• 제목/요약/키워드: 계면추적법

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하천 오염물질의 2차원 혼합 해석을 위한 유관추적모형의 개발 및 적용 (Development of Streamtube Routing Model for Analysis of Two-Dimensional Pollutant Mixing in Rivers)

  • 백동해;서일원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.88-88
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    • 2020
  • 수심평균 2차원 혼합모형은 하천환경에서 다양한 용존성 오염물질의 혼합현상을 모의하기 위해 널리 활용되어왔다. 2차원 혼합모형에서 분산계수는 하천의 전단 흐름에 의해 야기되는 오염물질의 퍼짐 현상을 표현하는 중요한 인자로서 작용하기 때문에 정교한 오염물질 혼합거동을 모의하기 위해서는 적합한 분산계수를 산정하는 것이 필수적이다. 분산계수를 실험적으로 산정하는 방법으로는 크게 모멘트법과 추적법으로 나뉘며, 비정상상태의 혼합거동에 대해 종방향 및 횡방향 분산계수를 동시에 산정할 수 있는 방법은 추적법 계열의 2차원 유관추적법(2D STRP)이 유일하다. 본 연구에서는 하천에 유입된 오염물질의 2차원 혼합해석을 위한 수치모형을 개발하였으며, 개발된 모형의 수치해를 바탕으로 다양한 Peclet 수의 범위에 대해 기존연구에서 제시된 2D STRP의 적용범위 및 성능을 정량적으로 분석하였다. 분석된 정보를 바탕으로 기존 2D STRP의 한계를 극복하기 위한 개선된 2차원 유관추적법(2D STRP-i)을 개발하고, 사행하천을 모형화한 실규모 하천실험시설에서 검증하였다. 기존 2D STRP의 성능평가 결과, Peclet 수가 낮은 조건일수록 농도분포의 예측 정확도가 감소하는 경향을 보였으며, 하안 경계에 도달하는 농도가 증가할수록 부정확한 결과를 초래하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 기존 2D STRP의 한계를 보완하여 더욱 정확한 분산계수를 산정하고자 하안 경계면 조건을 고려한 2차원 유관추적법(2D STRP-i)을 개발하였다. 2D STRP-i는 직교-곡선좌표계 기반의 2차원 이송-분산 방정식을 바탕으로 횡방향 유속분포 및 하안 경계조건을 고려할 수 있도록 개선되었다. 2D STRP-i는 공간적으로 상이한 이송효과 및 하안경계 조건을 적절히 반영함으로써 농도분포의 예측 정확도를 개선 시키는 것으로 평가되었으며, 하안경계면에서 농도가 증가하는 구간에서 기존 2D STRP의 결과와 비교하여 더욱 정확한 농도분포 및 분산계수를 제공하는 것으로 밝혀졌다.

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유체 유동을 동반한 다핵 수치상결정의 미세구조성장에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Simulation of Dendritic Growth of the Multiple Seeds with Fluid Flow)

  • 윤익로;신승원
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제33권7호
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    • pp.469-476
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    • 2009
  • Most material of engineering interest undergoes solidification process from liquid state. Identifying the underlying mechanism during solidification process is essential to determine the microstructure of material thus the physical properties of final product. In this paper, effect of fluid convection on the dendrite solidification morphology is studied using Level Contour Reconstruction Method. Sharp interface technique is used to implement correct boundary condition for moving solid interface. The results showed good agreement with exact boundary integral solution and compared well with other numerical techniques. Effects of Peclet number and undercooling on growth of dendrite tip of both single and multiple seeds have been also investigated.

