• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.285-292
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• 2013

본 연구의 목적은 평판의 선단에 설치된 트리핑 와이어에 의한 경계층 박리가 층류에서 난류로의 천이에 미치는 영향과 그 결과로 발생하는 물질전달에 미치는 영향을 규명하는 것이다. 나프탈렌승화법을 사용하여 평판에서의 국소물질전달계수를 측정하였으며, 유동 경계층의 효과를 평가하기 위해 발달된 유동과 발달하는 유동의 조건에서 트리핑 와이어가 설치된 평판에서의 국소물질전달계수를 설치되지 않은 평판에서의 값과 비교하였다. 발달하는 유동에서 국소물질전달계수가 변화하는 경향은 트리핑 와이어가 설치된 평판과 설치되지 않은 평판이 비슷하지만 발달된 유동에서는 상당히 다르게 나타났다. 평균 Sherwood 수는 경계층 박리로 인하여 트리핑와이어가 설치된 평판이 설치되지 않은 평판에 비해서 훨씬 높았다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.222-230
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• 2013

망막 쌍극세포는 광자극에 대하여 완만한 전위응답을 하며, 막전위에 의존하여 전달물질(glutamine 산)을 방출한다. 본 논문에서는 ON형 쌍극세포의 시냅스 앞단에서 전달물질 방출 기구에 관한 여러 가지의 생리학적 정보를 수식적 모델로 통합하였다. 전달물질 방출의 빠른 성분과 느린 성분의 공급원을 병렬로 배치한 본 모델은 전달물질 방출의 막전위 및 세포 내 $Ca^{2+}$ 농도 의존성을 충실하게 재현할 수가 있었다. 또한 전달물질의 빠른 방출 성분은 사다리꼴 모양의 막전위 의존성을 나타내는 데에 반하여, 느린 방출 성분은 종모양의 막전위 의존성을 나타내기 때문에 세포 내의 $Ca^{2+}$ 농도 상승을 $Ca^{2+}$ 완충제로 억제하여 느린 방출 성분이 감소되고, 전달 물질 방출의 막전위 의존성이 사다리꼴 모양의 특성이 되는 것을 확인하였다. 그리고 ON 형 쌍극세포의 광응답에서 일시적 성분과 지속적 성분에 의하여 발생하는 전달물질 방출을 시뮬레이션한 결과 광응답의 시작은 전달물질을 빠르게 방출하게 하였으며, 광응답의 일시적 성분과 초기의 지속적 성분은 전달물질을 느리게 방출하도록 하였다. 또한 광응답의 후기 지속적 성분은 저장 pool로부터 보충된 시냅스 소포에 의하여 지속적인 방출이 발생하기 때문이라는 것을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권4호
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• pp.400-407
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• 2003

Acidithiobacillus ferrooxidans를 이용한 석탄의 생물학적 탈활공정의 효율에 미치는 여러 조업인자들의 규명하였다. 석탄에 함유된 저해물질이 탈황세균의 활성에 미치는 영향을 평가함으로써 생물탈황기술이 적용 가능한 석탄을 선별할 수 있음을 보였다. 석탄 탈황효율은 석탄 슬러리 농도와 입자크기에 많은 영향을 받았다. 석탄 탈황 효율은 입자크기가 작을수록 증가하였으며, 슬러리 농도가 증가할수록 감소하였다. 탈황효율은 슬러리 농도 20～30% 이상에서는 석탄 입자크기와 슬러리 농도의 영향이 미미하였다. 또한, 석탄 탈황에 적용 가능한 airlift bioreactor에서 석탄 입자와 슬러리농도 변화에 따른 물질전달 특성을 규명하였다. 석탄슬러리에서 물질전달은 석탄입자의 크기와 슬러리 농도에 많은 영향을 받았다. 물질전달 계수는 석탄 입자크기가 175 $\mu\textrm{m}$ 이하의 미분탄인 경우 슬러리 농도의 영향은 미미하였으며, 225 $\mu\textrm{m}$ 이상의 입자크기를 갖는 석탄 슬러리에서는 슬러리 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 물질전달 계수는 석탄 입자크기에 많은 영향을 받았다. 물질전달 계수는 미분탄에서 낮았으며 입자크기가 증가함에 따라 증가하여 575 $\mu\textrm{m}$일 때 물질전달이 가장 우수하였으며, 575 $\mu\textrm{m}$ 이상에서는 석탄입자의 침전문제가 발생하여 생물탈황공정에 적용이 어렸다. 물질전달, 탈황효율, 슬러리 농도 등을 조업인자들을 고려할 때 생물탈황에 적용할 최적의 석탄 입자의 크기는 약 500 $\mu\textrm{m}$ 전후인 것으로 평가되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권6호
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• pp.510-516
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• 1988

