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염규정(Kyu Jung Yeom),김경일(Kyung Il Kim),김영표(Young-Pyo Kim),오규환(Kyu Hwan Oh),김우식(Woo Sik Kim) 한국가스학회 2014 한국가스학회지 Vol.18 No.5
우리나라는 영구 동토지역이 존재하지 않는 기후적 특성으로 인해 건설수요가 없었지만, 최근 지구 온난화 현상으로 인하여 화석연료의 사용 보다 극한지 지역의 에너지 확보가 대두되고 있다. 이에 극한지 지역에서 사용하고 있지 못한 에너지 자원의 관심이 증가함에 따라 알레스카 및 시베리아의 천연가스의 개발이 필요성이 증대하고 있다. 이에 따라 극한지 지역에서 필요한 배관 설계 기술은 현재 국내에서 사용되고 있는 천연가스와 전혀 다른 환경에서 운용될 것이 예상되며, 이에 따른 설계 기초 자료가 필요하다. 그러므로 극한지 환경에서의 토양 물성에 따라 배관에 미치는 영향 분석이 필요하다. 현재 배관의 설계는 응력 기반으로 설계되어있지만 추후 변위를 기초하는 설계법이 필요하며, 우선적으로 이를 위한 영구동토층 및 활동층에 대한 영향 분석이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용한 Thermal elasto-plastic analysis를 통해 활동층의 영향에 따른 배관의 응력 및 변위 측정을 알아보고자 한다. It is known that there is no demand for building the arctic environment in Korea. However, it is important to use the different energy source instead of fuel source due to global warming. It is now demanded of using gas of Alaska and Siberia for long term developing the natural gas. The design of gas pipelines in Korea is very different from the arctic region. The operation of gas in arctic region have to consider of arctic region such as permafrost and active regions. It is needed to understand of gas pipeline design with different arctic soil properties. Nowadays, the pipelines is designed with stress-based and but there is demanded for strain based design with more deformed pipeline. We study of arctic environment with different active region using Finite Element Method of thermal elasto-plastic analysis.
유한요소해석을 활용한 극한지 융해침하에 따른 천연가스배관의 응력해석
김경일(Kyung Il Kim),염규정(Kyu Jung Yeom),김영표(Young-Pyo Kim),김우식(Woo Sik Kim),오규환(Kyu Hwan Oh) 한국가스학회 2014 한국가스학회지 Vol.18 No.5
최근 비교적 에너지자원 확보가 용이했던 육상의 화석연료가 고갈됨에 따라 이를 확보하기 위한 장소가 육지에서 그 동안 관심을 두지 않았던 극한지로 이동하고 있으며, 극한지 자원 확보를 위한 국가 간의 경쟁이 치열하다. 이러한 극한지 에너지자원 개발 시장을 선점하기 위해서는 국내환경과 상이한 극한지 건설기술 개발이 필수적이다. 극한지 가스배관의 경우 -40℃에서 20℃까지의 온도변화에 따라 국내에서 볼 수 없는 외부환경중 하나인 융해침하의 영향을 받게 되는데 이에 맞춰 새로운 해석모델개발이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 활용하여 극한지 가스배관과 융해침하를 모델링하였다. 또한 이 모델에 극한지의 온도에 따른 토양 및 배관의 물성을 부가하고 mohr-coulomb이론을 적용하여 융해침하에 따른 배관이 받는 응력 및 변위에 대해 알아보고자 한다. It is important to secure the supply of gas in arctic region which is not developed recently due to depleting of fossil fuel. It is competing in order to secure the arctic region. The need for the occurring the pipeline design in arctic region is essential for development. In this study, we develop the model of thaw settlements for analysis the stress and displacement which applied with pipe in arctic region between -40℃ to 20℃. The soil was applied with Mohr-coulomb theory and pipe was elasto-plastic method.