• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집 제20권 2호
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• pp.209-212
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• 2001

수중에서 물과 공기 다공을 갖는 다공성 매질의 주파수 및 다공율 변화에 따른 음향특성을 고찰하였다. 다공성 매질로서 원통형 다공을 인위적으로 균일하게 배열한 판형 루사이트 (Lucite)를 사용하였다. 수중에서 음파를 다공성 매질의 원통형 다공의 축 방향과 평행하게 입사하였을 때, 빠른 파 (fast wave)는 다공 내의 매질에 영향을 받지 않으나, 느린 파 (slow wave) 및 원통형 다공을 전파하는 비평면 고차 정상 모드 파 (nonplanar higher normal mode wave)는 다공 내의 매질에 크게 영향을 받는다. 3MHz부터 4MHz까지의 주파수 영역에서 전체 파 (total wave), 빠른 파 및 느린 파의 음속 및 음압투과계수를 주파수 및 물과 공기 다공율 변화에 따라 측정하였다. 비강체 다공성 매질에서의 음파 전파특성에 대한 MBA (modified Biot-Attenborough) 모델의 이론 결과와 실험결과를 비교, 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.459-467
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• 1998

유사매질개념에 의하여 비균질 다공성 매질을 설명할 수 있는 기존의 방법은 미시 밀러 상사(Mis), 거시 밀러 상사(MaS)와 웨릭 상사(WS)로 나눌 수 있고, 그들간의 관계는 MiS ⊂ MaS⊂ WS(⊂: subset)임을 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 방법은 WS에서 축적변수 $\alpha$=w 로 가정하고 함수량을 포화도 대신 유효포화도로 축적한 것이다. 이 방법은 검사해석의 관점에서 일반성이 결여되지 않고, 축적변수 $\alpha$만으로 비균질 매질을 설명할 수 있다. 즉 =1($\alpha$의 평균값)인 매질은 비균질 매질에 상응하는 등가매질을 의미하고, $\alpha$의 표준편차는 다공성 매질의 비균질 정도를 설명한다. $\alpha$>1인 매질의 특수계수는 등가매질의 투수계수보다 크며 또한 유효함수량은 $\alpha$>1인 매질에서 크게 나타난다. 이와같은 $\alpha$의 성질을 이용하여 가상적인 여직 1차원 비균질 다공성 매질을 난수 발생기법으로 생성하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.388-388
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• 2021

하천에서 호안이나 교량의 교각 등은 홍수 시 주변 하상의 세굴에 의한 피해가 많이 발생한다. 하상보호를 위해서 하천 수공구조물 주변 하상에 자갈, 호박돌, 전석 등을 깔기도 한다. 이 재료들은 다공성 집단을 이루며 유수에 의한 소류력과 항력이 작용한다. 다공성 집단체 공극의 흐름에 의한 항력은 외부 흐름이 가하는 소류력에 비해 작으나 집단의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 집단체에 작용하는 항력은 공극 내의 흐름의 유속과 항력계수를 이용하여 구할 수 있다. 본 연구에서는 다공성 매질 내 흐름에 대한 항력계수를 조사하기 위하여 수리실험을 이용하여 자갈 매질의 공극을 흐르는 물이 일으킨 항력과 동수경사를 측정하였다. 수리실험을 위한 대공극 매질은 상업용 연마 자갈을 사용하여 크기에 따라 작은 자갈(5~10mm), 중간자갈(15~25mm), 큰 자갈(25~50mm)로 구분하였다. 대표입경 D₅₀은 작은 자갈 8.0 mm, 중간 자갈 17.6 mm, 큰 자갈 32.2 mm이고, 형상계수는 각각 0.28~0.74, 0.29~0.58, 0.38~0.68의 범위였다. 자갈 매질의 공극율은 각각 0.405~0.422이었다. 매질 내의 흐름 길이는 24.2cm로 하였다. 실험결과 자갈 매질 내 흐름의 입자 레이놀즈수 Re_p에 따른 내부항력 F_D와 항력계수 C_D는 Fig. 1 및 Fig. 2와 같다. 실험에서 Re_p는 31.5~3,175.4였다. 자갈 매질의 내부항력은 Re_p가 증가하면 비선형적으로 증가하였으며 입자가 클수록 작았다. 항력계수는 작은 자갈과 중간 자갈 매질에 차이가 거의 없었으나 큰 자갈의 경우 작은 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권5호
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• pp.325-334
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• 2017

