• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.19-28
• /
• 2015

스마트폰의 영상정보처리에 기반한 현장 진단기기 개발을 목표로 입자계수용 형광 smartscope와 DC 모터로 제어되는 입자정렬 시스템을 제작하였다. 크기가 작고 저렴한 비용으로 비전문가도 쉽게 다룰 수 있는 smartscope는 LED, 볼렌즈, 형광필터가 설치된 어댑터가 스마트폰 카메라 앞에 장착되어 전용 애플리케이션으로 형광입자와 형광염색된 백혈구를 계수할 수 있었다. 모터는 안드로이드 스마트폰의 블루투스 무선통신 기능을 통해 제어되었다. 나선형 미세유동채널이 축을 중심으로 회전하는 동안 백혈구와 크기가 유사한 입자가 정렬되는 현상을 관찰하였다. 모터로 회전 방향과 속도가 조절되는 입자 정렬 시스템은 많은 시간이 소요되는 수작업을 최소화하고 시료 전처리 과정을 자동화할 수 있으므로, smartscope와 통합될 경우 스마트폰을 이용한 현장진단기기에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국가시화정보학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.38-45
• /
• 2016

Separation of particles based on different sizes, detection of pathogenic bacteria and isolation of leukocytes from whole blood are typical applications of spiral or helical microchannels. The present study focuses on developing a CD4+ T-cell counting device for monitoring HIV/AIDS patients with the aid of a helical minichannel used for a sample cartridge. For the experiment, $10{\mu}m$ sized microbeads were used for visualization with a fluorescence imaging system. Alignment of microbeads was investigated in a stationary and spinning sample cartridge filled with glycerol-water mixtures of different densities. The helical minichannel was spun using a DC motor controlled by an Arduino board with a Bluetooth shield. It was found that when the sample cartridge was made stationary, no bead alignment was achieved for a medium with density (0% and 20% glycerol) lower than that of the beads, but when it was spun at 2000-3000 rpm for 1-4 min, an alignment was obtained at the top of the channel facilitating optical detection and enumeration of those microbeads. Since an alignment of microbeads was achieved for a medium with density as that of blood plasma, the same approach can be applied for aligning and counting CD4+ T-lymphocytes in whole blood samples collected from patients.

• 항공우주기술
• /
• 제2권2호
• /
• pp.142-150
• /
• 2003

가열벽이 있는 4각단면 채널에서 3차원 열전달이 비선형 k-ε-fμ 모형과 큰에디모사법을 이용하여 해석되었다. 4각단면 채널로 모형화된 열량계 해석에 비선형 k-ε-fμ 모형과 비선형 열유속모형이 도입되었다. 레이놀즈수는 4000≤$Re_b$≤20000로 변화되었다. 난류의 비등방성으로 유도되는 구석와류는 주 유동속도의 1~3% 정도로 크지 않았지만 열전달에 커다란 영향을 주었다. 또한 채널 단면에 존재하는 나선형의 와류에 의해서 열전달이 심하게 변함을 보여 주었다. 예측된 열전달계수로부터 Nu~$Re^{0.8}Pr^{0.34}$가 검토되었고 온도의 섭동과 와유동의 비정상거동이 조사되었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제13권7호
• /
• pp.1475-1482
• /
• 2009

본 논문에서는 최적의 Lab-on-a-Chip을 설계하기 위해 나선형 마이크로 채널에서 등속영동 프로틴 분리를 수행하는 컴퓨터 시뮬레이션을 이차원 유한 요소법을 이용하여 개발하였다. 개발한 이차원 ITP 모델은 다섯 가지 요소로 구성되며 Leader로서 염산을, Terminator로서 카르로산, 두 개의 프로틴 중 프로틴 A는 아세트산, 프로틴 B는 벤조산, 그리고 BE(Background Electrolyte)로서 히스티딘을 사용하였다. 컴퓨터 모델은 다섯 가지 구성 요소들에 대한 질량 보존 방정식과 전위에 대한 전하 보존 방정식, 그리고 pH 계산은 전기적 중성 조건식에 기반하고 있다. 제안된 이차원 공간 ITP 모델의 검증을 위해 제안한 모델의 결과와 Bohuslav Gas 그룹에서 개발한 Simu 5의 결과를 비교하였다. 시뮬레이션 결과 일차원 채널에서 두 모델이 매우 유사한 일치를 보임으로 제안한 모델의 정확성을 검증해 주었다. 이차원 프로틴 분리는 Lab-on-a-Chip 설계를 위한 이차원 곡선 채널에서 수행되어 채널 형상이 프로틴 포커싱분포(dispersions)의 변화를 초래함을 알 수 있었다.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.555-560
• /
• 2014

This paper presents a microparticle separator using a spiral microchannel. A particle separator based on the dean vortex was designed, fabricated, and characterized. Two different spiral microchannels were fabricated. Width and initial radius of rotation in the spiral microchannel were fixed to $300{\mu}m$ and 1.75 mm, respectively. Two different depths of the microchannels were designed at $50{\mu}m$ and $80{\mu}m$. In this experimental study, the equilibrium position of microparticles was monitored by using fluorescent microbeads. In the case of a low dean number (<1.0), lift force and dean drag force were similar, indicating that microbeads were distributed to almost all areas across microchannels. However, in the case of a high dean number (>1.0), dean drag force rather than lift force was dominant, indicating that microbeads moved toward the inner wall of the spiral microchannel.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권4호
• /
• pp.395-402
• /
• 2010

배플 분사기는 연소실 안으로 돌출되어 횡 방향 모드로 발생하는 고주파 연소불안정을 억제하는 배플을 형성한다. 고온의 연소가스에 노출되기 때문에 배플 분사기는 케로신 유로를 통해 자체 냉각이 가능하도록 설계한다. 20개의 나선형 냉각 채널을 갖는 배플 분사기가 개발되어 30톤급 연소기에 성공적으로 적용되어 왔으며, 별도의 외부 냉각을 필요로 하는 내열재 배플이 갖던 성능 감소 문제를 해결하였다. 본 연구는 케로신 냉각유로의 설계를 개선함으로서, 냉각 성능을 만족하는 범위 내에서 제작성을 향상시켜 연소기 대형화로 인해 증가하는 배플 분사기의 제작 비용을 절감하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 배플 분사기에 대한 복합열전달 해석을 수행하였으며, 설계 수정된 배플 분사기는 75톤급 실물형 연소기에 적용하기 전에 축소형 연소기의 연소시험을 통해 열 내구성을 검증하였다.