주민참여를 위한 환경디자인 지원 시스템 개발에 관한 연구

여욱현,김미연 한국디지털건축·인테리어학회 2012 한국디지털건축인테리어학회 논문집 Vol.12 No.2

환경디자인은 건축, 도시, 조경 등 서로 다른 분야의 전문가 및 대상 지역 거주하는 일반시민 등 많은 참여자를 가지는 특징이 있다. 이러한 협조설계 단계에서는, 시행착오를 최소화시키기 위해서 디자인 초기단계에서부터 각 분야의 전문가들이 계획에 관해서 협의하여 디자인 내용을 변경해 나갈 필요가 있다. 또한 대상지 지역을 누구보다 잘 이해하고 있으며 계획 후 이 지역에 살게 될 주민들의 참여도 환경디자인 단계에서 고려해야 할 중요한 요소 중 하나이다. 여러 분야의 전문가 또는 비전문가들이 서로 커뮤니케이션하고 협조하기 위해서는 누구나가 쉽게 디자인 내용을 이해 할 수 있는 커뮤니케이션 툴이 필요하다. 이러한 필요성을 만족시키기 위해서는 빠른 구축속도, 대화형 기능, 빠른 표현속도, 사실적인 표현기술 등이 필수 조건이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 환경디자인 분야의 전 분야에서 의사결정을 지원하고 디자인 안을 검토할 수 있는 3D CG 시스템을 개발하고 이 시스템을 실제 프로젝트에 적용시켜서 활용하면서 개발된 시스템의 기능강화를 추진하며, 실제 프로젝트 적용을 통한 시스템의 평가를 진행하여 본 연구에서 개발한 시스템의 유용성을 증명하는 것을 본 연구의 목표로 한다.

통합방재시스템의 개요 및 활용방안

여욱현 대한설비공학회 2015 설비저널 Vol.44 No.1

전산유체역학을 이용한 표준 오리사 설계안에 대한 환기효율성 분석

여욱현,조예슬,권경석,하태환,박세준,김락우,이상연,이승노,이인복,서일환,Yeo, Uk-Hyeon,Jo, Ye-Seul,Kwon, Kyeong-Seok,Ha, Tae-Hwan,Park, Se-Jun,Kim, Rack-Woo,Lee, Sang-Yeon,Lee, Seung-No,Lee, In-Bok,Seo, Il-Hwan 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.5

In Korea, 69.4 % of duck farms had utilized conventional plastic greenhouses. In this facilities, there are difficulties in controlling indoor environments for raising duck. High rearing density in duct farms also made the environmental control difficult resulting in getting more stressed making their immune system weaker. Therefore, a facility is needed to having structurally enough solidity and high efficiency on the environmental control. So, new design plans of duck house have recently been conducted by National Institute of Animal Science in Korea. As a study in advance to establish standard, computational fluid dynamics (CFD) was used to estimate the aerodynamic problems according to the designs by means of overall and regional ventilation efficiencies quantitatively and qualitatively. Tracer gas decay (TGD) method was used to calculate ventilation rate according to the structural characteristics of duck houses including installation of indoor circulation fan. The results showed that natural ventilation rate was averagely 164 % higher than typically designed ventilation rate, 1 AER ($min^{-1}$). Meanwhile, mechanically ventilated duck houses made 81.2 % of summer ventilation rate requirement. Therefore, it is urgent to develop a new duck house considering more structural safety as well as higher efficiency of environmental control.

