• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.1-11
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• 2004

다공성 매질내의 거품(foam)은 가스상의 이동성을 감소시키는 특성을 가진다. 이러한 성질은 석유산업에서 중력으로 인한 유체유동을 방지하거나 산(acid)을 이용하여 유정(wellbore) 근처 유체투과율이 낮은 지층을 처리하는데도 사용될 뿐만 아니라, 지하 대수층의 오염물 회수율을 높이는 데도 사용된다. 최근의 연구결과를 통하여 다공성 매질 내 거품의 유동은 유동영역(flow regime)에 의하여 크게 영향을 받는다는 사실을 규명하였다. 이 논문은 실험자료와 수치해석기법을 이용하여, 지하 오염물질 정화를 위한 거품 유동분할 작업의 타당성에 관한 연구이다. 두 종류의 유체 투과율(k=9.1과 30.4 darcy)을 가지고 실험한 결과, 대수층 조건과 비슷한 실험환경에서도 정상상태의 거품은 유동영역에 따라 다른 성질을 보인다는 사실을 알 수 있었다. 거품의 질이 낮은 영역(low-quality regime)에 있는 거품은 shear thinning 거동을 보이며 고질영역(high-quality regime)에 있는 거품은 Newtonian 거동과 유사하였다. 이상의 실험 결과를 유체투과율이 서로 다른 두 지층에 대하여 거품의 유동분할을 예측하기 위하여 간단한 수치해석 모델을 개발하였다. 수치해석의 결과로부터 고질영역에 있는 거품은 유동분할 양상을 보였지만 저질영역에 있는 거품은 그렇지 않았다. 민감도 분석의 결과 고질영역에서의 유동분할은 각 지층들의 한계 모세관압, 즉 거품이 생성되고 유지되기 위한 최소 모세관압에 의해 좌우된다는 사실을 확인하였다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.137-147
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• 1999

Cahn-balance에 의한 TGA(thermal gravimetric analysis)와 heat pipe가 내삽된 유동상 탈착 시스템을 이용한 실험 및 이론적 고찰을 통해 유동상 열탈착조에서 디젤오염토양의 열탈착 모델링을 확립하였다. 유류에 오염된 토양의 탈착 특성을 살펴본 결과, 비다공성(nonporous)토양("soil A")의 경우 유류 탈착 빠르게 진행되는데 반해서 다공성(porous)토양("soil B")의 경우 탈착이 지연되는 현상을 관측하였는데 이는 내부 기공에서 탈착된 유류성분이 외부로 빠져 나오는데 걸리는 시간이 비다공성 토양에 비해 상대적으로 길기 때문으로 사료된다. 또한, 확산지배 탈착 영역에서는 탈착속도는 탈착가스의 유속과는 거의 상관없는 경향을 보였다. 연속식 유동상에서의 탈착효율에 영향을 미치는 변수는 탈착조 온도, 유속, 토양 공급량 이였다. 모든 온도 범위 내에서, 유동화속도가 클수록 잔류오일의 양이 감소하는, 즉 탈착효율이 증가하는 경향을 보였다. 특히 낮은 탈착온도 일수록 유동화 유속의 증가에 따라 뚜렷한 탈착효율의 증가효과를 관측할 수 있었다. 반면에 일정한 유속 하에서 토양공급 속도의 증가에 따라 탈착 효율은 감소하였다. 공급속도가 높을 때에는 온도와는 상관없이 잔류오염물의 농도가 대체적으로 높았는데, 이는 screw feeder를 통해 유입되는 오염토양이 충분한 체류시간을 거치지 않고 빠져나감으로써 충분한 열적 교환 및 물질이동이 이루어지지 않았음을 나타내주고 있다. 본 연구에서는 Fickian 확산계수를 결합시킨 Kunii-Levenspiel 모델을 통하여 유동화 속도에 따른 오염토양의 탈착 경향을 살퍼본 결과 탈착 효율 $A_X$는 전체 물질전달계수 (${K_d}_f$)와 유체유속과 기포상 승속도의 비($u_o$$u_b$)의 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 모델링의 예측 결과로부터 유동층내의 확산 지배에 의한 오염토양의 탈착효율은 여러 조업변수의 조합에 의해 최적화 할 수 있음을 알 수 있었고, 아주 낮은 최소 유동화속도에서도 높은 탈착효율을 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다. 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권6호
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• pp.883-892
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• 2002

