• Tunnel and Underground Space
• /
• v.31 no.1
• /
• pp.41-51
• /
• 2021

The hydraulic fracturing developed to improve permeability of tight reservoir is one of key stimulation technologies for developing unconventional resources such as shale gas and deep geothermal energy. The experimental study was conducted to improve disadvantage of hydraulic fracturing which has simple fracture pattern and poor fracturing efficiency. The fracturing experiments was conducted for tight rock using various fracturing fluids, water, N2, and CO2 and the created fracture pattern and fracturing efficiency was analyzed depending on fracturing fluids. The borehole pressure increased rapidly and then made fractures for hydraulic fracturing with constant injection rate, however, gas fracturing shows slowly increased pressure and less fracture pressure. The 3D tomography technic was used to generate images of induced fracture using hydraulic and gas fracturing. The stimulated reservoir volume (SRV) was estimated increment of 5.71% (water), 12.72% (N2), and 43.82% (CO2) respectively compared to initial pore volume. In addition, permeability measurement was carried out before and after fracturing experiments and the enhanced permeability by gas fracturing showed higher than hydraulic fracturing. The fracture conductivity was measured by increasing confining stress to consider newly creating fracture and closing induced fracture right after fracturing. When the confining stress was increased from 2MPa to 10MPa, the initial permeability was decreased by 89% (N2) and 50% (CO2) respectively. This study shows that the gas fracturing makes more permeability enhancement and less reduction of induced fracture conductivity than hydraulic fracturing.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.18 no.6
• /
• pp.403-410
• /
• 2009

Vacuum chambers have wide application for a variety of purposes such as material processing, vacuum gauge calibration, etc. As the dynamic pressure generated in such chamber is non-uniform, in many industrial as well as research processes, it is vital to know the non-uniform gas distribution with associated gas flow regimes and the ways of minimizing these pressure non-uniformities. In the present work, the behavior of gas flow in a vacuum chamber, during continuous gas flow, is described in the pressure range 0.1-133 Pa and the effect of baffle plate in minimizing the pressure non-uniformities is investigated. It was observed that maximum deviations in the pressure occur near the gas inlet point and that the effect of baffle plate in minimizing the pressure non-uniformities is more obvious in the transitional flow regime.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.93-93
• /
• 2017

고전력 펄스 전원공급장치를 이용한 마그네트론 스퍼터링(high-power impulse magnetron sputtering; HiPIMS)과 직류(direct current; DC) 전원공급장치를 이용한 마그네트론 스퍼터링(DC 스퍼터링)을 이용하여 제조한 티타늄 질화물(titanium nitride; TiN) 박막의 특성을 비교하였다. HiPIMS와 DC 스퍼터링 공정 중에 빗각증착을 적용하여 TiN 박막의 미세구조와 기계적 특성의 변화를 확인하였다. TiN 박막을 코팅하기 위한 기판으로 스테인리스 강판(SUS304)과 초경(cemented carbide; WC-10wt.%Co)을 사용하였다. 기판은 알코올과 아세톤으로 초음파 처리를 실시하여 기판 표면의 불순물을 제거하였다. 기판 청정 후 진공용기 내부의 기판홀더에 기판을 장착하고 $2.0{\times}10^{-5}torr$의 기본 압력까지 진공배기를 실시하였다. 진공 용기의 압력이 기본 압력에 도달하면 아르곤(Ar) 가스를 진공용기 내부로 ${\sim}10^{-2}torr$의 압력으로 주입하고 기판홀더에 라디오 주파수(radio frequency; rf) 전원공급장치를 이용하여 - 800 V의 전압을 인가하여 글로우 방전을 발생시켜 30 분간 기판 표면의 산화막을 제거하는 기판청정을 실시하였다. 기판청정이 완료되면 기본 압력까지 진공배기를 실시하고 Ar과 질소($N_2$)의 혼합 가스를 진공용기 내부로 ${\sim}10^{-3}torr$의 압력으로 주입하여 HiPIMS와 DC 스퍼터링으로 TiN 박막 제조를 실시하였다. 빗각의 크기는 $45^{\circ}$와 $-45^{\circ}$이었다. 제조된 TiN 박막은 주사전자 현미경, 비커스 경도 측정기 그리고 X-선 회절 분석기를 이용하여 특성을 분석하였다. HiPIMS로 제조한 TiN 박막은 기판 전압을 인가하지 않아도 색상이 노란색을 보이지만, DC 스퍼터링으로 제조한 TiN 박막은 기판 전압을 인가하지 않으면 노란색을 보이지 않고 어두운 갈색에 가까운 색을 보였다. TiN 박막의 경도는 HiPIMS로 제조한 TiN 박막이 DC 스퍼터링으로 제조한 TiN 박막보다 높았다. 이러한 TiN 박막의 특성 차이는 DC 스퍼터링과 비교하여 높은 HiPIMS의 이온화율에 의한 결과로 판단된다. 빗각을 적용한 TiN 박막은 미세구조 변화를 보였으며 이러한 미세구조 변화는 TiN 박막의 특성에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
• /
• v.13 no.3
• /
• pp.145-151
• /
• 2003

