• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.196.1-196.1
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• 2011

In this study, a test bed was constructed in order to evaluate thermal efficiency of the energy pile which carries out combined roles of a structural foundation and of a heat exchanger. The energy pile in this study is designed as a large-diameter drilled shaft equipped with the heat exchange pipes which configures a W-shape and an S-shape. The drilled shaft reached to the depth of 60 m whilst the heat exchange pipes were installed to about 30 m deep from the ground surface. The W-shaped and S-shaped heat exchange pipes were installed in the opposite sections of the same drilled shaft. In-situ thermal response tests were performed for both the shapes of heat exchange pipes. To avoid underestimating the thermal performance due to hydration heat of concrete inside the drilled shaft, the in-situ thermal response tests for the energy pile were performed after four weeks since the installation of the energy pile.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.37-51
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• 2013

에너지파일은 말뚝 내부에 열교환을 위한 순환파이프를 설치하여 파이프 내에 열전달 유체를 순환시킴으로써 주변 지반의 열에너지와 말뚝 간의 열교환을 가능하게 한 구조물이다. 에너지파일은 기존의 지중 열교환기와 비교하여 경제적, 시공적인 측면에서 많은 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 코일형 PHC 에너지파일을 시공하여 그 열적거동을 실험 및 수치해석을 통하여 평가하였으며, 해당 에너지파일의 예비설계를 수행하였다. 현장 시공된 코일형 PHC 에너지파일에 대한 현장 열응답시험(thermal response test, TRT)를 실시하고, 이 결과를 Man et al.(2010)이 제안한 개선된 원통형 열원 모델(solid cylinder source model) 결과와 비교하였다. 또한 현장 열응답 시험 결과를 FLUENT를 이용한 전산유체(computational fluid dynamics, CFD) 수치해석을 통해 모사함으로써, 대상 지반의 열전도도를 역해석을 통해 산정하였다. 코일형 PHC 에너지파일에 설치된 코일형 열교환 파이프의 파이프 루프 간 간격에 따른 열간섭을 평가하기 위하여 코일피치에 변화를 주며 수치해석을 수행하였으며, 결과를 통해 코일피치에 따른 에너지파일의 열거동 및 열교환 효율을 평가하였다. 마지막으로 수치해석을 통해 코일형 PHC 에너지파일과 일반적인 복합 U-형 열교환 파이프가 삽입된 PHC 에너지파일 간의 열교환 효율을 비교하여 코일형 PHC 에너지파일의 등가 열교환율(또는 등가 환산계수)을 제시하였고, 이를 PILESIM2를 이용한 설계 알고리즘에 적용함으로써 해당 에너지파일의 예비설계를 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권10호
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• pp.5-15
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• 2019

본 연구에서는 에너지 파일의 장기적인 운용이 지반의 온도변화에 미치는 영향을 확인하기 위해, 에너지 파일이 설치된 지반을 모사하고 유한요소해석을 수행하였다. 해석은 간헐적 냉방조건(8시간 운용, 16시간 정지)에서 에너지 파일 내부에 설치된 열순환 파이프의 외경에서부터 파일 표면까지의 이격거리를 변화시켜가면서 수행하였다. 해석결과, 에너지 파일의 간헐적 냉방운용 조건에서의 장기적인 열교환은 지반 내부의 열적 회복력을 감소시키고, 잔류열에너지를 유발하여 주변지반의 온도를 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 주변지반의 온도는 에너지 파일에 가까워질수록 더 높은 온도를 갖는 것으로 나타나며, 열순환 파이프 외측 콘크리트 말뚝의 표면간의 거리가 줄어들수록 온도는 더욱 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제21권4호
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• pp.1-7
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• 2007

Based on the eigenfunction expansion method, the wave-absorbing performance of a square or circular pile breakwater was investigated. Flow separation resulting from sudden contraction and expansion is generated and is the main cause of significant energy loss. Therefore, evaluation of an exact energy loss coefficient is critical to enhancing the reliability of the mathematical model. To obtain the energy loss coefficient, 2-dimensional turbulent flow is analyzed using the FLUENT commercial code, and the energy loss coefficient can be obtained from the pressure difference between upstream and downstream. It was found that energy loss coefficient of circular pile is 20% that of a square pile. To validate the fitting equation for the energy loss coefficient, comparison between the analytical results and the experimental results (Kakuno and Liu, 1993) was made for square and circular piles with good agreement. The array of square piles also provides better wave-absorbing efficiency than the circular piles, and the optimal porosity value is near P=0.1.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.99-110
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• 2001

개단 강관말뚝은 관입저항이 상대적으로 작다는 장점 때문에 육상과 해상구조물의 기초로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 말뚝의 항타에너지가 강관말뚝의 폐색효과와 지지력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 토조를 이용한 모형말뚝시험을 수행하였다. 시험결과로부터 말뚝의 폐색정도는 동일 항타에너지에서 햄머의 중량이 클수록, 그리고 동일 낙하높이에 대해서도 햄머의 중량이 클수록 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 폐색정도의 경우와 마찬가지로 항타에너지가 일정한 경우와 햄머의 낙하높이가 일정한 경우 모두에 대하여 햄머의 중량이 증가할수록 말뚝의 선단지 지력과 주면마찰력이 증가하는 것으로 나타났다. 한편 압입말뚝(jacked pile)의 경우에는 말뚝의 설치과정에서 발생하는 폐색효과가 동일 깊이로 타입된 항타말뚝에 비해 상당히 크게 나타났으며, 그로 인해 지지력 또한 항타말뚝 보다 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.5-17
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• 2013

