• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권3호
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• pp.42-49
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• 2017

TOUGH2 was used to simulate the migration of $CO_2$ injected into a sandy aquifer. A series of numerical simulations was performed to investigate the effects of a low-permeability layer (LPL) embedded in the aquifer on the injection rate and the pressure distribution of $CO_2$. The results show that the size and location of the LPL greatly affected the spread of $CO_2$. The pressure difference between two points in the aquifer, one each below and above the LPL, increased as the size of the LPL increased, showing a critical value at 200 m, above which the size effect was diminished. The location of the LPL with respect to the injection well also affected the migration of $CO_2$. When the injection well was at the center of the LPL, the injection rate of $CO_2$ decreased by 5.0% compared to the case with no LPL. However, when the injection well was at the edge of the LPL, the injection rate was decreased by only 1.6%. The vertical distance between the injection point and the LPL also affected the injection rate. The closer the LPL was to the injection point, the lower the injection rate was, by up to 8.3%. Conclusively, in planning geologic storage of $CO_2$, the optimal location of the injection well should be determined considering the distribution of the LPL in the aquifer.

• 한국가스학회지
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• 제28권2호
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• pp.66-75
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• 2024

본 연구에서는 말레이시아 고갈 유전에 대해 노달분석을 통한 CO₂ 주입성 분석 모델을 개발하였다. 유정시험이 수행된 평가정 현장 자료를 토대로 기본 모델을 구축하고 주입 압력, 주입관 크기, 저류층 압력, 저류층 투과도, 그리고 두께에 대하여 민감도 분석을 수행하였다. A 유전 평가정 산출시험 보고서를 토대로 생산 노달분석을 수행하여 투과도를 10md로 산출하였다. A 평가정 기본 입력자료를 활용하여 주입정 모델을 설정한 후, 기본 모델에 대하여 노달 분석 결과 운영 공저 압력 3000.74psia에서 CO₂ 주입량이 13.29MMscfd로 산출되었다. 민감도 분석 결과, 주입 압력, 저류층 두께, 투과도가 높아지거나 저류층 압력이 낮아지면 주입량이 대략 선형적으로 증가하였다. 또한, 단위 인치 당 주입량 분석을 통해 주입관 크기 2.548inch일 때 가장 효율적으로 주입할 수 있음을 도출할 수 있었다. 지층 파쇄압력을 알고 있다면 노달분석을 수행하여 운영 공저 압력과의 비교를 통해 주입 가능한 최대 저류층 압력과 주입 압력을 예측할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권3호
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• pp.35-48
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• 2016

A micromodel was applied to estimate the effects of geological conditions and injection methods on displacement of resident porewater by injecting scCO₂ in the pore scale. Binary images from image analysis were used to distinguish scCO₂-filled-pores from other pore structure. CO₂ flooding followed by porewater displacement, fingering migration, preferential flow and bypassing were observed during scCO₂ injection experiments. Effects of pressure, temperature, salinity, flow rate, and injection methods on storage efficiency in micromodels were represented and examined in terms of areal displacement efficiency. The measurements revealed that the areal displacement efficiency at equilibrium decreases as the salinity increases, whereas it increases as the pressure and temperature increases. It may result from that the overburden pressure and porewater salinity can affect the CO₂ solubility in water and the hydrophilicity of silica surfaces, while the neighboring temperature has a significant effect on viscosity of scCO₂. Increased flow rate could create more preferential flow paths and decrease the areal displacement efficiency. Compared to the continuous injection of scCO₂, the pulse-type injection reduced the probability for occurrence of fingering, subsequently preferential flow paths, and recorded higher areal displacement efficiency. More detailed explanation may need further studies based on closer experimental observations.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.265-268
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• 2006

The preliminary design of a deep-sea injection system for carbon dioxide ocean sequestration is performed. Common functional requirements for a deep-sea injection system of mid-depth type and lake type are determined, Liquid transport system, liquid storage system and liquid injection system are conceptually determined for the functional requirements. For liquid injection system, the control of flow rate and temperature of liquid $CO_2$ in the injection pipe is needed in the view of internal flow. The function of depressing VIV(Vortex Induced Vibration) is also required in the view of dynamic stability of the injection pipe. A case study is performed for $CO_2$ sequestration capacity of 10 million tons per year. In this study, the total number of injection ships, the flow rate of liquid $CO_2$ and the configuration of a injection pipe are designed. The static structural analysis of the injection pipe is also performed. Finally the preliminary design of a deep-sea injection system is proposed.

• 동력기계공학회지
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• 제17권6호
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• pp.18-24
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• 2013

An experimental study was performed to investigate the characteristics of combustion pressure and exhaust emissions when the pilot injection timing and EGR rate were changed in a CRDI 4-cylinder diesel engine. The pilot injection timing and EGR rate have a significant impact on the combustion and emission characteristics of diesel engine. In this study, the pilot injection timing and EGR rate variation were conducted to 2000rpm of engine speed with torque 50Nm. Combustion pressure and heat release rate were decreased under high EGR rate conditions but increased under the pilot injection timing $20^{\circ}$(BTDC). IMEP and the maximum pressure in cylinder(Pmax) were decreased under the same injection timing with the increase of EGR rate. The NOx emission was decreased with increasing the EGR rate. On the other hand, in the same injection timing conditions, CO, HC, $CO_2$ emissions were increased with increasing the EGR rate.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.462-466
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• 2003

This study was conducted to examine the potential of biosparging process in removing diesel contaminated soil and groundwater. The experiment was carried out lab-scale biosparging reactor and the biodegradation rate of diesel was evaluated as function of air injection rate and pattern. When renter was operated as air injection rate of 1000$m\ell$/min and pulsed air injection(15min pulse, 15min downtime), DO concentration in the renter was higher than another operating condition. The evidence for biodegradation of diesel was the $O_2$ utilization and $CO_2$ product following the cessation of sparging. Especially, air injection rate of 2000$m\ell$/min and pulsed air injection(15min pulse, 15min downtime) enhanced the diesel biodegradation during the operating. After 120day, the biodegradation rate of diesel was decreased as the lack of carbon source.

