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- 저자 : 키뷔카안토니킨투 ( Anthony Kintu Kibwika ) (검색결과 3 건)
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새만금 간척지 토마토 재배용 온실단지의 환기 및 미기상 환경에 관한 CFD 연구
키뷔카안토니킨투 ( Kibwika Anthony Kintu ),서일환 ( Il-hwan Seo ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
Korean government recently declared a development plan to establish large-scale greenhouse-complexes on reclaimed lands. However, previous Computational Fluid Dynamics (CFD) studies on greenhouses built on reclaimed lands have only considered single small-scale greenhouses. The purpose of this study therefore was to develop a CFD model to visualize and predict natural ventilation and spatial distribution of micro-environment considering multiple large-scale Venlo tomato greenhouses within complex setup, for winter and summer seasons. Due to absence of field data for model validation for such large structures, the first part of the study focused on the proper model design and numerical parameters optimization to achieve acceptable accuracy of the model results. Grid independence test (GIT) and Y+ approaches were used in 2D simulation study of the model together with appropriate Atmospheric Boundary Layer (ABL) design. GIT was used to find optimal grid size for the model by considering grid sizes of 0.2m, 0.3m,0.4m,0.5m,0.6m,0.8m,1m,2m and 3m. Y+ approach was used to determine the most appropriate wall cell conditions considering the k- epsilon RNG turbulence model and enhanced wall functions. As a result of the first part of the study, it was found that a grid 0.8m within the greenhouse domain was most appropriate for the study. On the other hand, a first layer height of 0.04m on the walls was found appropriate to have and accurate wall boundary layer solution for the model. The results were used in the second part of the study to design the overall complex 3D model consisting of 16 greenhouses each of 2ha for ventilation and micro-environment distribution analysis using tracer gas decay method.
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키뷔카안토니킨투 ( Anthony Kintu Kibwika ),서일환 ( Il-hwan Seo ),이성원 ( Seong-won Lee ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
To address the impact of climate change and soaring food insecurity, FAO predicts that food production has to be increased by 60% by 2050. In korea, adaption of large scale high-tech greenhouses on reclaimed lands has been a potential strategy. The reclaimed land has wind environmental characteristics with frequent higher wind speeds than inland areas. Prior to establishing the greenhouse complex on the reclaimed lands, it is important to predict issues that may arise inside the large-scale greenhouse as a result of the external environmental factors. To evaluate aerodynamic characteristics in greenhouses, natural ventilation and flow pattern analyzes have been widely used. These analyzes do not take into account the impact of micro-climate effect to crop growth. The purpose of this study was to perform aerodynamic analysis for greenhouse complex with multiple greenhouses using CFD. The study also aimed at making ACDI (Aerodynamic crop damage index) to analyze the model considering aerodynamic impact to crop growth according to direction and frequency of the external wind. It was found that the ventilation of all greenhouses was below the minimum ventilation requirement for tomato crops when the wind direction was 0° and 90°. 75% of the greenhouses satisfied the requirement when the wind direction was 45°. ACDI showed up to a 2.2-fold difference among greenhouse locations, and up to a 15-fold difference in among different wind directions. It was proposed that the greenhouses should be oriented 45° to the external wind direction. Installation and control of an internal auxiliary ventilation system is required to improve internal ventilation performance in the greenhouse complex on the reclaimed land.
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전국단위 권역별 농업지역 대기질 모니터링 및 특성 분석
오병욱 ( Byung-wook Oh ),서일환 ( Il-hwan Seo ),키뷔카안토니킨투 ( Anthony Kintu Kibwika ),김진호 ( Jin-ho Kim ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
온실가스와 탄소배출 저감 및 미세먼지 등 농업에서 대기질에 대한 관심은 증대되고 있으며, 특히 암모니아는 국내 배출량의 약 79% 정도가 농업부문에서 발생되고 있다. 특히 농업은 타 산업과는 다르게 비료시비 등 특정시기에 암모니아 농도가 증가하거나, 경운, 수확 시 미세먼지의 농도가 증가하는 등 시·공간적인 배출특성의 연중 변동이 심하기 때문에 장기적인 연속모니터링이 필요하다. 2021년 기준 전국에 약 600여 개의 대기오염측정망이 운영되고 있으나 농업지역의 대기질을 대상으로 하는 측정망은 매우 드물다. 또한 기존에 운영되고 있는 측정망 조사항목에 암모니아는 포함되어있지 않다. 따라서 광범위한 농업지역에서 발생하는 대기오염물질의 발생량을 모니터링하고 정량적인 데이터를 확보하기 위해서 농업지역 대기질 모니터링 측정망 구축이 필요하다. 본 연구에서는 우리나라 농업권역을 경기·강원권, 충청권, 호남권, 영남권으로 분류하여 4개의 논지역과 4개의 밭지역을 선정하여 농업지역 대기질 측정망을 구축하였다. 농업지역의 대표성을 확보하기 위해 논지역과 밭지역을 분류할 수 있는 대상지역 선정기준을 마련하고 작물 균일성, 영향건물, 설치용이성 등 세부 측정지점을 선정할 수 있는 기준들을 마련하여 선정하였다. 측정 항목은 PM-10, PM-2.5, NOx, SOx, NH3이며 측정장비는 환경부 인증 장비를 설치하였다. 또한 데이터 품질향상 및 신뢰도 확보를 위해 정기적인 검·보정과 영상데이터 확보 등 시·공간적인 데이터를 확보하였다. 측정은 실시간으로 수행되었으며, 측정간격은 1시간, 5분으로 수행하였다. 측정된 데이터를 바탕으로 농업지역의 대기질 특성을 분석하고, 권역별, 영농형태 및 영농활동별, 도시지역 대기질과 비교분석을 수행하였다. 본 연구의 결과를 통해 농업지역 대기질을 평가할 수 있는 정량적 데이터를 확보하고, 미세먼지 및 암모니아 발생특성을 구명하고자 한다.
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