• 대한기계학회논문집B
• /
• 제27권5호
• /
• pp.644-654
• /
• 2003

An analytical solution for a vertically stratified viscous flow in a microchannel with a rectangular cross-section is constructed, assuming fully developed laminar flow where the interfaces between the fluid layers are flat. Although the solution is for n-layer flow, restricted results to symmetrical three-layer flow are presented to investigate the effects of the viscosity and thickness ratios of the fluid layers and the aspect ratio of the microchannel on the flow field. Relations between the flow rate and thickness ratios of the fluid layers with varying viscosity distributions are found, considering the cross -sectional velocity profiles which vary noticeably with the three parameters and differ significantly from the velocity profiles of the flow between infinite parallel plates. Interfacial instability induced by the viscosity stratification in the microchannel is discussed referring to previous studies on the instability analysis for plane multilayer flow. Exact solution derived in the present study can be used for examining a diffusion process and three -dimensional stability analysis. More works are needed to formulate the equations including the effects of interfacial' tension between immiscible liquids and surface wettability which are important in microscale transport phenomena.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권10호
• /
• pp.865-871
• /
• 2014

본 연구는 벤츄리 시스템을 미세기포 생성을 위한 공기공급 장치로 개발하는데 그 목표를 두고 수행하였다. 이를 위해 상용유동해석 프로그램인 ANSYS CFX-15를 사용한 전산 유동해석을 통해 기하학적 형상변화가 벤츄리 관 내 유동특성들에 미치는 영향을 규명하였다 그리고 공급공기를 공급하는 공기 공급관의 위치, 크기, 개수 등을 변수로 2-유체 유동 해석을 수행하여 이들 설계 값들이 공기 공급 특성에 미치는 효과를 규명하였다. 최종적으로 직경 비 ${\beta}=0.75$의 벤츄리 확대관이 시작되는 위치에 공기 공급 구멍을 설치할 경우 가장 많은 공기가 벤츄리 관으로 유입되는 것을 확인할 수 있었으며, 유입공기 공급구멍 개수 및 직경과 벤츄리 관 내 공급되는 공기량 사이에는 선형적인 관계가 성립됨을 확인하였다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.5-11
• /
• 2007

본 연구는 SI기관 실린더 내의 유동장 변이 과정을 3차원 LDV 측정 기술을 사용하여 흡입과 압축과정 동안 정량적으로 분석하였다. 실험은 헤드에 각각 2개의 흡입밸브와 배기밸브를 갖는 기관이 모터링되는 공회전 상태에서 실시하였다. 지난 30년 동안 텀블과 스월은 실린더 내의 평균 유동 정량화에, 난류운동에너지는 난류 측정에 많이 사용되어 왔다. 그러나 텀블은 solid body 회전 유동을 비교하는데 적절하며, 서로 다른 유동 패턴 비교에는 부적절 하다는 것이 보고되고 있는 실정이다. 3차원 LDV시스템의 우수한 공간 분석 능력은 순간적인 유동장구조와 더불어 상대적으로 미세한 유동장의 구조 까지도 측정이 가능 하도록 하였다. 따라서 측정한 결과로부터 유동장의 난류운동에너지 등가면을 계산할 수 있었다. 본 실험 결과는 실린더 내의 난류 유동장 특성을 난류운동 에너지 등가면 정보를 이용하여 세심하게 관찰할 수 있음을 제시하고 있다.

• 한국가시화정보학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.28-33
• /
• 2003

This paper presents the visualization method in which 3-dimensional(3D) microchannel flow can be detected using a confocal scanning microscope. By soft-lithography, we fabricated various Bio-MEMS(Micro Electro-Mechanical System) devices such as a disposable microchip for a flow cytometer and a micro-mixer, which have 3D structures. Injecting aqueous fluorescent solution in the microfluidic devices, we measured the flow in a steady state by the confocal scanning microscope. At first, we explain the principle of the confocal scanning microscope. And then we show the results from 3D visualization of microscopic flow structures using the confocal scanning microscope.

• 한국가시화정보학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.66-72
• /
• 2004

The heat transfer and pressure drop characteristics of $CO_{2}$ are substantially different from those for CFC and HCFC refrigerants. In addition, geometric effects on two-phase flow patterns of $CO_{2}$ are also very significant in many respects. Therefore, two-phase flow patterns of $CO_{2}$ in a narrow rectangular channel or a small diameter tube whose gap size or hydraulic diameter is less than 2 mm are very important to understand heat transfer characteristics and to develop an appropriate heat transfer correlation. In the present study, the evaporation process of $CO_{2}$ in a narrow rectangular channel is visualized at various test conditions, and then the effects of operating conditions are analyzed.

