• 동력기계공학회지
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• 제12권5호
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• pp.54-58
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• 2008

최근 열교환기의 향상을 위해 발포다공성매체의 적용이 증가하고 있다. 열교환기의 적용에 있어서 발포다공성매체의 이점을 살펴보기 위해 본 연구에서는 2가지 실험을 수행하였다. 첫 번째는 수력의 관점에서 투과계수 및 내부계수를 결정하는 것이고, 두 번째는 열교환의 관점에서 다공성매체의 유효전도율을 측정하는 것이다. 본 실험에서는 기공도는 거의 같으나 기공의 크기가 각각 20 ppi와 40 ppi인 구리 다공성매체를 사용하였다. 실험의 결과는 40 ppi 크기의 다공성매체가 수력과 열교환, 두가지 관점 모두에서 보다 높은 저항 효율을 나타낸다는 것을 보여준다.

• 전산구조공학
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• 제6권2호
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• pp.17-22
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• 1993

본 고에서는 다공매체에서 고체/유체의 상호작용을 조합해석할 수 있는 유한요소모델 개발현황을 살펴보고 이를 이용하여 다공매체의 단계적 굴착 시뮬레이션을 수행할 때 현재 널리 사용하고 있는 전응력해석에 의한 결과와의 차이점을 살펴보고자 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.81-88
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• 2001

다공질 매체의 거동은 선형 열역학적 다공 탄성 거동, 선형 다공 점성-탄성 거동, 다공소성 거동, 그리고 다공 점성-소성 거동 등으로 모형화가 된다. 또한 시간에 따라 그 거동 양상이 복합적인 형태를 띈다. 다공질 매체는 간극 속의 구성물들이 서로 상대속도를 가지며 상호 작용을 하기 때문에 coupling 효과를 고려한 다공질 매체의 변형 거동에 대한 구성모델의 개발이 필수적이다. 본 논문에서는 균질하고 등방성을 가진 재료들로 이루어진 다공질 매체의 3차원적인 거동을 포화도에 따라 완전 포화시와 부분 포화시로 나누어 연속체 다공 역학의 뼈대 위에 지배방정식들을 구한다. 또한 다공질 매체의 거동을 이해하고 해석할 수 있는 구성모델을 개발할 수 있는 토대를 마련한다. 본 연구가 확장될 경우 다공질 매체의 정확한 거동 해석과 변형량 예측이 이루어질 수 있을 것이다. 특히 도시 고형화 폐기물 매립지반의 3차원적인 거동을 해석할 수 있는 기초가 마련되어 비균질하고 이방성을 가진 재료들로 이루어진 다공질 매체 지반의 활용이 활발하게 이루어 질 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.114-122
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• 2018

본 연구는 다공성 구조물과의 파랑의 상호 작용을 수치모의하기 위한 비정수압 수치모형인 SWASH를 소개한다. 이 수치모형은 ${\sigma}$-좌표계에 Volume Averaged Reynolds Averaged Navier-Stokes(VARANS)을 지배방정식으로 다공성 매체에서의 유동을 계산한다. 다공성 매체에서의 유동을 고려하기 위해 사용된 경험적 저항 계수는 보정 작업이 필요하다. 본 연구에서는 수치모형에 사용된 경험적 저항 계수를 다공성 매체를 통과하는 댐 붕괴 실험과 다공성 구조물과 고립파의 상호 작용에 대한 실험을 이용하여 보정 및 검증하였다. 실험 결과와 수치실험 결과는 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 비정수압 수치모형인 SWASH가 VOF 접근법을 기반으로 하는 3차원 다공성 유동 모델보다 계산상 훨씬 더 효율적이라는 것이 확인되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.95-103
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• 2007

본 논문에서는 포화된 다공성매체에서 파동의 전파속도와 감쇠를 구할 수 있는 해석적 이론해를 유도하여 제시하였다. 이론해의 유도를 위하여 압축성의 고체입자와 간극수를 고려하는 완전 연계 Field모델을 사용하였다. 완전 포화된 다공성 매체의 해석을 위한 공학적인 접근방법이 채택되었으며, 균질 영역에서 1차원 파동의 전파를 위한 이론해가 유도되었다. 본 논문에서 유도한 이론해는 고체입자의 압축성, 간극수의 압축성, 다공성입자의 변형, 공간의 감쇠(Spatial damping) 등을 고려할 수 있어 매우 다양하게 사용될 수 있다. 또한 다양한 지반체에서 두 가지 종류의 파속(Wavespeed)과 감쇠계수를 계산하는데 이용 가능하다. 본 논문에서 제시한 이론해를 전산코드화하여 파동의 전파속도와 감쇠에 대한 파라미터연구를 수행한 결과는 본 연구의 II부에 제시할 예정이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권5호
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• pp.850-858
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• 1997

A new a posteriori error estimator is introduced and applied to variational inequalities occurring in problems of flow through porous media. In order to construct element-wise a posteriori error estimates the global error is localized by a special mixed formulation in which continuity conditions at interfaces are treated as constraints. This approach leads to error indicators which provide rigorous upper bounds of the element errors. A discussion of a compatibility condition for the well-posedness of the local error analysis problem is given. Two numerical examples are solved to check the compatibility of the local problems and convergence of the effectivity index both in a local and a global sense with respect to local refinements.

