• 한국추진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.74-86
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• 2018

본 연구에서는 수소발생기에 대한 일차원 모델링을 수행하였다. 본 연구에서 고려하고 있는 수소발생기에서 알칼리용액은 위로부터 건조한 알루미늄 파우더로 공급되며, 알칼리용액이 아래방향으로 진행함에 따라 알루미늄과 반응하여 수소가 발생한다. 수소기체와 알칼리용액에 대한 화학종보존방정식과 기체-액체-고체 혼합물에 대한 에너지보존방정식을 고려하였으며, 기체의 상승속도와 액체의 하강속도는 이론적인 접근법을 이용하여 고려하였다. 개발된 프로그램은 수소발생량 및 수소포집기압력과 비교하여 검증한다. 또한, 개발된 프로그램은 농도, 부피분율, 온도 등 반응대의 내부 물성변화를 성공적으로 예측하였으며, 이는 혁신적인 수소발생기의 설계에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• 제19권2호
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• pp.28-34
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• 2006

고온자전합성법과 스파크 플라즈마 소결법으로 여러 가지 $TiB_2$ 함유량을 갖는 $Cu-TiB_2$ 금속복합재료를 제조하였다. 점용접 전극과 미끄럼 접촉재로 사용하기 위해 인장특성, 경도, 마모저항 등의 물성치를 조사하였다. 강화재의 형상, 크기, 부피분율 등에 의해 복합재료의 특성이 달라지므로 유효물성치를 예측하기 위한 모델링이 필수적이다. 유한요소해석결과 유효탄성 계수가 실험치와 일치하는 것을 확인하였고 Eshelby 모델, Mori-Tanaka의 평균장 이론이 결합된 Eshelby 모델, 혼합법칙 등으로 복합재료의 탄성계수를 예측한 결과 Mori-Tanaka의 평균장 이론이 결합된 Eshelby 모델이 실험치를 사장 잘 묘사하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.149-149
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• 2020

하천에서 물 흐름이 보와 댐과 같은 수공구조물을 지날 때 일반적으로 흐름상태에 다양하고 급진적인 변화가 발생한다. 특히 흐름이 구조물을 지나면서 사류(supercritical flow)로 변하고 다시 상류(subcritical flow)로 복원되면서 일어나는 도수(hydraulic jump) 현상은 수위의 급변화, 흐름 에너지 소산, 변동성이 강한 압력 분포 등이 특징이다. 이러한 흐름 특성들은 보나 여수로와 같은 수공구조물 자체의 성능뿐만 아니라 이들 수공구조물의 하류에서 발생하는 국부세굴로 인해 구조물의 안정성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 수공구조물을 설계할 때는 이들 구조물을 통과하는 흐름의 비정상 난류 흐름 특성을 정확하게 해석하여 반영하여야 한다. 이 연구에서는 k-omega SST 난류 모형과 자유수면의 급격한 변동을 해석하기 위한 하이브리드-VOF(hybrid volume of fluid)기법을 이용하여 도수현상을 수치적으로 재현하고자 한다. 기존 CFD(computational fluid Dynamics) 모델링에서는 자유수면 변동의 영향을 고려하기 위해 VOF 기법을 많이 사용하였다. 하지면 전통적인 VOF 기법은 다상흐름(multiphase flow)을 오직 부피분율(volume fraction)의 함수로만 고려하며 모의함으로써 강한 수면변동뿐만 아니라 공기연행(air entrainment)를 동반하는 난류 흐름을 모의하는데는 한계가 있다. 이 연구에서 이용하는 Eulerian 기법인 하이브리드 VOF 기법은 물과 공기의 각 상에 대하여 흐름 특성들을 개별적으로 계산하기 때문에 공기연행을 포함한 급변류 흐름에서 전통적인 VOF 기법보다 적용성이 우수하다. 이와 같은 난류모형과 자유수면 포착기법을 이용하여 3차원 비정상 난류 흐름 수치모형을 구축하여 수공구조물 주변에서 발생하는 강한 공기연행과 난류 특성를 보이는 급변류를 수치적으로 재현한다. 이 연구는 계산된 수치해석 결과를 기존 수리실험 결과와 비교하여 수치모형의 적용성을 평가하고 도수 현상에서 발생하는 독특한 흐름 특성을 제시한다.

