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심부피압대염수층에의 이산화탄소 격리에 대한 해석적 연구
성원모,권순일,손혜윤 한국자원공학회 2006 한국자원공학회지 Vol.43 No.4
본 연구에서는 이산화탄소를 심부의 대수층에 주입했을 때, 대수층내에서 이산화탄소의 수평유동에 대한 간단한 Buckley-Leverett(B-L) 유동 이론해와 물에서 이산화탄소의 용해현상을 활용하여 대수층이 완전히 안정화된 이후에 대한 이산화탄소의 분포양상을 분석하였다. 분석결과, 이산화탄소의 용해도는 대수층이 안정화된 후 상부로 이동하는 이산화탄소의 양을 산출하는데 중요한 요인임을 확인하였다. 대수층의 특성에 대한 분석결과, 공극률은 이산화탄소의 격리량을 결정하는 요인으로서, 동일한 양의 이산화탄소를 대수층에 주입했을 경우 지층의 공극률이 작을수록 부존공간이 작으므로 이산화탄소의 주입 영향반경이 더 큰 것으로 나타났다. 한편, 대수층의 투과도는 이산화탄소의 주입량을 제한하는 중요한 특성으로서, 투과도가 낮을수록 주입정과 대수층사이의 압력구배가 커져서 주입정 부근에서 균열 생성의 위험이 커지므로 주입설계시 지층의 투과도 크기에 따라 적정한 주입량이 요구된다. 이산화탄소 주입량에 대한 분석에서는 주입량이 클수록 많은 양의 이산화탄소를 단기간에 주입할 수 있지만 주입정 부근에서 압력이 크게 증가되어 지층손상의 위험이 있으므로 지층압에 대한 정확한 예측을 통해 적정 주입량을 결정해야 함을 알 수 있었다. This paper presents an analytical approach to describe the flow of CO2 based on Buckley-Leverett (B-L) theory and dissolution of CO2 in a confined aquifer where CO2 is injected. By utilizing the analytical solution, it was conducted to analyze ultimate distribution of CO2 after the aquifer has been completely stabilized. From the results, it was confirmed that dissolution of CO2 in aquifer was considered to be an important factor to estimate the amount of upward movement of CO2 after the stabilization of the aquifer. In the analysis of formation characteristics, porosity is a parameter to determine a sequestration capacity of aquifer. As a result of analysis for porosity, when the same amount of CO2 was injected into aquifer, the radius of investigation by injection was the greater as the formation porosity was the lower due to its small volume of void space containing the fluid. Meanwhile, as another property of formation characteristics, permeability is a parameter to determine a feasible injection rate, because in the case of low permeable system a large pressure gradient can cause the fracture near injection well. Consequently, it is necessary to calculate the optimum injection rate corresponding to the permeability of aquifer. In the analysis of injection rate, it is possible to sequester a large amount of CO2 by the increasing operating pressure, however, in order to avoid formation damage near well due to the increased pressure at well it is necessary to determine optimum injection rate.
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해저모방반사면(BSR)을 이용한 하이드레이트 퇴적층 분류체계 분석 연구
성원모,왕지훈,박정균,이정환,임종세 한국자원공학회 2009 한국자원공학회지 Vol.46 No.3
In this study, the complemented classification criterion of the hydrate sedimentary configuration is presented in order to systematize and classify each sedimentary structure and feature of regions in which hydrate reserves verified, based on the form of bottom simulating reflector (BSR). Gas chimney which indicates fine permeability and high saturation of both hydrate and free gas exist in deposit type A, while type B is the hydrate sedimentary layer which contains anticline or syncline structures, folds, and faults. The hydrate layers classified into deposit type C lay horizontally. In the case of the type of deposit D, BSR is indistinct and discontinuous due to nonexistence of free gas underneath the hydrate layer, and the productivity of the type D structure is less favorable. Through the new classification criterion of hydrate sedimentary layer this study presents, we intend to put it into practical application for exploration and development of the hydrate layer in the Ulleung basin, East sea. 이 연구에서는 하이드레이트층 하부에서 관측되는 해저모방반사면(BSR)의 형태와 하이드레이트의 생산성에 영향을 미칠 수 있다고 판단된 여러 지질학적 특징들에 기초하여 보완된 하이드레이트의 퇴적형태 분류기준을 제시하였다. 또한, 국내의 하이드레이트 퇴적층을 포함, 전 세계의 하이드레이트 부존 확인지역의 자료들을 조사하여 각 퇴적층 구조 및 특징들을 분석하고 이들을 체계화하여 분류하는데 중점을 두었다. 이 연구에서는 분류 기준을 세분화하여 하이드레이트의 부존형태를 총 4가지로 분류하였다. 부존타입 A, B, C는 하이드레이트층 하부에 자유가스가 존재하는 구조로서 생산성이 양호한 형태이며, 부존타입 A는 양호한 투과도와 하이드레이트 및 자유가스의 높은 포화율을 지시하는 가스침니가 존재하는 형태, B는 배사․향사구조, 습곡 및 단층이 나타나는 형태의 하이드레이트 퇴적층, 부존타입 C는 하이드레이트층이 수평한 형태이다. 부존타입 D는 하이드레이트층 하부에 자유가스가 존재하지 않아 BSR이 희미하고 불연속적으로 나타나는 것이 특징이며, 생산성이 비교적 양호하지 않은 구조이다. 이 연구에서 제시된 새로운 하이드레이트 퇴적층 분류기준은 향후 동해의 울릉분지에 부존하는 것으로 확인된 하이드레이트층을 대상으로 한 탐사 및 개발에 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.
