• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.131-148
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• 2015

본 연구는 지열시스템 열교환 효율의 개선방안을 모색하기 위한 것으로 금속재질의 열교환기인 동관 및 스테인레스관과 기존 지열시스템에 많이 적용되는 PE관을 이용하여 지열열교환기의 재질에 따른 열전달 효율을 비교 분석하였다. 또한 지하매질의 지하수에 포함되어 있는 지하수열을 동시 활용할 경우의 열전달 효율 변화를 평가하고 그 적용성을 검토하였다. 열교환기 내의 유속, 유량 및 열교환기의 구경을 조절함으로써 열교환기의 재질에 따른 열전달 효율을 평가 후 현장실증시험 설계인자를 도출하였다. 열교환 효율과 유효 열전도도는 현장 열전달 효율 시험 및 열응답 시험을 통해 변화양상을 분석하였다. 분석결과 금속재질이 PE관에 비해 높은 열전달 효율을 보였으며, 유량에서의 구경증대에 따른 열전달효율은 크지 않았으나 유속에서의 구경증대에 따른 열전달효율은 높아지는 것을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.109-116
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• 2024

본 연구에서는 단열 시험 결과를 기반으로 해석 결과의 유효성 검증을 수행하였으며, 공통격벽에서 발생하는 기화 질량을 산출하여 공통격벽 추진제 탱크의 단열 성능을 평가하였다. 과도 열전달 해석 결과와 단열 시험 결과를 비교하여 해석 결과의 유효성을 검증하였다. 이후 추진제 탱크에서 발생하는 내부 열전도와 외기로 인한 자연 대류 열전달을 고려하여, 공통격벽 추진제 탱크에 대한 과도 열전달 해석을 수행하였다. 이를 통해, 공통격벽에서 발생하는 열 유속을 추출하고, 단열 성능의 정량적 지표인 기화 질량을 산출하였다. 그 결과 공통격벽 추진제 탱크의 단열 설계 기준인 0.12 kg 보다 낮은 0.09 kg의 기화질량이 산출되어 단열 성능 기준에 부합함을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제37권4호
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• pp.449-454
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• 2013

본 연구에서는 무전해 니켈도금에 따른 탄소나노튜브의 표면특성변화가 알루미나강화 에폭시 복합재료의 열전도도 및 파괴인성에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 무전해 니켈도금된 탄소나노튜브의 표면특성은 주사전자현미경(SEM), X-선 광전자분광기(XPS), X-선 회절분석(XRD)을 통하여 알아보았다. 열전도도는 열전도율 측정 시스템으로 측정하였고, 파괴인성은 만능시험기(UTM)를 이용한 임계응력세기인자($K_{IC}$)를 측정하여 분석하였다. 실험결과, 무전해 니켈도금은 탄소나노튜브의 표면특성의 변화를 가져오며, 니켈도금된 MWCNTs(Ni-MWCNTs)가 들어있는 경우 미처리 MWCNTs와 비교하여 우수한 열전도도 및 파괴인성을 보였다. 이는 Ni-MWCNTs와 에폭시수지와의 분자간 상호작용의 향상 때문이라 판단된다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.5-14
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• 2016

최근 들어 경제적이고 친환경적인 에너지 활용을 위하여 지열에너지의 필요성이 점차 증대되고 있다. 특히 지열히트펌프 시스템(geothermal heat pump system)으로 불리는 지열 냉난방 시스템의 적용성이 계속 확대되고 있다. 이러한 지열히트펌프 시스템에서 지반의 열전도도와 열확산계수와 같은 지중 열물성은 설계 과정에서 매우 중요한 변수이기에 현장 열응답 시험(thermal response test)을 통해 지반의 열전도도를 산출해야 한다. 본 논문에서는 U와 2U 타입의 지중 열교환기를 매립지 지반에 설치한 후 48시간 동안 현장 열응답 시험을 수행하였으며 지반의 열전도도 뿐만 아니라 지반의 열확산계수를 비선형 회귀분석을 통해 산정할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 지중 열교환기가 설치된 지반의 시료를 채취하여 실내 열물성 실험을 수행하였으며 이를 현장 열응답 시험을 통해 도출된 지반의 열전도도 및 열확산계수 값과 비교하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.53-59
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• 2006