계면활성제에 의해 유도되는 농약의 엽면 침투성 연구 현황 (Review of the study on the surfactant-induced foliar uptake of pesticide)

  • 유주현;조광연;김정한
    • 농약과학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.16-24
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    • 2002
  • 농약의 식물 엽면 침투성에 관하여 보고한 국내외 논문을 조사하여 최근에 빈번하게 사용되고 있는 침투율 측정법과, 계면활성제에 의해서 유도되는 농약의 엽면 침투기작에 관한 연구 동향을 고찰하였다. 농약의 식물 엽면 침투성 연구에는 생물검정법, 식물 잎이나 cuticular membrane을 이용하는 방사능 추적 기술이 주로 이용되고 있다. 가장 최근에는 수용성 색소 Congo Red를 추적물질로 이용하는 새로운 침투율 측정법이 제안되었다. 농약의 엽면 침투에 있어서 최대의 장벽은 epicuticular wax와 cuticular wax를 포함하는 잎 표면의 왁스층이며, 일부 연구자들은 이를 limiting skin이라 부르기도 한다. 농약의 몰부피(molar volume), 수용해도 및 분배계수 등의 이화학적 성질은 식물 엽면 침투성에 영향을 미치지만 제한적인 상관관계를 나타낼 뿐이며, 일반화할 수 있는 어떠한 상관관계도 아직 발견되지 않았다. Polyoxyethylene을 친수기로 가지는 지방족 알콜 계면활성제들은 많은 농약에 대하여 좋은 침투성 증진제로 알려져 있다. 침투성 증진제로 사용되는 계면활성제가 농약의 엽면 침투성을 증진하는 데에는 계면활성, 가용화 능력, 흡습성 및 미셀생성임계농도 등 계면활성제 고유의 성질이 크게 관여하는 것 같지는 않다. 최근의 연구에서 침투성 증진 효과가 큰 계면활성제는 식물의 왁스층에 쉽게 흡수되어 가역적으로 왁스층의 유동성을 증가시키는 가소제 역할(plasticizing effect)을 한다는 것이 밝혀졌다. 계면활성제가 왁스층에 먼저 침투하면 wax층의 유동성이 증가하고, 이로 인하여 wax층 내에서 농약의 이동성과 분배계수가 달라짐으로써 농약의 엽면 침투 속도가 변화한다는 것이다. 그러나 계면활성제의 친유기 부분인 지방족 알콜의 탄소수와 친수기의 ethylene oxide 부가중합도가 농약의 침투성 증진에서 어떠한 역할을 하는지는 상세히 밝혀져 있지 않다. 다만 계면활성제 자체의 엽면 침투 속도가 농약의 침투속도와 깊은 관련이 있을 것으로 추정되고 있다.

계면활성제가 살균제 Dimethomorph의 오이 엽면 침투성과 오이 노균병 방제 효과에 미치는 영향 (lnfluence of Surfactants on Foliar Uptake of Dimethomorph into Cucumber Plant and Fungicidal Activity to Cucumber Downy Mildew)

  • 최경자;임희경;김정한;조광연;유주현
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제44권2호
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    • pp.109-115
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    • 2001
  • 살균제 dimethomorph의 오이 엽면 침투율이 오이 노균병에 대한 방제 효과에 미치는 영향을 구명하고 dimethomorph의 약효를 증진시키기 위하여, Congo red를 추적물질로 사용한 엽면 침투율 측정법으로 6종의 비이온성 계면활성제에 의해 유도되는 dimethomorph의 오이 엽면 침투율을 측정하고, 증진된 dimethomorph의 엽면 침투율에 따른 오이 노균병에 대한 방제 효과를 검증하였다. 아세톤 수용액(20%)에 녹인 dimethomorph 수화제는 250 ${\mu}g/ml$의 농도에서 오이 잎에 거의 침투되지 않았으며, 오이 노균병에 대한 치료 효과도 거의 없거나 미약하였다. 반면에 dimethomorph 수화제 현탁액에 아세톤 20%와 비이온성 계면활성제를 1,000 ${\mu}g/ml$첨가하였을 때 최고 59.7%의 엽면 침투율을 나타내었으며, 오이 노균병에 대한 치료 효과도 침투율에 비례하여 증진되었다. 비이온성 계면활성제중 polyoxyethylene cetyl ether를 함유하는 시험용 dimethomorph 분산성 액제는 계면활성제 함량이 증가할수록 dimethomorph의 오이 엽면 침투율과 오이 노균병 치료 효과가 증진되었으나, 예방 효과는 점차 감소하는 경향을 보였다. 또한 dimethomorph와 polyoxyethylene cetyl ether가 1 : 2(w/w)의 비율로 함유되어 있어도 희석 배율이 증가할수록 엽면 침투율은 감소하였다. 따라서 dimethomorph 분산성 액제 중에 침투성 증진 효과가 큰 비이온성 계면활성제를 첨가하고, 그 비율을 적절하게 조절할 경우 오이 노균병에 대한 예방 효과를 유지하면서 치료 효과를 크게 증진시킬 수 있을 것이다.

