• 제목/요약/키워드: 물질전달모델

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고체 산화물 연료전지를 위한 물성치 및 전기화학반응의 수치해석 모델링 (Numerical Modeling of Physical Property and Electrochemical Reaction for Solid Oxide Fuel Cells)

  • 박준근;김선영;배중면
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권2호
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    • pp.157-163
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    • 2010
  • 고체산화물연료전지는 세라믹 물질로 이루어지며, 세라믹 물질의 물성치는 작동조건에 따라 달라진다. 따라서, 높은 신뢰성을 가지는 시뮬레이션 모델을 개발하기 위해서는 세라믹 물질의 물성치를 정확하게 예측할 수 있어야한다. 본 논문에서는 고체산화물연료전지의 성능에 영향을 미치는 여러가지 물성치를 선택하고 그 물성치를 위한 시뮬레이션 모델이 개발되었다. 개회로전압을 위한 깁스에너지, 활성화손실을 위한 교환전류밀도, 저항손실을 위한 전기전도도가 계산되었다. 또한, 다공성 전극 내부의 물질전달 해석을 위해서 분자확산과 누센확산을 함께 고려하는 유효확산계수가 계산되었다. 이러한 계산과정 후에 물성치 모델과 전기화학반응 모델이 동시에 시뮬레이션 되었다. 해석코드의 검증을 위해서 전산해석 결과는 실험결과 및 Chan 등에 의해서 수행된 이전 연구결과와 비교되었다.

계면활성제를 적용한 오염토양 복원을 위한 모델링 연구 : 생물 복원 공정 (Evaluation of Surfactant Addition for Soil Remediation by Modeling Study : II. Bioremediation Process)

  • 우승한;박종문
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제8권2호
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    • pp.44-54
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    • 2003
  • 토양 슬러리 시스템에서 유해물질의 미생물 분해시 계면활성제를 고려한 속도론적 모델을 개발하였다. 이 모델은 오염물질과 계면활성제의 분배, 미생물의 수용액상, 미셀상, 흡착상 분해, 계면활성제 첨가에 의한 대상물질 용해, 대상물질의 물질전달을 포함한다. 오염물질은 phenanthrene, 계면활성제는 Triton X-100, Triton NP-10, Igepal CA-720, Brij 30을 적용하였다. 미셀상 분해가 존재할 경우 매우 낮은 미셀상 이용도에서도 전체 분해속도를 크게 향상시킬 수 있었다. 미셀상 이용성이 존재하는 경우와 그렇지 않은 경우 모두 계면활성제 농도가 증가할수록 수용액상 농도가 감소하여 전체 분해속도는 감소하였다. 흡착상 분해는 수용액상 분해나 미셀상 분해와 비교하여 전체 분해속도에 미치는 영향이 적었다. 본 모델은 계면활성제를 이용한 오염토양 생물복원시 계면활성제 탐색과 최적 공정 설계에 활용될 수 있을 것이다.

도시 지역 대기오염물질 배출의 잠재적 건강 위해도 시각화 실험 (An Experiment for Visualizing the Potential Health Risk by Air Pollutant Emissions in City Areas)

  • 김용기;김현국;김형석;이주영;조한기;최기철;이경욱
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.93-94
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    • 2011
  • 도시지역 대기오염에 의한 건강 위해도 정보는 시민들 삶의 질을 점검하는데 중요하다. 이에 따라 대도시 지역의 여러 오염원들로 부터 배출되는 대기오염물질의 양과 그로 인한 인체 위해도를 시민들이 스마트 폰과 같은 일상적인 통신수단으로 확인할 수 있는 시스템을 설계하고 우리나라 대도시 지역에 적용하는 실험을 하였다. 설계된 시스템에서는 도시 대기로 배출되는 오염물질의 일별 배출량 값들을 산출하고 건강 위해도 인자들을 적용하여 잠재적(potential) 수명 단축 일 수로 정량화한 뒤, 사용자 모델을 통한 적응형 데이터로의 경화량 과정을 거친 후 모바일 기기로 전달되게 된다.

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마이크로채널 메탄 수증기 개질 반응기의 열 및 물질 전달 특성에 관한 수치해석 연구 (Numerical Study of Heat and Mass Transfer Characteristics in Microchannel Steam Methane Reforming Reactor)

  • 전승원;이규정;조연화;문동주
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권9호
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    • pp.885-894
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    • 2012
  • 마이크로채널 메탄 수증기 개질 반응기의 열 및 물질 전달 특성을 이해하기 위한 수치해석 연구를 수행하였다. Rh-촉매의 메탄 수증기 개질 반응과 Pt-촉매의 메탄 연소 반응을 함께 모델링하였다. 화학 반응의 반응 속도를 해석 모델에 적용하였다. 접촉시간, 평행류 대향류 등 유동 패턴, 채널 크기 등이 개질 성능과 온도 분포에 미치는 영향을 관찰하였다. 평행류와 대향류는 서로 반대되는 온도 분포를 갖게 되고, 그로 인해 서로 다른 반응 속도와 화학종 몰분율을 나타낸다. 접촉시간이 짧아지고 채널 크기가 증가할수록 촉매층과 혼합물 유동 사이의 물질 전달이 제한되어 개질 성능은 감소하게 된다.

