• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.123.1-123.1
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• 2011

본 연구에서는 THF(Tetrahydrofuran)와 산화탄소나노튜브를 혼합한 유체가 메탄 하이드레이트 생성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 하이드레이트 생성실험을 수행하고 비교분석하였다. 먼저 하이드레이트 생성 시 정확히 큰 동공에 하나의 THF 분자를 위치시킬 수 있는 5.56 mol%의 THF 혼합유체와 0.003 wt%의 산화 탄소나노튜브를 첨가한 산화탄소나노유체에서 하이드레이트 생성실험을 수행한 결과 같은 과냉도에서 상평형은 THF가 우수하였으며, 하이드레이트 생성에 소모되는 가스소모량은 산화탄소나노튜브가 월등히 우수한 효과를 보였다. 따라서 이 두 종류 촉진제의 단점을 보완하고, 우수한 효과를 이끌어 내기 위해 THF와 산화탄소나노튜브를 혼합하였다. 0.003 wt%의 산화탄소나노유체에 5.56 mol%의 THF를 혼합하였으며, 하이드레이트 상평형, 가스소모량, 생성시간을 측정하여 증류수와 THF, 산화탄소나노유체와 비교하였다. 그 결과, THF+산화탄소나노튜브 혼합유체의 상평형은 THF의 상평형과 비슷하였으고, 과냉도 3.4K에서의 가스소모량은 산화나노유체가 증류수의 3.6배, THF가 증류수의 1.7배, THF+산화탄소나노튜브 혼합유체가 증류수의 5.2배로 THF+산화탄소나노튜브 혼합유체에서 가스소모량이 가장 높음을 알 수 있었다. 또한 하이드레이트 생성시간은 같은 과냉도에서 THF+산화탄소나노튜브 혼합유체가 THF보다 빠르며, 산화탄소나노유체의 하이드레이트 생성시간과 비슷함을 보였다. 따라서 THF+산화탄소나노튜브 혼합유체는 THF의 우수한 상평형 효과와 탄소나노튜브의 높은 가스소모량 효과를 같이 가지고 있음을 확인하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.42 no.1
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• pp.33-37
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• 2005

A micromixer plays an important role in Bio-MEMS or μ-TAS. Mixing is generally generated by turbulence and interdiffusion of two fluids. Because of low Reynolds number values (Re << 2000) within microchannels, it is difficult to generate turbulence, and consequently mixing mainly depends on interdiffusion. So, channel distance is often prohibitively long to mix two different fluids properly. To reduce this mixing length, we proposed a new mixer for micromixing in which two fluids were effectively mixed by an ultrasonic wave generated by PMN-PT. The ultrasonic wave was radiated into a chamber In the cross-sectional direction into the boundary surface formed by two fluids. The two fluids were positioned one on top of the other. The mixing state was measured by observing the color of samples due to the reaction of NaOH and phenolphthalein.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.8 no.1
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• pp.11-29
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• 1996

스크류 채널 내에 주기적을 배리어를 설치함으로써 단축 스크류 압출 공정에서의 혼합 성능이 높여질수 있음이 S.J. Kim과 T.H. Kwom에 의해 밝혀진 바있다. 그들은 이새 로운 스크류를 통한 혼합이 카오틱하는 점으로부터 이 새로운 스크류를 카오스 스크류라고 명명했다. 우리는 카오스 스크류가 장착된 단축 압출공정에서 역학계 이론과 혼합운동학을 연계하여 연구를 수행하였다. 포인카레 단면을 통한 연구로부터 우리는 배리어의 배열이 islan의 크기에 대단히 밀접하게 관련되어 있음을 발견하였다. 연속적인 쉘 변형은 카오틱 유동에서 유체 요소를 지수 함수 형태로 늘이는 늘임과 접힘으로 이루어진 카오틱 혼합 메 카니즘을보여준다. 유체요소의 국부 늘임은 원리상으로는 계산되어질수 있으나 수치 해석상 의 어려운 점이 있다. 정규 유동에서와 달리 카오틱 유동에서는 입자 추적이 Runge-Kutta 적분중의 시간간격에 대단히 민감하다. 그래서 실제 사용될수 있는 시간 간격에 의해 계산 된 국부 늘임율 및 혼합효율의 정확도가 보장되어지지 않는다. 이러한 점들을 고려하여 우 리는 새로운 혼합 척도로 $\sigma$z를 제안하는데 이값은 비교적 긴 유체선분이 채널방향을 따라 늘어나는 비에 관련된 값이다. 배리어 영역의 길이가 짧을수록 $\sigma$z는 큰값으로 나타나지만 포인카레 단면에 의한 연구에 따르면 배리어의 주기가 너무 짧다면 두 개의 거대한 island 가 존재하는 것으로 밝혀졌다. 그리고 이러한 사실은 유체요소의 늘임비가 크다는 것이 항 상 좋은 혼합성능을 뜻하는 것은 아니라는 점을 보여준다. 이러한 관점에서 볼 때 혼합 스 크류를 설계하는데 있어서는 포인카레 단면을 병행하여 ${\sigma}_z$의 값을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

