• 대한기계학회논문집B
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• 제34권10호
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• pp.947-955
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• 2010

대부분의 석유 가스전은 탄화수소혼합물과 일반기체 등 저류층 내부 유체의 성분조성에 따라 저류층내 상거동 특성이 매우 민감하게 변화한다. 석유 가스전의 평가와 개발 생산계획을 수립함에 있어, 이러한 상거동에 따른 기체와 액체의 성분비 결정과 석유와 가스의 이상유동 해석을 위한 저류유체의 PVT관계 및 포화물성의 규명은 필수적이다. 이중에서 특히, 포화물성의 계산은 수렴성이 나빠, 이상 유동의 해석적 연구에 있어서 많은 어려움을 초래하는 원인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 포화물성 의 계산에 있어서 수렴도 향상을 위한 새로운 초기값 추정 방법과 근 탐색 알고리듬을 제안하고, 성능비교 등을 통한 수렴도 영향인자에 대한 분석을 시도하였다. 결과적으로, 제안된 방법을 통해 포화물성 해석 수렴성을 개선하였고 GUI 기반의 새로운 다성분 다상거동해석 시뮬레이터의 개발에 적용하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.476-492
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• 2018

본 연구에서는 한반도 남부 지역에서 취득 가능한 응회암, 현무암, 섬록암 시험편에 대하여 다양한 실내 시험을 수행하였다. 건조/포화 조건으로 대별하여 실내실험을 수행했으며 이를 바탕으로 포화에 따른 암석 물성변화를 실험적으로 고찰하였다. 실험결과, 비교적 공극률이 작은 시험편을 대상으로 했음에도 불구하고 확연한 강도 저하와 변형 특성 변화가 관찰되었다. 실험결과를 바탕으로 암석의 주요 역학적 물성인 일축압축강도, 탄성계수, 간접인장강도를 예측할 수 있는 회귀모델을 구성하였다. 비파괴 물성인 P파 속도, Shore 경도를 독립변수로 이용하였으며 그 결과 만족할 만한 수준의 물성 예측 모델이 구성되었음을 확인하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권2호
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• pp.117-131
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• 2006

한국의 고준위폐기물 기준 처분 시스템의 공학적 방벽에서의 T-H-M(Thermo-Hydro-Mechanical) 거동 실증을 위한 KENTEX(KAERI Engineering-scale T-H-M Experiment for Engineered Barrier System)실험 장치를 대상으로 열-수리-역학 연동현상 해석을 하여 온도, 포화도 및 응력의 변화를 예측하였다. 그리고 이들 변수와 열-수리-역학의 연동현상에 사용된 세물성법칙인 탄성물성법칙, 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙과의 관계를 분석하였다. 열-수리-역학 연동현상을 계산하는 데는 상용 유한요소 코드인 ABAQUS를 사용하였다. 열 계산에서 벤토나이트 내 온도는 히터 가열 후 초기에는 급격히 증가하다가 얼마의 시간이 경과한 후에는 거의 일정한 값에 도달하였다. 이 도달시간은 약 37.5일로 반경방향의 모든 지점(H=0.68m 일때)에서 정상상태에 도달한 것을 알 수 있었다. 즉, 히터와 벤토나이트 경계면에서는 $90^{\circ}C$, 벤토나이트와 외부 셀 경계면에서는 약 $70^{\circ}C$를 유지하였다. 열-수리-역학 연동현상 계산에서 시간에 따른 벤토나이트 포화도는 탄성 물성법칙, 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙의 세 경우 모두 거의 차이가 없었다. 열-수리-역학 계산 결과와 수리-역학 계산 결과의 비교에서 온도의 증가는 탄성 물성법칙 및 공극탄성 물성법칙 각각에 대해 시간이 경과함에 따라 포화도가 증가함을 초래해 포화가 빨리 진행됨을 알 수 있었다. 특히 히터에 가까운 쪽에서는물이 침투하고 있는 쪽 보다 포화도 증가가 큰 것으로 나타나 벤토나이트가 물로 포화되기 전의초기상태가 온도의 영향을 많이 받는 것을 알 수 있었다. 또한 응력은 세 물성 법칙 모두 시간의 경과에 따라 증가하는 경향을 보이나 탄성 물성법칙의 경우가 다른 두 경우보다 현저한 변화를 보이는데 이는 변형율이 탄성한계를 넘어서도 계속 작용하여 공극비 변화를 고려한 다른 두 물성법칙과 차이가 있음을 나타내고 있다. 그러나 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙의 경우에 열-수리-역학 계산 결과와 수리-역학 계산 결과를 비교하면 시간이 경과함에 따라 응력은 증가하지만 온도의 변화에 따른 서로의 응력의 차이는 작은 것을 알 수 있다. 즉 온도변화의 영향보다는 시간에 따른 포화도 변화의 영향이 더 큰 것으로 생각된다. 따라서 벤토나이트의 열-수리-역학 연동현상 해석에서 벤토나이트는 온도의 증가로 포화가 빨라지고, 포화도 증가는 응력을 증가시키는 결과를 보이므로 공극비, 열팽창 및 팽윤압 등의 영향을 받고 있는 것으로 이해된다. 그래서 벤토나이트의 열-수리-역학 연동현상 해석에서 벤토나이트는 공극비, 열팽창 및 팽윤압 등의 영향을 받으므로 탄성과 소성을 동시에 고려할 수 있는 물성법칙을 선택하는 것이 바람직하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.550-554
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• 2023

