• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.75-84
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• 2013

지반의 동결현상은 일반적으로 대기와 지반의 온도차이로 발생하는 열흐름에 의해, 지반에 존재하는 물이 동결되어 지반의 물리적 성질이 변하는 현상을 일컫는다. 동결현상 해석에 필요한 지중온도 변화는 크게 대기와 지반의 경계층에서 발생하는 열유동과 지중 내에서 흙을 구성하는 성분들의 열전도 현상으로 설명할 수 있다. 따라서 지표면의 경계조건과 지반의 열적 특성은 동결지반 온도분포 해석에 중요한 인자들이다. 지표면 경계조건은 대기온도, 지표의 식생상태, 토질조건을 포함한 간편상수법들이 제시되어 있다. 대기온도 변화에 따른 지표의 열전달을 설명하는 대표적인 열물성 값은 지표면에서의 n-factor와 대류 열전달계수이다. 본 연구에서는 대기와 지반의 경계층을 해석하는데 필요한 지표면 n-factor와 대류 열전달계수의 적용성을 분석하고자 실내실험을 수행 하였다. 실내실험 결과를 토대로 상용 수치해석 프로그램인 TEMP/W를 이용하여 각각의 경계층 조건에 따른 지중온도 변화를 해석하고 실내실험을 통해 측정된 온도 데이터와 비교하였다. 결론적으로 n-factor보다 지표면 대류 열전달계수를 적용한 수치 해석 모델이 실내실험 결과와 유사하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.246-255
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• 1998

지중케이블을 따라서 강제냉각관을 설치하여 케이블을 냉각시키는 방법은 특히 일본을 비롯하여 세계 선진국에서 일반적으로 사용하고 있는 방법이다. 그러므로 케이블의 강제냉각에 대한 연구는 국내외적으로 많이 이루어져 그 결과도 매우 성공적이다. 그러나, 케이블 접속부에 대한 연구는 그 중용성에도 불구하고 미미한 상황이다. 그러므로, 본 연구에서는 기존의 154kV 지중 케이블의 접속재를 전력구의 맨홀에 설치하여 냉동기를 이용한 냉각방식에 의해 맨홀의 온도를 $10^{\circ}C$로 유지한다고 했을 때, 열해석을 통해 절연층의 두께변화에 따랄 절연유의 열유동 및 등온선분포가 어떻게 형성 되는가를 연구한다. 연구결과에 의해서 국내에서 도입하려는 지중케이블 접속부의 냉각방식에 대해 검토하고자 하였다.

• 자원환경지질
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• 제51권3호
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• pp.223-232
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• 2018

본 연구는 이산화탄소 지중저장 과정에서 주입 유체의 온도 변화가 심부 지질구조 내로 주입된 초임계 이산화탄소의 거동과 대체율에 미치는 영향을 정량적으로 규명하기 위하여 초임계 이산화탄소 대체 유체인 헥산을 적용한 마이크로모델 실험을 수행하였다. 본 실험에서는 탈이온수로 포화된 마이크로모델 내부로 헥산의 주입이 개시되는 시점부터 헥산과 공극수의 분포가 평형상태를 이루는 시점까지의 비혼성 대체 과정을 시각적으로 관찰하였다. 실험을 통하여 획득한 이미지는 분석 프로그램을 통하여 전체 공극 구조에 대한 헥산의 대체 면적비를 산정하는데 사용하였으며, 단일 공극 규모에서와 거시적 규모에서의 헥산과 공극수의 거동 및 분포 분석을 통하여 주입 유체의 온도가 비혼성 대체 과정에 미치는 영향을 규명하였다. 주입 유체의 온도 변화에 따른 관측 실험의 결과, 온도가 증가함에 따라 점도, 밀도, 계면장력 등과 같은 유체의 물성 및 공극 구조에 작용하는 모관압의 변화로 인하여 헥산의 대체 면적비는 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 실험 결과는 효율적인 이산화탄소 지중저장을 수행하기 위해서는 이산화탄소 주입이 이루어지는 심부 지질구조의 환경 및 주입 조건에 대한 이해가 필수적임을 시사하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.40-43
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• 2006