축산냄새 확산 예측을 위한 수치해석기법

여욱현 한국농공학회 2019 韓國農工學會誌 : 전원과 자원 Vol.61 No.4

농업분야 탄소중립과 시설원예 에너지 절감기술

여욱현,유재민,박건률,최강혜,강성하,송서연 한국농공학회 2024 韓國農工學會誌 : 전원과 자원 Vol.66 No.1

한국형 공공용대피시설 테스트베드 구축 및 검증

여욱현 한국재난정보학회 2013 한국재난정보학회 학술대회 Vol.2013 No.1

현장실험을 통한 축산시설로부터 배출되는 축산악취의 확산 평가

여욱현,이인복,하태환,데카노 크리스티나,김락우,이상연,김준규,최영배,박유미 한국농공학회 2019 한국농공학회논문집 Vol.61 No.6

Livestock odor is comprised of mixed type of odorous compounds. Among these, ammonia (NH3) and hydrogen sulfide (H2S) are the two known majorodor causing substances. Because high odor concentration reduces productivity of livestock and causes damage to the surrounding communities,quantitative analysis is needed to manage the odor inside and outside the livestock facilities. It is also necessary to evaluate odor dispersion accordingto the distance between the receptors taking into account the influence of odor source and weather condition. Therefore, in this study, we tried toevaluate the internal environment and odor dispersion from experimental pig house considering weather conditions. An experimental farm wasspecifically selected to eliminate the interference of odors generated by adjacent farms. NH3 and complex odor were quantitatively analyzed using agas detector and air dilution sensory method. The concentration of NH3 and complex odor in pig house showed a distinct concentration differenceaccording to the cleaning and ventilation conditions. NH3 concentration and complex odor was lower than emission standard in the pig house and atthe site boundary. The average NH3 concentration (P1∼P3) and the NH3 concentration at the site boundary (S1) were strongly correlated with R=0.77. While the correlation for complex odor inside and at the site boundary had R=0.52. The correlation coefficient between NH3 and the complex odorwas 0.80.

민방위 대피시설 실태 분석을 통한 최적의 대피모형 개발에 관한 연구

여욱현,박남희,김태환,구원용 한국재난정보학회 2012 한국재난정보학회 논문집 Vol.8 No.1

민방위 대피시설의 용량기준을 바탕으로 정량적인 분석을 통해 대피시설 선정시 지침이 될 수 있는 기준을 마련하는 것이 필요하다. 본 연구의 목적은 인구밀도 및 분포에 따른 대피시설의 수용 용량 및 배치 현황을 평가하는 것이다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 정확한 대피시설의 권역을 설정하기 위해서는 대피시설의 수용인원을 고려해야할 필요가 있다. 둘째, 대상 지역별 대피 현황을 정량적으로 비교할 수 있는 근거 자료를 산출하였다. 셋째, 최단거리 이동을 불가능하게 하는 지형적 조건을 고려할 필요가 있음을 밝혔다. 넷째, 현실성 있는 모델을 작성하기 위해서는 보다 다양한 변수들을 고려한 모델을 설정할 필요가 있음이 드러났다.

CFD를 이용한 하절기 표준 오리사 설계안에 대한 열환경 및 환기효율 분석

여욱현 ( Uk-hyeon Yeo ),이인복 ( In-bok Lee ),조예슬 ( Ye-seul Jo ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

한국농촌경제연구원에 따르면 2013년 농업생산액은 약 42조 5천 억 원에 육박하며 이 중 축산업 생산액은 약 15조 5천 억 원으로 약 36.4%의 높은 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 2013년 기준오리는 국내에서 약 1억 2천 마리가 사육되고 있으며 이에 따라 오리 산업규모 역시 1조 451억 원으로 성장하였고, 전문화와 대형화에 따른 대규모 사육농가가 증가하는 추세이다. 그러나 밀집사육으로 인한 시설 내부 환경조절의 어려움과 오리의 스트레스로 인한 면역력 감소로 고병원성 조류인플루엔자(HPAI, Highly Pathogenic Avian Influenza) 등과 같은 가축질병에 대한 노출이 증가되며, 피해의 규모 또한 증가하고 있다. 국내 오리 사육농가의 69.4%는 플라스틱온실 등을 계량한 간이오리사형태의 사육시설 내에서 오리를 사육하고 있다. 이러한 시설물은 태풍이나 폭설에 대한 구조적 취약점을 나타내고 있으며 환기율, 열환경 분포, 공기유동 등 오리의 최적사육환경조절에 있어서 어려움이 있다. 특히, 하절기의 고온다습한 환경은 오리의 열적스트레스를 크게 증가시켜 폐사율을 상승시킬 뿐만 아니라 가축 생산성에도 직접적으로 영향을 미치며, 작업자의 활동성 그리고 냉방을 위한 추가적인 에너지소비가 필요시 되므로 농가 경영에 큰 영향을 끼친다. 그러므로 폭설이나 강풍을 충분히 견딜 수 있는 충분한 내구성을 가지며 오리 사육에 있어서 구조적으로 최대의 사육환경을 유지함으로써 최소한의 에너지가 필요로 하는 새로운 오리사가 필요한 실정이다. 따라서 농촌진흥청 축산과학원에서 설계 및 제시하고자 하는 오리사 설계안 중 강제환기식 오리사에 대해서 현장 검증 이전에 전산유체역학 을 이용하여 환기구조설계의 적합성에 대한 내부 환경 분석을 수행하고자 하였다. 특히, 시설 전체 및 지역적인 환기 효과를 고려하기 위하여 미국 냉방공조학회 등에서 활용도가 높다고 알려진 추적가스접근법을 적용하였다. 설계안에 따라 시뮬레이션 모델을 구축하였으며 연산된 결과를 통하여 오리사 규격에 따른 지역적, 높이별 공기유동 및 환기율 그리고 열환경에 대한 정성적, 정량적 평가를 실시하였다. 하절기 동안 강제환기식 오리사는 최대 환기를 실시하며 축산시설에 있어서 혹서기 동안 분당 1회 이상의 환기회수가 요구된다. 하지만 구조적 설계에 있어서 설계환기량이 매우 낮게 설정되어있는 문제점이 있었다. CFD를 통하여 산출된 각 규격별 강제환기식 오리사의 평균 환기율은 0.059~0.087 AER·min^-1를 나타냈으며 오리군 높이(0.5m)에서의 지역적 환기율의 편차는 0.002~0.005 AER·min^-1로 나타났다. 오리 사육 공간 내 온도분포의 경우, 오리가 스트레스를 받기 시작하는 온도(28℃)를 넘어 규격별로 34.3~34.6℃를 나타났으며 오리군 높이에서의 지역적 온도편차는 0.5~0.9℃로 나타냈다. 이에 따라 축산과학원에서 설계 및 제시하고자하는 강제환기식 오리사는 최적 사육환경조절을 하는데 있어 문제점이 있는 것으로 나타났다.

