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- 저자 : 권경석 ( Kyeongseok Kwon ) (검색결과 5 건)
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CFD 기술을 활용한 2-D 구조에서의 환기 효율 분석 방법 개발
권경석 ( Kyeongseok Kwon ),이인복 ( Inbok Lee ),한화택 ( Hwataek Han ),신철용 ( Chulyong Shin ),홍세운 ( Sewoon Hong ),황현섭 ( Hyunseob Hwang ),서일환 ( Ilhwan Seo ),( J. P. Bitog ),유재인 ( Jaein Yoo ),김용희 ( Yonghee Kim ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-
In researches related to ventilation of agricultural facilities, it is very important to conduct quantitative analysis with visualization of the aero-fluid patterns to evaluate its ventilation system. Recent ventilation researches have been using a new concept to quantitatively study the ventilation effectiveness; where the duration for air to remain inside the structure is considered. The "age of air" concept which is used to study ventilation efficiency was established by Sandberg (1981, 1983, and 1992). According to Sandberg, ventilation efficiency is higher if the time of fresh air to reach the spaces of the ventilated room delivers a shorter LMA and LMR values. The LMA and LMR parameters are used to evaluate the fresh air distribution and the ventilation system’s potential in exhausting contaminants inside the structure. As a basic approach to the quantitative study of the total or local ventilation efficiency in agricultural facilities, a 2-dimensional chamber structure was designed for casual analysis, making the inlet steadily fixed and the outlet being varied according to the investigated case. The total and local ventilation rates and its characteristic were analyzed based on the LMA and LMR theory. Computational fluid dynamics (CFD) technology which is a powerful tool in studying aero-dynamics especially on the ventilation mechanism and material transfers was employed in this study. The User define function (UDF) of CFD was used to compute the LMA and LMR values in every time step using the C language. A tracer gas approach following the pulse method was also used. The methodology as well as the results in this study was verified with the ventilation theory of Han et al. (1992, 1999). Theventilation efficiency and the ventilation characteristics were thoroughly investigated.
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공기연령 개념 및 CFD 기법을 이용한 환기 효율 분석
권경석 ( Kyeongseok Kwon ),이인복 ( Inbok Lee ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
농업시설 내부의 온도, 습도, 미세분진, 가스, 악취 등의 거동은 환기 시스템에 의하여 지배되므로 적정 생육 환경 조성을 위하여 이에 대한 정량적인 평가 및 이해는 필수적이다. 공기연령 개념은 시설 내부의 전체 혹은 지역적인 환기 효율을 평가하는데 적합하나 현 단계에서의 공기연령 개념은 입기구와 배기구가 각각 하나씩 존재하는 단일 입배기구 구조에서 기인한 것으로 실제 농업시설의 환기를 정량적으로 평가하기에는 한계가 존재한다. 또한 공기연령 측정을 위한 현장실험은 실험장비, 추적가스의 불안정성 등으로 인하여 매우 제한적이다. 이에 본 연구에서는 첫 단계로써 기존의 공기연령 개념을 전산유체역학 시뮬레이션을 통하여 구현하기 위하여 단순한 박스 형태의 챔버를 구성하여 추적 가스 실험 및 UDF 모듈을 통한 시뮬레이션 연구를 수행하였으며 이에 대한 환기 효율 분석을 실시하였다. 또한 기존의 공기연령 개념을 다수의 입ㆍ배기구를 갖는 구조에 확장 및 적용을 위하여 이의 이론적 고찰을 실시하였으며 검증을 위한 추적가스 실험 및 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 개발된 UDF 모듈을 통한 단일 입배기구 챔버 대상 시뮬레이션의 공기연령 값을 계산한 결과, 추적가스 실험을 통한 오차는 국소평균연령 값 9%, 국소평균연령잔여체류시간 13%로 나타났다. 또한 대상 챔버에 대한 공기연령 기반 계산된 AER 값을 기존의 환기개념 기반 AER 값과 비교 분석한 결과, 구조 1에서는 평균 3%, 구조 2에서는 평균 2% 하락된 값을 보였으나 구조 3에서는 2%정도 상승된 값을 보이는 것으로 나타났다. 다중입배기구 구조의 환기 효율을 평가하기 위하여 기존의 공기연령 수식을 각 입기구 별 기여도 및 공기연령 값의 함수로써 표현되는 수식을 유도하였으며 이의 검증을 위한 추적가스 실험 결과, 두 개의 입기구에 대하여 풍량비를 7:3, 5:5, 3:7로 적용한 모든 경우에 대하여 도출된 이론값과 실험값이 매우 유사한 경향을 보이는 것을 확인할 수 있었으며 이를 기반으로 전산유체역학 시뮬레이션을 이용하여 각 입기구 별 환기 효율 및 그 기여도를 판별할 수 있었다.
