RISS 검색 - 국내학술지논문 상세보기

국문 초록 (Abstract)

일반적으로 열저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)가 커짐에 따라 저장된 열에너지의 성층화가 높게 유지될 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 열저장소의 열적 성능을 높이기 위해서는 저장소 종횡비를 크게 설정하는 것이 유리할 것이다. 그러나 종횡비의 증가에 따라 저장소의 폭에 비해 높이가 커지고, 이는 열저장소의 구조적 안정성 측면에서 불리하게 작용할 수 있으므로 저장소의 최적 종횡비 결정시 열적 성능 분석과 더불어 역학적 안정성에 대한 정량적인 분석이 수행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 지하 열에너지 저장을 위한 사일로 형 암반공동의 종횡비 변화에 따른 역학적 안정성을 수치해석적으로 조사하였다. 적용한 종횡비는 1-6의 범위이었고, 전단강도 감소기법에 의한 안전율을 토대로 암반공동의 역학적 안정성을 평가하였다. 종횡비별 안정성 분석 결과, 암반공동의 종횡비가 증가함에 따라 안전율이 감소하는 경향을 보였으며, 주변 암반의 측압계수가 안정성에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었다. 또한 동일한 암반특성 및 종횡비 조건에서 암반공동의 규모(저장 용량)가 줄어듦에 따라 안정성이 향상되는 것으로 나타나, 큰 규모의 단일 암반공동을 소규모의 다중 암반공동으로 분할함으로써 높은 종횡비의 암반공동 설계가 가능한 것을 알 수 있었다.

번역하기

일반적으로 열저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)가 커짐에 따라 저장된 열에너지의 성층화가 높게 유지될 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 열저장소의 열적 성능을 높이기 위해서는...

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

It is generally well known that the stratification of thermal energy in heat stores can be improved by increasing the aspect ratio (the height-to-width ratio) of the stores. Accordingly, it will be desirable to apply a high aspect ratio so as to demonstrate the good thermal performance of heat stores. However, as the aspect ratio of a store increases, the height of the store become larger compared to its width, which may be unfavorable for the structural stability of the store. Therefore, to determine an optimum aspect ratio of heat stores, a quantitative mechanical stability assessment should be performed in addition to thermal performance evaluations. In the present study, we numerically investigated the mechanical stability of silo-shaped rock caverns for underground thermal energy storage at different aspect ratios. The applied aspect ratios ranged from 1 to 6 and the mechanical stability was examined based on factor of safety using a shear strength reduction method. The results from the present study showed that the factor of safety of rock caverns tended to decrease with the increase in aspect ratio and the stress ratio of the surrounding rock mass was influential to the stability of the caverns. In addition, the numerical results demonstrated that under the same conditions of rock mass properties and aspect ratio, mechanical stability could be improved by the reduction in cavern size (storage volume), which indicates that one can design high-aspect-ratio rock caverns by dividing a single large cavern into multiple small caverns.

번역하기

목차 (Table of Contents)

Abstract
초록
1. 서론
2. 역학적 안정성 평가 방법 및 열에너지 저장용량 산정
3. 유한요소법에 의한 수치 모델링

Abstract
초록
1. 서론
2. 역학적 안정성 평가 방법 및 열에너지 저장용량 산정
3. 유한요소법에 의한 수치 모델링
4. 종횡비별 역학적 안정성 평가 결과 및 분석
5. 결론
사사
참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 박도현, "열에너지 저장을 위한 지하 암반공동 내 열성층화 거동에 대한 수치해석적 연구" 한국암반공학회 22 (22): 188-195, 2012

2 박도현, "압축공기에너지 저장 공동의 콘크리트 플러그 최적 형상에 대한 수치해석적 연구" 한국암반공학회 21 (21): 164-173, 2011

3 이상은, "석회석 광산에서 폐석 적치장 사면의 안정성 평가" 한국암반공학회 20 (20): 475-490, 2010

4 이윤수, "대규모 지하 광산 구조물의 규모 결정을 위한 수치해석적 설계 접근" 한국암반공학회 22 (22): 120-129, 2012

5 Cotter, M. A., "Transient cooling of petroleum by natural convection in cylindrical storage tanks―II. Effect of heat transfer coefficient, aspect ratio, and temperature-dependent viscosity" 36 : 2175-2182, 1993

6 Ugai, K., "Three-dimensional limit equilibrium and finite element analysis : a comparison of results" 35 (35): 1-7, 1995

7 Cole, R. L., "Thermally stratified tanks" 88 : 1005-1017, 1982

8 Eames, P. C., "The effect of tank geometry on thermally stratified sensible heat storage subject to low Reynolds number flows" 41 : 2131-2142, 1998

9 Hariharan, K., "Temperature stratification in hot-water storage tanks" 16 : 977-982, 1991

10 Lim, H. U, "Stability analysis of rock slope in limestone mine by numerical analysis" 11 (11): 270-278, 2001