Using computational fluid dynamics (CFD) method, we investigated three-dimensional fluid flow field and particle movement with respect to the injected gas flow rate variation in typical cyclone separator system. The results of numerical investigation were deduced by coupling the analysis of fluid flow field with Wavier-stokes equation and the tracking of the particle trajectory with Langrangian approach. It was shown that the increasing of injected gas flow rate resulted in the increasing of pressure loss in the separator. This change of inner pressure had an effect on an aspect of the fluid flow in the separator. Particle movement was determined by fluid flow in the separator and was fully depended on a diameter of particles under the fixed flow rate. Increasing of injected gas flow rate was led to an increasing of the trace of particle, so the particles moved to the lower part of the separator. For this reason, the minimum diameters of the particles were decreased and increased the separation rate under the fixed particle diameter. In conclusion, the changes of injected gas flow rate have an important factor to the fluctuation of the fluid flow field and particle trajectory in the separator.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2008.05a
• /
• pp.125-126
• /
• 2008

본 연구에서는 챔버 내에 압력 $1{\sim}7$[atm]의 Dry-Air를 주입한 후, AC전압을 인가하여, 전극의 모양에 따라 불평등 전계/준평등 전계를 형성하였을 시, 전극 사이에 넣은 고체절연물의 두께에 따른 연면방전 특성을 실험을 통하여 측정 비교한 것이다. 고체절연물로는 열경화성 플라스틱을 사용하였다. 챔버 내 Dry-Air의 주입압력이 높일수록 연면 절연파괴 전압이 높았고, 준평등 전계에서보다 불평등 전계 인가시 더 높은 절연파괴 저압을 얻을 수 있었다. 또한 고체절연물의 두께가 두꺼울수록 고체의 절연파괴 전압이 높았으며, 고체절연물의 두께가 2[mm]일 경우, Dry-Air의 연면방전 특성이 $SF_6$보다 평균적으로 $12{\sim}51$[%] 낮고, 3[mm]의 경우도 Dry-Air의 연면방전 특성이 $14{\sim}45$[%] 가량 낮았다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.15 no.6
• /
• pp.594-604
• /
• 2006

Gas fueling systems operated in the mode of a fixed valve opening at a constant line pressure, and the mode of a constant inlet flow are simulated to establish the relationships between the gas flow pattern and the tube dimensions under various system conditions.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
• /
• 1990.06a
• /
• pp.58-72
• /
• 1990

유체 윤활 이론에 의한 저어널 베어링의 해석은 그 적용 버위가 넓기 때문에 다양하게 연구되어왔다. 근래에는 열적 효과의 중요성 때문에, 윤활유의 점도와 온도와의 관계, 윤활유 주입홈에서의 윤활유 혼합현상, Cavitation현상, 고속에서 윤활유의 난류현상, 윤활유 주입구의 위치 그리고 경사진 베어링 축이 유막에 미치는 영향 등 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 반원주형 윤활홈을 갖는 저어널 베어링의 주입 윤활유의 열효과가 베어링 부하량과 마찰에 미치는 영향 등을 고찰하였고, 본 연구를 수행하기 위해, 베어링 Bush와 Shfft벽에서 여러가지 열전달 겅계 조건을 가정한 가운데 Reynolds 방정식을 Energy 방정식과 동시에 수치해석적으로 풀었다. 수치해석 방법은 FDM(Finite Difference Method) 중 SOR(Successive Over-Relaxation)Technigue을 이용하였다. 또한 윤활유 점도와 온도의 관계는 지수함수(Exponential Function) 형태로 취했다. 주입 윤활유 온도와 압력 그리고 윤활홈의 형태 등을 변화시켜가며 베어링 성능에 미치는 영향을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.211-214
• /
• 2009