• 공업화학
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• 제10권1호
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• pp.160-165
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• 1999

Gel 표준 물질의 핵자기 공명적 완화 성질들이 다공성 매체내 유체의 핵자기 공명적 완화 성질들과 잘 부합될 수 있기 때문에, agarose gel은 다공성 매체내 유체의 성질을 측정하기 위한 표준 물질로 사용될 수 있다. 다공성 매체의 세공도(porosity)와 포화도(saturation)를 결정하기 위한 표준물질의 사용을 논의하였고, gel의 핵자기 공명적 성질에 대한 필요조건들도 제시하였다. 2.0 Tesla에서 측정된 agarose gel의 완화시간은 agarose 농도와 상자기성 불순물의 ($CuSO_4$) 농도 함수로 표시하였고, agarose gel 조성과 완화시간 사이의 실험적 결과를 나타내었다. 세공도 분포에 대한 평균값은 17.7%이고, 이 값은 중량 분석법에 의해 계산된 값과 잘 일치한다. 끝으로, agarose gel을 표준 물질로 사용한 비혼화성 2상 유체실험을 수행하였다. 포화 profile들은 균일한 다공성 매체내에서 일차원 치환실험을 했을 때 계산된 결과와 잘 일치하고 있다.

• 유기물자원화
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• 제16권1호
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• pp.46-52
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• 2008

자연계로 유출된 유류 및 유기용매 등 비수용성액체는 토양공극사이에 존재하며 서서히 용해되면서 지속적인 수질오염원으로 작용한다. 본 연구는 유리로 제작된 다공성매체 실험장치를 이용하여 토양 공극사이에 위치한 비수용성액체의 용해현상을 시각화하였고, 이미지 분석기술을 이용하여 용해속도를 정량화하였다. 다공성매체 공극사이 TCE는 물의 유량을 빠르게 할수록 용해속도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 TCE로 오염된 지역의 강우량이 많거나, 지하수 유속이 빠른 지역일 경우 토양내 TCE 제거는 용이하게 일어날 수 있지만, 용해된 TCE의 지하수 유입으로 증가한다는 점을 시사한다. 다공성매체 공극사이 TCE의 현미경 이미지 관측결과, 물의 유량이 빠른 경우 역시 TCE blob 수가 급격히 감소함을 확인하였다. 물의 흐름이 용이한 우선흐름경로에 존재하고 있는 TCE는 물과의 용이한 접촉으로 용해가 빠르게 진행되었다. 반면 정체구역에 존재하는 TCE의 용해속도는 매우 느리게 나타났다. 현장 토양에서도 동일한 현상이 일어날 것이므로 지하수 조사결과 TCE의 검출이 계속된다면, 토양 공극사이에 여전히 TCE가 존재하고 있음을 암시하므로 이에 대한 대책이 강구되어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.109-122
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• 1993

유체포화 다공매체에서의 단계적 굴착시 형상변화로 인한 구조거동을 시간종속적 배수이론으로 예측하기 위한 유한요소해석방법을 제시하였다 시간종속적 배수거동을 고려한 유한요소방정식을 유도하기 위하여 Biot의 방정식을 사용하였다. 이론해가 존재하는 재하 하중에 의한 시간종속적 배수거동 문제의 해석과 완전배수거동시 1단계 굴착과 다단계 굴착시의 변형이 동일한가를 확인하므로써 유도된 방법의 타당성을 검증하였다. 1차원 및 2치원 문제에 대하여 시간종속적 배수모형과 완전배수모형에 의한 결과를 비교하여 그 차이를 예시하였다. 또한 단계적 굴착시 굴착속도 및 투수계수의 변화에 따른 영향도 분석하였다. 수치해석 시뮬레이션을 통해, 다공매체지반의 굴착해석시에는 시간종속적 배수거동에 근거한 해석이 보다 신뢰할 수 있음을 고찰하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.207-212
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• 1999

화학반응이 일어나는 고정층 반응기의 성능을 모사하고 해석하기 위해서는 반응베드의 열 및 물질전달 특성을 정확히 아는 것이 중요하다. 본 연구에서는 화학열펌프에 사용되는 금속염-팽창흑연 다공성 반응매체의 유효열전도도와 기체투과도를 측정하였다. 유효열전도도는 전이 일차원 열류기법을 이용하여 측정하였고, 기체투과도는 Darcy's law를 이용하여 측정하였다. 팽창흑연이 함유된 반응베드의 유효열전도도와 기체투과도는 흑연을 기준으로 한 겉보기밀도에 따라 각각 14.1-36.5 W/mK, 8.0x$10^{-15}$-$10^{-12}$ $m^2$의 범위에 있었다.