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전산유체역학을 이용한 돈사 내 질병 확산 연구 - 현장실험
송상현 ( Sanghyeon Song ),이인복 ( Inbok Lee ),서일환 ( Ilhwan Seo ),권경석 ( Kyeongseok Kwon ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-
국내 양돈 농가의 돼지 총 사육두수는 꾸준히 증가하는데 반해, 만성소모성질환으로 인하여 돼지의 마리당 이유두수가 매년 감소하였으며, 자돈의 이유 후 비육과정 중 폐사량도 135만두에 달하는 것으로 나타났다. 이러한 양돈 농가의 피해를 줄이기 위해서는 철저한 예방이 중요하나 실제 양돈농가에서 발병이전의 모든 예방책을 실시하는 것은 현실적으로 불가능한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 질병 예방과는 다른 접근으로서 질병의 발생 시 빠르게 대처하여 질병의 전파를 조기에 차단하는 방법에 초점을 두었다. 질병의 전파에는 크게 직접접촉전파, 간접접촉전파, 그리고 공기 중 전파로 나눌 수 있으며 질병에 감염된 돼지개체의 재채기 등을 통해 돈사 내부에서 확산이 일어나는 점에 주목하여 공기 중 전파에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 돈사 내부의 질병의 확산을 파악하기 위해 국립수의과학검역원과 연계하여 검역원 내의 실험돈사에서 현장실험이 이루어졌다. 돈사 내에 PRRSV를 접종시킨 돼지 2마리를 입사시킨 후 돈사의 환기구조와 돼지의 위치에 따른 바이러스의 확산 경향을 살펴보고자 하였다. 돈사 내부 공기의 바이러스의 분포를 확인하기 위하여 다수의 바이오샘플러를 이용하여 돈사 내부의 주요 지점에서 공기 중 입자를 포집하였고, 포집한 샘플은 Q-RT-PCR법을 이용해 바이러스의 존재여부와 포집된 양을 확인하였다. 이와 동시에 돈사 내 환기량을 측정하고, 돈사 내부의 온습도 및 풍속 분포를 실시간으로 측정하여 향후 전산유체역학 시뮬레이션의 기초 자료 및 검증용도로 활용하기 위한 내부 환경을 측정하였다.