Public demand for the heat pump system as a next generation energy equipment is increasing for its eco-friendly and cost-effective advantage. Many researches have been concentrated on how to calculate and develop its own efficiency, while the possible effect of the heat pump operation on the whole subsurface temperature distribution is relatively less considered, During the current study, subsurface temperature disturbance caused by seasonal surface temperature cycle in Busan area and general W-tube heat pump operation is simulated in 3-dimensional heterogeneous medium. It shows that subsurface deeper than 10m from the surface remains nearly unchanged throughout the 4 seasons and groundwater convect ion in highly permeable layer near the surface acts like a main path of heat plume from heat pump system, This implies the significance of detail descript ion in shallow sedimentary layer or highly permeable layer which plays an important role on the regional flow advection and heat transfer. Also, the effect of groundwater convection increases when the arrangement of the 2 injection pipes and 2 extract ion well is maintained parallel to groundwater flow. Therefore, more careful and detail investigation is required before installation and operation of heat pump system that it may not cause any possible change of microbial ecosystem in the shallow subsurface environment or 'contamination of temperature' for groundwater use as well as the loss of efficiency of the equipment itself. This can also help to design the optimized grouting system for heat pump.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권1호
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• pp.57-65
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• 2013

The temperatures with the ground depth, the positions of circulation water in ground heat exchanger were measured and thermal diffusion characteristics with the distances of the direction normal to the borehole was analysed. The deeper the depth of ground, the less the influences of outdoor temperature, but below 10m of ground, there was no influences of ground temperature. When the depth of trench pipe was below the depth of 2m, there was no influence. In the ground of 10m when the distances between the pipe and the other places were above 0.5m, the variations of temperature were less than $1.6^{\circ}C$ and above 2.5m they were less than $0.1^{\circ}C$. When the distances of bore hole were above 5m, there were no. influences of the nearest ground heat exchanger.

• 터널과지하공간
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• 제15권3호
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• pp.169-176
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• 2005

경기도 광주군에 건설된 상업적 규모의 지하암반 저장고인 '곤지암 지하암반 저장고' 에 대한 약 7년간 운영중에 측정된 결과를 분석하였다. 운영 초기 에 투입되었던 에너지와 저장고 주변의 온도가 안정화된 이후의 에너지를 비교하여 에너지 소비의 변화경향을 분석하였다. 초기 냉동기 설계에 필요한 용량과 저장고 운영에 필요한 냉동기 용량을 비교하여 초기 냉동시스템 설계 시 고려할 점에 대해 논하였다. 7년간 암반 내 지중온도 변화 양상을 분석하여, 암반 내 지하수가 동결될 때에 소요되는 추가적인 에너지에 대해 논하고, 현재 암반온도 분포 상황을 초기의 온도분포를 예측한 FLAC 수치해석 결과와 비교하였다. 냉동기 가동시간에 따른 투입된 열유량과, 2차원, 3차원 수치해석에 의한 열유량을 비교하여 수치해석에 의한 열유량 예측의 정확성에 대해 논하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.49-54
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• 2016

동토지반을 구성하는 지층 중 표층에 분포하는 활동층은 계절에 따라 동결과 융해를 반복하여 지표면의 동상을 야기한다. 동상 높이는 활동층의 두께에 큰 영향을 받으므로, 동토지반 상부 인프라시설의 안전한 설계 및 시공을 위하여 활동층의 두께 산정은 매우 중요한 부분을 차지한다. 본 연구에서는 경량화된 원위치 관입시험 방법인 동적 콘 관입기를 이용하여 동토지반에서 활동층이 분포하는 심도를 평가하고자 하였다. 동적 콘 관입시험을 적용하기 위한 대상현장으로서 알래스카에 위치한 솔로몬 지역의 동토지반이 선택되었으며, 해당 지역의 두 개소에서 지중온도계측 및 동적 콘 관입시험이 수행되었다. 적용실험 결과 동적 콘 관입시험으로부터 획득된 동적 콘 관입지수는 활동층 및 영구동토층에서 서로 상이한 값을 나타내는바 동적 관입특성에 따른 활동층과 영구동토층의 경계부 심도가 산정되었으며, 경계부 심도에서 아이스 렌즈층으로 판단되는 구간이 감지되었다. 해당 개소에서 획득된 지중온도분포도에서 영상 및 영하 온도의 경계 심도는 본 연구의 동적 콘 관입시험으로부터 획득된 활동층 분포 심도와 부합하는 결과를 보였다. 본 연구에서 적용된 동적 콘 관입기는 대형장비의 접근 및 적용에 한계가 있는 극한지 동토 지역의 활동층 심도평가를 위하여 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.144-151
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• 2012