본 연구는 균주로 Rhodospirillum rubrum KS-301, 증식 제한 기질로 글루코오스, 고정화 담체로 Ca alginate를 사용한 고정화 생물 반응기를 조작할 때 담체에 의해 형성되는 물질전달 저항에 대한 도입 기질의 농도, 희석속도의 영향을 고찰하였다. 또한 효율인자를 평가하기 위해 속도식 변수를 구하였다. 충전층 반응기의 경우 외부 액막 물질전달 저항보다는 내부 물질전달 저항이 우세함을 알 수 있었고 총괄 효율인자는 희석속도의 증가에 따라 감소하였다. 연속 교반 탱크 반응기의 경우 외부 액막 물질전달 저항은 무시할 수 있으며 총괄 효율인자는 희석속도에 영향을 받지 않았다. 희석속도 0.2/h, 비드 반경 0.15cm, 초기 글루코오스 농도 1.0g/L의 실험조건에서 총괄 효율인자는 충전층 반응기와 연속 교반 반응기에서 각각 0.70과 0.77이었다.

• 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.

• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.239-252
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• 2016

최근 2차원 나노 물질을 응용하여 수처리 막의 성능을 향상시킬 수 있는가에 대한 연구가 활발하다. 그 노력의 한 가운데에 원자 두께를 가지고 있으면서 손쉽게 구할 수 있고 층으로 쌓을 수도 있는 2차원 물질인 그래핀이 자리하고 있다. 이 총설에서 우리는 그래핀으로부터 만들 수 있는 두 가지 막 구조에 관한 기초 물질 전달 현상을 최근 연구 성과를 중심으로 다룬다. 그 물질 자체로 이미 물질 전달 차단성을 갖는 그래핀에 정확히 제어된 크기의 구멍을 뚫을 수 있다면 아마도 원자 크기 수준으로 얇은 두께 때문에 그래핀 막은 같은 기공 크기의 어느 막보다도 빠른 궁극적 투과도를 나타낼 것이며, 이로부터 선택도를 담보할 수 있다면 다양한 막 분리 공정에 적용할 수 있을 것이다. 그 한 예로, 나노미터 이하의 기공을 가정한 초박막 침투성 그래핀 막에 대한 분자동역학 연구와 몇몇 초기 실험 결과들이 해수담수화 막으로서의 가능성을 보인 점은 주목할 만하다. 그래핀 물질로부터 다른 구성을 가진 막을 설계할 수 있는데, 이 막은 적당히 산화된 그래핀 마이크로 판들을 무작위로 적층함으로써 구현할 수 있다. 그래핀 판 적층 간격을 나노미터 이하로 쉽게 제어할 수 있기 때문에 이 구조 역시 수처리 및 해수담수화 막으로서의 가능성을 시사한다. 기존 막기술에 존재하지 않던 구조와 물질 전달 성질을 가짐으로써 두 종류의 그래핀 막은 앞으로 수처리 기술을 비롯한 다양한 막 기술의 응용분야에서 효과적으로 기여할 가능성이 충분하다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.135-141
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• 2015

중대사고시 핵연료와 원자로 내부 구조물이 용융되어 원자로용기의 하부에 재배치되면 밀도차이에 의하여 상부의 금속용융물층과 하부의 혼합물층으로 나누어진다. 하부 반구의 혼합물층에서는 지속적으로 붕괴열이 발생하고 이 열은 원자로용기의 건전성을 위협한다. 본 연구는 반구 내부의 체적 열원(Volumetric heat source)이 내재된 매질에서의 자연대류 열전달 현상을 물질전달 실험방법을 이용하여 모사하였다. 황산-황산구리의 구리도금계를 물질전달계로 사용하여 모사를 수행하였다. 수정 Rayleigh 수 $3{\times}10^{14}$에 대하여 Nusselt 수는 반구 하단에서 최소값을 보였고 곡면부를 따라 최상단으로 갈수록 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.459-464
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• 2009

