• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.321-329
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• 2022

Tunnel site where high water pressure is applied, such as subsea tunnel, generally selects the shield TBM (Tunnel Boring Machine) to maintain the tunnel excavation face. The shield TBM has cutters installed, and the cutters wear out during the process of excavation, so it should be checked and replaced regularly. This is called CHI (Cutterhead Intervention). The conventional CHI under high water pressure is very disadvantageous in terms of safety and economics because humans perform work in response to high water pressure and huge water inflow in the chamber. To overcome this disadvantage, this study proposes a new method to dramatically reduce water pressure and water ingress by injecting an appropriate grout solution into the front of the tunnel face through the shield TBM chamber, called New Face Grouting Method (NFGM). The tunnel model tests were performed to determine the characteristics, injection volume, and curing time of grout solution to be applied to the NFGM. Model test apparatus was composed of a pressure soil tank, a model shield TBM, a grout tank, and an air compressor to measure the amount of water inflow into the chamber. The model tests were conducted by changing the injection amount of the grout solution, the curing time after the grout injection, and the water/cement ratio of grout solution. From an economic point of view, the results showed that the injection volume of 1.0 L, curing time of 6 hours, and water/cement ratio of the grout solution between 1.5 and 2.0 are the most economical. It can be concluded that this study has presented a method to economically perform the CHI under the high water pressure.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권5호
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• pp.415-424
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• 2009

대수층 바닥이 해수면보다 낮은 해안 지역에서는 관정에서의 적정양수량이 해수침투 여부에 의하여 결정될 수 있다. 이러한 지역에서 관정의 적정 양수량을 초과하는 수요를 만족시키기 위하여 과잉양수를 시행해야하면 우기의 잉여 지표수를 대수층에 주입함으로서 과잉 양수정을 연중 보호할 수 있다. 본 연구에서는 최소의 주입으로 과잉 양수정을 보호할 수 있는 주입정의 위치와 우기의 주입량을 계산하는 전산모델을 개발하였다. 경계면모델과 최적화방법을 조합하여 개발된 수치모델에서 목적함수는 주입량의 최소화이며 제약조건으로 해수침투와 지하수 고갈을 고려하였다. 상태변수는 과잉양수량, 설계연한, 우기 기간, 그리고 양수정에서의 해수비율이다. 지하수 개발이 어려운 수리지질 특성을 가진 소규모 가상 도서에 대하여 본 기술의 적용성과 지하수 추가 개발의 가능성을 평가하였다. 적용결과 다양한 조건에서도 적정개발량을 초과하는 지하수 관정을 보호할 수 있는 주입정의 가동이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권10호
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• pp.869-877
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• 2015

해수침투 방지나 대수층 인공함양을 위하여 다수의 관정을 통하여 대수층으로 물을 주입하는 공법이 있다. 이러한 공법의 경우 소기의 목적을 달성하기 위해서는 관정의 위치와 주입량, 그리고 결과되는 관정의 지하수위 등이 별도의 지하수 모델링을 통하여 결정된다. 주입수는 통상 관망을 통하여 관정으로 공급되는 데 이 때 관망에는 관정별 주입량을 조절하기 위한 밸브가 설치된다. 본 연구에서는 다수의 주입 관정이 연결된 관망에서 사전에 산정된 주입량 분포를 준수하기 위한 밸브 개도와 주입관망 가동에 필요한 펌프 최소 소요양정 산정방안을 제시하였다. 본 연구결과는 주입군정 운영의 정밀도를 향상시키는 데 기여할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권6호
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• pp.645-653
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• 2005

The effects of a WI(Water Injection) at the intake Pipe and an urea injection at the exhaust pipe for a 4-cylinder DI(Direct Injection) diesel engine were investigated experimentally The water quantity was controlled by temperature of intake manifold and MAF(Manifold Air Flow). In addition, the urea quantify was controlled by NOx quantify and MAF. Effects of WI system, urea-SCR system and tandem system were investigated for with and without EGR(Exhaust Gas Recirculation). As the results. the SUF(Stoichiometric Urea Flow) and NOx map were obtained. In addition, NOx results can be visualized with engine speed and engine load. It was concluded. therefore, that the NOx reduction effects of the tandem system without the EGR were more than those with the EGR base engine.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권6호
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• pp.877-885
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• 2008

Steam injection heater is the most widely used method for fresh water generator throughout industry. This method is often chosen because of its simplicity. The steam bubbles condense and give up their heat to the surrounding liquid. Experimental study on steam injection heater has been performed in order to find the effect of major parameter. And conservation equation and Bernoulli obstruction theory are used for numerical simulation model of vapor flow-rate. Qualitative comparisons between simulations and measurements show a good agreement and the simulation models are thereby verified.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.399-402
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• 2004

An aquifer thermal energy storage (ATES) model is simulated by FEFLOW according to the scenario of heat pump operation in two layered confining aquifer. The scenario is consisted of 4 steps: 90 days pumping (west well) and waste water injection (east well: 35 $^{\circ}C$), 90 day s stop, 90days pumping (east well) and waste water injection (west well: 5 $^{\circ}C$), and 95 days stop. The injection of the waste water is limited in the second layer and the first layer is aquitard. The temperature distribution at the surface shows low difference with reference temperature and opposit aspect with that of the second layer because the thermal transition through the first layer is very slow. Even though the simulated thermal transition in the aquifer system have a difference with real ATES system, optimal design and operate system can be developed with field tests and operational experience.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제9권1호
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• pp.27-37
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• 2005

