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기계학습 기반 모델을 활용한 시화호의 수질평가지수 등급 예측
김수빈,이재성,김경태,KIM, SOO BIN,LEE, JAE SEONG,KIM, KYUNG TAE 한국해양학회 2022 바다 Vol.27 No.2
해양환경을 정량적으로 평가하기 위해 수질평가지수(water quality index, WQI)가 사용되고 있다. 우리나라는 해양수산부고시 해양환경기준에 따라 WQI를 5개 등급으로 구분하여 수질을 평가한다. 하지만, 방대한 수질 조사 자료에 대한 WQI 계산은 복잡하고 많은 시간이 요구된다. 이 연구는 기존의 조사된 수질 자료를 활용하여 WQI 등급을 예측할 수 있는 기계학습(machine learning, ML) 기반의 모델을 제안하고자 한다. 특별관리해역인 시화호를 모델링 지역으로 선정하였다. AdaBoost와 TPOT 알고리즘을 모델 훈련을 위해 사용하였으며, 분류 모델 평가 지표(정확도, 정밀도, F1, Log loss)로 모델 성능을 평가하였다. 훈련하기 전, 각 알고리즘 모델의 최적 입력자료 조합을 탐색하기 위해 변수 중요도와 민감도 분석을 수행하였다. 그 결과 저층 용존산소(dissolved oxygen, DO)는 모델의 성능에서 가장 중요한 인자였다. 반면, 표층 용존무기질소(dissolved inorganic nitrogen, DIN)와 표층 용존무기인(dissolved inorganic phosphorus, DIP)은 상대적으로 영향이 적었다. 한편, 최적 모델의 시공간적 민감도와 WQI 등급 별 민감도를 비교한 결과 각 조사 정점 및 시기, 등급 별 모델의 예측 성능이 상이하였다. 결론적으로 TPOT 알고리즘이 모든 입력자료 조합에서 성능이 더 우수하여 충분한 자료로 훈련된 최적 모델은 새로운 수질 조사 자료의 WQI 등급을 정확하게 분류할 수 있을 거라 판단된다.
메탄올을 작동유체로 사용한 저온용 가변열전도도 히트파이프의 열적 특성
김수빈(Soo Bin Kim),장석필(Seok Pil Jang) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.12
This paper investigates the thermal characteristics of a low-temperature variable conductance heat pipe (VCHP) using methanol as the working fluid. For the purpose, the maximum heat transfer performance of a VCHP is theoretically obtained under the capillary limit. Also, the active condenser length of VCHP is theoretically calculated using both thermal resistance model and flat front theory. Based on the theoretical results, a VCHP is fabricated and experimentally tested in a deep-space simulator. The experimental results show that the maximum heat transfer performance of VCHP is 102.4W at the condenser temperature of 0℃. Moreover, the evaporator temperature is constantly maintained regardless of the temperature swing at the condenser section from 100K to 390K.