• 상하수도학회지
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• 제25권4호
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• pp.503-510
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• 2011

Ammonia in water which is toxic to human, its concentration is regulated below 0.5 mg/L in drinking water. Current study aimed to develop appropriate models for ammonia stripping using hollow fiber membrane contactor. Two different models were developed during the study. Model 1 was assumed only free ammonia ($NH_3$) transfer in stripping process, whereas the Model 2 was assumed with total ammonia ($NH_3+{NH_4}^+$) transfer. Ammonium chloride ($NH_4CI$), sodium hydroxide(NaOH) were used to make ammonia solution, which was concentration of 25 mg as N/L at a pH of 10.5. The experimental conditions were such that, the liquid flow was in tube-side in upward direction and t he gas flow was on shell-side in downward direction a t room temperature. The experimental and modeling results showed that marginal difference were observed at low gas flux. However the difference between the both models and experimental value were increased when the gas flux was increased. The study concludes that the Model 1 with free ammonia is more appropriate when both models were compared and useful in ammonia stripping process at low gas flux.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.39-42
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• 1998

1. 서론 : 막을 경계로 접촉한 두 상(phase)간의 물질전달에 의해 물질을 효과적으로 분리해내는 막접촉기(membrane contactor) 방식은 추출이나 흡수에 적용되고 있다. 이것은 고전적인 충전탑이 갖는 접촉면적의 한계, 불안정한 유체유동의 단점을 가급적 극복할 수 있다는 측면에 있다. 막접촉방식의 하나인 막 흡수법의 경우, 흡수제(absorbent)를 정지시킨 contained(혹은, supported) liquid membrane 방식에서 인공폐의 원리를 기초로 독립적으로 분리시킨 흡수와 탈착모듈간의 계속 순환시키는 circulatory membrane absorber방식이 제안되었다.(생략)

• 식품기술
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• 제9권2호
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• pp.111-127
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• 1996

Potassium Sorbate의 향균능력측정결과 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 성장에 대하여 uncompetitive 기작으로 작용하였다. 열처리 실험의 결과 Potassium Sorbate는 가열온도에 대하여 Arrhenius, 또한 가열시간에 대하여 1차반응식관계로 향균능력을 잃었으며 따라서 보존제로 Potassium Sorbate를 식품에 첨가후 포장, 가열살균하는 일반 식품가공공정상에서 가열살균공정이 첨가 보존제의 잔류향균능력을 잃게 하는 것으로 나타났다. 플라스틱 film과 치즈안에서 Potassium Sorbate의 확산계수 및 확산에 의한 물질전달 현상을 수학적모델과 컴퓨터 simulation 그리고 실험에 의해 구하였다. 저밀도폴리에틸렌(LDPE)이 범용플라스틱중에서 가장 작은 확산계수를 가져 빠른 물질전달이 요구되는 film층 또는 약물저장층으로 적합한것으로 나타났다. 그외 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 폴리프로필렌(PP), 폴리에스터(PET)는 느린 물질전달이 요구되는층 또는 복합다층 film에서 물질전달에 단방향성을 주는 고차단층으로 적합한것으로 나타났다. Potassium Sorbate분말과 LDPE resin분말을 섞은후 단일스크루 익스트루더로 항균성 포장 film을 제조한 결과 LDPE film의 tensile strength과 elongation, elastic modulus는 Potassium Sorbate를 3% 이상 포함할때까지 변화하지 않았다. 그러나 film의 투명도는 급격히 낮아졌다. 향균성LDPE film은 효모가 접종된 한천배지상에서 항균물질인 Potassium Sorbate를 배지위로 서서히 방출시켜 효모의 성장속도(growth rate)를 저하시키고 초기성장지체기(lag period)를 연장시킨다. 따라서 식품포장재로 적용시에 미생물의 오염을 막고 식품저장기간을 연장할것이라 여겨진다.

