• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.143-150
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• 2010

선형열원 해석은 열원 주위가 완전히 균일한 매질로 이루어져 있다는 가정 하에 성립되는 해석이나 실제 보어홀 시스템의 경우 그라우팅 영역은 주위토양과 매우 다른 열물성치를 가진 물질로 이루어져 있다. 본 연구에서는 이러한 그라우팅 영역이 선형열원 해석에 어떠한 영향을 미치는가를 연구하였다. 연구방법으로는 먼저 수치모델을 개발하고 이 수치모델에 의하여 시간에 따른 보어홀 유체온도를 생성한 후 이 유체온도를 선형열원법에 이용하여 지중열전도도와 보어홀 전열저항을 구하며 이렇게 구한 해를 수치모델의 입력조건과 비교함으로서 그 차이점을 규명한다. 이러한 해석결과 선형열원법의 해인 지중열전도도와 보어홀 전열 저항은 수치모델 입력조건에 비해 대략, 86%와 91%의 수준으로 나타났다. 선형열원 해로부터 수치모델의 입력조건을 역산해 나가는 Chart법이 본 연구에서 개발되었으며 시험용 보어홀의 열응답시험 결과와 비교해 본 결과 이 Chart법은 신뢰성이 있는 것으로 나타났다. 그라우트 영역의 열물성치를 변화시켜가며 선형열원해의 특성이 어떻게 변하는지도 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5C호
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• pp.177-183
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• 2012

최근 들어 경제적인 에너지 활용을 위하여 지열에너지 필요성이 증대되고 있다. 특히 보편적으로 사용되고 있는 U자형 지중열교환기보다 열교환 면적이 넓어 더 높은 열 교환 효율을 보이는 코일형 지중열교환기의 적용이 확대되고 있다. 본 논문에서는 다양한 피치 간격에 따른 코일형 지중열교환기의 실험적 연구를 수행하였다. $5m{\times}1m{\times}1m$ 크기의 모형 토조 내에 주문진 모래가 균질하게 조성되었으며 열응답 시험이 수행되었다. 코일형 지중열교환기 내를 순환하는 순환수 온도값을 이용하여 선형 열원 이론과 고리-코일 열원 모델을 적용하여 지반의 열전도도를 도출하였다. 또한 모형 토조 내의 코일에서 일정한 거리의 계측 온도값과 이론해를 비교하였으며 고리-코일 열원 모델이 선형 열원 모델과 원통형 열원 모델보다 코일형 지중열교환기가 설치된 지반의 온도값을 보다 정확하게 예측함을 알 수 있다.

• 에너지공학
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• 제17권3호
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• pp.167-174
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• 2008

지중유효열전도율 측정에서는 선형열원 모델이 열응답 시험의 자료 해석에 주로 이용되고 있는 실정이다. 이 선형열원 모델의 응용에서는 해의 신뢰도를 높이기 위하여 일정시간의 초기자료를 폐기하여야 하며 이 일정시간을 본 연구에서는 초기제외시간으로 명명한다. 그런데 이 초기제외시간의 산정에 관하여 뚜렷한 기준이 마련되어 있지 않아 선형열원 모델을 이용한 자료해석에서는 초기제외시간 선정이 다소 주관적이 되는 경향이 있으며 따라서 이 모델의 응용에는 충분한 경험이 필요하다. 무차원 시간 $\tau=5$가 초기제외시간 선정에 한 기준으로 제시되기도 하였으나 이 역시 완전한 선형열원 모델에서 도출되는 매우 이론적인 결과이며 실제 시스템은 이 이론적인 선형열원과 다른 점이 많다. 본 연구에서는 초기제외시간을 선정하는 새로운 방법을 제시한다. 이 방법에서는 먼저 오차해석을 수행하고 그 결과를 토대로 초기제외시간을 결정하게 된다. 본 연구에서는 이 방법을 2개의 현지 시험결과에 적용하여 보았으며 위에 언급한 $\tau=5$에 의한 방법보다 훨씬 더 신뢰성 높은 결과를 도출할 수 있었다(Table 2 참조).

