• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.19 no.5
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• pp.37-45
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• 2015

Prediction of combustion instability within a solid-propellant rocket motor has been conducted with the classical acoustic analysis. The effect of particle size distribution on the instability has been analyzed by comparing the log-normal distribution to the fixed mono-sized particle followed by a survey of motor length scale effect between the baseline model and small scale model. Particle damping effect was more efficient for the small scale motor which has a relatively high unstable mode frequencies. It was also revealed that the prediction results by considering the particle size distribution show an overall attenuation of fluctuating pressure amplitude with respect to the mono-sized case.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.282-282
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• 2017

모래, 실트 및 자갈과 같은 비점착성 유사는 하천에서의 이동 형태에 따라 소류사와 부유사로 구분된다. 부유사는 난류로 인해 흐름 내에서 부유 상태로 이동하는 유사로, 대부분의 자연 하천에서 유사는 부유사 형태로 이송된다. 유수동역학적 조건 하에서 이동하는 부유사의 입도 분포는 유사 입자의 부유와 퇴적에 따라 불규칙적으로 변화하기 때문에 여러 연구에서 주요한 문제로 다뤄지고 있다. 부유사의 입도 분포는 흐름 유속, 부유사의 부유 높이, 하상 재료의 특성 등에 따라 변화하며, 로그 정규분포를 따르는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 여러 다양한 하천 흐름 조건에서 부유사의 입도 분포를 모의할 수 있는 입도 분포 모형에 관한 개념적 틀(Framework)을 제안한다. 유사 입자의 입도 분포 모의는 추계학적 방법의 적용을 통해 얻어진다. 본래 점착성 유사의 입도 분포를 모의하기 위한 추계학적 입도 분포 모형으로부터 제안된 개념적 틀로, 다양한 흐름 조건 하에서 특정 확률 분포형을 띠는 입도 분포를 모의할 수 있다. 점착성 유사의 이동 모형에서는 점착성을 띠는 유사 입자들의 응집 현상에 따른 크기 변화를 모의하기 위한 응집 모형이 필수적이다. 시간에 따른 크기 변화를 모의하는 응집 모형에서, 흐름 내 여러 특성들에 의해 결정되는 응집 인자와 달리 파괴 인자의 경우 불규칙적 난류 운동으로 인해 무작위한 특성을 띤다. 모형에서 요구되는 파괴 인자를 특정 확률 분포형을 띠는 난수로 고려함으로써 점착성 유사의 입도 분포 모형이 개발되었다. 이 때, 점착성 유사는 프랙탈 구조를 가지는 것으로 가정하기 때문에 크기에 따라 밀도와 침강 속도가 변화한다. 반면 비점착성 유사는 크기에 따른 밀도 변화가 일어나지 않으므로, 고정된 밀도와 프랙탈 차원을 적용하여 점착성 유사의 입도 분포모형으로부터 비점착성 유사의 입도 분포 모의가 가능할 것으로 판단된다. 이러한 추계학적 방법의 적용을 통해, 하나의 경계 조건으로 대변되는 하상 특성에 따른 단점 또한 보완될 것으로 예측된다. 예를 들어 로그 정규 분포를 띤다고 가정할 때 보정을 통해 결정해야하는 변수는 평균과 분산으로 두 개가 요구된다. 유사의 평균 크기로부터 확률분포형의 평균값이 결정되면, 하상에 존재하는 유사의 특성에 따른 입도 분포의 분산은 난수의 분산을 결정함으로써 모의할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.248-248
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• 2019

유사는 이동 형태에 따라 소류사와 부유사로 구분된다. 하천의 흐름을 통해 이동하는 유사의 대부분은 부유사의 형태로 이동하며, 부유사의 부유 거동은 난류 강도와 유사 입자의 침강 속도로 인해 결정된다. 이에 따라 부유사의 부유 거동을 이해하기 위해서는 정확한 침강 속도의 산정과 난류에 대한 이해가 요구된다. 유사의 침강 속도는 밀도와 크기로 대표되는 유사의 특성을 이용하여 결정된다. 하천에서 부유사가 여러 크기를 갖는 유사 입자들이 혼재된 형태로 이동하는 것을 생각해 볼 때, 침강 속도의 분포를 이해하기 위해서 입도 분포에 대한 연구는 필수적임을 알 수 있다. 본 연구에서는 유사 입자의 입도 분포에 난류 강도가 미치는 영향을 살펴본다. 연구를 수행하기 위해 모래의 입도 분포가 로그 정규 분포를 따를 것이라는 가정을 적용하여 난류의 영향을 고려하는 부유사의 입도 분포 모형이 개발되었다. 부유사의 입도 분포는 흐름의 유사 이송 능력에 따라 분포의 표준 편차와 같은 물리량이 변화할 것으로 예측되는데, 흐름 내 유사의 이동과 흐름의 유사 이송 능력을 함께 고려하기 위해 개발되는 유사의 입도 분포 모형은 유사 이동 모형과 결합된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.308-308
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• 2020