탄화수소기반의 화석연료 에너지원은 이산화탄소 배출로 인한 지구온난화 문제로 지속적인 이용 및 확장에 제한이 있다. 수소는 전통적인 화석연료에 대한 유망한 대안으로 여겨지고 있다. 수소의 안정적인 장기저장을 위해서 극저온인 포화상태에서 수소의 열역학적 물성에 대한 예측이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 비교적 간단한 관계식을 보이는 3차 상태방정식들을 이용하여 포화상태의 열역학적 물성들(포화증기압, 액체 및 기체의 밀도, 엔탈피 및 엔트로피)을 모사하였다. 포화상태 수소에 대한 여러가지 열역학적 물성들을 비교한 결과 3 종류(Redlich-Kwong (RK), Soave-Redlich-Kwong (SRK), Peng-Robinson (PR))의 상태방정식 중 SRK 모델이 비교적 정확한 예측결과를 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권2호
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• pp.138-144
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• 2011

광산이 폐광을 하는 경우 배수시스템을 정지함으로 인해 갱도는 물로 포화된다. 갱도가 포화되었을 때 갱도 주변의 암석은 완전히 포화되고 갱도 주변 암반에는 수압이 작용한다. 암석의 일축압축강도는 함수율에 따라 달라지며 함수율이 증가함에 따라 감소한다. 수압은 암석 내 균열이나 암반 내 불연속면의 확장을 유발하게 된다. 갱도 내 포화된 수압이 지보압을 발휘할 수도 있지만 지하수에 의해 발생한 암반 물성의 저하는 갱도의 안정성을 감소시킬 것이다. 본 연구에서는 수압에 의해 발생한 갱도 주변 암반의 물성 저하가 갱도의 안정성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 2차원 불연속해석과 3차원 연속해석을 실시하였다. 수치해석 결과 수압에 의해 유발된 갱도 주변 암반의 물성 저하는 갱도 주변 암반의 변위 증가에 영향을 미치고, 2차원 해석 결과는 3차원 해석 결과 보다 큰 변위를 나타냈다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.27-34
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• 2022

