• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.11 no.4
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• pp.542-551
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• 2023

In this paper, the thermal properties of porous concrete containing natural fine aggregates in bottom ash aggregates were analyzed. In this study, natural fine aggregates were used for bottom ash aggregates to understand the material properties of each aggregate and then used as an aggregate for porous concrete. A porous concrete specimen was manufactured by fixing the water-binder ratio at 0.25 and designating the compaction at 0.5, 1.5, and 2.5 MPa. Unit weight, total void ratio and thermal conductivity test were measured and discussed. As the compaction increased and the mixing ratio of natural fine aggregates increased, the unit weight and thermal conductivity increased, and the total void ratio decreased. In addition, the correlations between unit weight, total void ratio and thermal conductivity of porous concrete with previous experimental data were presented and the correlation coefficient (R²) was also analyzed.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.167-167
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• 2003

현대 산업이 발전함에 따라 전자부품의 초소형화, 고성능화가 요구되어지고 있으며, 이러한 점에 부응하기 위하여 Pottier 효과를 이용하여 국부냉각이 가능한 열전재료에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 열전재료에는 사용온도 영역에 따라 여러 종류가 있지만, Bi-Te계 열전재료는 상온영역에서 가장 성능지수(Z=$\alpha$$^2$$\sigma$/$textsc{k}$, $\alpha$는 Seebeck 계수, $\sigma$는 전기전도도, $textsc{k}$는 열전도도)가 높아 각종 냉각소자로서 사용되어 지고 있다. 하지만, 초소형 전자부품의 국부냉각을 위해서는 성능지수의 향상, 특히, 저온 영역에서의 성능지수의 향상이 요구되고 있다. 본 연구에서는 Bi-Te계 열전재료의 성능지수를 향상시키기 위하여, 열전도도의 저하에 의한 성능지수의 향상을 연구목적으로 하였다 열전도도는 전자에 의한 열전도도(K$_{e}$)와 phonon에 의한 열전도도(K$_{p}$)로 이루어지며, 전기전도도에 큰 영향을 미치지 않는 결정립 사이즈영역에서 결정립의 크기를 미세화 하면, 결정입계에서의 phonon의 산란이 증가하여 phonon에 의한 열전도도를 저하시킴으로서 성능지수의 향상이 기대된다. 따라서 본 연구에서는 나노사이즈 분말의 제조에 많이 이용되며 입자크기의 조절이 용이한 공침법을 이용하여 Bi-Te계 열전재료 분말을 제조하고 열전재료에의 적용가능성을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.112-112
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• 2016

열전 발전은 버려지는 폐열을 재사용 가능한 에너지로 전환할 수 있다는 점에서 차세대 청정 에너지원으로 분류되며, 19세기 초 발견된 이래 꾸준히 연구되어온 연구 분야이다. 특히 1990년대 열전소재로의 나노 기술의 접목에 따라 열전성능(figure of merit, ZT)이 2 배 이상 증가 되면서, 고성능의 열전 소재 개발을 위해 나노구조화 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 기존의 열전 특성 측정용 상용 장비의 경우, 벌크형 소재를 대상으로 설계되어 연구실 수준에서 개발되고 있는 마이크로미터 스케일의 두께를 가지는 박막형 열전 소재의 두께 방향 (cross-plane)의 열전 특성을 평가하는데 정밀성이 떨어져서 적합하지 않다. 이러한 표준화된 측정 기술의 부재로 인하여 최근 연구되고 있는 나노소재들의 열전 특성 측정 결과를 정확하게 측정하지 못하고 있다 [1] 본 연구에서는 박막형 열전 소재의 열전성능을 평가하는데 가장 중요한 요소인 열전도도를 측정하기 위해 장비를 설계하고, 장비의 측정 능력에 대해 평가하였다. 특히, 측정 포인트 간 큰 온도 차가 발생하여 비교적 쉽게 측정이 가능한 너비 방향 (in-plane) 이 아닌, 온도 차가 작은 박막의 두께 방향의 열전도도를 측정하였다. 그리고 센서의 측정 능력을 평가하기 위해, 폴리이미드를 대상으로 $-10-70^{\circ}C$ 온도 범위에서 측정한 결과와 벌크형 소재 대상으로 신뢰성이 확보된 보호열판법을 이용해 측정한 결과를 비교하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.16 no.4
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• pp.99-106
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• 2012

This study presents estimation method of temperature-dependent thermal conductivity by using solution of inverse heat conduction problem. Time and depth temperature distribution data from full-scale fire test were used for estimating temperature-dependent thermal conductivity on hybrid-fiber reinforced shield tunnel lining. At short heating time, estimated thermal conductivity sharply decreased within $100^{\circ}C$. On the other hand, it reflected thermal properties of concrete and effect of steel fiber at heating time of measured maximum heating temperature. Thus arbitrary time should be determined to estimate temperature-dependent thermal conductivity in time zone of measured maximum heating temperature. Estimated temperature-dependent thermal conductivity is similar to results of other study.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.29 no.1
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• pp.93-107
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• 2013

