도심의 다매체 환경에서 Level Ⅳ Fugacity Model에 근거한 오염물질의 동적거동 모델링
Dynamic Fate Modeling of the Pollutant Based on the Level Ⅳ Fugacity Model in the Urban Multimedia Environment
- 주제(키워드) multimedia model , level Ⅳ fugacity model , Simulation , Runge-Kutta Method , Z-value
- 주제(KDC) 570.301
- 주제(DDC) 660.2995
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 신치범
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
우리나라의 기후 및 지형적 특성을 반영하기 위해 Multimedia Model인 정상상태의 Level Ⅲ Fugacity Model을 개선하여 비정상 상태의 Level Ⅳ Fugacity Model로 구축함으로써 시간 변화에 따른 매질별 오염물질의 농도 분포와 정상상태에 이르는 시간을 예측할 수 있는 동적거동모델을 설정하였다. Level Ⅲ Fugacity Model은 각 매질에 대한 accumulation term이 0인 정상상태의 계산과정으로 오염물질의 농도변화가 최종적으로 안정된 상태에서의 결과 값이고, 매질의 특성에 따라 장시간에 걸쳐 정상상태에 이른다. 따라서 실시간 기상변화의 입력 자료를 바탕으로 하는 본 모델의 이론에 부합되지 않는다. 이러한 문제점을 개선하기위해 비정상 상태의 Level Ⅳ Fugacity Model에 근거한 6개 매질에 대한 일차연립미분방정식의 물질수지 식을 구성하였고, Runge-Kutta Method를 적용하여 각 매질의 Fugacity 값을 수치적으로 계산하였다. 또한 초기 계산된 결과를 다음 시간 때의 두 번째 입력 값으로 설정하여 매 1시간 단위로 계산할 수 있도록 모델을 수정하였다. 모델의 검증방법으로 Level Ⅲ Fugacity Model 값과 정상상태에서의 Level Ⅳ Fugacity Model 값을 비교하여 수치계산의 결과를 검증하였고 기상인자의 변화에 따른 각 매질에 대한 주요 인자 분석 및 실측지역의 농도 값과 비교하여 모델의 정확성을 확인하였다.
more초록/요약
To apply characters of weather and land in korea, the steady-state multimedia model (level III fugacity model) improved the unsteady-state multimedia model (level IV fugacity model) and set up dynamic fate model to estimate pollutant's concentration with the variation of time at the each compartment and time leading to steady state. Because Level Ⅲ fugacity model is a calculation process that accumulation term is zero, the concentration of pollutant finally has a result value at the stable state and arrive at the steady state according to character of compartments during the long time. therefore it is inconsistency in theory based on input date of weather variation with the time. To improve these problems, this model consisted of mass balance equation about 1's order differential Equations of six compartemts based on the Level Ⅳ fugacity model and calculated fugacity values of each compartment by using the Runge-Kutta Method. Also, this model was modified to calculate every hour by returning initial calculated results to input value of scond time. By verification methods, this model verified results of numerical calculation by comparison of Level Ⅲ fugacity model with Level Ⅳ fugacity model at the steady state. Also, The concentrations of pollutant predicted through the modeling were compared with the monitoring data and analyzed main factor with variation of weather at the compartments.
more목차
제 1 장 서론 = 1
제 2 장 모델 설정 및 이론 = 3
제 1 절 Level Ⅳ Fugacity Model에 근거한 동적 모델 설정 = 3
1. Runge-Kutta Method를 적용한 수치계산 = 4
2. 지역별 환경 및 기상조건 = 5
제 2 절 매개변수의 추정이론 = 9
1. 매질별 분배계수 및 Z-value = 9
가. 대기 = 9
나. 수질 = 10
다. 토양 = 10
라. 침전 층 = 11
마. 유기 막 = 12
바. 식생 = 12
2. 매질 간 이동변수 = 16
3. 오염물질의 물리·화학적 성질 및 매질별 반감기 = 20
4. 그 밖의 매개변수 및 물질수지 식 = 23
제 3 장 Simulation 적용 및 결과 = 27
제 1 절 Simulation 방법 = 27
제 2 절 Simulation 결과 = 28
1. Level Ⅳ Fugacity Model의 수치적 계산 검증 = 28
2. 기상변화에 대한 Simulation 결과 = 37
3. Simulation 결과에 대한 실측치 비교 = 41
제 4 장 결론 = 48
Reference = 49
Abstract = 51
