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- 저자 : 부젤아닐 ( Anil Bhujel ) (검색결과 5 건)
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무창기공형 집열기 배기 유속 변화에 따른 차광 효과 분석
문병은 ( Byeong Eun Moon ),아룰모지엘란체쟌 ( Elanchezhian Arulmozhi ),부젤아닐 ( Anil Bhujel ),김나은 ( Na Eun Kim ),김현태 ( Hyeon Tae Kim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1
무창기공형 집열기(Unglazed Transpired Collector; UTC)의 축산시설 내 적용은 겨울철 신선한 외기를 예열 후 내부로 공급할 수 있기 때문에 겨울철 직접적인 외기 도입 시 보다 높은 환기율을 적용할 수 있으며, 환기로 인한 에너지 손실을 줄일 수 있다(Moon et al., 2017; 2019). 이러한 장점에도 불구하고 국내 기후 특성 상, 겨울철을 제외한 기간의 UTC의 운용은 연중 일정한 환경 조건을 요구하는 축산시설 내부를 오히려 과열시킬 뿐만 아니라 과열에 의한 냉방부하 증대 및 심각한 경제적 손실을 야기한다(Hengstberger et al., 2016; Moon et al., 2017; 2019). 따라서 본 연구는 UTC 시스템의 운용 효과 및 효율 향상을 목적으로 돈사 외벽에 설치된 UTC 시스템의 입기를 돈사 내부가 아닌 외부로 배출하는 Bypass 형태로 구성, 벽체 차광 및 단열 효과를 통해 냉방부하를 저감하고자 하였다. 이를 수행하기 전 선행연구로서 UTC 시험기를 제작, 내부 유속 변화에 따른 위치별 온도 분포 및 열전달 효과를 검증하고자 하였다. UTC 시험기는 1,520 (H) ×940 mm (L)의 집열판 1개를 기준으로 상부 전, 후면 입, 배기구(150 mm)를 구성하였으며, 단열을 위해 두께 10 mm의 목재로 프레임을 설치하였다. 일사 조건을 대체하기 위해 UTC 시험기 전면에 할로겐 램프(500W) 10개를 기준으로 Solar simulator를 구성, 설치하여 집열판을 가열하였다. UTC 시험기 내부 유속은 설치된 시로코형 송풍기(TIS-280FT) 및 인버터(SV008iG5A-2)을 이용하여 송풍기의 회전수(RPM)를 조절, 변화에 따른 값을 유속계(KIMO C310)를 이용하여 측정하였으며, 측정 값을 기준으로 약 28.6~122.0 m3/h의 범위 내 6가지의 실험 변수를 설정하였다. 측정 결과, 집열판 표면 온도는 Solar simulator의 가동 2시간 후 최저 약 65℃, 최고 약 85℃, 집열판 내부(Plenum) 온도는 최저 약 58℃, 최고 약 66℃의 분포를 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로 UTC 시험기 내부 유속 변화에 따른 입, 배기 시의 온도 분포 및 벽체 열차단 효과를 검증할 예정이다.
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양계사 실내 작업자의 위치 추정 알고리즘 및 플랫폼 개발
최영우 ( Young Woo Choi ),문병은 ( Byeong Eun Moon ),부젤아닐 ( Anil Bhujel ),홍석건 ( Seok Gun Hong ),송정훈 ( Jeong Hoon Song ),김현태 ( Hyeon Tae Kim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1
국내 축산업은 현재 4차 산업혁명 기술 적용으로 더욱 발전하고 있다. 4차 산업혁명 기술은 축산환경의 데이터를 실시간 수집하고, 데이터의 가공을 통해 작업자에게 유동적인 정보 제공이 가능하게 한다. 정밀하고 효과적인 알고리즘과 기술을 도입함으로써 기존의 문제점을 개선하고 보완하여 현재 축산 환경을 발전시키는 것에 의미가 있다. 따라서 본 연구에서는 양계사 내 실내 작업자의 위치를 Beacon 기술을 이용하여 추정하고, Bluetooth 4.0 기술을 통해 오차를 최소화한 후 작업자에게 주변의 환경 정보 및 위험도를 제공하는 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 한다. 개발 사양은 CPU: Intel i5-9600k 4.8ghz, RAM: 32gb이며, 개발환경은 Python 3.8, Android 9.0을 사용하였다. 또한 Beacon은 hm10(Bluetooth 4.0 Low Energy), Arduino, Raspberry Pi를 사용하였으며 전원은 외부에서 공급하였다. Sensor는 DHT21, Grove - Multichannel Gas Sensor를 이용하였다. Beacon을 이용한 작업자 위치 추정 알고리즘은 삼변 측량 기법을 발전시킨 사변 측량 기법을 사용하였으며, Beacon과 작업자의 거리 데이터를 누적시킨 평균값을 이용하여 전파 상태에 따른 오차를 최소화시켰다. 또한 기존의 삼변 측량 기법으로만 작업자의 위치를 추정했을 경우 환경에 따른 오차가 발생한다는 점에 근거하여 Bluetooth와 사용자 단말기를 1대1 페어링 하여 오차를 보정하는 방식을 사용하였다. 환경 데이터 수집은 설치된 Sensor를 통해 수집하였으며, 실시간으로 HTTP 통신 방식을 이용하여 서버에 전송하였다. 작업자의 인터페이스는 단말기를 이용한 안드로이드 어플리케이션을 사용하였고, 작업자의 신원을 확인하는 단계를 거쳐 Beacon의 상태와 작업자 주변의 환경 정보 및 위험도를 실시간으로 확인할 수 있도록 하였다. 해당 플랫폼 구축 결과 사무실과 같은 일반적인 환경에서는 많은 전파의 방해로 인해 ±10%의 오차가 발생하였지만, 전파의 수가 적은 양계사에서는 기존보다 더 나은 정확도를 보여줄 것으로 판단된다.