유사는 이동 형태에 따라 소류사와 부유사로 구분된다. 하천의 흐름을 통해 이동하는 유사의 대부분은 부유사의 형태로 이동하며, 부유사의 부유 거동은 난류 강도와 유사 입자의 침강 속도로 인해 결정된다. 이에 따라 부유사의 부유 거동을 이해하기 위해서는 정확한 침강 속도의 산정과 난류에 대한 이해가 요구된다. 유사의 침강 속도는 밀도와 크기로 대표되는 유사의 특성을 이용하여 결정된다. 하천에서 부유사가 여러 크기를 갖는 유사 입자들이 혼재된 형태로 이동하는 것을 생각해 볼 때, 침강 속도의 분포를 이해하기 위해서 입도 분포에 대한 연구는 필수적임을 알 수 있다. 본 연구에서는 유사 입자의 입도 분포에 난류 강도가 미치는 영향을 살펴본다. 연구를 수행하기 위해 모래의 입도 분포가 로그 정규 분포를 따를 것이라는 가정을 적용하여 난류의 영향을 고려하는 부유사의 입도 분포 모형이 개발되었다. 부유사의 입도 분포는 흐름의 유사 이송 능력에 따라 분포의 표준 편차와 같은 물리량이 변화할 것으로 예측되는데, 흐름 내 유사의 이동과 흐름의 유사 이송 능력을 함께 고려하기 위해 개발되는 유사의 입도 분포 모형은 유사 이동 모형과 결합된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.289-289
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• 2018

하천의 유사는 이동 형태에 따라 소류사와 부유사로 분류되는데, 대부분의 자연하천에서 유사는 난류로 인해 부유사의 형태로 이송된다. 하천 흐름 내 부유사는 크기와 모양이 서로 다른 입자들로 구성되어 있으며, 부유사의 입도 분포는 유사의 특성 뿐 아니라 흐름의 유사 이동 능력과 같은 유수동역학적 특성 또한 함께 고려되어야 한다. 유사의 입도 분포는 통계적인 방법을 통해 결정되며, 일반적으로 모래 하천의 입도 분포는 로그 정규 분포를 따르는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 부유사의 입도 분포 모형을 이용하여 다양한 흐름 조건 하에서의 입도분포를 살펴본다. 비점착성 유사의 입도 분포 모형은 점착성 유사의 입도 분포 모형으로부터 얻어지며, 1차원 유사 이동 모형과의 결합을 통해 다양한 흐름 조건에서 부유된 유사의 입도 분포를 모의할 수 있다. 여러 연구결과를 분석한 결과, 부유사의 입도 분포는 최빈치가 하나인 단최빈 분포(Unimodal Distribution)가 대다수를 차지하였으나, 최대 빈도가 두 개 이상 나타나는 쌍최빈 분포(Bimodal Distribution) 또한 흔히 나타나는 것이 확인된다. 본 연구에서 개발된 비점착성 유사의 입도 분포모형은 단최빈 및 쌍최빈이 나타난 실험실 실험 자료를 이용하여 검증된다. 단최빈의 입도 분포를 나타내는 실험 결과 2가지와 쌍최빈의 입도 분포를 나타내는 실험 결과 2가지를 이용하였을 때, 총 4가지의 다양한 유수동역학적 조건 하에서 비점착성 유사의 입도 분포가 합리적으로 모의되는 것이 확인된다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.24 no.1
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• pp.11-17
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• 2014

We measured the ferromagnetic resonance (FMR) signal using the monodisperse iron oxide nanoparticles with size D=4.67 nm, 5.64 nm and 6.34 nm synthesized by using the thermal decomposition method, respectively. The measured ferromagnetic resonance signals were compared with the calculated ones for superparamagnetic nanoparticles with lognormal volume distribution. The FMR linewidth broadening was propositional to tanh($V^2$), where V was volume of nanoparticles. The narrow linewidth of small size nanoparticles was due to the surface spins, while the broad linewidth of large size nanoparticles was due to the bulk spins affected by the crystalline structure of iron oxide nanoparticles. The superposition of surface and bulk effect was confirmed at D=5.64 nm nanoparticles, which was near the critical size for linewidth transition from surface effect to bulk effect.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.19 no.9
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• pp.2342-2352
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• 1995