본 연구에서는 미사일의 외면에 단열재의 재료로 사용되는 재료들의 종류 및 배합비 별로 적외선 램프 시험 장비를 이용하여 단열 성능 평가와 기계적/열적 특성치를 측정하였다. 실험 결과 다공성 충전제 함유량이 증가할수록 단열성능은 증진되나 기계적 특성은 저하하였다. 다공성 충전제 종류 중에서 Epoxy/Phenolic Microballoon이 가장 우수한 기계적 특성과 낮은 열전도도 값을 보여 주었다. Epoxy/cork 단열재는 낮은 기계적 특성치와 높은 열전도도 간을 보여주었으나, 적외선 램프 실험에서는 가장 우수한 단열 성능을 가졌다.

• 설비공학논문집
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• 제17권8호
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• pp.695-703
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• 2005

The objective of this study is to determine the effective thermal conductivity and thermal resistance values in test boreholes with three different fill materials. To evaluate these heat transfer properties, in-situ tests on four vertical boreholes were conducted by adding a monitored amount of heat to water over various test lengths. Two parameter estimation models, line-source and numerical one-dimensional models, for evaluation of thermal response test data were compared when applied on the same four data sets. Results show that the average thermal conductivity deviation between measured data and these two models is in the range of $3.03\%$ to $4.45\%$. The effect of increasing grout thermal conductivity from 1.34 to 1.82 $W/m^{\circ}C$ resulted in overall increases in effective formation thermal conductivity by $11.1\%$ to $51.9\%$ and reductions in borehole thermal resistance by $11.6\%$ to $26.1\%$.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.8-16
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• 2012

The use of energy pile foundation has been increased for economic utilization of geothermal energy. This paper describes an experimental and numerical study on thermal response tests (TRTs) using W and 3U-shaped ground heat exchangers (GHEs) in precast-high strength concrete (PHC) energy piles. Ground thermal conductivity and borehole thermal resistance were measured and compared with those numerical analysis. W-shpaed GHE showed higher heat transfer behavior than 3U-shaped one because of different conditions such as pile size and volume of grout. That is, ground thermal conductivity using W-shaped GHE was higher than that of 3U shaped GHE, and borehole thermal resistance vice versa. The relative error of borehole resistance values between numerical and analytical solution was less than 5%.

• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.389-398
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• 2013

국내에서 열물성에 관한 연구는 지역별, 암종별 열물성 파악을 위주로 진행되었으나, 지열냉난방시스템 설계 시에 실시하는 TRT (thermal response test)의 열전도도와 차이가 크게 나타남에 따라 본 연구에서는 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 시료를 통한 열전도도와 TRT를 통한 열전도도를 비교하였다. 토양 시료의 열전도도는 1.32 W/m-K, 암석 시료의 열전도도는 2.88 W/m-K로 나타났으며, TRT로 측정된 열전도도는 3.13 W/m-K로 나타나 암석 시료보다 약 10% 정도 높게 나타났다. 연구지역은 지하수가 풍부하고 0.01의 수리경사를 가지고 있어 이 차이는 지하수 흐름에 의한 영향이라고 판단된다. 라인소스(line source) 이론에 따르면 TRT는 지반의 순수한 열전도도를 산정하는 것이 목적이므로, 국내 SCW (standing column well)형의 TRT는 라인소스 이론에 적합하지 않으며 지열냉난방시스템 설계 시에는 시료를 통한 열전도도값을 사용하는 것이 타당하다고 판단된다.

• Composites Research
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• 제27권3호
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• pp.83-89
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• 2014

본 연구는 엔지니어링 플라스틱인 Polybutylene terephthalate(PBT)에 첨가물을 넣어 강도와 열전도성, 열충격내구성을 개선시키는 것을 목적으로 한다. 그에 따라 PBT에 유리섬유(Glass Fiber)와 Boron nitride(BN)을 복합적으로 첨가하여, 각각의 조성비에 따른 기계적 특성과 열전도 특성변화를 실험적으로 분석하였다. 시험 결과 BN의 함유량이 증가함에 따라 열전도도는 증가하였고, 기계적 강도는 작아졌다. 열충격싸이클을 가한 결과, 비충전 PBT는 파단 신장률이 작아졌으나 충전 PBT는 강도와 열전도율이 별다른 성질변화가 거의 없었다. BN의 첨가에 따라 PBT 복합재의 열전도도도는 크게 향상되었다.