• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.3
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• pp.24-30
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• 2016

Vertical and standing column well ground heat exchangers have mostly been installed for ground source heat pump systems (GSHP) and thermal response tests (TRT) have been applied to evaluate the thermal characteristics for these heat exchangers. In this paper, the TRT coupled with a line source method was applied to evaluate the thermal characteristics of the horizontal ground heat exchanger (HGHX). Load tests of a HGHX were also performed to examine the daily variations of the ground and fluid temperatures associated with the daily intermittent operation of GSHP. For this test, the straight HGHX (depth 2 m, length 50 m, 8 line) was installed in Ansan city. The results showed that the variations of ground thermal conductivity of HGHX during one year were relatively small with the range of $1.43{\sim}1.64W/m{\cdot}K$, and the maximum and minimum values appeared in December and May, respectively. Load tests with heat injection rate of 6.0 kW for 10 hours per day to HGHX during twelve days were performed in June, September and December, and resulted in a ground initial temperature rise of $4.31^{\circ}C$, $3.14^{\circ}C$, and $1.21^{\circ}C$ during these days, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.157-157
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• 2010

RDF는 장기저장이 가능한 것이 특징 중의 하나이지만, 우리나라보다 앞서 대량저장을 시작한 일본의 RDF 저장 사일로에서 폭발사고가 발생한 사례가 있어, RDF를 실제로 저장하여 RDF 온도 및 가연성가스 발생상황 등을 장기간 감시 측정하여 사일로 안전관리지표를 도출하였다. 실험에 사용한 RDF 저장조는 직경 3.1m, 높이 11.4m의 사일로방식으로 제작하였다. RDF 저장량은 $70m^3$이었으며, 저장기간은 475일이었다. 사일로에는 15개의 열전대를 설치하여 사일로 표면, 직경방향 1.2m 지점 및 기온을 측정하여 수직방향 및 수평방향의 온도변화를 분석하였다. 가스 샘플링포트는 온도측정지점과 동일한 위치 설치하여 진공펌프로 흡인하여 테트라 백에 포집하여 GC로 분석하였으며, 가스샘플링은 17회 실시하였다. 비교적 대형 저장설비이고 RDF가 열전도성이 낮은 물질임에도 불구하고 사일로 내부온도는 기온보다는 높았지만, 기온의 영향을 많이 받아 7월에 정점, 1월에 하점을 나타내는 사인곡선과 같은 패턴을 보였다. 측정지점별 온도차는 수평방향 보다 수직방향에서 높게 나타났으며, RDF층으로 전열 및 축열이 진행되고 생화학반응을 촉진시키는 상승작용의 결과로 월평균온도가 $49^{\circ}C$를 나타내는 지점도 있었다. 실제 사일로는 RDF의 투입과 배출이 연속적으로 진행되어 방열이 이루어지므로 하계에 대량저장을 실시하지 않는 한 RDF층 내부에서 생화학적 반응열이 생성되더라도 $40^{\circ}C$를 상회할 가능성은 매우 희박할 것으로 판단된다. RDF 저장시 발생하는 가스는 대부분 $CO_2$였으며, 미량이지만 $H_2$, CO, $CH_4$도 검출되었다. 가연성 가스는 저장 후 2개월 동안은 발생하지 않았으며, 하계에는 타 계절에 비해 상대적으로 고농도로 검출되었다. 발생가스와 온도 및 $CO_2$와 $H_2$농도의 상관성은 높게 나타나지 않았지만, 정의 상관관계를 나타내었다. 저장한 RDF의 성상(수분, 발열량, 분화물)은 실험개시 전의 RDF분석결과와 실험종료 후 분석결과에서는 큰 차이가 나타나지 않았다. 따라서 RDF의 안전 저장을 위해서는 (1) 반입되는 RDF성상관리, (2) RDF가 2개월 이상 장기간 체류하는 데드스페이스가 발생하지 않고 선입선출이 확보되는 저장조 설계, (3) 사일로 내부에 최소 3개 이상의 지점에서 온도를 측정하여 상시감시하고 $40^{\circ}C$이하로 관리, (4) 발생가스는 CO, $CO_2$, $H_2$, $CH_4$ 등의 가연성가스를 모두 측정 감시하는 것이 바람직하지만, 최소 $CO_2$와 $H_2$는 상시감시하고 각각 1%와 100ppm 미만으로 관리, (5) 배풍기 등을 이용한 상시 환기실시, (6) 하계에는 대량저장이 이루어지지 않도록 저장조 운용계획 수립 등을 실시해야 한다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.39 no.12
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• pp.61-73
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• 2023