• 월간 기계설비
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• 통권46호
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• pp.65-73
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• 1994

도시생활폐수에 포함되어 배출되는 폐열을 열펌프의 열원으로 하는 폐수열원 열펌프 시스템에 대한 관심이 오래전부터 집중되어 있었지만 폐수 열교환기 전열면의 오염문제 때문에 실용화에 커다란 진전을 보지 못하고 있다. 한편, 생활페수는 비교적 저온이기 때문에 열펌프시스템의 설계에 특별한 주의를 기울여야 한다. 즉, 이러한 폐열을 회수하여 유효에너지 자원화 하기 위한 신기술이 이루어 져야한다. 본 연구에서는 이러한 점을 감안하여 도시생활 폐수열의 이용가능성을 검토하고 이를 열원으로 하는 열펌프의 개발을 위한 폐수 열교환기의 모델을 개발하였다.

• 기계저널
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• 제31권8호
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• pp.735-744
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• 1991

확산모델과 파모델의 결과에 있어 큰 차이가 일어나는 경우를 요약하면 다음과 같다. 1) 과도기 간이 짧다. 2) 작동온도가 아주 낮다. 3) 온도구배가 상당히 크다. 이때3)의 경우는 서로 다른 물질들이 접촉된 경우 또는 높은 열유속이 있는 경우 또는 얇은 표면층 등을 갖는 문제들의 공 통적인 특징이다. Non-Fourier 열전도 문제를 이용해 온도 분포를 예측해야 하는 실제적인 몇 가지 예를 살펴 보면 레이저 기술 또는 절대온도 영(zero)에 접근하는 온도에서의 액체 헬륨을 다루는 저온공학연구 또는 1/$10^{6}$Inch 정도의 표면조도가 관심사인 정밀공학 등을 들 수 있다. 또한 상당히 높은 강도의 열원이 작용될 때 고체에서의 크랙이나 보이드(void) 같은 국소 결함은 확산거동이 나타나기에 요구되는 시간보다 짧은 시간 구간에서 발생되어질 수 있으며, 크랙발생의 방향과 같은 것들은 hyperbolic 모델에의해 예측되어져야만 한다. 특히 움직이는 열원 또는 propagating crack tip을 갖는 경우에 그들 주위에서의 온도장을 규정짓는 가장 중요한 변 수는 열마하수 M이며, 아음속에서 초음속 영역으로 천이될 때 물리적 양들의 변화에 있어서 일어나는 현상들은 열충격의 형성에 기인하는데 이러한 현상들은 확산 모델로서는 예측될 수 없는 특징들이다. 이상에서 살펴볼 때 non-Fourier 모델에 대해 관심을 기울일 필요가 있다고 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.653-660
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• 2007

강바닥판 포장에 사용될 수 있는 특수아스팔트 중의 하나인 구스아스팔트는 $240^{\circ}C$에서 $260^{\circ}C$의 고온 상태에서 시공되기 때문에 강바닥판에 예상하지 못한 열응력 및 열변형을 발생시킬 수 있다. 따라서 구스아스팔트의 타설 중에 강바닥판에 미치는 열영향을 시공조건을 고려하여 사전에 평가하고 그 영향의 최소화를 위해서는 열전달 및 열응력 수치해석을 실시하여야 하지만 구조해석에서 주로 사용되는 평판/보요소의 특성상 3차원 구조해석 모델에서 구현하기가 매우 어렵다. 본 연구에서는 강바닥판 교량의 열영향해석을 위하여 일반적인 구조해석모델에 직접 적용할 수 있는 등가열원(EHS) 산정방법을 제안하였다. 강바닥판 교량의 구스아스팔트에 의한 열영향을 정확히 평가하기 위하여 (1) 기존의 실험결과를 이용하여 열전달해석에 필요한 물리량을 검증하고, (2) 정밀해석을 통해 3차원 교량모델에 적합한 등가열원을 산정하였으며, (3) 이를 해석모델에 적용하여 산정한 등가열원에 의한 수치해석방법의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제안된 등가열원은 실제 강교량의 3차원 열전달 및 열응력 해석에 즉각 활용될 수 있으며, 등가열원산정기법은 용접잔류응력해석, 교량의 화재 해석 등 열영향을 받는 다른 공학적 해석에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제29권1호
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• pp.48-56
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• 2000

