• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.1 no.1
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• pp.18-23
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• 1998

Theoretical model has been derived in the electrophoretic separation system where an electric potential is applied to the system in the axial direction. The effect of electrophoretic convection in the polymeric media is significantly contributed to separate large ionic-molecules because the conformation of large ionic-molecule quickly orients in the field direction. The dependence of the transport in the polymeric media upon field intensity and molecular size aids in understanding the transport of large ionic-molecule in the system, since the convective velocity of large ionic-molecule is accelerated inside a porous material. The separation of two different large ionic-molecules is predicted with a value of $(Pe_t/Pe_g)$ of individual large ionic-molecule using an operator and the reptation theories.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.29 no.2
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• pp.141-150
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• 2004

우리가 소비하는 가공 식품은 위생상 안전하도록 살균처리가 이루어진다. 식품 내에 존재할 수 있는 유해 세균은 일정 살균온도에서 살균에 필요한 시간 동안 노출되면 사멸하며, 일반적으로 살균온도가 높을수록 살균에 필요한 시간은 단축된다. 연속살균장치는 혼합 및 저장탱크에 담겨진 식품을 점프로 이동시키면서 가열 열교환기에서 살균온도로 가열하고 단열관을 거치는 동안 살균온도를 유지시켜 살균을 완료한다. 또한 살균된 식품은 냉각용 열교환기에서 상온으로 냉각되며 이 과정에서 회수되는 열은 저장탱크에서 유입되는 식품의 예열에 사용되어 에너지 효율을 제고하는데 사용되기도 한다. 이와 같이 관을 이동하면서 가열되는 살균장치는 기존의 배치식 살균방법에 비하여 균일하게 가열이 이루어지므로 130C의 고온으로 살균할 수 있어서 살균에 필요한 시간을 수초에서 수십초 정도로 단축시킬 수가 있고 그에 따라 열손상을 크게 줄일 수 있다. 또한, 상온으로 냉각된 식품을 포장함으로써 저렴한 가격의 포장용기를 사용할 수 있고 상온에서 저장할 수 있으므로 저장비용이 저렴한 장점이 있다. 그러나, 가공식품에 고기나 야채와 같은 고체 상태의 식품이 함유된 경우에는 액상 식품이 열 교환기에서 순간 가열되며, 고상 식품은 액상식품과의 대류에 의한 열전달로 가열된다. 이 과정에서 고상식품은 이동관 내벽이나 다른 고상식품과 부딪치거나 회전하면서 이동관 내부에서 자유롭게 운동하게 된다. 이 과정에서 액상식품과의 상대이동 속도가 발생하여 이것이 대류열전달에 영향을 미치게 된다. 이 상대이동속도에 따른 대류 열전달계수는 고상식품의 내부온도 결정에 사용되는 연속살균장치의 중요한 설계인자이다. 대류열전달계수는 연속살균장치에서 자유로이 이동하는 고상식품의 중심부의 온도를 측정하여 결정할 수 있으나 이는 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 고정된 고상식품에 액상식품을 이동시켜 상대속도를 재현하고 액상식품의 온도와 고상식품의 중심온도를 측정하는 장치를 개발하였으며, 각 상대속도와 액상식품의 점도 별 대류열전달계수를 결정하는 프로그램을 유한차분법을 이용하여 개발하였다. 이 장치를 분당 15, 30, 40 리터의 유량에서 유체의 점도를 0에서 15 centipoise 사이의 세 수준에서 정육면체 소고기를 모델 고상식품으로 내부 온도분포를 측정하였으며, 유한차분법 프로그램으로 대류열전달계수를 결정하였다. 대류열전달계수는 792에서 2,107 W/m$^2$로 분석되었다. 대류열전달 계수는 액상식품과의 상대속도가 증가함에 따라서 증가하였고, 점도가 증가함에 따라서는 감소하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.37-51
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• 1986