• 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)

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2011년도 춘계학술논문요약집
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• pp.81-82
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• 2011

• 청정기술
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• 제7권2호
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• pp.151-159
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• 2001

암모니아 흡수식 열펌프의 falling film type 흡수기에 대한 수학적 모델링 및 수치모사 연구를 수행하였다. 기존의 수학적 모델에 열역학적 물성을 온도의 함수로 적용하여 수치모사를 수행하였고 이로부터 얻은 결과를 실험결과와 비교함으로써 모델의 성능이 향상되는 것을 확인하였다. 그리고 개발된 모델을 이용하여 냉각수의 유량과 온도가 흡수기내에서 일어나는 열 및 물질전달에 미치는 영향을 평가하였다. 수치모사 결과로부터 냉각수 온도가 낮을수록 유량이 증가할수록 열 및 물질전달 효율이 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국포장학회지
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• 제8권2호
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• pp.60-72
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• 2002

포장된 복합비타민의 보관수명을 예측하기 위한 수학모델을 수치해석의 방법 중 finite difference method을 이용한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 이 컴퓨터 프로그램에는 포장재료의 수분확산계수와 용해도를 비롯한 식품의 수분확산계수 등 다양한 인자들을 포함하고 있다. 포장재료를 통과하는 수분의 물질전달은 G.A.B water sorption isotherm을 기본으로 했다. 본 연구에서는 비정상상태에서의 물질전달로 기본 수학모델링을 구하였다. 본 수학모델과 프로그램의 결과는 실험치와 비교하지 않았고 대신 특정한 경우를 가상하여 이에 존재하는 analytical solutions를 실제로 구하여 본 수학모델과 컴퓨터 프로그램의 신뢰도 측정을 하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.446-447
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• 2010

최근 개발된 니켈 초합금 금속폼은 기존의 매연저감장치 신소재로 여겨지고 있다. 금속폼은 세가지 두드러진 특징을 갖고 있다. 첫째, 금속폼은 큰 기공의 다공성 매질로써 매연을 포집하여 축적할 수 있는 용량이 기존 필터에 비해 상대적으로 크며 그로인하여 재생 시 연소 안전성이 두드러진다. 둘째, 복잡하고 굴곡있는 기공 구조와 큰 비표면적은 물질전달 특성을 향상시켜 촉매 적용 시 촉매의 전환성능을 향상시키고 그로 인하여 귀금속 촉매량을 줄일 수 있는 장점이 있다. 셋째, 금속폼은 다양한 기공크기를 가지며, 다양한 조합의 금속폼을 개발할 수 있어 요구 성능에 따른 최적의 필터 설계를 가능케 한다. 이번연구에서는, 금속폼의 필터 성능을 다양한 실험을 통하여 측정 평가하며, 이런 이해를 기반으로 필터로 제작하여 엔진실험벤치에서 그 성능을 검증하였다. 필터의 성능은 수트 포집효율과 그에 따른 필터의 압력강하와 촉매 활성 능력으로 평가되었다. 이러한 실험과 병행하여 금속폼에서의 수트 포집과정을 모델링하고 이를 상용 프로그램인 CFD-ACE+에 추가하여 설계전용 프로그램을 개발하였으며, 엔진실험결과와 비교 검증하였다. 본 논문에서는 금속폼의 높은 매연축적용량과 향상된 물질전달 특성이 어떻게 필터의 귀금속 촉매와 체적을 줄일 수 있는지 제시하고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.518-518
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• 2023

