CFD를 사용한 사육환경 및 작업환경 개선을 위한 환기효율성 분석 = Analysis of regional ventilation efficiency using CFD for improving pig rearing and working environments

국문 초록 (Abstract)

국내 축산업의 지속적인 성장과 대규모 및 기업화로 인하여 밀집사육이 이루어지고 있으며, 이유자돈 및 비육돈의 폐사로 인하여 농가들의 생산성이 저하되고 농가수익을 저해한다. 폐사율을 줄이고 생산성을 높이기 위해서는 적정사육환경을 유지 및 관리하는 것이 중요하다. 환경제어 시스템을 개발하기 위한 이상적인 방안은 현장실험을 통하여 해당 사육시설에서 발생하는 환경문제에 대한 충분한 데이터를 확보하는 것이다. 하지만, 시·공간적인 문제와 일정하고 안정적인 환경조건에 대한 실험적 설계가 어려우며, 많은 노동력, 제한된 측정 포인트에 의존해야하는 많은 한계점이 존재한다. 현장실험의 한계를 극복하기 위하여 전산유체역학(CFD, computational fluid dynamics)을 사용하여 축사 내부의 환경적 요인을 분서하는 것이 필요하다. 본 연구의 목적은 양돈장을 대상으로 시설 내 사육환경 및 작업환경을 분석하고 사육환경 및 작업환경에서 발생하는 문제점 도출 및 개선방안 마련을 위한 CFD 모델을 개발하고자 한다. 현장실험 결과와 모델링 결과를 비교하여 난류모델을 선정하고 CFD 시뮬레이션 모델을 검증하였다. 검증된 모델을 통하여 추적 가스농도감쇠법(Tracer-Gas-Decay)을 활용하여 양돈장 내 돼지군과 작업군의 높이별로 지역적 환기효율성을 분석하였다. 현장의 문제점을 파악하여 환기가 잘 이루어지지 않은 원인을 모색하고 다양한 환기구조의 개선을 바탕으로 환기구조별 효율성을 분석한다. 분석된 결과데이터는 추후 사육환경 및 작업환경 개선과 지능형 환경제어를 위한 빅데이터 구축에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.