• Journal of Industrial Technology
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• v.9
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• pp.119-125
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• 1989

Lennard-Jones 유체 혹은 거의 구형에 가까운 분자들의 혼합물의 열역학적 성질을 예측하기 위한 용액이론이 유도되었다. 이 이론에는 에너지와 분자직경에 대한 두 개의 변수가 존재하며, 강구(hard sphere)를 중심으로 하여 동경함수(pair distribution function)를 확장시키는 교반이론(perturbation theory)에서 1/kT에 대한 일차와 이차계수의 관계로부터 얻어지는 혼합법칙을 이용하는 HSE이론과 달리 Orstein-Zernike결과와 일치되는 분자직경 변수를 먼저 구한 다음, 일차계수와 함께 얻어진 혼합법칙이 유도되었다. 이 방법으로 위 유체들의 혼합물에 적용시켰을 때, 원래의 HSE나 vdW-1의 방법보다 좋은 결과의 열역학적 성질을 예측할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.1
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• pp.66-71
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• 2012

We deal with a problem to determine experimentally as well as theoretically permeability of incompressible viscous flow through packed bed of bidisperse hard spheres in size. For the size ratios of large to small spheres ${\lambda}$=1.25 and 2, we set up bidisperse packing and measured porosity and permeability at various volumetric ratios of small to large spheres ${\gamma}$. Bidisperse packing shows lower porosity and permeability than monodisperse packing does. Variation of porosity as a function of ${\gamma}$ does not match with that of permeability. A theoretical expression for predicting permeability of a viscous flow for packed bed of bidisperse packing is derived based on calculation of drag force acting on each sphere and its predictions are compared with the experimental data and those from some relations previously suggested. It is found that our theory shows better agreement with experimental results than the previous studies and is proved to be quite simple and accurate in estimating the permeability.

• Journal of Power System Engineering
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• v.12 no.3
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• pp.5-11
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• 2008

산업공정에서 널리 사용하는 반응기는 성질이 상이한 물질을 혼합하는 시스템으로서 본 연구에서는 이젝터(ejector)에 의한 반응기의 개발을 수행하였다. 액체-가스 이젝터는 구동유체에 의하여 기체가 흡입되면서 각종 유해가스를 제거하는 목적 또는 기체와 액체의 혼합 등 목적으로 사용된다. 본 실험에서 액체구동 가스혼합반응기의 실험 장치를 구축하고 이젝터 내부의 유동패턴과 기체용해도 자료를 도출하며 고효율 이젝터 설계를 위한 진공도 측정과 디퓨저 각도가 다른 이젝터의 실험 및 수치해석을 수행하였다. 이젝터의 성능은 흡입 측에서의 진공압력으로 평가되며 이 진공압력은 이젝터의 노즐 설계 및 유동조건에 의하여 결정되므로 이에 대한 기본적인 특성 도출이 선결되어야 한다. 순환유체의 유량이 70LPM, 80LPM 90LPM조건에서 두 가지 디퓨저에 대하여 비교실험을 수행하였다. 실험적 연구와 수치해석연구를 통하여 혼합성능과 이젝터의 내부유동특성에 대하여 고찰한 결과 디퓨저의 각도가 5.0도일 때 진공도가 더욱 높으며 구동액체의 유량이 작을 때는 진공도차이가 크지만 유량이 증가함에 따라 진공도 차이가 감소된다. 구동액체의 유량이 증가할수록 용존산소농도는 증가하며 디퓨저의 각도가 5.0도일 때는 용존산소 농도가 더 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.8 no.2
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• pp.16-23
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• 2003