지반내 물의 흐름은 입자 사이의 공극 분포에 의존하므로 입자의 크기를 이용한 수리학적 물성치의 예측은 정확도가 낮다. 본 논문은 Silveria의 방법을 이용하여 입도분포곡선으로부터 수축 공극크기분포를 산정하고, 포화-불포화 수리학적 물성치를 산정하는 방법을 제시하였다. 입도분포가 양호한 흙은 단봉의 공극크기분포를 보이고, 입도분포가 불량한 흙은 쌍봉의 공극크기분포를 보였다. 공극크기분포를 이용한 이론적 포화투수계수 모델식 중에서 Marshall 모델이 실내실험결과와 가장 부합되었다. 불포화토 수리해석에 필요한 함수특성곡선과 불포화투수계수에 대한 모델식을 공극크기분포를 이용하여 제안하였다. 개발된 모델식을 다양한 흙에 적용하여 수리학적 물성치의 예측에 적합한 모델을 선정하는 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.43-49
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• 2003

대체 소화제로 사용되는 불활성 기체 중 Ar, $N_2$, $CO_2$에 대한 혼합물에서의 물성(포화압력, 밀도, 점도)에 관한 실험식을 구하였다. Mixing rule에 의해 계산한 값을 이용하여 다항식 등의 회귀분석에 의해서 실험식을 얻었다. 포화압력은 온도에 대하여 1차 실험식으로 표시하였다. 압축인자와 포화압력을 이용하여 온도에 대한 밀도에 관한 실험식을 제시하였다. 점도는 온도에 대한 지수함수로 표시하였다. Ar, $N_2$, $CO_2$혼합물의 조성이 40/50/10(mol. %)에서 열역학적 실험식을 구하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.16-25
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• 2002

소화제인 Freon-23과 몬트리올 의정서에 의해서 규제받는 CFC의 대체 물질인 HFC-227ea의 물성(포화압력, 밀도, 점도, 엔탈피, 표면장력)에 관한 실험식을 구하였다. 문헌에서 얻은 실험값을 이용하여 다항식등의 회귀분석에 의해서 실험식을 얻었다. 포화압력은 온도에 대하여 각각 3차와 2차의 실험식으로 표시하였다. 압축인자와 포화압력을 이용하여 온도에 대한 밀도에 관한 실험식을 제시하였다. 점도는 온도에 대한 지수함수로 표시하였고, 엔탈피는 열용량과 마찬가지로 온도에 대한 2차 함수로 정의하여 나타내었다. 표면장력에 대해서는 간단한 1차 온도에 대한 선형적인 관계가 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.239-240
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• 2007

변압기 코어소재로 사용하는 방향성 규소강판의 가공 방법에 따른 물성을 조사하기 위하여 테이프 와인딩 코어 형태, 곡률반경을 20, 30, 40mm로 하여 토로이달 형태 변압기 시료의 B-H 자성 특성을 조사하였다. 곡률반경이 40mm, 높이는 10mm의 비율에서 보자력은 0.02Oe, 포화자속밀도는 0.98, 1.85T으로 보자력(Hc)은 낮고 포화자속일도(Bs)는 제일 큰 값을 나타내었고, 국내에서 생산되고 있는 방향성 규소강판의 자속밀도값 보다 약간 크게 나타났으며, 본 연구로부터 방향성 규소강판을 이용하여 권자심 코어을 제작할 때 고려해야하는 탄성변형에 대한 중요성과 코어 소재의 가공방법이 자기적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 토로이달 코어형태의 변압기를 설계 제작시 높이와 곡율반경, 가공 방법에 따라 용량, 효율 등이 다르므로 사전에 소재의 물성을 면밀히 검토 후에 전기기기에 적용해야함을 재확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.7-12
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• 2004

몬트리올 의정서에 의해서 규제 받는 CFCs와 Halon의 대체 물질인 HFC-23, HFC-125, HFC-227ea, HFC-236fa와 불활성 화합물 $Ar, N_2, CO_2$의 열역학적 물성인 포화압력, 밀도, 엔탈피, 점도를 비교하였다. 본 연구에서는 소화제의 물성을 문헌 값을 온도의 함수로서 표시하였다. HFC 화합물의 열역학적 물성은 Halon-1301과 비슷하게 나타내었다. 불활성 화합물은 주로 혼합물로 이용되지만, 불활성 화합물의 물성은 Halon-1301에 비하여 바람직하지 않았다.