• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.57-70
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• 2015

본 논문에서는 지열활용 지반구조물 적용시 주변 지반에 부과되는 온도변화 사이클이 흙의 물리적 역학적 특성에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 이를 위해 모래와 화강풍화토를 대상으로 다양한 온도변화 조건을 구현하고 이에 따른 흙의 입자구조 및 열전도특성 변화 경향을 고찰하였다. 아울러 다양한 온도변화에 노출된 시료를 이용하여 시편을 조성한 후 삼축압축시험을 수행하고 그 결과를 토대로 온도변화가 시편의 응력-변형률-강도 톡성에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과 온도변화 사이클은 흙의 입자구조 및 열전도율에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 검토되었다. 또한 임의 반복 사이클 $N_{hc}$에 있어 가열시간이 $H_d=2{\sim}8hrs$ 변화함에 따라 최대 축차응력이 15%이상 감소하는 것으로 나타나 가열-냉각 반복작용에 의한 흙의 강도특성 변화는 흙의 종류에 따라 달라 질수 있는 것으로 검토되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권2호
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• pp.84-94
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• 2018

Subsea pipelines are designed to transport mixtures of oil, gas, and their associated impurities from a wellhead that can be in excess of approximately $100^{\circ}C$, while the external temperature may be approximately $5^{\circ}C$. Heat can be lost from a subsea pipeline containing a high-temperature fluid to the surrounding environment. It is important that the pipeline be designed to ensure that the heat loss is small enough to maintain sufficient flow from the unwanted deposition of hydrate and wax, which occurs at a critical temperature of about $40^{\circ}C$. Therefore, it is essential to estimate the heat loss of a subsea pipeline in various circumstances. In previous studies, overall heat transfer coefficient(OHTC) formulas were considered only for a single soil type. Thus, it is difficult to characterize the OHTC of the actual seabed with multiple soil layers. In this paper, an OHTC formula that considers multi-layered soils is proposed for more precise OHTC estimation.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권5호
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• pp.16-25
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• 2015

The City of Boulder is located at an average elevation of 1,655 m (5,430 feet), the foothills of the Rocky Mountains in Colorado. Its daily air temperature is much varying and snow is very frequent and heavy even in spring. This paper examines characteristics of shallow (surface and depth = 10 cm) soil temperatures measured from January to May 2015 in the high elevation city Boulder, Colorado. The surface soil temperature quickly responded to the air temperature with the strongest periodicity of 1 day while the subsurface soil temperatures showed a less correlation and delayed response with that. The short-time Fourier of the soil temperatures uncovered their very low frequencies characteristics in heavy snow days while it revealed high frequencies of their variations in warm spring season. The daily minimum air temperature exhibited high cross-correlations with the soil temperatures without lags unlike the maximum air temperature, which is derived from its higher and longer auto-correlation and stronger spectrums of low frequencies than the maximum air temperature. The snow depth showed an inverse relationship with the soil temperature variations due to snow's low thermal conductivity and high albedo. Multiple regression for the soil temperatures using the air temperature and snow depth presented its predicting possibility of them even though the multiple r² of the regression is not that much satisfactory (r² = 0.35-0.64).

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.175-181
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• 2017

본 논문에서는 보강토옹벽에 주로 사용되는 화강풍화토 내부에 열선 및 지오그리드를 설치하여 온도변화에 따른 화강풍화토와 지오그리드 사이의 전단력의 변화를 분석하였다. 실제 보강제로 보강되어있는 화강풍화토 내부에 열선에 의한 온도상승이 지반과 보강재 사이의 전단력에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위해 대형직접전단시험장치를 이용하여 전단시험을 진행하였으며 몰드내부에는 가열된 물로 열을 공급할 수 있는 실리콘재질의 열선이 설치되어 지반의 온도를 상승시키며 온도에 따른 전단 특성을 분석하였다. 또한 축방향 하중을 다르게 하여 온도상승에 의한 지반의 내부마찰각의 변화를 검토하였다.

• KIEAE Journal
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• 제13권1호
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• pp.65-74
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• 2013

Recently, greenery system is frequently applied on buildings and artificial grounds to improve urban ecological functionality. Specifically, architectural greenery is also known as an architectural language that can meet the sustainable design concept of architects. Although the architectural greenery system can be optimized through an interdisciplinary approach between architecture, horticulture and landscape- architecture, there is a problem of communication on the ideal gap between them. Therefore, this study is expected to establish the comtemporary architecture as hi-tech and the organic architecture in internationalism. Moreover, it can analyze the case study on architectural greenery system designed by a Pritzker Prize winner who represents the comtemporary architectural trend. In this analysis, we calculate and compare the U-value of the free-form surface system based on the international standards: ISO and CIBSE etc. Moreover, we calculate a change of artificial soil transmittance respect on compounding ratio of the bottom ash and pearlite. In the case of California Academy of Science by Renzo Piano, total transmittance of the greenery system results in 48% of domestic thermal insulation standard in dry condition. This result will be used as a basic study to promote developing the advanced system based on the concept of consilience.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권8호
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• pp.39-50
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• 2011