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황현섭 ( Hyunseon Hwang ),이인복 ( Inbok Lee ),홍세운 ( Sewoon Hong ),서일환 ( Ilhwan Seo ),( Jessiepascualpiog Bitog ),권경석 ( Kyeongseok Kwon ),김용희 ( Yonghee Kim ),최지선 ( Jisun Choi ),송상현 ( Sanghyeon Song ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-
신시-야미도 매립공사 지역에서는 공사 진행 되면서 현장으로부터 야미도로 유입되는 비산 및 부유 먼지로 인하여 인근 주민과의 마찰이 예상되었다. 매립공사의 면적은 약 200ha로서 연구 시기는 2009년 12월 매립공사가 완료되는 시점까지 수행하였다. 본 연구는 1. 야미도에의 마을에 영향을 미치는 풍향 및 풍속을 파악하고, 2. 그 위험 기상 조건으로 중심으로 농도 지수를 표현하여 이를 분석하였다. 또한, 민원 대비의 목적으로 사람의 시야 및 영향 정도를 고려할 수 있도록 지상 1m 높이의 조건에서 이를 비교하였다. 매립공사로 인한 영향을 분석한 결과는 다음과 같다. 현장 기상분석 결과, 야미도 마을로 유입되는 유입풍의 발생빈도가 매우 낮았으며, 그 중 빈도가 높은 시기는 우기와 밤과 새벽 시간으로 마을 주민에게 직접적인 영향이 매우 적을 것으로 판단되었다. 공사가 이루어지는 매립지에서 멀어질수록 입자의 농도가 감소하는 경향을 보이고 있으며, 각 지점의 경우 농도는 TSP가 200~400 ㎍/㎥ 범위이었으며, PM10은 95~200 ㎍/㎥로 나타났으며, 최대 농도를 보이는 측정지점은 매립공사가 이루어지는 현장 내부에서 나타났다. 그 원인으로 매립지 공사 지역에 측정 지점이 위치하고 있어 차량 및 공사 장비의 작업과 이동에 의하여 발생된 먼지들이 포집된 것으로 판단된다. 1m 높이에서 분석한 시뮬레이션 결과, 높은 풍속보다 낮은 풍속에서 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 확산 거리는 퐁속이 높을수록 더 멀리 확산되는 것으로 나타났다. 이는 10㎛ 입경 분석 결과에서도 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 10㎛ 입경의 비산거리는 낮은 풍속에서 경계에서부터 약 300m 내에서 침착되는 것으로 나타났다. 신시-야지 매립 공사의 야미도 주거 지역에 대한 영향빈도 분석 결과, 풍향에 따라 남(S)> 남동(SE)>남서(SW) 로 나타났다. 현장 측정에서 남풍(S), 남동풍(SE)의 빈도가 낮으므로, 실제 야미도 주거 지역으로 유입되는 비산 먼지는 매우 적을 것으로 판단된다. 풍속이 높아지면서 먼지가 상승기류와 함께 더 높은 높이로 비산되는 것으로 파악되었다. 또한, 대부분 남풍이 피해가 크게 주는 것으로 나타났으며, 다음이 남동, 남서로 나타났다. 유입풍이 불어올 경우 발생된 먼지의 40% 정도가 마을을 통과하는 것으로 분석되었다.
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돼지 소모성 질병 저감을 위한 현장 맞춤형 양돈사육환경 개선방안
서일환 ( Ilhwan Seo ),이인복 ( Inbok Lee ),황현섭 ( Hyunseob Hwang ),홍세운 ( Sewoon Hong ),( Jessie Pascual Bitog ),유재인 ( Jaein Yoo ),권경석 ( Kyeongseok Kwon ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-
Livestock disease is now one of the international concerns which greatly affect the mortality and productivity of livestock. The typical diseases for pig in Korea are PED, PRRS, PMWS, and PRDC often called as 4Ps. Pig respiratory disease such as PRRS, PMWS, and PRDC caused by many factors such as viruses, hygiene, rearing condition, management, etc. So far, no vaccine to prevent all kinds of the pig respiratory disease has been available. However, it can be effectively reduced by controlling the internally environmental condition that includes air temperature, humidity, noxious gases, aerosol, etc. A field experimental result showed that pig respiratory disease occurred at the locations where poor thermal stability and uniformity were observed because of poor ventilation design and operation. However, the field experiment has limitations such as measuring points, unstable and uncontrollable weather condition, etc. To complement the limitations, a three-dimensional computational fluid dynamic model was developed which showed 1.5% error compared with the results of the field experiment. Using this model, some factors of fourteen ventilation designs were quantitatively investigated such as thermal condition as well as local and regional ventilation efficiencies. A CFD result showed that the uniformity, suitability, and stability of the thermal condition was enhanced by 36%, 38%, and 32% respectively when a duct inlet system was used with six uniformly installed exhausting outlets. And another field experiment with application of the upgraded model also showed that the pig respiratory disease can be reduced by controlling the ventilation system.
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