흡착되고, 분리막 내외부의 농도차 및 압력차에 의해 수분이 분리막을 통과(확산)하여 최종적으로 수분이 분리막 내부 표면으로부터 탈착되는 과정을 거쳐 수분 분리가 일어난다. 수분 분리 성능을 향상시키기 위해서는 중공사 분리막의 표면을 친수성 물질로 코팅하는 과정이 필요하며, 분리막 표면에 고분자 물질로 코팅하는 박막복합(thin film composite, TFC) 분리막 및 나노입자까지 첨가하는 나노복합(thin film nanocomposite, TFN) 분리막 등의 기술이 연구되고 있다. 본 연구에서는 상온이 아닌 고온에서도 적용할 수 있는 중공사 복합분리막을 개발하고자 한다. 발전소의 백연은 냉각탑 및 스택에서 주로 발생한다. 하지만, 냉각탑 배기가스 온도는 30~40도로 비교적 낮은데 비해, 연돌 배기가스 온도는 85도 이상으로 높기 때문에 연돌에서 발생되는 백연을 저감하기 위해서는 고온용 수분 저감 중공사 복합분리막 개발이 필요하다. 고온용 복합분리막을 개발하기 위해서는 내열성 분리막 지지체 및 코팅물질이 필요하며, 본 연구에서는 다양한 고분자 중공사 분리막 지지체에 대해 열적 특성, 표면 특성, 접촉각, 표면 거칠기 등의 기초물성을 평가하여 고온에서 적합한 지지체 후보군을 선정한다. 또한, 지지체 표면에 고온용 친수성 물질로 코팅하여 TFC 분리막을 제조하고 이들에 대해 온도별 수분 투과도(water vapor permeance) 및 선택도(selectivity)를 측정하여 고온에서의 복합분리막 적용 가능성을 확인하고자 한다.
조성준(Seong-jun cho),서정일(Jung-il Shu),Aye Aye Maw,이재우(Jae-Woo Lee),김상호(Sangho Kim) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5
본 연구에서는 우주 발사체 시스템 설계를 위한 3차원 궤적 최적화를 수행하고 프레임워크를 개발하였다. 궤적 프로그램은 중량, 추진, 형상정보를 바탕으로 공력해석, 대기환경 해석, 받음각·옆미끄러짐각 설계, 운동방정식 등 각 모듈의 해석을 토대로 최적화를 진행하였다. 설계변수는 킥턴, 중력턴, 받음각, 옆미끄럼각 등을 고려하였다. 코드는 동력 비행구간과 자유 비행구간을 고려한 설계가 가능하며, 발사체 임무 비행 중 스티어링 손실, 압력 손실, 지구 자전에 의한 손실, 항력 손실, 페어링 분리에 의한 속도 이득 또한 계산 될 수 있도록 구성하였다. 최적화 문제 정식화는 목적함수로써 페이로드 최대화와 발사체 진입 종말속도 최대화로 두 가지 문제를 구성하였다. 코드는 포트란을 기반으로 구성하였으며, 최적화 기법은 SQP(Sequential Quadratic Programming)가 사용되었다. 프레임워크는 비주얼 베이직을 통해 사용자가 쉽고 빠르게 해석하고 결과를 볼 수 있도록 개발되었다. 코드 검증을 위해서 고도 700km, 탑재중량 1500Kg을 목표로 하는 한국형발사체(KSLV-II)를 토대로 값을 도출하였으며 성공적으로 임무를 수행함을 확인하였다.