• Design & Manufacturing
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• 제16권4호
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• pp.67-74
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• 2022

Injection molding is a cyclic process comprising of cooling phase as the largest part of this cycle. Providing efficient cooling in lesser cycle times is of significant importance in the molding industry. Recently, lots of researches have been done for rapid cooling of a hot-spot area using CO2 in injection molding. The CO2 flows under high pressure through small, flexible capillary tubes to the point of use, where it expands to create a snow and gas mixture at a temperature of -79℃. The gaseous CO2 removes heat from the mold and releases it into the atmosphere. In this paper, a CO2 cooling module was applied to an injection mold in order to cool a large area cavity uniformly and quickly, and the cooling performance of the injection mold was investigated. The product was a high-curvature molded part with a molding area of 300x100mm. Heat cartridges were installed in a stationary mold, and CO2 cooling module was inserted inside a movable mold. Through structural analysis, it was confirmed that the maximum deformation of mold with CO2 cooling module was 0.09mm. A CO2 feed system with a heat exchanger was used for cooling experiments. The CO2 was injected into the holes on both sides of the supply pipe of the cooling module and discharged through hexagon blocks to cool the mold. It took 5.8 seconds to cool the mold from an average temperature of 140℃ to 70℃. Through the experiment using CO2 cooling module, it was found that a cooling rate of up to 12.98℃/s and an average of 10.18℃/s could be achieved.

• 터널과지하공간
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• 제26권1호
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• pp.12-23
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• 2016

향후 국내에서 수행될 이산화탄소 지중저장 프로젝트의 성공적인 수행을 위해서는 현장 지질조건에 최적화된 주입 조건을 설계하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 주입량 및 주입온도 등의 주입조건이 격리저장시스템의 역학적 안정성에 미치는 영향을 열-수리-역학 연계해석기법의 하나인 TOUGH-FLAC 해석기법을 이용하여 평가하였다. 저장시스템의 역학적 안정성은 기존 균열의 전단미끄러짐 발생가능성을 활동마찰각 및 응력원을 이용하여 분석하였다. 이산화탄소의 주입온도가 저류층의 초기온도보다 낮은 저온주입의 조건에도 열응력으로 인한 인장균열은 발생하지 않는 것으로 파악되었으나, 저류층에서 전단미끄러짐이 발생하는 결과를 보였다. 단위시간당 이산화탄소 주입량을 변화시킨 시나리오 해석에서는 단계별로 주입량을 감소시키는 주입시나리오에서 기존 균열들의 전단미끄러짐 발생 가능성이 가장 낮은 것으로 평가되었다.

• 지질공학
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• 제31권1호
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• pp.19-30
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• 2021

본연구에서는 가뭄이 빈번히 발생하는 지류 상류 지역에서 농번기에 부족한 물을 확보하기 위하여 평상시 잉여의 물을 지하 대수층에 주입하는 인공함양 방식을 설계함에 앞서 적정 주입량 및 주입효율을 수치모델을 활용하여 평가하고자 하였다. 인공함양 수치모델 대상지역은 홍성군 갈산면 운곡리 일대를 대상으로 하였으며 다양한 공당 주입량 조건과 대수층의 수리적 특성을 고려하여 모델링을 수행한 결과, 연구지역의 공당 적정주입량은 50.0 ㎥/day/공로 평가되었으며 주입효율은 총 주입용량 대비 33.2~81.2%로 예측되었다. 특히, 주입효율은 주입시간이 짧을수록 비선형으로 증가하는 양상을 보였으며 잔류 저류용량은 총 주입용량이 많을수록 증가하여 물부족 시 사용 가능량이 많아지므로 보다 유리할 것으로 보였다. 향후 보다 정확한 함양효율 평가를 위해 현장 실증시험 결과를 활용하여 모델을 검증하고 이를 통해 주입 및 취수에 대한 적정 시나리오를 구축한다면 보다 효율적인 인공함양 시스템의 운영이 가능할 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제26권4호
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• pp.9-17
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• 2022

본 연구는 기존 연구에서 다루었던 기체상태의 CO₂를 송출시 주입관내 상변화 및 유동특성 연구의 계속으로 액체 상태의 CO₂를 송출하여 초임계 상태로 주입시의 연구 결과이다. 지중에 CO₂를 저장하는 기술은 높은 주입성, 저장량 및 경제성으로 기후 변화를 완화하는 효율적인 방법중 하나이다. 심부 대수층에 CO₂를 주입 및 저장하는 실증 프로젝트인 포항분지 CO₂ 지중저장 사업은 미래 대규모 CO₂ 지중 저장 사업에 필요한 기술을 개발하는데 목적이 있다. 이 사업의 설계 단계에서 고려해야 하는 문제 중 하나는 CO₂를 주입시 주입관내 CO₂의 상(phase)변화 및 그에 따른 유동특성의 분석이다. 이러한 문제 해결을 위해 주입량에 따른 압력, 온도 및 열역학적인 물성값 등을 계산하여 주입설비의 송출 조건을 결정한다. 본 연구를 위해 액체 상태의 CO₂를 송출하고 초임계로 변하는 주입관내 상변화 및 유동 특성을 OLGA 프로그램을 사용하여 수치해석적으로 분석하였다. 결과를 통하여 CO₂의 주입 시스템과 저장소의 공저압을 연계하는 주입 송출 조건을 제시하였다.