• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.24-27
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• 2006

16개 기상관측소에서 채취한 토양 시료에 대한 토양 물성 및 열특성를 측정하였으며 이를 통하여 공극률, 함수비, 충적밀도, 입도 분포, 유기물 함량, 토양구성광물의 종류 및 함량이 열전도도에 미치는 영향을 파악하였다. 상관성 분석결과 입도분포, 유기물함량 및 토양 구성광물의 종류 및 함량은 낮은 상관성을 보였으며 용적밀도 $(R^2=0.60)$, 함수비$(R^2=0.54)$와 공극률$(R^2=0.56)$은 높은 상관성을 보였다. 또한 함수비(2%)와 토양의 종류에 따른 다중회귀 분석을 통하여 토양의 열전도도를 추정할 수 있는 회귀식을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.5-14
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• 2013

지중 토양의 열 물리적 성질 중 열전도도(thermal conductivity)는 지열 히트펌프 시스템(ground-coupled heat pump systems)의 지중열교환기 설계 과정에서 매우 중요한 변수다. 토양의 열전도도는 3상 구조로 인해 함수비와 건조밀도의 영향을 많이 받는다. 본 논문에서는 수평형 지중열교환기의 트렌치 뒤채움재로 사용되는 9종류의 토양(모래-물혼합물)을 대상으로 열전도도 측정결과와 기존 상관식에 의한 계산결과를 비교하였다. 건조토인 경우, 2상 구조의 열전도도 예측모델인 준이론 모델에 의한 열전도도 계산 결과는 측정 결과와 큰 차이를 보였다. 불포화토인 경우, 기존 모델 중 Cote와 Konrad가 제시한 모델에 의한 계산 결과가 측정 결과와 가장 잘 일치하였다. 또한 토양의 열전도도와 함수비, 종류 등이 수평형 지중열교환기의 설계 길이에 미치는 영향을 고찰하였다. 뒤채움재로 사용되는 토양의 열전도도가 증가할수록 수평형 지중열 교환기의 설계 길이는 감소하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권3호
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• pp.27-36
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• 2008

국내 16개 기상관측소에서 채취한 토양 시료에 대한 물성 실험을 통하여 토양의 공극률, 함수비, 밀도 및 입도 분포특성이 열전도도에 미치는 영향을 분석하였다. 상관성 분석결과 열전도도는 공극률이 증가함에 따라 감소하는 부의 상관성을 보이며 함수비가 증가함에 따라 증가하는 정의 상관성을 갖는다. 입도 분포 특성에 의한 열전도도의 변화는 미비하며 토양 입자 밀도가 클수록 열전도도가 다소 증가하는 경향을 보였다. 건조 토양의 경우 동일한 공극률에서도 열전도도의 차이가 크게 나타났다. 실험 자료를 이용하여 열전도도에 주된 영향을 미치는 공극률과 함수비를 변수로 하는 다중선형회귀모형 및 비선형회귀모형을 제시하였으며, 회귀모형의 결정계수는 각각 0.74 및 0.82로 높게 나타났다. 따라서 본 연구 결과는 공극률과 함수비를 측정하여 토양의 열전도도를 예측하는데 이용될 수 있다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제18권2호
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• pp.125-130
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• 2015

Vehicles and UGV(Unmanned Ground Vehicle) need a variety of road informations, such as road profile, soil type and soil water contents, to run a cross country course. Especially, soil water contents are very important factor to judge the vehicle mobility, because it can change soil strength. This paper describes the real-time measuring method of soil water contents by using the soil thermal conductivity.

• 설비공학논문집
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• 제17권2호
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• pp.173-182
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• 2005

The Performance of U-tube ground heat exchanger for geothermal heat Pump systems depends on the thermal properties of the soil, as well as grout or backfill materials in the borehole. In-situ tests provide a means of estimating some of these properties. In this study, in-situ thermal response tests were completed on two vertical boreholes, 130 m deep with 62 mm diameter high density polyethylene U-tubes. The tests were conducted by adding a monitored amount of heat to water over a $17\~18$ hour period for each vertical boreholes. By monitoring the water temperatures entering and exiting the loop and heat load, overall thermal conductivity values of grout/soil formation were determined. Two parameter estimation models for evaluation of thermal response test data were compared when applied on the same temperature response data. One model is based on line-source theory and the other is a numerical one-dimensional finite difference model. The average thermal conductivity deviation between measured data and these models is of the magnitude $1\%$ to $5\%$.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.21-31
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• 2012

This paper reviewed and evaluated some of the commonly used prediction models for thermal conductivity of soils with the experimental data. Semi-theoretical models for two-component materials were found inappropriate to estimate the thermal conductivity of dry state soils. It came out that the model developed by Cote and Konrad gave the best overall prediction results for unsaturated soils available in the literature. However, it still needs to be improved to cover a wider range of soil types and degrees of saturation. In the present study, parametric analysis is also conducted to investigate the effect of soil type and moisture content on the horizontal ground heat exchanger design. The analysis shows that horizontal ground heat exchanger pipe length is reduced with the increase of soil thermal conductivity and water content. The calculation results also show that horizontal ground heat exchanger size can be reduced to a certain extent by using backfilling material with a higher thermal conductivity of solid particles.