본 연구에서는 다공성 매질의 공극율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수와 같은 물리적 특성에 따른 유체흐름의 비선형 거동에 대한 수치적 분석을 수행하였다. 적용된 수치모형은 ANSYS CFX 3차원 유동해석 모형이며, 모형의 검증은 기존의 물리적 실험 결과 및 수치모의 결과의 적용을 통해 수행되었으며, 적용된 압력경사와 유속과의 관계 그리고 마찰계수와 레이놀즈 수와의 관계에 대해 비교적 잘 일치하였다. 다공성 매질의 공극율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수의 값을 변화시키면서 모의한 결과 유체의 동점성 계수가 다공성 매질의 유체흐름의 비선형 거동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.537-544
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• 2017

본 연구의 목적은 수분회수 냉각탑에 설치된 엇갈림(staggered) 형태로 배치된 중공사막 모듈을 다공성 매질(porous medium)로 모델링 시 유동특성을 수치 해석적으로 검토하는 것이다. 1단으로 설치된 중공사막 모듈의 차압 데이터를 이용하여 다공성 매질의 모델링을 위한 압력-속도 2차 식을 도출하였다. 중공사막 모듈을 다공성 매질로 모델링한 경우 ("다공성 매질")와 중공사막 모듈의 형상을 그대로 고려한 경우 ("멤브레인 모듈")에 대해 유동 특성을 비교하였다. "다공성 매질"의 경우 "멤브레인 모듈"에 비해 유동에 의한 압력 변화는 0.6 % 미만의 적은 차이를 나타냈으나, 최대 유속은 약 2.5배, 평균 난류 운동에너지는 95배로 크게 나타났다. 이를 통해 다공성 매질로의 모델링은 압력강하는 잘 구현하나, 유속 및 난류 운동에너지는 잘 모사하지 못함을 알 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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• pp.299-302
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• 2000

임의의 매질에서 음파의 전파는 매질의 고유물성 및 구조적 특성에 영향을 받게 된다. 본 연구는 의공학에서 관심을 가지는 골다공증 진단의 기초 물리적 음향 특성을 이해함에 목적을 두고 있다. 따라서 구조적 특성의 중요한 요소인 매질의 다공성에 초점을 두고 있으며, 비강체의 다공성 물질로써 루사이트 판에 원통 형태의 관을 균일하게 배열시켰고 이 관들의 배열을 다공성 구조로 간주하였다. 다공도는 본 연구에서 의미 있는 범위, 약 $0\%-30\%$에 제한하였으며, 다공도에 따른 음향 특성 변화를 관찰하기 위하여 다공도의 차이를 두었고, 관의 직경에 따른 음향 특성 변화를 관찰하기 위하여 같은 다공도와 두 종류의 관의 크기를 갖는 다공성 루사이트를 제작하였다. 실험은 수중에서 음파의 입사각에 대한 의존도를 배제하기 위하여 수직 입사에 대하여 수행하였고 사용된 주파수는 880kHz이다. 다공도 및 관의 크기의 변화에 따른 음파의 투과 계수의 변화를 관측하여 다공도 및 관의 크기의 변화에 따른 음향특성 변화의 상관 관계를 고찰함으로써 골다공증 진단에의 응용 가능성을 연구하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.182-185
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• 2008