고도별 강우율 변화를 고려한 산성비 모델의 개발 (Acid Rain Model Development Considering Altitudinal Precipitation Rate)

  • 구자공;고석오;김민영
    • 한국대기환경학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.43-51
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    • 1989
  • 개발된 산성비 모델에서는 다종의 대기오염물 제거로 인한 강우내의 화학성분과 산성도의 고도별 및 시간별 변화를 예측하기 위하여, 강우시 구름내와 밑에서 일어나는 대기 오염물의 강우내로의 물질전달 현상과 화학반응 현상을 동시에 고려하였다. 또한, 강우 산성도의 형성에 중요한 영향을 미치는 구름내에서의 복잡한 동력학적 특성을 고려하기 위하여 강우율의 높이별 변화를 단순화하여 해석하였다. 개발모델을 이용하여 1985년과 1987년 가을의 서울시 산성비에 대하여, 산성비 모델을 이용하여 추정한 pH값과 실측 pH값 사이의 상관관계는 0.57을 나타내었고, 효과적이고 정량적인 관리를 위하여 대기중의 이산화황 농도, 구름층의 두께, 지상에서의 강우율 및 황산이온의 형성에 중요한 역활을 하는 산화제들의 강우 산성도에 미치는 영향을 민감도 분석을 통해서 나타내었다.

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순환유동층에서 기체의 혼합특성에 관한 연구 (A Study on Gas Mixing in a Circulating Fluidized Bed)

  • 남궁원;김상돈
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
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    • pp.23-26
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    • 1995
  • 내경 0.1 m, 높이 5.3 m 의 순환유동층 반응기를 사용하여 기체의 역혼합특성을 조사하였다. 기체의 역혼합은 동일한 기상유속일때 고체순환속도가 증가할수록 증가하였다. 희박상영역에서 일정한 고체체류량에서는 기상유속이 증가할수록 벽면에서의 하강흐름도 증가되어 기체의 역혼합은 증가되었다. Tracer 주입위치가 반응기 벽면에서 중심으로 이동할수록 빠른 기체와 고체의 흐름으로 인하여 기체의 역혼합은 상당히 감소하였다. 그리고, 희박상영역에서 core-annulus 구조를 기초로 하여 기체역혼합과 core 와 annulus 간의 물질전달계수를 예측할 수 있는 모델식을 제안하였다.

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불응축성 기체 환경에서의 연무/확산 경계층 응축열전달 모델 평가 (Evaluation of the Mist Diffusion Layer Condensation Heat Transfer Model with a Non-condensable Gas Present)

  • 변층섭;이재용;이창섭
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.371-376
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    • 2003
  • 원자력 발전소에서 격납건물 계통의 건전성 유지는 냉각재상실사고(Loss of Coolant Accident: LOCA) 및 주증기관 파단(Main Steam Line Break : MSLB) 사고와 같은 설계기준사고 시 격납건물의 최대 온도/압력을 평가하는 격납건물 성능 평가는 격납용기 내에 방사능 물질을 효율적으로 가두어 방사능 피해로부터 공공의 안전을 확보할 수 있느냐 하는 관건이다.(중략)

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카페트에서 방출되는 휘발성 유기화합물의 물질전달 모델 (Mass trasnfer model for VOCs emission from carpet)

  • 신동민;김창녕
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.214-215
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    • 2002
  • 실내공기 질 저하 요인중의 하나인 카페트에서 방출되는 휘발성 유기화합물(이하VOCs)이 실험적으로 측정되어, 카페트의 VOCs 방출과정이 모델링 되었다. 실험으로 측정된 데이터는 실험 범위 내에서만 유효한 값을 가지며, 세부적이며 국소적인 값은 파악되기가 어렵다. 따라서 이러한 실험의 한계가 극복되는 동시에 실험결과가 수학적으로 응용되기 위해서는 물리적 현상에 기반을 둔 모델링이 요구된다. (중략)

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고분자막내에서 용매 확산 모델 (Solvent diffusion model in polymer membrane)

  • 김종수;이광래
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.59-62
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    • 1998
  • 1. 서론 : 막내부에서 물질전달을 설명하는 이론으로 현재 solution-diffusion model과 pore-flow model 두 가지가 있다. 이 중에서 흡착, 확산, 탈착의 3과정을 거치는 solution-diffusion model이 주로 사용되고 있다. 본 연구에서는 solution-diffusion model 에서 상호확산계수를 구하기 위해서 Vrentas-Duda식을 이용하여 자기확산계수를 구하고 Bearman식으로부터 상호확산계수를 구하는 과정을 UNIFAC-FV와 modified UNIFAC-FV을 이용하여 계산하였으며 Flory-Huggins식을 이용한 기존방법과 비교하였다.(생략)

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조석효과에 의한 항구 모델 주위의 유동 및 물질전달에 관한 실험적 연구 (Experimental study on the fluid flow and material transport around a harbor driven by the tidal effect)

  • 서용권;문종춘;강종대
    • 한국해양공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.100-107
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    • 1996
  • In this paper, we report the results of the experimental study on the flow and the mass transport around a square harbor driven by a tidal effect. The model harbor is composed of a uniform water-depth with a straight breakwater. The harbor is connected to the outer ocean by an entrance region having the same shape as the harbor. We investigated two cases, one having another breakwater in the place between the entrance region and the outer ocean, and the other without it, The surface and bottom flow patterns of the model container are visualized by using light particles and dye, respectively. It was shown that the inner harbor and the entrance region have well-organized, large vortical residual flows, and the material transport between the entrance and outer region is however significantly different for two cases; when the breakwater is built between the two regions, the transport is far better than that without it, which is clearly contrary to our common sense that the breakwater would block the dispersion of the materials between the harbor and the outer ocean.

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