본 논문에서는 지열을 이용한 PHC 말뚝형 에너지 파일의 계절별 유속변화에 따른 열교환율과 단독말뚝의 열교환율을 100시간 운용 시 포화지반 조건에 한정하여 수치해석을 수행하였다. 해석결과 동절기 및 하절기일 때 100시간 운용 시 평균 열교환율은 약 55 W/m, 47 W/m로 나타났으며, 순환수 유속이 증가할수록 전체적인 열교환율이 상승하였다. 동절기에 말뚝간격 3D 및 5D(D:말뚝직경) 배치 시 0.6m/s의 순환수 유속에 따른 열적거동을 분석결과 지반과의 열적 자유면이 많은 외곽부일수록 열효율이 증가하였다. 또한, 3D 및 5D 간격의 평균 열교환율은 약 48.5 W/m, 51 W/m로 말뚝간격이 증가할수록 열교환율이 향상되는 것으로 나타났으며, 단독말뚝의 열교환율 대비 상대적으로 3D 및 5D 간격의 군말뚝은 각각 89% 및 93%보 떨어지는 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2393-2400
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• 2013

본 논문에서는 일반 수직밀폐형에서의 U, W, 2U 그리고 코일 타입의 지중 열교환기 형태별 열효율을 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 매립지 지반으로 이루어진 인천국제공항 제2여객 터미널이 건설될 부지에 수직밀폐형 지중 열교환기가 설치되었다. 우선 U, W 그리고 2U 형태의 지중 열교환기를 이용한 현장 열응답 실험을 수행하여 지반의 열전도도를 도출한 후 U, W, 2U 그리고 코일형 지중 열교환기를 이용하여 100시간 연속 운전과 5일 동안의 부분 운용 모드로 현장 열성능 실험을 수행하였다. 냉방 가동 조건 하에서 코일형 지중 열교환기 이용시 나머지 타입의 열교환기들보다 약 2배 정도 열교환율이 상승되는 것을 알 수 있었다. 또한 부분 운전 모드시 연속 운전 모드보다 30~40% 열교환율이 상승되는 것으로 나타났다.

• 한국포장학회지
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• 제12권2호
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• pp.87-90
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• 2006

식품 보관 용기로서 옹기의 기능성을 설명하려는 하나의 시도로서 옹기의 열특성과 수분 흡착 및 기체 흡착 특성을 측정하였다. 옹기의 열전도도와 열확산도는 기공율이 증가함에 따라 감소하였으며, 비열은 기공율보다는 구성 흙의 조성에 의존하는 것으로 나타났다. 옹기의 열차단성은 유리와 비슷하였으며, 금속포장재보다는 높은 열차단성을 가지나, 종이 및 플라스틱보다는 낮은 열적 차단성을 가졌다. 옹기는 상대습도 90% 기준에서 원료 흙에 관계없이 약 0.0005 g/g 건물 기준의 수분을 흡착할 수 있었으며, 약간의 $CO_2$ 및 에틸렌 가스를 흡착할 수 있었다 ($CO_2$약 $17{\mu}g/g$, 에틸렌 가스 약 $2.6{\mu}g/g$). 옹기의 열특성과 기체 흡착특성은 식품보관에 이용될 수 있는 독특한 특성을 가지는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.35-47
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• 2017

지반의 열적 거동은 대부분 열전도에 국한되어 연구가 진행되었으며, 자연대류 현상에 대한 연구는 매우 미비한 실정이다. 지반의 온도증가는 간극수의 밀도변화에 따른 부력을 유발하여 자연대류를 발생시키게 된다. 유체역학 관점에서 다공질 재료내의 자연대류 해석의 제약조건에 대하여 논의하고, 거시적 관점에서 완전 결합된 열-수리-역학적인 지배방정식을 이용한 대류현상에 대한 수치해석 기법을 제시하였다. 실내 열전도도 측정을 위한 탐침기 실험에 대한 수치실험은 자연대류를 무시하고 평가된 열전도도의 불확실성에 대하여 논의하고, 모델식과의 오류를 최소화하기 위한 적정한 실험조건을 제시하였다. 해저 전력선의 매설은 해저면 0.2m 깊이에서의 온도상승을 $2^{\circ}C$로 제한하고 있으나, 투수성이 큰 지반재료에 대한 수치해석결과는 기준온도를 초과하는 것으로 나타났다. 해저면의 온도와 열-수리-역학적 물성은 전력선의 매설설계에 중요한 설계인자이며 자연대류의 영향을 고려하여야 한다. 특히, 큰 투수성을 갖는 지반내에 열원이 존재하는 경우, 간극수의 밀도변화에 따른 자연대류가 중요한 열전달의 인자가 되므로 이를 고려한 해석을 수행하여야 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.219-228
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• 2003

강관이 매설되어 있는 폐쇄형 시스템에서 동결된 화강토의 온도분포에 관한 수치해석 및 실험적 연구가 수행되었다. 실험을 통해 측정된 부동수분량의 온도상관식을 제시하였으며, Lachenbruch의 열전도율 식을 사용하여 열전도율 측정값을 비교·분석하였다. 원형 단면 강관이 매설된 모형토조의 동결챔버를 제작하여 동결토의 온도를 측정하고 유한요소 수치해석을 수행하여 실험 결과와 비교하였다. 수치해석시 동결된 화강토의 잠열효과가 고려되었다.