실린더로 부터 Prandtl수가 0.7인 주변공기로 전달되는 혼합대류 열전달현상이 Stream-Vorticitv 함수로 표시된 지배방정식으로 부터 유한차분법에 의해 분석되어졌다. Reynolds수와 Grashof수의 함수로서 혼합대류 열전달에서 Nusselt수의 값들이 조사되어 졌으며 이들로부터 순수자연대류와 혼합대류, 혼합대류와 순수강제대류사이의 범위를 정하였다. 그 외에도 본 연구에서는 실린더주변의 온도분포와, 공기속도분포, 속도분리점(Separation point), 마찰계수, 압력분포등이 조사되어졌으나 제 1편에서는 Nusselt수와 온도분포만이 연구결과로 주어 졌으며, 본시험의 이론적 결과치들은 발표된 실험치들과 잘 일치하였다.

• Solar Energy
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• v.12 no.3
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• pp.60-69
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• 1992

Heat transfer characteristics and heat storage rate for vertical cylinder packed with paraffin as a latent heat storage material were theoretically studied. Conduction and convection mechanism were applied to the solid and liquid phase, respectively, and the results were compared with that of pure conduction model. The effects of heating temperature, initial solid temperature and aspect ratio on rate of storage were also studied. In the initial stage of melting, the natural convection is nearly restricted by the friction at the wall and the phase boundary. But it is generated when about 40% of solid melts and again it shrinks by the hot liquid situated on the upper part of the cylinder. So overall melting rate is higher then that for pure conduction model. The increase in heating temperature and aspect ratio activates the natural convection, so melting rate becomes higher. And the larger the aspect ratio, the greater the difference between upper and lower size of the solid. In the initial stage of melting, the initial temperature of solid paraffin has great effect on the melting rate, but as melting proceeds its effect lessens gradually.

• Proceedings of the Korean Society for Food Science of Animal Resources Conference
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• 2004.10a
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• pp.316-320
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• 2004

본 연구는 풍속을 다양하게 적용하여 냉동 타조육을 해동시킨 뒤 육의 이화학적 상태 변화를 조사함으로써 타조육 본연의 품질을 유지할 수 있는 최적의 해동조건을 찾고자 실시하였다. 타조 신선육의 pH는 5.87로서 일반 원료육의 pH 범위인 $5.8{\sim}6.2$내에 있었고 해동속도가 빠를수록 타조육의 pH는 감소했다. 타조육의 thawing loss는 해동속도가 빨라질수록 감소했다. 해동속도에 따른 WHC는 대부분 신선육의 경우와 비슷했으나, 자연대류인 0.3027cm/h와 강제대류 중 0.6787cm/h의 경우에는 신선육보다 $4{\sim}7%$ 보수력이 낮게 나타났다. 해동온도에 따른 color의 변화는 조건별로 거의 차이가 나지 않았다. 또한 해동육의 경우 신선육에 비해 TBA 값이 큰 폭으로 상승했고, 특히 강제대류 중 해동 속도가 가장 느린 0.3261cm/h의 경우 가장 높았다. VBN 값은 해동속도에 상관없이 $12{\sim}13mg%$대였으며 동결육은 신선육보다 2.5배나 높은 값을 나타내었다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.1
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• pp.35-40
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• 2001

압력기반의 유한체적법과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 신생아 보육기 내의 삼차원 정상난류유동해석과 대류현상에 의한 열전달을 해석하였다. 보육기 내의 주된 공기유동은 입구에서 유입된 공기가 보육기 위쪽을 지나 출구로 이동하며 각진 구석에서 작은 와류들이 관찰되었다. 보육기의 입구부를 제외한 대부분에서의 유속은 0.1m/s 이하로 나타났으며, 신생아의 다리부분에서의 속도가 머리부분보다 다소 크게 관찰되었다. 입구쪽의 온도가 출구쪽의 온도보다 1~2$^{\circ}C$ 높게 나타났으며 속도 크기가 큰 다리부분에서의 온도가 머리 또는 목부분보다 다소 낮았다. 보육기 내의 온도변화는 약3~4$^{\circ}C$로 다소 크게 나타났는데 이는 입구에서 유입된 공기가 상벽과 직각으로 만나며, 보육기 외벽의 각진 구석부분에 의한 영향으로 생각된다. 따라서 입구속도를 적절히 줄이거나 유선형의 유동을 갖도록 설계하여 열손실을 최소화한다면 보다 효율적인 보육기가 될 것으로 생각된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1774-1780
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• 1991