가압 삼상슬러리 기포탑에서 탑의 직경변화에 따라 기체-액체 물질전달 특성을 고찰하였다. 기체 유속, 운전압력, 액체점도, 슬러리상에서 고체입자의 양 그리고 탑의 직경이 기체-액체 부피물질전달계수에 미치는 영향을 결정하였다. 운전변수들이 물질전달계수에 미치는 영향은 기포탑의 직경이 변화함에 따라 다르게 나타났다. 기체-액체 부피물질전달계수는 기체유속이나 운전압력이 증가함에 따라 증가하였으나, 기포탑의 직경, 액체의 점도 그리고 슬러리상에 고체입자의 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 기체-액체 물질전달계수가 기체유속 증가에 따라 증가하는 경향과 액체의 점도가 증가함에 따라 감소하는 경향은 기포탑의 직경이 증가함에 따라 점차 감소하였다. 그러나, 운전압력과 슬러리상에 포함된 고체입자의 농도가 기체-액체 물질전달계수에 미치는 영향은 기포탑의 직경이 변화함에 따라 큰 영향을 받지 않았다. 본 연구의 실험범위에서 기체-액체 물질전달계수는 다음 식과 같은 실험변수의 상관식으로 나타낼 수 있었다. $k_La=0.02D^{-0.26}U_G^{0.28}P^{0.43}{\mu}_L^{-0.04}S_c^{-0.35}$.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.36-37
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• 1994

Sirkar등[1]이 많이 연구한 hollow-fiber contained liquid membrane방식보다 막내부에서의 물질전달 저항을 크게 낮출 수 있는 이른바 flowing liquid membrane방법을 Teramoto등[2]은 제안하였다. 좀더 발전된 membrane absorber방식으로서 평판형(flat-sheet type)막으로 흡수(absorption) 및 탈착(desorption)모듈을 구성하고, monoethanolamine 흡수제(absorbent)로 $Co_2/CH_4$ 분리에 적용하여 선택도를 크게 향상시킨 기존의 실험결과도 볼 수 있다. 막에서의 기-후 접촉과 반응이 수반된 물질전달에 의한 기체흡수 현상에 관해 많은 이론해석과 실험결과가 연구된 바 있다. 본 연구에서는 이산화탄소와 같은 산성기체(acid gas)의 분리에 주로 적용될 새로운 방식의 순환식 중공사막 흡수기 (circulatory hollow-fiber membrane absorber: HFMA)를 제안하고 이의 실제적용에 대한 기초로서 모델해석에 의한 분리성능을 예측하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.175-184
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• 1996

해저에 건설된 방사성폐기물 처분장 방벽에서 핵 종 전달을 평가할 수 있는 한 모델이 제시되었다. 방벽의 출구에서의 물질전달계수와 각 방벽에 대하여 정의된 방벽응답함수를 이용하여 이들 방벽으로부터의 핵종의 전달률을 구할 수 있다. 이러한 접근은 단순하고 즉각적인 계산결과가보수적인 측면에서 요구되어지는 경우 방벽들을 연속된 별개의 매질로 다루어 각각의 응답함수를 적용할 수 있기 때문에 유용하다. 단점으로는 인접한 두 방벽사이에서, 이전의 방벽으로부터의 핵종의 유출율이 연속되는 방벽으로의 유입율로 되어 핵종속은 보존되는 반면 핵종의 농도는 반드시 보존되지는 않는다는 것으로, 이는 두 방벽 매질의 경계에서 핵종전달저항이 없다고 가정할 수 있는 것으로 해결될 수 있다. 물질전달계수는 방벽의 출구 쪽 경계에서의 핵 종의 농도가 일정하다고 보아 구할 수 있고, 매질의 응답함수는 각 방벽에 대하여 핵종의 단위 펄스입력에 대해 경계에서의 농도에 대한 해를 구한 후 물질전달계수를 적용하여 얻을 수 있다. 이리하여 한 방벽매질에 대한 시간 종속적인 핵종의 총전달률은 응답함수에 이전의 방벽에 대해 계산된 핵종의 전달률을 컨볼루트하여 구할 수 있다.