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김나은 ( Na Eun Kim ),이경근 ( Kyung Geun Lee ),이덕현 ( Deog Hyun Lee ),부젤아닐 ( Anil Bhujel ),김현태 ( Hyeon Tae Kim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1
최근 농·림·축·수산물의 생산, 가공, 유통 단계에서 정보 통신 기술(ICT)을 접목하여 지능화된 농업시스템인 스마트팜(Smart Farm)이 각광받고 있다. 그러나 실제 농가에서는 작물별 온실 환경 제어 기준의 부재로 인한 생육 조건 설정의 어려움이 있어 대다수의 농가들이 스마트팜 방식을 채택한 것은 아니다. 따라서 본 연구에서는 스마트팜의 효율적 활용을 위한 기술 표준화 전략을 수립하기 위해 생육 및 환경데이터를 활용하여 우선순위 제어 조건을 설정하였다. 온실은 경남 함안지역의 파프리카 재배 온실로 반경 스마트팜 온실 3곳을 대상으로 하며, 파프리카의 초장(cm), 엽수(개), 엽길이(cm), 엽폭(cm), 줄기굵기(mm), 개화마디(개), 착과마디(개), 착과수(개) 등의 생육 데이터를 직접 수집하였다. 환경데이터는 복합환경제어기 (GK-3000, Shinhan A-Tec Co., Ltd., Korea)를 이용하여 온실 내 평균온도(°C), 상대습도(%), CO₂ 농도(ppm)를 측정하였으며, 측정 기간은 4월 7일, 4월 15일, 4월 21일, 4월 28일로 주 1회, 총 4주간 측정하였다. 수집된 데이터는 단순회귀분석을 통해 환경요인이 생육에 미치는 영향을 분석하였다. 분석한 데이터 중 높은 상관관계가 보였던 데이터는 엽면적과 온도 변량 값, 엽면적과 일 평균온도 값 두 가지 항목이다. 엽면적-온도 변량 값은 y₁= 0.0989-0.0111x (R²=0.99), 엽면적-일 평균온도 값은 y₂= -0.1142 + 0.0077x (R²=0.99)의 상관관계(상관계수)로 각각 분석되었다. 그리고 환경 관리는 온도가 22.6°C일 때 생육성적이 가장 높았고, 습도는 50.1%일 때, CO₂ 농도는 563.3 ppm일 때가 생육성적이 가장 높게 나타났다. 엽면적 외에도 초장, 엽수, 줄기굵기 등을 분석한 결과에 따라 복합환경제어 우선순위는 온도, 상대습도, CO₂ 농도순이었다. 조사대상 온실의 생육 값을 고려할 때 온도 관련 제어 우선순위를 설정하고 상대습도와 CO₂ 농도는 개화, 수정, 병해충, 온실의 기밀성 등 생육 값 이외 고려사항을 참고해서 설정하는 것이 스마트팜 내 최적 생육 조건을 조성할 수 있는 방법이라 판단된다.