한국지역난방공사는 '87년 여의도에 최초 연공급을 시작한 이래 수도권 신도시 및 서울 강남 지역을 중심으로 지역난방 열공급을 지속적으로 확대하여 왔다. 안정적이고 경제적인 역공급을 위하여 분당, 고양 및 중앙의 CHP를 중심으로 연계배관망을 구성하였으며 '98년 기준 수도권 연계 공급량이 총 공급량의 61%를 차지하게 되었다. 또한 장기적으로 본 공사는 열공급의 신뢰성 및 경제성 향상을 위하여 급열센타 설치를 비롯하여 종합적인 네트워크를 구성하여 운영할 계획이며 분당과 고양의 CHP를 기저부하로 삼아 피크수요를 감당할 소규모 분산형 열원을 설치하여 수도권 열공급을 확대하여 전 수도권을 지역난방 배관으로 네트워크화할 계획을 가지고 있다. 따라서, 구체적인 세부계획을 수립하기 위하여는 수도권 네트워크 사업의 장기적인 경제성 분석이 필수적이며 이러한 분석은 기존의 열원 및 열배관시설은 물론 향후 건설될 열원 및 배관, 수요개발전망 등 제반요소를 고려하여 종합적으로 이루어져야 하다. 본 연구는 이에 앞서 분당과 일산CHP를 독립된 수용범위를 갖는 열원으로 간주하여 각각의 CHP를 중심으로 열공급량의 증가에 따라 피크용 열원인 HOB 건설을 증가시킬때의 경제성을 그 대상으로 하여 기본적인 모델을 제시하고 대략적인 추세를 파악하고자 하였다. 데이터는 본 공사 고양지사와 분당지사의 '98 운영실적으로 기준으로 하였으며, 수도권 전체 네트워크를 대상으로 하는 실제 경제성 분석은 다음 과제로 계속 추진될 것이다.

• 에너지공학
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• 제5권2호
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• pp.183-192
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• 1996

지역난방과 발전겸용의 열병합발전(CHP)시스템과 보조열원설비의 최적운전패턴을 결정하기 위한 수리적 모델을 구축하였다. 현실상황에 접근하여 사회전체, 전력회사 및 난방사업자 각각의 관점에서 최적화 모델이 구성되었다. CHP 시설과 보조열원의 운영권이 다른 경우, 최적운전패턴은 각 당사자의 목적함수에 따라 다르며, 여기에는 열거래요금이 결정적인 영향을 미친다. 본 논문에서는 사회전체 차원의 최적운전패턴을 도출하고, 이러한 패턴이 자율적으로 이루어지게 하는 열요금 구조를 제시하였다. 분석 결과, 사회적 관점에서의 최적화패턴에서는 보조열원의 활용이 중요하게 나타났으며, 현행의 균일 열요금 구조를 시간대별로 차등화된 열요금 구조로 변환할 경우, 자발적으로 시스템전체 차원의 최적화가 이루어질 수 있음이 발견되었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권2호
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• pp.171-176
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• 2001

This study focuses on the energy partition and heat flux distribution in creep-feed grinding. From the measurements of transient grinding temperature in the workpiece which the thermocouple was embedded, the overall energy partition to the workpiece was estimated with moving heat source theory using the developed scalene triangle heat model. The energy partition was calculated as 3.75% in down grinding smaller than 5.3% in up grinding. Also, the scalene triangle heat model was confirmed as the most optional heat model in correspond to the experimental data. Then, the heat flux distribution was calculated from temperature responses. The heat flux is negative behind the grinding zone where fluid was applied. In this experimental result, the total heat flow to the workpiece per unit width obtained by integrating the positive heat flux was 0,7W/mm for down grinding.

• 설비공학논문집
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• 제18권4호
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• pp.344-350
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• 2006

The present study investigates the characteristics of fire-driven heat flows and gas concentration in a compartment fire by using the modified VHS model (MVHS). The main idea of this model is to add some source terms for combustion products and oxygen consumption to the original VHS model for providing more accurate and useful information on gas concentration distributions as well as thermal fields. It is found that the present MVHS model shows fairly good agreement with the experimental data and the eddy breakup combustion model. The tilting angle of fire plume calculated by MVHS is larger than that of EBU model because the fire source of VHS is affected by ventilating flow less than EBU. However, this discrepancy is apparently reduced in the downstream region of fire source.