Thermal conduction of the particulate composites or granular materials can be widely used in porous materials and geotechnical engineering. And it has continued to develop "effective thermal conductivity" of medium by modeling energy relationship among particles in medium. This study focuses on the development of the effective thermal conductivity at the unsaturated conditions of soils using the modified network model approach assisted by synthetic 3D random packed systems (DEM method, Discrete Element Method) at the particle scale. To verify the network model, three kinds of glass beads and the Jumunjin sand are used to obtain experimental values at various unsaturated conditions. The PPE (Pressure Plate Extractor) test is then performed to obtain SWCC (Soil-Water Characteristic Curve) of soil samples. In the modified network model, SWCC is used to adjust the equivalent radius of thermal cylinder at contact area between particles. And cutoff range parameter to define the effective zone is also adjusted according to the SWCC at given conditions. From a series of laboratory tests and the proposed network model, the modified network model which adopts a SWCC shows a good agreement in modeling thermal conductivity of granular soils at given conditions. And an empirical correlation between the fraction of the mean radius (${\chi}$) and thermal conductivity at given saturated condition is provided, which can be used to expect thermal conductivity of the granular soils, to estimate thermal conductivity of granular soils.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.29 no.2
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• pp.5-14
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• 2013

Among the various thermal properties, thermal conductivity of soils is one of the most important parameters to design a horizontal ground heat exchanger for ground-coupled heat pump systems. It is well known that the thermal conductivity of soil is strongly influenced by its density and water content because of its particulate structure. This paper evaluates some of the well-known prediction models for the thermal conductivity of particulate media such as soils along with the experimental results. The semi-theoretical models for two-component materials were found inappropriate to estimate the thermal conductivity of dry soils. It comes out that the model developed by Cote and Konrad provides the best overall prediction for unsaturated sands available in the literature. Also, a parametric analysis is conducted to investigate the effect of thermal conductivity, water content and soil type on the horizontal ground heat exchanger design. The results show that a design pipe length for the horizontal ground heat exchanger can be reduced with an increase in soil thermal conductivity. The current research concludes that the dimension of the horizontal ground heat exchanger can be reduced to a certain extent by backfilling materials with a higher thermal conductivity of solid particles.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.27 no.4
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• pp.61-65
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• 2020

Suppressing lattice thermal conductivity of thermoelectric materials is one of the most popular approach to improve their thermoelectric performance. However, accurate characterization of suppressed lattice thermal conductivity is challenging as it can only be acquired by subtracting other contributions to thermal conductivity from the total thermal conductivity. Here we explain that electronic thermal conductivity (for all materials) and bipolar thermal conductivity (for narrow band gap materials) need to be determined accurately first to characterize the lattice thermal conductivity accurately. Methods to calculate Lorenz number for electronic thermal conductivity (via single parabolic model and using a simple equation) and bipolar thermal conductivity (via two-band model) are introduced. Accurate characterization of the lattice thermal conductivity provides a powerful tool to accurately evaluate effect of different defect engineering strategies.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2010.02a
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• pp.91.1-91.1
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• 2010

본 연구에서는 수직 밀폐형 지중 열교환기를 현장 시험시공하고 현장 열응답 시험을 수행하여 보어홀과 지반의 유효열전도도를 측정하였다. 뒤채움용 그라우트재는 벤토나이트와 시멘트가 고려되었으며 첨가제로는 천연규사와 흑연을 사용하고, 지중 열교환기 파이프 단면은 일반적으로 시공되는 U-loop 파이프 단면과 파이프 사이의 열간섭 효과를 최소화 한 3공형 파이프 단면이 착용되었다. 시멘트-천연규사 그라우트재가 벤토나이트-천연규사 그라우트재 보다 큰 유효열전도도를 보이고 흑연을 첨가한 그라우트는 시멘트와 벤토나이트 모두에서 천연규사만 첨가하였을 때 보다 유효열전도도가 높게 나타났다. 3공형 파이프 단면의 경우 단면에 따른 영향을 비교하기 위해 그라우트는 시멘트-천연규사와 벤토나이트-천연규사를 사용하였으며 유효 열전도도 측정결과 각각 3.65 W/mK, 3.40 W/mK으로 일반 U-loop 파이프 단면을 사용하였을 때 보다 높게 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.242-242
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• 2003

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.9
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• pp.18-25
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• 2003

In this paper, thermal conductivities of carbon-phenolic 8-harness satin weave composite, ACP302, were measured and predicted. In the analysis, the satin weave unit cell was identified and modeled discretely by 3-dimensional finite elements, considering the interlaced fiber tow architecture microscopically. At the unit cell boundary, the corresponding periodic boundary conditions were applied. The results were analyzed to investigate the effect of microstructural parameters such as stacking phase shifts, waviness ratio, and fiber volume fraction. The conductivities were also obtained by experiments and compared with the numerical results.