Deposition of flame-synthesized silica particles onto a target is utilized in optical fiber preform fabrication processes. The particles are convected and deposited onto the target. Falkner-Skan wedge flow was chosen as the particle laden flow. Typically the particles are polydisperse in size and follow a lognormal size distribution. Brownian diffusion, thermophoresis, and coagulation of the particles were considered and effects of these phenomena on particle deposition were studied. A moment model was developed in order to predict the particle number density and the particle size distribution simultaneously. Particle deposition with various wedge configurations was examined for conditions selected for a typical VAD process. When coagulation was considered, mean particle size and its standard deviation increased and particle number density decreased, compared to the case without coagulation. These results proved the fact that coagulation effect expands particle size distribution. The results were discussed with characteristics of thermal and diffusion boundary layers. As the boundary layers grow in thickness, overall temperature and concentration gradients decrease, resulting in decrease of deposition rate and increase of particle residence time in the flow and thus coagulation effect.

• Clean Technology
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• v.14 no.2
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• pp.136-143
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• 2008

The objective of this study is to investigate the visibility of plume at the Y power plant stack, which fires the orimulsion as a fuel. The plume contains numerous primary particles under $1\;{\mu}m$ size and inorganic ions possibly inferred by the chemicals of secondary aerosol formation. We evaluated the visibility of the plume using the modified PLUVUE-II model. The monitoring data on the particle size distribution (PSD) and secondary aerosols of sulfate were applied to estimate and evaluate the main factors of plume opacity. The chemical reactions were applied to the model for the secondary aerosol formation of $(NH_4)_2SO_4(s)$. The maximum plume length was estimated by an optic method using threshold contrast. The results showed that the plume length was strongly dependent upon the PSD and $(NH_4)_2SO_4(s)$ concentration of the plume emitted from the stack.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.22 no.1
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• pp.61-69
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• 1998

Vapor Axial Deposition (VAD), one of optical fiber preform fabrication processes, is performed by deposition of submicron-size silica particles that are synthesized by combustion of raw chemical materials. In this study, flow field is assumed to be a forced uniform flow perpendicularly impinging on a rotating disk. Similarity solutions obtained in our previous study are utilized to solve the particle transport equation. The particles are approximated to be in a polydisperse state that satisfies a lognormal size distribution. A moment model is used in order to predict distributions of particle number density and size simultaneously. Deposition of the particles on the disk is examined considering convection, Brownian diffusion, thermophoresis, and coagulation with variations of the forced flow velocity and the disk rotating velocity. The deposition rate and the efficiency directly increase as the flow velocity increases, resulting from that the increase of the forced flow velocity causes thinner thermal and diffusion boundary layer thicknesses and thus causes the increase of thermophoretic drift and Brownian diffusion of the particles toward the disk. However, the increase of the disk rotating speed does not result in the direct increase of the deposition rate and the deposition efficiency. Slower flow velocity causes extension of the time scale for coagulation and thus yields larger mean particle size and its geometric standard deviation at the deposition surface. In the case of coagulation starting farther from the deposition surface, coagulation effects increases, resulting in the increase of the particle size and the decrease of the deposition rate at the surface.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.22 no.1
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• pp.67-81
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• 2012

The physical, chemical, and biological properties of clogging materials formed within groundwater wells in the Mt. Geumjeong area, Busan, Korea, were characterized. The particle size distribution (PSD) of clogging materials was measured by a laser analyzer. XRD, SEM, and TEM analyses were performed to obtain mineralogical information on the clogging materials, with an emphasis on identifying and characterizing the mineral species. In most cases, PSD data exhibited an near log-normal distribution; however, variations in frequency distribution were found in some intervals (bi-or trimodal distributions), raising the possibility that particles originated from several sources or were formed at different times. XRD data revealed that the clogging materials were mainly amorphous ironhydroxides such as goethite, ferrihydrite, and lapidocrocite, with lesser amounts of Fe, Mn, and Zn metals and silicates such as quartz, feldspar, micas, and smectite. Reddish brown material was amorphous hydrous ferriciron (HFO), and dark red and dark black materials were Fe, Mn-hydroxides. Greyish white and pale brown materials consisted of silicates. SEM observations indicated that the clogging materials were mainly HFO associated with iron bacteria such as Gallionella and Leptothrix, with small amounts of rock fragments. In TEM analysis, disseminated iron particles were commonly observed in the cell and sheath of iron bacteria, indicating that iron was precipitated in close association with the metabolism of bacterial activity. Rock-forming minerals such as quartz, feldspar, and micas were primarily derived from soils or granite aquifers, which are widely distributed in the study area. The results indicate the importance of elucidating the formation mechanisms of clogging materials to ensure sustainable well capacity.