• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.321-327
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• 2014

경량골재콘크리트는 구조물의 자중경감을 목적으로 경량골재를 적용하여 제조한 콘크리트로 구조물의 고층화 및 대형화에 효과적으로 대응할 수 있는 장점이 있다. 하지만 경량골재는 다공체이므로 화재와 같은 고온에 노출되는 경우 수증기압이나 열응력에 의해 골재 주변으로 응력이 집중될 가능성이 커 폭렬이 발생하기 쉽다. 본 연구는 구조용 경량골재를 사용한 1종 경량골재콘크리트의 함수율과 내화특성과의 관계를 검토코자 하며, 실험결과 압축강도와 함수율이 높은 경량골재콘크리트는 폭렬의 가능성이 높기 때문에 흡수율이 작은 골재의 사용이나 폭렬방지를 위한 대책이 필요하다.

• 멤브레인
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• 제25권4호
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• pp.367-372
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• 2015

정삼투와 압력지연삼투 공정에서 용매의 투과율은 용매와 막이 접촉하는 방식에 의존한다. 각각의 공정에서 막의 활성층이 고농도 용매와 접촉하는 경우를 압력지연삼투 방식이라 하고, 고농도 용매가 막의 다공성 지지하층과 직면해 있는 경우를 정삼투 방식이라고 한다. 압력지연삼투 방식과 정삼투 방식은 각각 희석형 그리고 농축형의 내부농도 분극 현상을 유발하는데, 동일한 조작 조건에서 정삼투 방식보다 압력지연삼투 방식이 높은 투과율을 나타내는 현상이 실험적으로 관측되었다. 본고에서는 정삼투방식과 압력지연삼투 방식에서 발생하는 본질적인 투과율 불균형을 수학적 귀류법을 이용하여 증명하고, 물리적인 원인을 규명한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3156-3161
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• 2007

In the field of yarn dyeing, the most generally employed method is a type of package dyeing which uses a package of cheeses stacked on a spindle made of a perforated tube. In order to understand the process of level dyeing, it is essential to perform a study of the porous flow through the spindle for the cheese dyeing method. In this paper, the axisymmetric, incompressible, Navier-Stokes equations are solved for several spindle configurations using a fully implicit finite volume scheme. For investigating the flow patterns through the spindle, porous diameter and porosity is varied in the present study. The computational results show that the total pressure loss depends only on the velocity of inflow regardless of porous diameter and porosity and a large percentage of the mass flow rate through the spindle is discharged at the upside of the spindle. Therefore, it is required to design a new spindle to obtain the level dyeing.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.753-758
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• 2013

본 연구는 MCFC용 벽면가열 방식 프리컨버터의 낮은 열전도율 때문에 발생하는 벽면 고온 발생 문제를 해결하기 위한 두 가지 방안을 수치해석을 통해 연구하였다. 프리컨버터 내부에 열전도율이 높은 다공성판을 설치한 경우 벽면에서 중심부위로 열전달이 향상되어 수소 생성이 벽면부위에 국한되지 않고 촉매내부에 좀 더 균일하게 발생되는 것을 확인하였다. 그리고 촉매 내부에 일정한 두께의 빈 공간을 중심, 1/2 그리고 4/5 위치에 두고 해석하여 결과를 비교하였고, 1/2위치의 빈 공간이 다른 경우에 비해 연료전환이 보다 이상적인 경우에 근접하지만 열전도율이 높은 다공성판의 설치가 보다 효과적임을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권2호
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• pp.244-251
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• 2009

Porous media have especially large surface area per volume, which contain complex fluid passage. If porous media can be applied to cool a CPU or an electronic device with large heat dissipation, it could result in heat transfer enhancement due to the enlargement of the heat transfer area and the flow disturbance. This study is aimed to identify the heat transfer and pressure drop characteristics of high-porosity metal foams in a horizontal channel. Experiment is performed with the various heat flux, velocity and pore density conditions. Permeabilities, which is deduced from Non-Darcy flow model, become lower with increasing pore density. Nusselt number also decreases with higher pore density. High pore density with same porosity case shows higher pressure loss due to the increase of surface area per unit volume. The fiction factor decreases rapidly with increase of Reynolds number in Darcy flow region. However, it converges to a constant value of the Ergun coefficient in Non-Darcy flow region.