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문병은 ( Byeong Eun Moon ),이덕현 ( Deog Hyun Lee ),최경문 ( Gyeong Mun Choi ),쿠마르바삭자얀타 ( Jayanta Kumar Basak ),부젤아닐 ( Anil Bhujel ),칸파와드 ( Fawad Khan ),아룰모지엘란체쟌 ( Elanchezhian Arulmozhi ),자이후니무스타파 ( Mustafa J 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
작물을 생산, 가공 후 발생하는 폐기물의 불법적인 소각 및 방치, 투기는 토양 및 대기 오염의 한 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 농업 폐기물을 처리하고 재사용하여 자원 및 원료로 사용하는 옥수수대 폐기물 수거용 원형 베일러가 개발되었다. 옥수수대의 자원화 및 원료화 효율을 높이기 위해 작물을 최대한 많이 절삭, 수거하는 것이 중요하며, 이를 위해서는 옥수수대 절삭 높이 및 절삭 날, 속도가 많은 영향을 끼친다. 따라서 본 연구에서는 절삭 날인 쵸퍼의 각도와 회전 속도, 그리고 주행속도를 이용하여 옥수수대 조건별 작물 절삭 성능을 평가, 분석하였다. 실험장치는 제어 및 전원부, 차폐/가드부, 전동모터, 절삭부(로터 및 쵸퍼), 작물 이동용 베드로 구성하였다. 작물은 베드를 통해 이동하며 절삭부의 절삭 날에 의해 절삭된다. 제어부에서 베드의 이동속도와 절삭 날의 회전 속도의 설정이 가능하다. 지면의 흙이나 다른 불순물들이 같이 베일링될 경우, 자원화 및 원료화의 효율성이 낮아지기 때문에 쵸퍼의 절삭 성능 분석을 위해 쵸퍼의 측정 높이는 지면으로부터 약 3 cm 이상, 5 cm에 가장 가까운 값을 가졌을 때 최상의 절삭 환경이라 판단하였다. 실험은 쵸퍼의 각도(30°, 45°, 60°) 및 회전속도(1,100, 1,750, 2,250 rpm), 이송대의 이동속도(2.5, 5.0, 7.5 km/h)의 변수로 실험을 실시하였다. 쵸퍼의 각도가 45˚, 회전속도는 2,250 rpm, 이송대의 이동속도는 7.5 km/h일 때 평균적으로 절삭 길이가 짧았다. 따라서 쵸퍼의 각도는 45˚, 쵸퍼의 회전속도는 2,250 rpm, 이송대의 이동속도는 7.5 km/h일 때 최상의 절삭 환경이라 판단된다.
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생분해성 포트의 수분흡수 정도에 따른 인장 및 압축강도 평가
이덕현 ( Deog Hyun Lee ),이준현 ( Jun Hyeon Lee ),칸파와드 ( Fawad Khan ),최경문 ( Gyeong Mun Choi ),문병은 ( Byeong Eun Moon ),시할라스타비사크 ( Thavisack Sihalath ),부젤아닐 ( Anil Bhujel ),아룰모지엘란제챤 ( Elanchezhian Arulmozhi ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1
국내의 기계정식용 포트는 대부분 환경오염을 유발하고 재사용이 어려운 플라스틱 포트를 이용한다. 이러한 상황들로 여러 가지 재질의 생분해성 포트의 개발이 요구되고 있고, 이에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 따라서 본 연구에서는 고지를 이용한 생분해성 포트를 절삭에 적합한 물리적인 특성을 파악하기 위해 수분흡수 정도에 따른 인장 및 전단강도를 측정하였다. 생분해성 포트의 물리적인 강도를 측정하기 위해 포트를 면으로 절단 후 이용하였으며, 육묘포트의 특성 파악을 위해 수분을 흡수한 포트, 수분을 흡수하지 않은 포트로 구분하여 인장 및 전단강도를 측정하였다. 수분을 흡수한 포트를 재현하기 위해 생분해성 포트를 30초 동안 물속에 잠수시켜 사용하였다. 실험에는 LLOYD사의 EZ20 물성실험기를 사용하였다. 인장강도 실험 설정은 전부하 5.6 N, 이송속도 100 mm/m, 이송거리 15 mm로 설정하여 측정하였다. 수분을 흡수하지 않은 상태의 인장강도는 평균 57.52 N의 강도로 나타났고 수분 흡수 상태에서의 인장강도는 평균 2.21 N의 강도로 나타났다. 전단강도의 실험 설정은 전부하 5.6 N, 이송속도 100 mm/m, 이송거리 40 mm로 설정하여 측정하였다. 수분을 흡수하지 않은 상태의 전단강도는 평균 91 N의 강도로 나타났고 수분 흡수 상태에서의 전단강도는 15.6 N의 강도로 나타났다. 생분해성 포트의 인장 및 전단강도는 수분 흡수 후 강도가 크게 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 생분해성 재료인 고지의 특징이 수분에 약하다는 단점을 보여주는 예이지만, 추후에 토양 내에서 분해되어 흡수되는 과정에서 매우 유리할 것으로 판단된다.
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