Suction buckets are feasible options for offshore foundations to support subsea structures in deep water, enabling suction-induced installation by pumps. Recently, hybrid suction bucket foundations that combine single or multiple suction buckets with a mat foundation have been considered. The foundations effectively increase the load capacity while reducing construction costs. However, there is still insufficient experimental validation of hybrid suction bucket foundations regarding their bearing capacity. Furthermore, research on the horizontal load capacity under low vertical and moment loads is inadequate. In this study, we investigate the feasibility of using a hybrid suction bucket foundation for subsea installations in clay. We considered two types of hybrid suction bucket foundations: a circular mat with a single suction bucket and a square mat with multiple buckets. Centrifuge tests were performed to understand the hybrid suction bucket foundation characteristics under horizontal loads and their corresponding bearing capacity. Particularly, we verified the effect of the mat foundation and bucket embedment depth on the horizontal bearing mechanism and capacities. Results confirmed that the hybrid suction bucket foundation outperforms the single suction bucket.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.29 no.10
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• pp.49-56
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• 2013

The use of geothermal energy has been increased for economic and environmental friendly utilization. Ground thermal conductivity and borehole thermal resistance are very important parameters in the design of geothermal heat pump system. This paper presents an experimental study of heat exchange rate of U and W type ground heat exchangers (GHEs) measured by thermal performance tests (TPTs). U and W type GHEs were installed in a partially saturated dredged soil deposit, and TPTs were conducted to evaluate heat exchange rates under 100-hr continuous operation condition. The heat exchange rates were also calculated by analytical models to estimate borehole thermal resistances and were compared with experimental results. It comes out that multi-pole and equivalent diameter (EQD) models resulted in more accurate agreement than shape factor (SF) model which is currently more often used.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.32 no.5
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• pp.68-74
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• 2012

Investigation of the effective soil thermal conductivity($k$) is the first step in designing the ground loop heat exchanger(borehole) of a geothermal heat pump system. Another important factor is the borehole thermal resistance($R_b$). Thermal response tests offer a good method to determine the ground thermal properties for the total heat transport in the ground. The first step is measured for initial soil temperature. This is done by supplying a only pump power into a borehole heat exchanger. They need to supply into water unload heat power more than 30 minutes. In this study, the initial soil temperature was found to analysis $14.1{\sim}16.0^{\circ}C$,the ratio was 68.7% represented. In this case of $k$, was 2.1~3.0 $W/m{\cdot}k$, $R_b$ was 0.11~0.20 $m{\cdot}K/W$. In this work, it is also shown that the distribution of a soil thermal conductivity and borehole thermal resistance were on the influence of initial soil temperature. And soil thermal conductivity was related with factors of equation by linear least square method, borehole thermal resistance was on the influence of composite factors.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.30 no.4
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• pp.71-78
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• 2010

Investigation of the effective soil thermal conductivity(k) is the first step in designing the ground loop heat exchanger(borehole) of a geothermal heat pump system. The line source method is required by New and Renewable Energy Center of Korea Energy Management Corporation in analyzing data obtained from thermal response tests. Another important factor in designing the ground loop heat exchanger is the borehole thermal resistance($R_b$). There are two methods to evaluate $R_b$ : one is to use a line source method, and the other is to use a shape factor of the borehole. In this study, we demonstrated that the line source method produces better results than the shape factor method in evaluating $R_b$. This is because the borehole thermal resistance evaluated with the line source method characteristically reduces the temperature differences between an actual and a theoretical thermal behaviors of the borehole. Evaluation of $R_b$ requires soil volumetric heat capacity. However, the effect of the soil volumetric heat capacity on the borehole thermal resistance is very small. Therefore, it is possible to use a generally accepted average value of soil volumetric heat capacity($=2MJ/m^3{\cdot}K$) in the analysis. In this work, it is also shown that an acceptable range of the initial ignoring time should be in the range of 8~16hrs. Thus, a mean value of 12 hrs is recommended.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.2 no.4
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• pp.53-59
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• 1998

Flow pattern of air-water two phase flow depends on the conditions of pressure drop, void fraction, and channel geometry. Drag reduction in the two phase flow can be applied to the transport of crude oil, phase change systems such as chemical reactor, pool and boiling flow, and to present cavitation which occurs in pump impellers. But the research on drag reduction in two phase flow is not intensively investigated. Therefore, experimental investigations have been carried out to analyze the drag reduction produced and void fraction by Co-polymer(A611p) addition in the two phase flow system. We find that the maximum point position of local void friction moves from the wall of the pipe to the center of the pipe when polymer concentration increases. Also we find that the polymer solution changes the characteristics of the two phase flow. And then we predict that it is closely related with the drag reduction.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.12 no.2
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• pp.144-149
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• 2003

Carbon tips were grown on Si cantilevers by applying an electron beam to them directly with Scanning Electron Microscope. A carbon tip was fabricated by aligning the electron beam directly down the vertical axis of Si cantilever and then irradiating a single spot on the cantilever for a proper time in the dominant atmosphere of residual gases generated by the oil of the diffusion pump. A number of control parameters for SEM, including exposure time, acceleration voltage, emission current, and beam probe current, were allowed to make various aspect ratio feature. The growth of carbon tips was not affected by the surface morphology of substrates. We could acquired the tip whose effective length is 0.5 $\mu\textrm{m}$, bottom diameter is 90 nm and cone half angle $3.5^{\circ}$ The growth technique of the high aspect ratio carbon tips on the tip-free cantilevers is available to reduce the complexities of fabricating sub-micron scale tips on the PZT thin film actuator integrated AFM cantilevers.