본 논문에서는 열응력에 따른 PHC 에너지파일의 축하중과 침하량의 변화를 수치해석을 통하여 분석하였다. 이를 위해 $3{\times}3$, $5{\times}5$ 배열 군말뚝 형태의 에너지파일을 말뚝 간격과 배치, 지반조건, 말뚝의 선단지지조건 및 말뚝 캡의 강성도 등의 조건으로 구분하여 수치해석을 수행하였다. 본 연구 결과 말뚝 중심 간격이 클수록 온도변화에 따른 말뚝의 축하중 차이가 크게 나타났고, 사질토지반이 점성토지반 보다 온도변화에 의한 침하량의 변화가 크게 나타났다. 또한, 에너지파일이 모서리부에 위치할 때 말뚝의 축하중 차이가 가장 크게 나타났으며, 말뚝의 선단이 암반에 지지된 경우 온도변화에 의한 축하중 변화가 더 크게 발생하여 침하량이 감소하는 것을 확인하였다. 말뚝 캡의 강성도에 대한 영향은 말뚝 캡의 강성이 커질수록 온도변화에 의한 침하량이 감소하는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권4호
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• pp.323-331
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• 2020

Pile foundation is widely used for railway bridges in loess throughout northwestern China. Modeling of the loess-pile interaction is an essential part for seismic analysis of bridge with pile foundation at seismically active regions. A quasi-static test is carried out to investigate the hysteretic behaviors of pile foundation in collapsible loess. The failure characteristics of the bridge pile-loess system under the cyclic lateral loading are summarized. From the test results, the energy dissipation, stiffness degradation and ductility of the pile foundation in loess are analyzed. Therefore, a bilinear model with stiffness degradation is recommended for the nonlinearity of the bridge pier-pile-loess system. It can be found that the stiffness of the bridge pier-pile-loess system decreases quickly in the initial stage, and then becomes more slowly with the increase of the displacement ductility. The equivalent viscous damping ratio is defined as the ratio of the dissipated energy in one cycle of hysteresis curves and increases with the lateral displacement.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
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• pp.242-242
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• 2002

Two MIMAS MaX fuel rods base-irradiated in a commercial PWR have been reinstrumented and irradiated at a test reactor. The fabrication data for two MOX roda are characterized together with base irradiation information. Both Rods were reinstrumented to be fitted with thermocouple to measure centerline temperature of fuel. One rod was equipped with pressure transducer for rod internal pressure whereas the other with cladding elongation detector. The post irradiation examinations for various items were performed to determine fuel and cladding in-pile behavior after base irradiation. By using well characterized fabrication and re-instrumentation data and power history, the fuel performance code, COSMOS, is verified with measured in-pile and PIE information. The COMaS code shows good agreement for the cladding oxidation and creep, and fission gas release when compared with PIE dad a after base irradiaton. Based on the re-instrumention information and power history measured in-pile, the COSMOS predicts re-instrumented in-pile thermal behaviour during power up-ramp and steady operation with acceptable accuracy. The rod internal pressure is also well simulated by COSMOS code. Therfore, with all the other verification by COSMOS code up to now, it can be concluded that COSMOS fuel performance code is applicable for the design and license for MaX fuel rods up to high burnup.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권4호
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• pp.743-758
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• 2015

This paper presents an advanced life cycle cost (LCC) analysis of a ground source heat pump (GSHP) system and suggests a smart operation mode with a thermal performance test (TPT) and an energy pile system constructed on the site of the Incheon International Airport (IIA). First, an economic analysis of the GSHP system was conducted for the second passenger terminal of the IIA considering actual influencing factors such as government support and the residual value of the equipment. The analysis results showed that the economic efficiency of the GSHP system could be increased owing to several influential factors. Second, a multiple regression analysis was conducted using different independent variables in order to analyze the influence indices with regard to the LCC results. Every independent index, in this case the initial construction cost, lifespan of the equipment, discount rate and the amount of price inflation can affect the LCC results. Third, a GSHP system using an energy pile was installed on the site of the construction laboratory institute of the IIA. TPTs of W-shape and spiral-coil-type GHEs were conducted in continuous and intermittent operation modes, respectively, prior to system operation of the energy pile. A cooling GSHP system in the energy pile was operated in both the continuous and intermittent modes, and the LCC was calculated. Furthermore, the smart operation mode and LCC were analyzed considering the application of a thermal storage tank.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.405-412
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• 2002

The performance of a hammer/driving systems is a major factor which affects bearing capacity and integrity of installed piles. Hammer performance can be evaluated from the results of dynamic pile testing using Pile Driving Analyzer(PDA). By comparing the rated energy with measured maximum transferred energy(EMX), the energy transfer ratio(ETR) can be calculated. This paper based on the dynamic measurements of 442 cases in 130 piling projects and evaluated ETR according to the hammer types(hydraulic and drop hammers) and pile types(steel and concrete piles).