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Level Set 상경계면 추적법을 적용한 3차원 CFD 프로그램의 개발 (Development of a 3-D CFD Program for Computing Two-Phase Flows with a Level Set Method)

  • 손기헌;허남건
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.73-80
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    • 2004
  • A LS(Level Set) formulation is developed for computing two-phase flows on non- orthogonal meshes. Compared with the VOF(Volume-of-Fluid) method based on a non-smooth volume-fraction function, the LS method can calculate an interfacial curvature more accurately by using a smooth distance function. Also, it is quite straightforward to implement for 3-D irregular meshes compared with the VOF method requiring much more complicated geometric calculations. The LS formulation is implemented into a general purpose program for 3-D flows and verified through several test problems.

3차원 범용 유동해석 프로그램의 개발 - CLSVOF 상경계면 추적법의 적용 (Development of a General Purpose Program for 3-D Flows -Implementation of a CLSVOF Interface Tracking Method)

  • 성명호;손기헌;허남건
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.28-34
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    • 2002
  • A general purpose program for computing 3-D flows has been extended for two-phase flows with topologically complex interfaces. The 3-D interfaces are tracked by employing a coupled level set and volume-of-fluid (CLSVOF) method which not only can calculate an interfacial curvature accurately but also can achieve mass conservation well. The program has been tested through the computations of bubbles rising in a liquid. The numerical results are found to compare well with the results reported in the literature.

계면활성제 수용액의 미셀형성(제1보) - Polyoxyethylene Alkyl Ether의 자기확산과 프로톤 이완 - (Studies on the Micelle Formation of Nonionic Surfactant(1) -1NMR Self-Diffusion and Proton Relaxation of Polyoxyethylene Alkyl Ether-)

  • 최성옥;정환경;이진희;남기대
    • 공업화학
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    • 제9권6호
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    • pp.822-828
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    • 1998
  • $^1H$ NMR gradient spin echo법을 이용하여 polyoxyethylene dodecyl ether[$C_{12}H_{25}(OCH_2CH_2)nOH$] 수용액에서 미셀 형성과정에 대한 것을 비교검토 하였다. 여기서 n=5($C_{12}EO_5$) 및 n=8($C_{12}EO_8$)인 비이온성 계면활성제를 사용하였으며 등방성상의 영역범위에서의 자기확산 계수는 일정온도에서 농도변화에 따른 pulsed field gradient법을 사용하여 측정하였고, 또한 여러 프로톤의 시그날에 대한 피크폭(line width)을 추적하여 액정 특성에 대한 것을 검토하였다. 알킬사슬의 메틸렌 시그날의 넓혀짐은 $C_{12}EO_5-$물 계에서는 핵사고날 액정상의 근접될 때 관찰되었지만 $C_{12}EO_8-$물 계에서는 넓혀짐이 보다 작게 관찰되었다. 낮은 온도에서 농도가 증가함에 따라 $C_{12}EO_5$에서는 막대형 미셀이 형성되지만 $C_{12}EO_8$에서는 전 농도 범위에서 작은 미셀로 이루워 진다. 계면활성제의 자기확산계수는 서서히 증가하다가 극소점에 이르러서는 농도가 증가함에 따라 급격히 감소한다. 극소점의 위치는 온도가 담점에 이르렀을 때 낮은 농도에서 나타나고 이 계에서는 두 개의 등방성 상으로 분리된다. 피크폭 연구에서 피크폭의 넓어짐은 $C_{12}EO_5$에서는 온도가 증가되었을 때 온도의 차이로 형성된다. 그 결과 담점에 이르러 계면활성제의 회합체가 커지는 것으로 생각한다. 이 회합체가 담점에 이르러 한정된 모양을 갖는 것은 아니다. $C_{12}EO_8$에서는 미셀들이 온도의 증가에 영향을 받지 않고 미셀형성이 불확실하다. 에틸렌옥사이드 일부분의 메틸렌 시그날은 일관되게 좁게 나타났다. 회합에 있어서 이들은 알킬사슬 메틸렌보다 작은 질서로 나타내었다. 회합의 크기나 모양에 있어서 여러 변화성은 상 변화에 따라 등방성과 액정상의 안정성 범위가 정하여 진다. 회합체 크기와 상 구조는 여러 온도와 농도 변화에서 분자의 효과적 모형을 고려하여 정성적인 결과에 따른다.