• Proceedings of the KSMRM Conference
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• 2002.11a
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• pp.103-103
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• 2002

목적：자화율 대조법을 사용한 관류 영상에서 동시획득 $T_{1}T_{2}^{*}$ 강조 경사 자장 펄스열을 사용하여 Gd-DTPA에 의한 $T_{1}T_{2}^{*}$ 감소 효과를 동시에 획득하여 종양의 치료 효과, 판정에 중요한 기준을 제시할 수 있는 정확한 관류 정보를 얻고자 한다. 대상 및 방법： Gd-DTPA에 의한 $T_{1}T_{2}^{*}$ 감소 효과를 동시에 획득하기 위하여 기존의 이중 경사자장 펄스열을 수정, 동시획득 $T_{1}T_{2}^{*}$ 강조 경사자장 펄스열을 개발하였고, 시간 해상도를 높이기 위하여 key-hole 방법을 사용하였다. 고정 phantom으로 Sephadex를 다양한 농도의 Gd-DTPA 용액에 swelling하여 사용하였고, 관류 phantom으로는 Sephadex와 Dialyzer를 사용하였다. Sephadex는 swelling 하였을 때 $T_1$, $T_2$값이 생체 조직의 값과 비슷하고, 물을 관류시킬 수 있어 생체 모형에 적합한 phantom이다 .관류 phantom은 정량 펌프에 연결하여 사용하였다. Sephadex 관류 phantom에서는 분당 약 4$m\ell$ 속도로 관류시키면서 25 mM Gd-DTPA을 0.1$m\ell$ 일시 주입하여 관류 방향에 수직인 coronal 영상을 약 15분 동안 얻었다. 투과도를 구하기 위한 phantom으로는 hollow fiber type Dialyzer를 사용하였고, in vivo에서 1차 관류 이후에 현관 밖에서의 Gd농도가 높고 혈관 내부의 농도가 낮은 상태를 만들기 위하여 fiber 바깥쪽으로 500 mM Gd-DTPA 2 ml를 미리 넣어두고 fiber 내부로 이보다 낮은 농도의 Gd 용액을 관류시키면서 약 1시간동안 영상을 얻었다. 관류 영상에서 $T_1$/$T_{2}^{*}$ 감소 효과를 구분하여 구한 $\DeltaR_1$, $\DeltaR_2$ 곡선의 적분값으로부터 관류량을 구하고, 2 구획 모델을 적용하여 투과도를 구했다.

• Proceedings of the KSMRM Conference
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• 2002.11a
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• pp.127-127
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• 2002

목적： 자화율 대조법을 사용한 관류 영상에서 동시획득 $T_{1}{/}T_{2}^{*}$ 강조 경사 자장 펄스열을 사용하여 Gd-DTPA에 의한 $T_{1}{/}T_{2}^{*}$ 감소 효과를 동시에 획득하여 종양의 치료 효과, 판정에 중요한 기준을 제시할 수 있는 정확한 관류 정보를 얻고자 한다. 대상 및 방법： Gd-DTPA에 의한 $T_{1}{/}T_{2}^{*}$ 감소 효과를 동시에 획득하기 위하여 기존의 이중 경사자장 펄스열을 수정, 동시획득 $T_{1}{/}T_{2}^{*}$ 강조 경사자장 펄스열을 개발하였고, 시간 해상도를 높이기 위하여 key-hole 방법을 사용하였다. 고정 phantom으로 Sephadex를 다양한 농도의 Gd-DTPA 용액에 swelling하여 사용하였고, 관류 phantom으로는 Sephadex와 Dialyzer를 사용하였다. Sephadex는 swelling 하였을 때 $T_1$, $T_2$값이 생체 조직의 값과 비슷하고, 물을 관류시킬 수 있어 생체 모형에 적합한 phantom이다. 관류 phantom은 정량 펌프에 연결하여 사용하였다. Sephadex 관류 phantom에서는 분당 약 4$m\ell$ 속도로 관류시키면서 25 mM Gd-DTPA을 0.1$m\ell$ 일시 주입하여 관류 방향에 수직인 coronal 영상을 약 15분 동안 얻었다. 투과도를 구하기 위한 phantom으로는 hollow fiber type Dialyzer를 사용하였고, in vivo에서 1차 관류 이후에 혈관 밖에서의 Gd 농도가 높고 혈관 내부의 농도가 낮은 상태를 만들기 위하여 fiber 바깥쪽으로 500mM Gd-DTPA 2$m\ell$를 미리 넣어두고 fiber 내부로 이보다 낮은 농도의 Gd 용액을 관류시키면서 약 1시간동안 영상을 얻었다. 관류 영상에서 $T_{1}{/}T_{2}^{*}$ 감소 효과를 구분하여 구한 $\Delta{R}_{1}$, $\Delta{R}_{2}^{*}$ 곡선의 적분값으로부터 관류량을 구하고, 2 구획 모델을 적용하여 투과도를 구했다.