자연하천에서 오염물질의 혼합 거동은 비균일한 지형학적 요인으로 인해 매우 복잡한 특성을 나타낸다. 일반적으로 오염물질 거동 모델링에서는 수체에서의 혼합을 Fick의 법칙에 따라 유속에 의한 이송과 난류에 의한 확산으로 계산하고, 국부적인 정체현상 등에 의한 non-Fickian 혼합을 야기하는 하천의 특성을 기하학적 지형 형상으로 구현하여 실제 현상에 근접한 혼합 거동을 재현한다. 하지만 계산의 효율성을 위하여 모델링의 차원을 낮추는 경우, 하천의 지형을 경계조건으로 고려할 수 없게 된다. 특히, 1차원 모델링의 경우 하천의 비균일성을 무시하고 1개의 유선으로 간주하며, 이 경우 non-Fickian 물질이동 해석을 위한 추가적인 현상학적 해석이 필요하다. 지난 50년간, non-Fickian 물질이동 해석을 위한 다양한 현상학적 모형이 제시되어 왔다. 하천을 흐름영역과 정체영역으로 구분하고 두 개의 영역 사이의 물질교환 속도를 모델링하거나, Random walk 개념으로 물질이 이동하는 경우와 이동하지 않는 경우를 확률론적으로 모델링하거나, 물질이 정체되었을 때 다시 빠져나오는 시간을 모델링하는 경우가 그 예이다. 본 연구에서는 선행연구에서 제시한 음함수 형태의 현상학적 모형을 기반으로, 수치적 반복계산 없이 상류 경계에서 임의의 형태의 농도곡선(shape-free breakthrough curve)을 갖는 오염물질운(cloud)이 일정 거리를 유하하며 발생하는 변화를 예측할 수 있는 해를 제시한다. 본 연구의 방법론은 추적법(routing procedure)을 활용한 Fickian 혼합 해석, 전달함수(transfer function) 형태의 정체시간분포 해석, 그리고 라플라스 도메인에서의 해석해 유도를 포함한다. 본 연구에서 제시된 해는 2020년 경상북도 김천시에 위치한 감천의 4.5 km 구간에서 수행한 추적자 실험의 현장 자료를 통해 정확도를 검증하여 타당성을 입증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.200-200
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• 2021

하천은 용수공급, 관개, 친수활동, 산업활동 등 인간의 활동에 중요한 역할을 한다. 이에 따라 수질관리는 필수적이며 유기물, 중금속, 화학물질 등의 용존물질들은 수질문제에 직접적으로 영향을 미친다. 따라서 하천에서의 용존물질의 혼합 거동을 파악하기 위한 연구가 지난 수십년간 이루어지고 있다. 하천 흐름에 따른 오염물질의 이동 및 확산 거동을 예측하기 위하여 1차원 추적모형이 활용되는데, 그 중 하천저장대 모형(Transient Storage Model, TSM)은 자연하천의 복잡하고 불규칙한 수리·지형적인 특성을 단순하게 반영할 수 있다는 장점때문에 가장 많이 사용된다. 하지만 TSM은 매개변수에 대한 의존성과 불확도가 크며, TSM의 저장대에서의 농도분포에 대한 지수함수형태의 모델링이 하상간극수역(Hyporheic zone)에서의 저장대 특성을 반영하기에 구조적으로 부정확하다는 단점이 제기되고 있다. 최근 이러한 TSM의 단점을 보완하고 하천에서의 저장대 메커니즘을 보다 정확하게 구현하고자 체류시간분포(residence time distribution)를 이용한 확률론적 저장대 모델링 프레임워크가 등장하고 있다. 본 연구에서는 본류대와 저장대에서의 오염물질의 체류시간분포를 분리하여 해석하고 이를 전달함수(transfer function)를 이용한 합성곱으로 결합한 형태의 프레임워크를 적용하여 모델링하였다. 상기의 모형을 검증하기 위하여 2019년 감천의 4.85km 구간에서 추적자 실험을 실시하였다. 실험 당시 유량은 12.9 m³/s로 풍수기에 해당되며 평균 유속은 약 0.6 m/s로 측정되었다. 모형의 매개변수는 추적자 실험으로부터 최적화 기법을 통해 역모델링기법으로 결정하였다. 제안된 모형에 의한 모의 결과를 추적자 실험에서의 농도측정자료와 비교한 결과, 평균 0.988의 결정계수를 보여 매우 높은 정확도를 보이고 있음을 알 수 있었다. 저장대특성을 나타내는 농도곡선의 꼬리부에 대하여 같은 조건에서 1차원 이송-분산(ADE) 모형, TSM의 모의결과와도 비교한 결과 본 모형은 추적자 실험 농도측정 결과와 평균 0.195의 오차율을 보이며, 이는 ADE 모형과 TSM의 오차율인 14.03과 1.866에 비해 매우 정확한 것으로 나타났다.