• 에너지공학
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• 제12권3호
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• pp.197-206
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• 2003

본 연구에서는 다공성 세라믹 필터를 사용하는 집진장치에서 역세정 과정의 유동특성을 규명하고, 역세정 시스템 설계에 적용하기 위한 전산해석을 수행하였다. 주요 연구내용으로는 역세정 과정에서 중요한 변수인 노즐 직경, 노즐 팁의 위치, 다공성 세라믹 캔들필터의 투과율, 디퓨저 형상, 역세정 압력 등이 집진장치 내부에서의 속도분포, 압력분포 등 역세정 유동특성에 미치는 영향을 상세히 계산하여 역세정 시스템의 사양 설계에 활용할 수 있도록 하였다. 전산해석에는 상용의 FLUENT code를 사용하여 에너지 보존식을 포함한 압축성 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 유한체적법 (Finite volume method)으로 해석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.295-298
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• 2007

Reduction of optical losses in crystalline silicon solar cells by surface modification is one of the most important issues of silicon photovoltaics. Porous Si layers on the front surface of textured Si substrates have been investigated with the aim of improving the optical losses of the solar cells, because an anti-reflection coating(ARC) and a surface passivation can be obtained simultaneously in one process. We have demonstrated the feasibility of a very efficient porous Si ARC layer, prepared by a simple, cost effective, electrochemical etching method. Silicon p-type CZ (100) oriented wafers were textured by anisotropic etching in sodium carbonate solution. Then, the porous Si layers were formed by electrochemical etching in HF solutions. After that, the properties of porous Si in terms of morphology, structure and reflectance are summarized. The structure of porous Si layers was investigated with SEM. The formation of a nanoporous Si layer about 100nm thick on the textured silicon wafer result in a reflectance lower than 5% in the wavelength region from 500 to 900nm. Such a surface modification allows improving the Si solar cell characteristics. An efficiency of 13.4% is achieved on a monocrystalline silicon solar cell using the electrochemical technique.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권1호
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• pp.110-116
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• 2016

The present study numerically investigated the deformation of the interface of two-phase fluids flow in a blast furnace. To simulate three-dimensional(3D) incompressible viscous two-phase flow in the furnace filled with the air and molten iron, the volume of fluid(VOF) method based on the finite volume method has been utilized. In addition, the porous medium with the porosity has been considered as the bed of the particles such as cokes and char etc. For the comparison, the single phase flow and the two-phase flow without the porosity have been simulated. The two-phase flow without porosity condition revealed the smooth parabolic profile of the free surface near the outlet. However, the free surface under the porosity condition formed the viscous finger when the free surface was close to the outlet. This viscous finger accelerated the velocity of the free surface falling and the outflow velocity of the fluids near the outlet.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.456-459
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• 2008

In the field of yarn dyeing, the most generally employed method is a type of package dyeing which uses a package cheesesstacked on a spindle made of a perforated tube. Spindles up to now, have been designed without considering the characteristics of dyeing liquid, focusing only on the geometric configuration which cause many problems such as lack of level dyeing. To improve the level dyeing and find the appropriate spindle configuration for the most effective dyeing process, this study examines the spindle flow-field in detail, using a computational method. Flow characteristics inside the spindle have been investigated with varying in porosity, porous diameter and the velocity of the flow. The results show that the total pressure of the flow through the spindle is used to overcome body force. The characteristics of the flow from the porous spindle could also be observed. Based on the results from this study, an effective spindle configuration for level-dyeing has been proposed.