A numerical study has been carried out to investigate the flow and heat transfer from an aluminum foam heat sink in a confined channel. A uniform heat flux is given at the bottom of the aluminum foam heat sink, which is horizontally placed on the heated surface. The channel walls are assumed to be adiabatic. Cold air is supplied from the top opening of the channel and exhausted to the channel outlet. Comprehensive numerical solutions are acquired to the governing Wavier-Stokes and energy equations, using the Brinkman-Forchheimer extended Darcy model and the local thermal non-equilibrium model f3r the region of porous media. Details of flow and thermal fields are examined over wide ranges of the principal parameters; i.e., the Reynolds number Re, the height of heat sink h/H, porosity $\varepsilon$and pore diameter ratio $R_{H}$.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.183-189
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• 2004

The flow and the heat transfer about the cross-flow fin-tube heat exchanger in an out-door unit of a heat pump system has been numerically Investigated. Using the general purpose analysis code, FLUENT, the Navier-Stokes equations and the energy equation are solved for the three dimensional computation domain that encompasses multiple rows of the fin-tube. The temperature on the fin and tube surface is assumed constant but compensated later through the fin efficiency when predicting the heat-transfer rate. The contact resistance is also taken into consideration. The flow and temperature fields for a wide range of inlet velocity and fin-tube arrangements are examined and the results are presented in the paper. The details of the flow are very well captured and the heat transfer rate for a range of inlet velocity is in excellent agreement with the measured data. The flow solution provides the effective permeability and the inertial resistance factor of the heat exchanger if the exchanger were to be approximated by the porous medium. This information is essential in carrying out the global flow field calculation which, in turn, provides the inlet velocity lot the microscopic temperature-field calculation of the heat exchanger unit.

• 설비공학논문집
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• 제30권2호
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• pp.92-99
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• 2018

A numerical analysis of a compressor dehumidifier has been conducted focusing on the air side heat transfer, which is a part of a series research on the dehumidifier. The moving reference frame was applied to the fan modeling, and the porous model was used for the evaporator and condenser modeling. Curve fitting obtained the inertial and viscous resistances parameters to the results of the physical model of the unit cell with actual shape of a fin tube. The porous model was validated within a reasonable computation time for the range of practical inlet velocity of a dehumidifier. A parametric study has been conducted for fin number, fan speed (i.e., air flow rate), and evaporator/condenser tube arrangement. ANOVA analysis showed the dependency of each parameter on the velocity and temperature uniformity, which are desirable for high performance of the dehumidifier.

• 폴리머
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• 제32권4호
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• pp.322-327
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• 2008

본 연구에서 제조한 다중층 펠렛은 수팽윤성 고분자를 포함하는 시드층, 모델 약물인 독사조신을 함유한 약물층, 약물의 방출을 제어하는 다공성막 그리고 지질층으로 구성되어 있으며, 유동층 코팅 방법을 이용하여 제조하였다. 펠렛을 구성하는 각각의 층에 다양한 특성을 가지는 고분자들의 블렌딩에 따른 독사조신의 약물방출 거동을 확인하기 위하여 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC)와 에틸셀룰로오스(EC)의 양을 달리하여 약물층을 제조하였고, 셀룰로오스 아세테이트(CA)와 $Eudragit^{(R)}$ RS의 비율을 달리하여 다공성막을 제조하였다. 그리고 지질층에 의한 방출 거동을 확인하고자 피마자유의 두께를 다르게 하여 펠렛을 제조한 결과, 대략 $1500{\mu}m$의 균일한 크기를 가지는 구형의 펠렛을 얻었다. 수용액에서 용출시험을 통하여 시간에 따른 약물방출량을 확인한 결과, 약물층에 첨가된 고분자 중, EC의 비율과 다공성막에서 CA의 비율이 증가하고, 피마자유층의 두께가 두꺼워지면 약물의 방출이 감소함을 알 수 있었다. 그리고 약물방출을 제어하는데 가장 큰 역할을 하는 다공성막의 다공형성거동 역시 SEM을 통해 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.478-484
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• 2012

