• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.89-96
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• 2006

본 연구에서는 소형 위성용 하이브리드 로켓 점화장치에 적용되는 N2O 촉매 베드의 유동 및 열적 현상에 대한 이론적인 고찰을 하였다. 허니콤 형상을 가지는 촉매 베드 내의 열적 현상을 분석하기 위해서 다공성 매질 접근법을 사용하였다. 유동장은 Brinkman- extended Darcy 모델을 사용하였고, 온도장은 One-equation 모델을 사용하여 촉매 베드 내에서 유동장 및 온도장에 대한 해석해들을 구하였다. 다공성 매질 접근법을 적용한 모델의 해석해와 기존 실험결과를 비교하여 본 모델의 정확성을 검증하였다. 해석해에 근거하여 N2O 촉매 베드에 영향을 미치는 중요한 변수들이 촉매 베드의 기공률, 유효 체적비, 촉매 베드와 기공의 직경비, 공급열, 그리고 펌핑파워임을 확인하였으며 촉매 베드 내에서의 열적현상에 대한 중요 변수들의 효과를 연구하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.78-88
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• 2007

In the present study a detailed examination of various porous media models for predicting filtration efficiency and pressure drop of diesel particulate filter (DPF), such as sphere-in-cell and constricted tube models, are attempted. In order for demonstrating their validities of correct estimation on permeability, geometry of property configurations common in commercial cordierite DPFs are correlated to the porous media flow models, and validations of predicted filtration efficiencies due to the use of different unit collectors are made with experiments. The result shows that the porosity, pore size and permeability of cordierite DPF can be successfully correlated by Kuwabara flow field with correction factor of 0.6. The unit collector efficiency predicted by sphere-in-cell model agrees very well with measurements in accumulation mode, whereas that by constricted tube model with significant prediction error.

• 물과 미래
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• 제29권5호
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• pp.215-222
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• 1996

본 논문에서는 다공성 매질의 특수율이 비정체형인 경우 대수투수계수-수두 교차공분산에 관한 식을 유도하였으며, 이 교차공분산은 수두분포로부터 특수장의 통계학적 특성을 유추하는데(inverse problem) 매우 중요한 역할을 담당한다. 비정체형 대수투수계수는 일정한 선형경향과 정체형인 미소 변동의 합으로 구성되었으며, 2차원 포화대수층에서 정상 유동문제를 추계학적으로 해석하여 수두분포를 얻었고 이로부터 교차공분산을 유도하였다. 투수계수의 상관함수가 가우스분포를 가지고 그 경향이 수두 경사와 평행이거나 직교하는 두 가지 경우에 대하여 교차공분산을 살펴 본 결과, 투수장의 경향이 주 흐름방향과 평행한 경우 흐름방향 쪽만 제외하고는 정체형임이 밝혀졌다. 또한, 흐름방향과 직교하는 쪽으로의 교차공분산은 정체형 모델 결과와 달리 영이 아님를 알 수 있었다. 따라서 지하수 유동이나 오염물질 확산문제를 다룰 경우, 투수계수장에 어떤 경향이 존재한다고 의심될 때에는 반드시 그 경향을 해석과정에 포함시켜야 한다.

• 청정기술
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• 제8권3호
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• pp.141-149
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• 2002

본 연구에서는 공기청정 시스템의 최적설계에 필요한 자료를 획득하기 위하여, 광촉매 필터 부분을 포함한 전체 시스템의 유동저항 특성을 수치해석 방법으로 연구하였으며, 이를 위해 광촉매 필터의 압력 강하량을 예측한 후, 이 결과를 바탕으로 광촉매 필터를 다공성 매질로 대체하여 전체 시스템의 해석에 이용하였다. 연구과정 중에 사용된 광촉매 필터는 원관형 필터로서 내경 6 mm와 20 mm의 두 가지 모델이 고려되었다. 내경 6 mm의 원관형 촉매는 내경 20 mm의 촉매에 비해 약 3배 높은 압력 강하량을 보였으며, 여러 개의 원관을 체결하기 위해 사용되는 촉매 하우징이 장착된 경우에 대해서도 해석을 수행하였다. 하우징이 있는 경우 압력 강하는 하우징이 없는 경우에 비해 약 8배 증가하였다. 전체 시스템의 유동장을 계산하기 위해 모사된 다공성 매질은 광촉매 필터의 특성을 1% 미만의 오차로 정확히 모사하고 있으며, 이를 이용하여 전체 시스템을 해석할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제2권2호
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• pp.98-105
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• 1999

본 연구에서는 전기장에 의하여 유발되는 자연대류의 영향을 줄이기 위하여 수평 다공성 유체층에 열적 성충화를 유지하여 부력과 유체층의 안정화 효과를 체계적으로 조사하였다. 이를 위하여 수평 다공성 유체층에서 이중확산대류에 의한 물질전달 상관식을 이론적으로 유도하고, 전기화학 실험을 통하여 이론에 의한 모델을 보완하였다. 물질전달 상관식은 다공성 매질층에 대한 유동 방정식으로 Forchheimer모델을 사용하고 미세 난류 모델을 적용하여, 용질 및 열 Darcy-Rayleigh수와 Lewis 수로 유도하였다. 실험에서는 다공성매질에 포화된 황산구리황산용액내의 구리이온을 전기 화학적 방법을 통하여 확산 또는 자연대류에 의한 물질전달 실험을 수행하였다. 이론 및 실험적 해석 결과를 종합하면 다공성 매질 내에서 구리이온의 이중확산대류에 의한 물질전달 상관식은 다음과 같다. $$Sh=\frac{0.03054(Rs_D-LeRa_D)^{1/2}}{1-3.8788(Rs_D-LeRa_D)^{-1/10}}$$ 본 연구의 결과는 실험치와 잘 부합되었으며, 모델식의 원형은 열 및 물질전달계에서 자연대류의 영향을 효과적으로 제어할 수 있는 방안으로 활용될 수 있을 것이다.