지역난방시스템이란 열에너지를 생산하고 만들어진 열에너지를 넓은 지역에 공급하는 시스템이다. 지역난방시스템은 국부난방보다 더 효율적이고 친환경적이라고 할 수 있다. 생산 된 열은 단열 배관 네트워크를 통해 사용자들에게 공급된다. 지역난방시스템의 효율적인 운전을 위해서는 여러 가지 운전 조건에서 배관망 네트워크의 유량, 압력 및 온도 분포를 예측하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 지역난방용 지중매설 배관망 네트워크에서의 열-유체 동적거동을 수학적 모델을 사용하여 예측하였다. 수학적 모델은 물질, 운동량 및 에너지 수지식을 사용하였다. 모델링의 결과를 검증하기 위하여 강남지역 지역난방시스템에서 측정한 결과와 모델링의 결과를 비교하였다.

• 한국작물학회지
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• 제37권6호
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• pp.534-540
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• 1992

벼 건답직파재배에서 온도와 파종심도를 달리 하여 벼 품종의 출아와 중배축 신장을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 온도가 높고 파종심도가 얕을수록 출아율이 높았으며 출아소요기간이 짧았다. 2. 각 처리온도 별로 파종심도 3cm이하에서는 출아율이 큰 차이가 없었으나 5cm이상이 되면 현저히 낮아졌다. 3. 파종 30일 후의 초장과 엽수는 온도가 낮을수록 감소하였고 파종심도가 5cm 이상이 되면 생육이 현저히 저하하였다. 4. 온도가 높고 파종심도가 5cm 이상일 때는 중배축과 하위절간의 신장이 컸다. 5. 파종심도 6cm에서 벼 품종들 중 출아율이 높았고 품종은 오수벼, 탐진벼이었고 중배축의 신장은 품종간 차이가 현저하여 5～16mm의 분포를 나타내었으며 제 1본엽의 출현이 지중 3～4cm에 이루어져서 파종심도는 지중 3～4cm가 적당한 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
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• 제49권6호
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• pp.459-467
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• 2016

300 m 이상의 장심도 지중열교환기는 도심지나 넓은 부지를 확보가기 어려운 지역에 지열냉난방 시스템을 경제적으로 설치하는데 유리하다. 그러나 실제 시공에서는 여러 가지 문제들로 인하여 보편적으로 시도되지 않았고, 일반적으로 100 ~ 200m 심도로 설치되어 왔다. 본 연구에서는 일반적인 시추공 직경 150 mm에 U 파이프는 50A 규격으로 외경 50 mm의 300 m 심도로 지중열교환기를 설치하였다. 고밀도 PE관은 단위 길이당 비중이 $0.94{\sim}0.96g/cm^3$으로 지열공 내부에 채워진 지하수 영향으로 부력이 존재하여, 이를 개선하기 위해 4.6 kg 무게의 금속으로 제작된 하중밴드 10개조를 설치하여 부력의 영향을 감소시켰다. 지중열교환기의 길이 산정 및 성능평가를 위한 기초조사로서 지반조사 및 열응답실험이 실시되었다. 지반내 온도구배는 100 m 심도까지는 주변 지하수 이용에 의한 영향 등으로 $15^{\circ}C$ 정도의 분포를 보이며 그 하부는 $1.9^{\circ}C/100m$의 지온증온율을 나타내고 있다. 열응답실험은 기존에 설정된 표준 방식으로 48 시간 진행되었으며 평균 주입전력은 17.5 kW이며 평균 순환수 유량은 28.5 l/min, 그리고 평균 입출구 온도차는 $8.9^{\circ}C$로 나타났다. 측정된 지중열전도도는 3.0 W/mk이며, 공내열저항은 0.104 mk/W로 나타났다. Stepwise 평가에서 지중열전도도 변화는 초기 13시간을 제외한 이후에는 표준편차가 0.16으로 매우 안정된 값으로 수렴한 것으로 나타났다. 그리고 공내열저항의 민감도를 분석한 결과 파이프의 구경과 그라우팅 물질의 열전도도가 증가함에 따라 그 값이 미미하게 감소하는 경향을 나타내었다.