본 연구에서는 다공성 심재를 갖는 샌드위치 복합재료의 압축해석을 수행하였다. 알루미늄 폼 및 허니컴 코어 샌드위치 복합재료의 유한요소모델은 솔리드 요소를 적용하였다. 알루미늄 폼 코어의 경우에는 유효등가손상모델을 적용하였다. 면내 압축해석에서 알루미늄 폼 및 허니컴 코어 샌드위치의 압축 최대하중이 비슷했다. 그러나 알루미늄 허니컴 코어 샌드위치의 하중 지지구간이 더 길었다. 면외 압축에서는 알루미늄 허니컴 코어 샌드위치의 압축 최대하중이 알루미늄 폼 코어 샌드위치보다 높게 나왔다. 시뮬레이션 해석을 통하여 샌드위치 복합재료의 압축 거동을 얻을 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.5-13
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• 2014

본 연구에서는 발포질석을 글리세롤로 코팅하여 인에 대한 흡착력을 높인 발포질석 흡착제 제조 및 인 제거능력을 평가하였다. 발포질석과 4 mol%의 황산을 포함한 글리세롤을 1:4 비율로 혼합 후 380, 580, $780^{\circ}C$로 가열하여 다공성 탄소층을 발포질석 표면에 부착하였다. $380^{\circ}C$로 가열한 질석의 경우 비표면적인 $53.1m^2/g$을 나타내었으며, TGA 분석을 통해 탄소성분의 산화로 인한 질량손실이 가장 큰 것으로 분석되었다. $380^{\circ}C$로 제조된 코팅 발포질석을 이용한 수용액 속의 인 제거를 흡착모델에 적용해보니 Langmuir 모델에 더 적합하며 여기로부터 구한 최대제거량은 714.3 mg/kg으로 기존 점토광물을 이용한 인 흡착연구결과보다 더 흡착용량이 뛰어난 것을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권2호
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• pp.224-231
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• 2011

핀-휜 구조물이 삽입된 채널은 열전달이 향상되는 것으로 알려져 있다. 복잡한 핀-휜 구조물은 다공성 매체로 모사할 수 있을 만큼 매우 불규칙적인 유동을 보여준다. 본 연구는 수치해석을 통하여 핀-휜 구조물이 삽입된 채널의 열전달과 압력강하의 특성을 분석하였다. 유효유동공간비가 높고 직경이 큰 경우 실험데이터를 잘 예측 하였지만, 유효유동공간비가 낮은 경우 비교적 오차가 큰 편이었다. 유효유동 공간비가 낮을수록 유동교란이 강해져서 열전달이 증가하지만 압력강하도 증가하여 팬의 동력이 증가하기 때문에 최적점을 찾아서 설계하여야 한다. 본 연구에서는 전면유속이 5m/s 일 때, D25 모델에서는 유효유동공간비가 0.5인 지점에서, D05 모델에서는 0.9에서 압력강하가 급격하게 늘어나기 때문에 이보다 더 작은 유효유동공간비에서의 작동은 바람직하지 않다.

• 멤브레인
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• 제14권1호
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• pp.57-65
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• 2004

PDMS (polydimethylsiloxane) 복합막을 통한 기체분리 공정에서 다공성 지지체의 투과저항과 PDMS 코팅두께가 에틸렌/질소의 분리성능(투과도, 선택도)에 미치는 영향에 관하여 조사하였다. 이를 위해 Pinnau 등이 제시한 복합막 투과저항 모델이론식〔1〕이 사용되었다. 지지체의 투과도 또는 투과저항은 PES (polyethersulfone)/NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 고분자 용액의 농도를 변화시키면서 조절하였다. 복합막은 PES 지지체 위에 n-hexane에 녹인 2액형 PDMS 용액을 spin coater를 사용해 코팅하여 제조하였다. 선택층의 코팅 두께는 spin coater의 회전속도를 통해 조절하였다. 투과기체 분리특성은 단일기체 투과도 측정 장치를 통해 조사하였으며, 지지체 및 복합막의 단면구조 및 코팅두께는 SEM (scanning electron microscope)을 통하여 확인하였다 얻어진 실험결과는 복합막의 투과저항모델의 이론식과 매우 잘 일치함을 확인 할 수 있었다. 에틸렌/질소의 분리에 있어 PDMS 막 고유의 선택도를 얻기 위해서는 지지체의 투과저항과 코팅층의 최적화가 중요함을 확인하였다.