Using the numerical code for the interior ballistics, the performance of the interior ballistics with the characteristic of the ignition injection has been investigated. When the maximum position of ignition injection is near the base, the pressure distribution at the chamber of the interior ballistics was uniform and the final projectile velocity is increased.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.124.1-124.1
• /
• 2011

저온 고압의 환경에서 안정한 하이드레이트 함유 퇴적물 연구를 위하여 현장의 압력을 유지하여 코어를 회수할 수 있는 압력 코어러 (Pressure Corer)가 개발된 이후로 다양한 방법으로 압력코어를 이용한 연구가 진행되어 왔다. 하이드레이트의 안정영역 특성상 일반 코어러 샘플에서는 하이드레이트 함유 퇴적물의 회수가 용이하지 않았던 이유로 압력코어샘플응 이용한 현장 하이드레이트 함유 퇴적물의 연구는 필수적이다. 초기 단계에서는 압력코어를 이용한 비파괴 검사와 단순 감압 시험이 이루어졌다. 비파괴 검사를 통하여서는 X-ray 단면, 감마 밀도 (gamma density), 음파 속도 등이 측정 되었으며 감암 시험을 통하여서는 시료 내 하이드레이트 함유량을 산정하였다. 감압 후 다양한 지화학 분석이 후행되었다. 가스 하이드레이트 함유 퇴적물의 물성과 생산 거동이 점차 부각됨에 따라 압력코어 시료를 순간 감압하여 액체 질소에 보관하였다가 압밀시험, 삼축 압축 시험 등 물성 시험이 수행되었으며 수행 동안 X-ray 단면, 비저항, 음파 속도 등의 물성측정이 이루어졌다. 또한 액체 질소 보관 시료를 이용하여 감압법, 열염수 주입법, 열자극 법 등을 적용하여 생산 실험을 수행하기도 하였다. 이후에 압력코어 시료 절단 및 이동 시스템이 개발됨에 따라 보다 다양하고 많은 연구자 들이 압력코어 시료를 이용할 수 있게 되었으며 물성 연구뿐만 아니라 미생물 연구에 까지 압력코어 시료가 사용되게 되었다. 최근에는 절단 시료를 이용한 생산 실험 연구 또한 진행되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.1924-1928
• /
• 2009

다중패커시스템은 격리된 어느 특정 구간의 지하수를 채수할 수 있으며 그 구간의 온도, 압력 등의 자료를 연속적으로 관측할 수 있어 이를 통해 각 구간별 수리전도도를 구할 수 있다. 심도별 수직적 지하수두는 지상에서 연결 롯드를 통해 압력 측정 센서를 해당 심도까지 내려 롯드에서 설치된 압력 측정용 장비에서 관측할 수 있으며, 다중패커시스템을 이용한 수리시험으로는 양수시험, 순간충격시험, 간섭시험 등이 있는데, 본 논문에서는 순간충격시험을 이용한 결과를 제시하였다. 도출된 구간별 수리전도도를 다중패커시스템을 설치하기 전 나공에서 이중 패커를 이용한 정압주입시험의 결과와 비교하여 보았다. 다중패커시스템을 통해 획득된 심도별 지하수두는 정수두 (hydro-static)상태의 일정한 경향성이 없이, 각 심도에 존재하는 투수성 구조에 영향을 보이고 있음을 알 수 있었으며, 이는 다수의 관측공을 통해 수평 방향의 수리경사를 산출함에 있어 관측공의 심도에 대한 충분한 고려가 있어야 한다고 판단된다. 또한, 다중패커시스템을 이용한 수리시험 결과를 나공 상태에서 이중 패커를 이용한 정압주입시험 결과에 대해 심도별 도출되는 수리전도도가 국지적으로 분포하는 투수성 구조에 영향으로 인해 투수량계수 (transmissivity)로 환산한 유효 투수계수로 비교하여 결정질 암반의 수리 특성으로 제안하는 것이 타당한 것으로 분석되었다.