An experimental study has been carried out as a basic research for the development of the friction drag reduction technology for water-borne vehicles by injecting microbubbles or polymer solution. Experimental apparatus and procedures have been devised and prepared to measure the changes of the wall friction with the injection of additives and the basic experimental data on friction drag reduction are obtained for fully developed channel flows. The effects of key controlling parameters were investigated for higher drag reduction with varying the concentration and the injection rate of additives. The frictional drag has been reduced up to $25\%$ with the microbubble injection and $50\%$ with the polymer solution injection.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.1-10
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• 2015

석유생산을 증진시키기 위해 널리 사용되는 대표적인 방법 중 하나인 수공법을 성공적으로 수행하기 위해서는 적절한 물주입량을 정하는 것이 중요하다. 일반적으로 수공법의 주입유량을 할당하기 위하여 생산정과 주입정사이 관계를 정량화하는 well allocation factor(WAF)를 이용한다. 수공법 배열의 기하학적 구조에 따라 WAF를 도출하는 정적(static) WAF는 저류층 물성 및 현장 조건에 대해 고려하지 않기 때문에 부정확한 값을 도출하는 한계가 있어 이를 보완하기 위해 주입 유량, 생산정과 주입정 사이 거리, 주입정 반경 등을 고려한 modified WAF 방법이 제안되었다. 이 연구에서는 정적 WAF와 modified WAF를 적용하여 수공법의 물 주입량을 최적설계하고 결과를 비교 분석하였다. 현장 조건을 고려하지 않는 정적 WAF 보다 modified WAF 방법을 이용하여 물 주입유량을 설계한 경우 적은 양의 물이 주입되면서 생산되는 물의 양이 감소함과 동시에 추가로 생산할 수 있는 석유의 양이 증가하는 것을 확인하였다. 특히 modified WAF 방법은 주입정과 생산정 사이 거리의 변화가 클 경우 주입 유량 최적설계에 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권1호
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• pp.13-21
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• 2012

This study reports a surfactant-enhanced in-situ remediation treatment at a test site which is located in a hilly terrain. The leakage oils from a storage tank situated on the top of the hill contaminated soils and groundwater in the lower elevation. Sixteen vertical injection wells (11 m deep) were installed at the top of the hill to introduce 0.1-0.5 vol.% of non-ionic Tween-80 surfactant. The contaminated area that required remediation treatment was about $1,650\;m^2$. Two cycles of injecting surfactant solution followed by water were repeated over approximately 7.5 months: first cycle with 0.5 month of surfactant injection followed by 3 months of water injection, and second cycle with 1 month of surfactant followed by 3 months of water injection. The seasonal fluctuation in groundwater table was also considered in the selection of periods for surfactant and water injection. The results showed that the initial Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) concentration of 1,041 mg/kg (maximum 3,605 mg/kg) was reduced significantly down to 76.6 mg/kg in average. After 2nd surfactant injection process finished, average TPH concentration of soils was reduced to 7.5% compared to initial concentration. Also, average BTEX concentration of soils was reduced to 10.8%. This resultes show that the surfactant enhanced in-situ remediation processes can be applicable to LNAPL contaminated site in field scale.

• 한국가스학회지
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• 제22권5호
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• pp.53-61
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• 2018

저염수 기반 폴리머공법은 기존의 폴리머공법과 저염수주입공법의 시너지 효과를 통해 오일회수율을 더욱 증진시킬 수 있는 기술로서, 공법의 효율성을 극대화하기 위해서는 폴리머의 특성을 고려한 저염수 설계가 필수적이다. 이에 본 연구에서는 탄산염암 오일 저류층에 저염수 기반 폴리머공법 적용 시, 주입수의 pH와 주입수 내 PDI(Potential Determining Ion) 이온 중 $SO_4{^{2-}}$ 이온이 오일 생산량에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 우선, 주입수의 pH와 주입수 내 $SO_4{^{2-}}$의 농도에 따른 폴리머 분자의 안정성 및 흡착 현상을 분석하였다. 그 결과, 주입수의 pH와 주입수 내 $SO_4{^{2-}}$의 농도에 상관없이, 주입수 내 $SO_4{^{2-}}$가 함유되어 있는 경우 폴리머 용액의 안정성이 확보되었다. 그러나, 폴리머 용액의 정체 현상 분석 결과, 주입수의 pH가 중성인 7일 때에는 $SO_4{^{2-}}$ 이온이 폴리머의 흡착을 방해하여 $SO_4{^{2-}}$의 농도가 높을수록 폴리머 흡착층의 두께가 더 얇은 것으로 나타난 반면에, 주입수가 pH 4로 산성인 경우에는 폴리머 용액을 주입함에 따라 폴리머의 흡착량이 증가하여 폴리머 용액의 유동성이 크게 낮아졌다. 다음으로, 저염수 효과에 의한 습윤도 변환을 살펴본 결과, 주입수가 중성일 때에는 $SO_4{^{2-}}$의 농도가 높을수록 탄산염암 표면에 흡착되어 있던 오일의 탈착이 증가하여 암석의 습윤도가 친유성에서 친수성으로 크게 변환되었다. 반면에, 주입수가 산성일 때에는 용해와 폴리머 흡착의 복합적 작용으로 인해 전체 코어 시스템의 습윤도는 중성일 때에 비해 비교적 덜 변환되는 것으로 나타났다. 이에 따라 $SO_4{^{2-}}$ 농도가 높은 중성의 저염수 기반 폴리머 용액을 주입할 경우 오일 생산량은 저염수주입공법에 비해 최대 12.3% 증진되어 보다 양호한 EOR(Enhanced Oil Recovery) 효과를 얻을 수 있는 것으로 평가되었다.