본 연구에서는 유한 길이를 갖는 수직 덕트내 공기 유동의 속도 분포를 LDV를 사용하여 측정하며 유동 특성에 미치는 가열정도, 덕트간격 및 입구소도등의 영향을 보고하고자 한다. 또한 속도분포, 온도분포 및 열전달에 미치는 부력의 영향을 수치 적으로 예측하여 그 타당성을 검증하고자 한다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.126-139
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• 1995

저속의 압축성 유동장에서의 원형 실린더 주위의 유동 및 열전달특성을 해석하였다. 비압축성 유동장에서의 실린더 주위의 유동 및 열전달현상에 대하여는 실험과 수치해석을 포함한 광범위한 연구가 진행되어 왔으며 매우 잘 알려져 있다. 실린더 벽면과 주위 유동장의 온도차가 큰 경우, 밀도의 변화가 커지므로 유동장은 압축성 유체가 되나 지배 방정식의 복잡함과 적절한 수치해석 방법의 부족으로 실린더 주위의 유동장을 압축성유체로 해석한 경우는 매우 드물다. 현재 압축성유동 해석에 널리 사용되는 time marching algorithm은 저속의 유동장 해석시 지배방정식에 나타나는 eigenvalue들의 괴리에 의하여 수렴속도가 현저히 떨어지게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 난점을 극복할 수 있는 time-derivative preconditioning 방법을 사용하여 온도차가 큰 유동장에서의 강제 및 혼합대류에 대한 계산을 수행하였고 이들의 열전달특성을 비교하였다. 강제대류의 경우 실린더 벽면 온도의 증가에 따른 밀도 감소의 영향은 유동장의 Re수를 감소시켜 확산의 영향을 증가시키면서, 혼합대류의 경우 부력의 영향은 가열되는 유동장의 범위와 재순환 영역을 강제대류에 비해 현저히 감소시킨다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.10 no.2
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• pp.265-279
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• 1986

Ra=$10^{6}$, Pr=5에서 관열전도율과 두께가 변화할 때의 단일수평관에서의 자연대류 열전달에 관하여 유한차분법을 이용하여 해석적으로 연구하였다. .delta.$_{w}$ /d$_{o}$ =0.1에서 관열전도율이 높을수록 높은 온도와 높은 국소 누셀트 수를 나타 내며, .theta.=20。에서의 원주방향속도는 (r-r$_{o}$ )=0.08에서 최대가 되며 반경방향속 도는 (r-r$_{o}$ )=0.14에서 최대가 된다. 관외벽온도는 관 두께가 증가함에 따라 거의 유사하게 감소한다. $K_{w}$ /K$_{f}$ =75에서 각도변위가 증가함게 따라 국소 누셀트수는 현저히 증가하나 관 두께가 증가함에 따라서는 감소한다. .delta.$_{w}$ / d$_{o}$ =0.1에서 평균 누셀트수와 평균 온도는 무차원 열전도율이 증가함에 따라 $K_{w}$ /K$_{f}$ ＞15에서는 평균 누셀트 수는 서서히 증가하고 평균 온도는 거의 같 은 값을 가지며 지수함수로 표시할 수 있었다. $K_{w}$ /K$_{f}$ =75,50에서 평균 누 셀트수와 온도는 무차원 관 두께가 증가함에 따라 거의 직선적으로 감소되며 선형 함 수로 나타낼 수 있었다.

• Solar Energy
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• v.18 no.2
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• pp.115-121
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• 1998

In this study a channel cavity flow was performed. The channel has small size in the upper cavity region. At the gap is supplied by driven flow for Reynolds number. The experimental study was carried out in a channel cavity with square heat surface by visualization equipment with Mach-Zehnder interferometer and laser apparatus. Heat source was uniform heat flux($0.4W/cm^2,\;0.8W/cm^2,\;1.2W/cm^2$). When the bottom wall is heated, the tendency of natural convection flows are vigorous increasing heat flux.