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태변 흡인 증후군의 임상적 고찰과 기관 내 삽관 후 조기 태변 흡인이 예후에 미치는 영향 (Clinical observation of meconium aspiration syndrome and effect of suctioning through endotracheal intubation on prognosis of meconium aspiration syndrome)

  • 윤용호;김경아;고선영;이연경;신손문
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제50권10호
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    • pp.959-964
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    • 2007
  • 목 적 : 태변 흡인 증후군에 이환된 환아의 임상적 고찰과 분만 직후의 기관내 삽관을 통한 태변 흡입이 태변 흡인 증후군의 예후에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 방 법 : 2004년 1월부터 2006년 6월까지 2년 6개월 동안 제일 병원 신생아 집중 치료실에 입원한 환아 중에서 태변 흡인 증후군으로 이환된 44명을 대상으로 하였고, 이중 출생 직후 활발하지 않아 신생아 소생술 지침에 따라 기관 삽관을 통하여 태변 흡인을 시행하였으나 태변 흡인 증후군으로 이환된 군(12명)과 출생 직후 활발하여 기관 삽관을 하지 않았으나 태변 흡인 증후군으로 이환된 군(32명)으로 분류하여 각 군의 임상적 특징, 산과적 위험인자, 동반 질환, 치료 방법, 입원 기간 등을 의무기록을 통하여 후향적으로 비교 분석 하였다. 결 과 : 태변 흡인 증후군으로 이환된 환아에서 조기 흡인군과 조기 비흡인군에서 평균 재태 연령, 평균 출생 체중, 성별, 분만 방식 등은 통계적으로 유의한 차이가 없었으나 평균 아프가 점수는 조기 흡인군에서 1분, 5분 모두에서 유의하게 낮았으며, 동반 질환으로는 지속성 폐동맥 고혈압(13.6%), 신생아 경련(9.1%), 기흉 및 기종격(6.8%)에서 높은 빈도로 나타났다. 인공 호흡기 치료는 35예(79.5%)에서 시행하였고, 고빈도 진동성 환기법으로 치료 받은 환아는 조기 비흡인군에서 1예 있었으며 폐계면 활성제 치료를 받았던 환아는 조기 흡인군에서 1예(8.3%), 조기 비흡인군에서 5예(15.6%)로 조기 비흡인군에서 많았으나 통계적인 의미는 없었다. 기계적 환기 요법의 치료 기간과 입원 기간은 조기 비흡인군에서 길었으나 통계적으로 유의한 차이가 없었으나 총 산소 치료 기간은 조기 비흡인군에서 통계적으로 의미있게 길었다. 결 론 : 본 연구를 통해 태변 흡인 증후군 환아의 조기 비흡인군에서 폐 계면 활성제의 사용이 많았고, 기계적 환기 요법 치료 기간, 입원 기간 등이 길었지만 통계적으로 유의한 차이는 없었으며, 총 산소 치료 기간은 통계적으로 조기 흡인군에 비하여 유의하게 길었던 것으로 조사되었다. 그러므로 태변 착색아 중에서 활발한 군에 대한 더 세부적인 지침이 필요하다고 사료되며, 신경학적 후유증의 장기 예후에 대한 더 많은 연구와 추적 관찰이 필요하다.