최근 새로운 천연가스 수송/저장법으로 가스 하이드레이트 형성법이 주목받고 있다.본 연구에서는 천연가스의 저장 매체로 다공성 매질인 실리카 젤을 사용하였다. 다공성 실리카 젤을 사용할 경우 물과 기체의 접촉면적을 극대화 시킬 수 있어 가스하이드레이로의 전환율을 높일 수 있다. 본 연구에서는 천연가스 주성분인 에탄과 프로판 기체를 사용하였으며, 기공의 직경이 각각 6.0 nm, 15.0 nm, 30.0 nm, 100.0 nm의 다공성 실리카 젤을 사용하였다. 에탄은 270 $\sim$ 285 K의 온도범위와 9 $\sim$ 25 bar의 압력범위, 프로판은 260 $\sim$ 280 K의 온도범위와 1.8 $\sim$ 2.8 bar의 압력범위에서 기공 크기의 분포를 고려하여 하이드레이트(H)-물($L_W$)-기상(V)의 3상 평형점을 측정하였다. 측정 결과 기공의 크기가 작아질수록 각각의 벌크 상태의 에탄 및 프로판 하이드레이트에 비해 하이드레이트의 평형조건이 온도는 낮아지고 압력이 높아지는 저해효과가 커짐을 알 수 있었다. 천연가스 수송/저장으로서 응용을 고려할 경우 저해효과가 적은 100.0 nm이상의 다공성 실리카 젤을 사용하는 것이 적절할 것으로 사료된다. 본 연구에서 얻어진 결과는 천연가스 수송/저장뿐만 아니라 심해저 천연가스 개발, 이산화탄소 심해저장 등의 가스 하이드레이트 용용 연구에도 유용한 기초 자료가 될 것이다.

• 태양에너지
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• 제13권2_3호
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• pp.79-90
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• 1993

본 연구에서는 다공성 물질을 이용한 공기용 태양열 집열기(Solar Air Heater)의 설계를 위한 이론적 해석을 하였다. 해석시 필요한 유리 덮개 및 다공성 매질의 파장에 따른 복사특성을 Visible Spectrometer 및 FT-IR로 측정하였다. 다공성 매질로 15 메쉬의 Stainless Steel Wire Screen을 대상으로 하였다. 열전달 현상은 1차원으로 가정하고, 열복사는 Two-Flux Model을 사용하여, 여러 경우의 유량 및 복사 물성치에 대한 집열기 내부에서의 공기온도 및 다공성 매질의 온도를 계산하여 이에 따른 집열기의 효율 등을 계산하였다. 결과로는 무광택 페인트 코팅이 된 경우가 좋은 복사특성을 보였고, 공기유량이 증가할수록, 알베도(Albedo)는 가시광선 영역에서는 작을수록, 적외선 영역에서는 클수록 집열기의 효율은 증가하였다. 다공성 매질의 두께는 0.001m가 적합함을 보였다. 본 연구에서 이는 광학적 두께(Optical Thickness)가 약 1 정도를 의미한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.265-270
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• 1989

본 연구에서는 복사강도를 반구에 대하여 적분하여 비정상 미분방정식의 형태로 로 얻어지는 2-유속 회매질복사모델을 사용하여 복사전달방정식을 구성하고, 전술한 Yoshizawa 등의 가정을 배제하면서, 다공매질의 물리적 길이, 흡수계수 및 혼합기체의 당량비(equivalenceratio) 등을 변화시킴으로써 매질 내의 열적 구조를 분석하여 그들의 의 연구를 확장, 해석한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.67-74
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• 2012

본 논문은 응축기의 비 응축 가스 배출 타입에 따른 틈 간격의 비율이 응축기의 성능에 미치는 영향에 관하여 다공성 매질 개념을 적용한 수치적 연구에 관한 것이다. 다공성 매질의 개념을 이용한 응축기의 성능 해석에서는 응축기기 내부의 다관군을 다공성 매질로 간주하며, 다관군에 의한 압력 강하는 상관식으로 반영한다. 상용수치해석 프로그램인 Fluent 와 user-defined functions 를 이용하여 McAllister 응축기에 다공성 매질 개념을 적용하여 3 차원 응축량을 해석하였다. 순수증기의 해석에서는 틈 간격이 응축량에 미치는 영향이 거의 없었다. 그러나 비 응축가스가 포함되어 있으며, 외부 배출의 경우 틈 간격은 응축량에 매우 큰 영향을 미쳤는데, 틈 간격이 줄어듦에 따라 응축량이 매우 증가하는 결과를 얻었다.