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기생소자 효과를 이용한 이동 단말기용 광대역 헬리컬 안테나 연구
성원모,양묘근,전용승,이치우,박진희,최학근 한국전자파학회 2003 한국전자파학회논문지 Vol.14 No.9
In this paper, a wide band helical antenna for mobile handset using parasitic element effect has been investigated. To obtain the effect of parasitic element, we utilized the cylindrical conductor which is not feed. As thickness of cylindrical conductor is increasing, second and third resonance frequency become abruptly variable. In case of that 4.5mm diameter parasitic element cylindrical conductor is inserted, normal mode helical antenna obtained bandwidth of around 900 MHz on the limit of R. L., - 5 dB. 본 논문에서는 기생소자 효과를 이용한 이동단말기용 광대역 안테나를 연구하였다. 기생소자에 관한 효과를 관찰하기 위해 기생소자는 급전이 되지 않는 원통형 도체를 사용하였다. 원통 도체의 외경이 증가함에 따라 두 번째, 세 번째 공진 주파수 특성이 급격히 변함을 알 수 있었다. 4.5 w의 외경을 가지는 원통형 도체 기생소자가 삽입된 경우 normal mode 헬리컬 안테나는 반사손실 -5 dB를 기준으로 900 MHz의 밴드폭을 얻었다.
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Development and Application of Pipeline Network Optimization Simulator
성원모,권오광,이정환,허대기,Sung Won-Mo,Kwon Oh-kwang,Lee Chung-Hwan,Huh Dae-ki, 한국가스학회 1997 한국가스학회지 Vol.1 No.1
본 연구에서는 실제현장에 활용할 수 있는 가스파이프라인 네트워크의 최적화 모델을 개발하기 위해 먼저 구조 설계에 있어서 네트워크 알고리즘 중 MCST(Minimum Cost Spanning Tree) 알고리즘을 도입하여 전반적인 구조를 결정하고, 기존 방법의 단점을 보완하기 위해 Constrained Derivative 방법을 적용하였다. 또한 모델 개발 시, 압축기$\cdot$밸브등의 갑작스런 운전상태의 변화와 파이프의 파열 둥으로 인한 유동저해 현상을 예측할 수 있는 파이프라인 해석모델과 연계할 수 있도록 고려하여 설계하였다. 각 절점과 간선간의 압력 및 유량, 즉 파이프라인 배관망에서 필요한 수요량을 적절히 공급할 수 있는 파이프라인 망의 직경과 길이를 최소의 비용으로 결정하는 복합형 파이프라인 네트워크 최적설계 모델을 개발하였다 개발된 모델을 전형적인 천연가스 파이프라인 네트워크에 적용하여 최적설계를 수행한 결과, 보다 작은 파이프 직경과 낮은 절점 압력으로도 각 절점에서의 수요량을 공급할 수 있도록 설계할 수 있었으며, 원래의 시스템과 비교하여 약 $40\%$정도의 비용 절감효과를 볼 수 있었다. 또한, 기존의 국내 수도권 배관망에 대해 본 모델을 적용하여 새로운 설계모형을 제안함으로써 초기설계나 향우 추가 확장되는 부분의 배관망에 대해서도 경제성을 고려하여 최소비용의 네트워크 구성을 할 수 있음을 확인하였다. This paper presents a hybrid network model(HY-PIPENET) implementing a minimum cost spanning tree(MCST) network algorithm to be able to determine optimum path and constrained derivative(CD) method to select optimum Pipe diameter. The HY-PIPENET has been validated with the published data of 6-node/7-pipe network. Networking system and also this system has been optimized with MCST-CD method. As a result, it was found that the gas can be sufficiently supplied at the lower pressure with the smaller diameters of pipe compared to the original system in 6-node/7-pipe network. Hence, the construction cost was reduced about $40\%$ in the optimized system. The hybrid networking model has been also applied to a complicated domestic gas pipeline network in metropolitan area, Korea. In this simulation, parametric study was peformed to understand the role of each individual parameter such as source pressure, flow rate, and pipe diameter on the optimized network. From the results of these simulations, we have proposed the optimized network as tree-type structure with optimum pipe diameter and source pressure in metropolitan area, Korea, however, this proposed system does not consider the environmental problems or safety concerns.
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