• 유변학
• /
• 제8권2호
• /
• pp.92-102
• /
• 1996

두 종류의 열방성 액정고분자와 세종류의 엔지니어링 고분자와의 블렌드들에 대해 유변학적/형구학적 연구를 한 결과 블렌드의 유동거동과 물성이현저히 다른 두 그룹으로 나 뉘어짐을 발견하였다. 즉 연속상의 조업온도가 분산상의 전이온도보다 높은 그룹A에 속하 는 블렌드의 전단점도/신장점도는 액정고분자를 첨가할수록 첨가할수록 감소하고 블렌드의 신장점도는 연속상의 그것처럼 신장변형률속도가 커질수록 증가하였다. 또한 분산상의 점도 가 연속상의 그것보다 작아서 분산상이 미세섬유구조의 형태로 존재하였다. 이와 대조적으 로 연속상의 조업온도가 액정고분자의 전이온도보다 낮은 그룹 B에 속하는 블렌드는 반대 의 거동을 보였고 분산상의 미세섬유구조가 존재하지 않았다. 그러나 연신변형이 주가 되는 방사공정을 거치면 그룹A와 B블렌드 공히 분산상이 비슷한 미세섬유구조의 형태로 존재하 고 기계적 성질도 크게 향상되는 결과를 보였다. 이는 블렌드내의 신장유동이 분산상의 섬 유구조형상에 결정적 역할을 하기 때문이라 판단된다.

• 대한소아치과학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.247-252
• /
• 2013

치면열구전색은 생물막의 축적을 물리적으로 막아주며 박테리아에 의해 형성되는 산물질에 화학적 장벽 역할을 한다. 1999년 S-PRG(Surface reaction-type pre-reacted glass ionomer) 필러기술이 개발되었는데 S-PRG 필러는 수분 존재 하에서 스스로 분해되지 않으면서, 지속적으로 불소유리가 가능하다. 이에 저자는S-PRG 필러를 포함하는 치면열구전색제의 미세누출 및 인접 법랑질에 대한 항우식 효과를 기존의 유동성레진 치면열구전색제와 비교해 보고자 한다. 건전한 소구치, 대구치를 실험대상으로 사용하였다. S-PRG 필러를 함유해 불소를 유리하는 치면열구전색제 Beautisealant$^{(R)}$(Shofu, Japan)를 실험군으로, 유동성레진 치면열구전색제 Concise$^{(R)}$(3M ESPE, USA)를 대조군으로 선정하였다. 미세누출실험을 위해 실란트 변연 1 mm를 제외한 나머지 치아에 손톱광택제를 2회 도포 후 2% 메틸렌블루 용액에 24시간 동안 보관 후 수세하였다. 항우식효과의 평가는 인공우식용액에 9일간 보관 후 수세 후 시행하였다. 수세한 시편들은 투명레진에 매립 후 현미경 관찰을 위해 절단하였다. 통계분석은 미세노출의 정도는 Chisquare test를, 측정된 우식의 깊이는 Mann-Whitney test를 이용해 두 군 간의 유의성을 검증하였다. S-PRG 치면열구전색제와 유동성레진 치면열구전색제의 미세누출 차이는 관찰되지 않았지만, S-PRG 치면열구전색제는 유동성레진 치면열구전색제 보다 더 높은 항우식효과를 보이는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제25권9호
• /
• pp.1219-1226
• /
• 2001

Pressure drops were measured for the flow boiling process within horizontal rectangular channels. The gap between the upper and the lower plates of each channel ranges from 0.4 to 2mm while the channel width being fixed to 20mm. Refrigerant 113 was used as the test fluid. The mass flux ranges from 50 to 200kg/㎡s and the channel walls were uniformly heated up to 15kW/㎡. The quality range covers from 0.15 to 0.75. The present experimental conditions coincide with the operating conditions of compact heat exchangers in which the liquid and gas flows are laminar and turbulent. The measured results were well represented by the two-phase frictional multiplier of Lee (2001) which has been developed for air-water two-phase flows within the deviation of $\pm$20%.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권1호
• /
• pp.61-66
• /
• 2010

최근 본 연구그룹은 국소적인 종횡비 증가를 기반으로 수평 분리벽 없이 검체의 3 차원 집속을 구현하는 3 차원 유체역학 집속 미세유체 장치(3D-HFMD)를 제안한 바 있다. 본 논문에서는, 다양한 형상 및 유동 조건에 따른 3D-HFMD 의 3 차원 유체역학 집속 거동 영향에 대한 연구를 수행하였다. 이에 3 차원 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 통해, 형상 및 유동 조건 변화에 대한 기존의 미세유체 장치와 본 연구 그룹이 제안한 3D-HFMD의 3 차원 유체역학 집속의 매개변수 연구를 수행하였다. 수행된 CFD 시뮬레이션 결과를 바탕으로 3 차원 집속을 위한 채널 형상 디자인 및 유동 조건을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권7호
• /
• pp.671-677
• /
• 2010

본 연구에서는 직경이 수백 nm로부터 수 ${\mu}m$에 이르는 균일한 크기의 액적을 생성하는 마이크로 플루이딕 플랫폼이 설계되었다. 미세한 액적을 생성하기 위하여 T-정션과 유동집속 장치가 마이크로�a푸이딕 채널로 통합되었다. 상대적으로 큰 수성 액적들이 상류의 T-정션에서 생성되어 유동집속 장치로 이송되는데, 여기에서 각각의 액적은 압력과 점성응력의 작용에 의하여 목표로 하는 크기로 잘게 쪼개진다. 이러한 구성은 내부 유체의 매우 느린 유량과 유동집속 영역에서 내부 및 외부 유체 사이의 높은 유량비를 가능하게 한다. 본 마이크로플루이딕 장치는 약 $1\;{\mu}m$ 크기의 직경을 가지는 액적들을 3%보다 작은 표준 편차로 생성할 수 있음이 제시되었다.