A numerical study of the mixing of two fluids(pure water and a solution of glycerol in water) in a microchannel was carried out. By varying the glycerol content of the glycerol/water solution, the variation in mixing behavior with changes in the difference of the properties of the two fluids(e.g., viscosity, density, diffusivity) was investigated. The mixing phenomena were tested for three micromixers: a square mixer, a three-dimensional serpentine mixer, and a staggered herringbone mixer. The governing equations of continuity, momentum and solute mass fraction were solved numerically. To evaluate mixing performance, a criterion index of mixing of mixing uniformity was proposed. In the systems considered, the Reynolds numbers based on averaged properties were 1 and 10. For low Reynolds number (Re = 1), the mixing performance varied inversely with mass fraction of glycerol due to the dominance of molecular diffusion. The mixing performance by diffusion deteriorated due to a significant reduction in the residence time of the fluid inside the mixers.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2002.05a
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• pp.198-203
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• 2002

본 연구에서는 반잠수식 Rig의 형상에 따른 최적 형상을 검토하기 위하여 최근 건조되고 있는 4-Column과 2-Lowhull을 가진 사각 Column에 원통형 Column을 혼합한 혼합형 과 4각 Column형을 공시모형으로 택하여 규칙파중 두 구조물에 작용하는 유체력과 유체력에 의한 운동 응답을 계산하고, 4각 Column을 가지는 구조물의 길이, 폭, 홀수를 변화시킨 Series 에 따른 유체 역학적 특성과 동요 진폭의 관계를 검토하였다. 수치계산은 3차원 특이점 분포법을 이용하여 정상상태에 대하여 실행하였다. 구조물의 형상과 역학적인 간섭의 영향을 이용, 보다 성능이 우수한 형상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.74.1-74.1
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• 2011

탄소나노튜브는 높은 전기 전도성과 열 전도성을 가지며, 이러한 특성 때문에 21세기를 주도해 나갈 수 있는 차세대 첨단 소재로서 각광을 받고 있다. 또한 최근에는 나노공학기술의 발달로 인하여 획기적으로 높은 열전도도를 나타내는 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nanotubes, MWCNTs)의 대량 생산이 가능하게 되면서 다중벽 탄소나노튜브의 높은 열전도도 특성을 이용하여 탄소나노튜브를 기본 유체 및 기능성 유체에 안정하게 분산 시킨 후 이를 이용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 탄소나노튜브를 유체에 안정하게 분산시키기 위한 방법으로는 기계적 분산법, 물리적 흡착에 의한 분산법, 화학적 개질에 의한 분산법이 있다. 따라서 본 연구에서는 이들 분산 방법과 탄소나노튜브 입자의 물성치에 따른 나노유체의 특성을 알아보기 위하여 나노유체의 열전도도와 점도 특성을 비교 분석하였다. 모든 물성치는 같지만 탄소나노튜브의 길이만 다른 두 종류의 다중벽 탄소나노튜브에 각각 계면 활성제(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS) 100 wt%와 고분자 화합물(Polyvinyl Pyrrolidone, PVP) 300 wt%를 첨가하여 나노유체를 제조하였으며, 산화처리 된 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-Walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 증류수에 초음파 분산하여 산화나노유체를 제조하였다. 나노유체의 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 나노유체의 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하여 측정하였다. 실험 결과, 상온에서 동일 혼합비의 나노유체를 비교했을 때, 산화나노유체가 SDS 100 wt%, PVP 300 wt%를 혼합한 다른 나노유체보다 높은 열전도도 특성을 보였으며 점도 특성 또한 가장 낮은 것으로 측정되었다. 특히 상온에서 0.1vol%의 산화 CM-100 나노유체는 증류수보다 열전도도가 8.34%가 증가하였고, $10^{\circ}C$의 저온에서는 상온에서 증류수와 비교하여 측정된 열전도도 값보다 0.36%가 감소한 7.98%가 증가함을 보였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 높은 열전도도를 필요로 하는 열교환기의 작동유체나 기타 활용 분야에 대한 기초 자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.9 no.10
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• pp.237-242
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• 2018

A micromixer is a component of a lab-on-a-chip or microfluidic device that mixes two or more chemicals together(convergence). The purpose of this study is to assess the performance of passive micromixer of various shapes. Six shapes of micromixers were compared and three dimensional modeling was carried out to have the same hydraulic diameter. The commercial code, ANSYS Fluent, was used to simulate the internal mixing flow. A numerical analysis method is described in detail in this paper. The performance of the micromixer was compared with the mixing index and pressure drop. Consequently, the CDM-8T shape showed reasonable mixing performance and relatively low pressure drop.