산림지역의 풍환경 예측을 위한 고해상도 전산유체역학 모델 설계

여욱현 ( Ukhyeon Yeo ),하태환 ( Taehwan Ha ),이인복 ( Inbok Lee ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

산악지역은 평지보다 풍속은 약 3배 강하고, 강수량은 약 2배 많은 것이 특징적이다. 그러나 기상자료의 대부분은 평지에서 관측되고 있으며 산불, 산사태 등과 같은 산림재해가 발생할 시에는 확산경로 및 피해규모를 파악함에 있어서 한계가 있다. 따라서 산림재해에 대한 대처와 산림기상에 대한 정확한 정보 제공을 위해서는 산림기상자료가 필요하며, 이를 위해 국립산림과학원에서는 추가적인 산악기상관측소를 설립하고 있다. 그러나 산림지역에서의 기상관측소 설립에 대한 명확한 기준이 제시되어있지 않은 상황이며, 세계기상기구 (WMO)에서는 산림지역 내 기상관측소를 설치하기 위해서는 주변 장애물로부터의 이격거리를 장애물 높이의 20배 이상 조성할 것으로 추천하고 있다. 그러나 수고가 10 m라 가정한다면 이격거리는 200 m가 요구됨에 따라 국토 특성을 고려한다면 상기 기준은 현실적이지 못하다. 따라서 이격거리를 최소화하며 산림기상을 대표할 수 있는 기상자료를 취득하기 위해서는 현장실험 및 수치해석을 통한 접근이 필요하다. 현장실험은 실질적인 값을 얻을 수 있다는 장점을 갖지만 환경 변수에 대한 통제가 어려우며, 다 측점에서의 동시 측정 및 비가시적인 공기 흐름 특성상 실측값에 대한 고찰의 한계가 있다. 특히, 시간 및 비용 측면에서 경제적이지 못하다는 단점을 가지고 있다. 수치해석 (전산유체역학)은 물리적 현상의 거동을 모의하기 위하여 비선형 편미분 방정식을 해석하는 방법이며, 대기, 시설 내 미기상, 환기 및 질병, 악취 확산 분석 등의 농업 분야에 있어서 적용성이 확대되어가고 있다. 따라서, 본 연구에서는 산림지역 내 기상관측소 설립을 위한 기준 제시에 앞서 전산유체역학을 이용하여 산림지역과 같은 복잡지형에서의 풍환경 예측을 위한 초기 고해상도 모델을 설계하고자 하였다. 전산유체역학 모델의 지표면은 국토지리정보원에서 제공하는 토지 이용 현황도를 바탕으로 분할 및 설계하였으며, 산림의 공기저항은 선행연구에서 산정된 공극 계수를 모델 내 다공성 물질로 구현하여 사용자 정의 함수로 적용 하였다. 설계된 전산유체역학 모델의 검증은 총 5가지 난류 모델(standard κ-ε, RNG κ-ε, realizable κ-ε, standard κ-ω, SST κ-ω)을 대상으로 활엽수림과 침엽수림을 선정하였으며, 풍속 및 풍향에 대한 현장 실측값과 전산유체 역학 모델 결과값의 상관계수와 결정계수를 통하여 수행하였다. 그 결과, standard κ-ε 난류 모델이 대상 영역에 있어서 공기 흐름을 잘 모의하는 것으로 나타났다.