• 설비공학논문집
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• 제17권8호
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• pp.695-703
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• 2005

The objective of this study is to determine the effective thermal conductivity and thermal resistance values in test boreholes with three different fill materials. To evaluate these heat transfer properties, in-situ tests on four vertical boreholes were conducted by adding a monitored amount of heat to water over various test lengths. Two parameter estimation models, line-source and numerical one-dimensional models, for evaluation of thermal response test data were compared when applied on the same four data sets. Results show that the average thermal conductivity deviation between measured data and these two models is in the range of $3.03\%$ to $4.45\%$. The effect of increasing grout thermal conductivity from 1.34 to 1.82 $W/m^{\circ}C$ resulted in overall increases in effective formation thermal conductivity by $11.1\%$ to $51.9\%$ and reductions in borehole thermal resistance by $11.6\%$ to $26.1\%$.

• 아시안잔디학회지
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• 제23권2호
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• pp.229-240
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• 2009

여름철 고온 다습한 우리나라 기온에서 토양 온도와 수분은 잔디의 생리학적 변화를 초래하며, 특히 한지형 잔디생육은 우리나라 여름철 기후의 특이성에 많은 영향을 받는다. 본 실험은 크리핑 벤트그래스(Agrostispalustris Huds.)를 이용하여 고온의 조건에서 각기 다른 토양 수분함량 조건에서의 한지형 잔디생육을 관찰하였다. 구체적인 실험 방법으로는 수분함량과 온도에 따른 bentgrass의 생육 및 생리적 스트레스 반응을 평가하였다. 모의 USGA(United State of Golf Association) 그린 조건에서의 토양 온도 및 열 특성 실험 결과 수분이 거의 없는 건조 상태에서의 토양 온도는 $34^{\circ}C$로 발열 했을 때 토양 표면 온도가 $80^{\circ}C$까지 올라가는 것을 알 수 있었다. 반면, 과수분 조건에서 $34^{\circ}C$ 발열을 했을 때에는 건조 조건에 비해 상대적으로 $10^{\circ}C$가 낮은 것을 알 수 있었다. 실험 포장에서의 온도와 수분에 따른 열 특성 변화는 관수시기와 무관하게 처리구 모두에서 관수 후에 열전도도(thermal conductivity), 열 확산성(thermal diffusivity), 및 토양 온도가 증가하였다. 이는 수분이 공기에 비해 상대적으로 높은 열전도도를 갖기 때문으로 사료된다. 또한, 본 실험에서 관수 초기에는 과수분 조건에 비해 수분 결핍 조건에서 토양 온도의 증가를 보였으며, 시간이 지남에 따라 과수분 조건에서 더 높은 토양 온도의 증가를 확인하였다. 즉, 토양 온도는 과수분 조건에서 열전도에 의해 높아져 잔디의 생육에 영향을 미친다. 이는 잔디 표면부 온도가 높은 시각대의 과도한 관수는 여름철 잔디의 생육에 부정적 영향을 미치며, 소나기 등에 의한 일시 침수 시 지반배수의 불량은 잔디 생육에 치명적인 요인이 될 수 있다는 것을 의미한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.31-40
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• 2022

최근 건설시장의 다각화와 미래 에너지 자원개발이라는 관점에서 미개발된 에너지 자원(석유, 천연가스 등)이 대량으로 매장되어 있는 극한지(북극권) 개발 사업이 활발히 추진되고 있다. 이러한 지역에서는 극한의 기후로 인한 동토 지반의 침하나 동상 등의 문제가 항상 발생하기 때문에 지반 구조물의 안정성 확보를 위해 열적 특성 분석이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 동토 지역에서 지반동결과 관련된 문제들을 평가하고 기술적으로 해결하기 위한 기초 자료 제공을 목적으로, 캐나다 앨버타주 오일샌드 매장 지역의 동토 시료에 대한 열적 특성을 국내 시료와 비교·분석하였다. 일련의 실내 실험을 통해 동결온도에 대한 시간에 따른 부동 수분량을 측정하여 흙의 종류와 동결온도가 부동 수분량에 미치는 영향에 대하여 고찰하였고, 토양의 잠열, 열용량 및 열전도도를 정확하게 파악하기 위하여 동결/비동결 조건에 대한 열전도도 실내 실험을 수행하였다. 실험결과, 동결 완료 후 온도별로 상이한 부동 수분량과 열전도도 특성은 동토 지역 동결온도가 동토의 역학 거동에 영향을 끼칠 수 있음을 규명하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.813-824
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• 2010

Thermal conductivity of soils is one of the most important parameters to design horizontal ground heat exchangers. It is well known that the thermal conductivity of soil is strongly influenced by its density and water content because of soil's particulate structure. This paper reviewed and evaluated some of the commonly used prediction models for thermal conductivity of soils with the experimental data available in the literature. Semi-theoretical models for two-component materials were found inappropriate to estimate the thermal conductivity of dry state sands. It came out that the model developed by Cote and Konrad gave the best overall prediction for unsaturated sands available in the literature. Also, a parametric analysis is conducted to investigate the effect of thermal conductivity and water content, soil type on the horizontal ground heat exchanger design. The analysis shows that a required pipe length for the horizontal ground heat exchanger is reduced with the increase of soil thermal conductivity and water content. The calculation results also show that the dimension of the horizontal ground heat exchanger can be reduced to a certain extent by using backfilling material with a higher thermal conductivity of solid particles.