• 멤브레인
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• 제22권5호
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• pp.359-368
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• 2012

탄소 한외여과막 및 광촉매 혼성 수처리를 위해 관형 여과막 외부와 원통형 막 모듈 내부 사이 공간에 광촉매를 충전하였다. 광촉매는 PP (polypropylene) 구에 이산화티타늄 분말을 플라즈마 화학증착 공정으로 코팅한 것이다. 휴믹산과 카올린 모사용액을 대상으로 막오염을 최소화하기 위해 10분 주기로 10초 동안 물 역세척을 시행하였다. 기존 결과와 동일하게 휴믹산을 10 mg/L부터 2 mg/L로 변화시킴에 따라, 막오염에 의한 저항($R_f$)이 감소하여 2 mg/L에서 최대 총여과부피 ($V_T$)를 얻었다. 탁도와 휴믹산의 처리효율은 각각 98.9%와 88.7% 이상이었다. UF 및 UF + $TiO_2$, UF + $TiO_2$ + UV 공정의 처리 분율 결과, 광촉매 흡착과 광산화에 의해 탁도는 거의 처리되지 않았으나, 광촉매 흡착 및 광산화에 의한 휴믹산 처리 분율은 각각 2.5%, 12.3%이었다. 기존 결과와 비교하면, 분리막의 재질과 기공의 크기에 따라 광촉매 흡착과 광산화에 의한 휴믹산의 처리 분율이 다르게 나타났다. 공정이 단순화될수록 180분 운전 후 막오염 저항($R_{f,180}$)은 증가하였고, 최종 투과선속($J_{180}$)은 소폭 감소하였다.

• 청정기술
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• 제12권1호
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• pp.45-51
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• 2006

콜로이드 액상 에이프런(CLA)은 무극성 탄화수소나 알콜, 아민등을 용매로 사용하여 만들 수 있다. 본 실험에서 수행한 CLA의 제조 및 안정성 실험은 수용성 계면활성제와 지용성 계면활성제를 이용하였다. 본 연구에서는 CLA를 제조할 때 사용되는 두 가지 계면활성제의 비율과 추출제의 농도에 따른 콜로이드 액상 에이프런의 안정성을 살펴보았다. 두 가지 계면활성제의 비율(PVR: phase volume ratio)이 변화함에 따라 콜로이드 액상 에이프런의 안정성에 영향을 주었다. 추출제의 농도가 증가할수록 CLA의 안정도는 감소하며, PVR의 값이 높아질수록 CLA의 안정도는 감소한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권2호
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• pp.90-100
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• 1994

초음파의 속도는 재료의 성질 연구에 폭넓게 사용되고 있다. 본 논문에서는 탄화규소(SiC)와 같은 구조용 세라믹스에서 기공으로 인한 밀도 변화를 미시역학 모델과 초음파의 속도 측정으로부터 결정할 수 있는 비파괴 평가법을 연구하였다. 기공의 특성은 재료의 탄성계수에 민감한 영향을 미치며, 따라서 제시한 미시역학 모델은 기공의 모양과 방향을 모두 고려할 수 있으며, 또한 기공 사이의 상호 작용을 반영하므로 기공량이 높은 경우에도 적용이 가능하다. 이론 밀도의 약 85-100% 밀도를 가진 SiC 시편들의 초음파 속도를 접촉식, 펄스겹침법(pulse overlap method)을 이용하여 측정하였으며, 속도-밀도 (또는 기공) 사이에 좋은 선형 관계가 있는 것으로 나타났다. 측정한 종파 또는 횡파 속도값과 모델로부터 기공의 부피 분율과 밀도를 계산하는 절차를 소개하였으며, 계산한 밀도값은 아르키메데스의 방법으로 측정한 값과 잘 일치하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.480-485
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• 2020

Onsager 이론으로 확장된 Maxwell-Wagner 분극 모델을 이용하여 전도성 입자로 제조된 전기유변(Electrorheological, ER) 액체의 전기유변 현상에 대한 전산 모사를 수행하였다. 확장된 Maxwell-Wagner 분극 모델을 이용한 전산 모사는 전도성 입자로 제조된 전기유변 액체의 특성인 비제곱 전기유변 현상(Δτ∝Eⁿ, n≈1.5)을 확인하였다. 전단 흐름에서 전단응력이 정상상태에 도달하는 시점은 전기장 하에서 생성된 사슬 모양 구조가 전단 흐름에 의해 깨짐과 재생성이 정상상태에 도달하는 지점으로 나타났다. 또한, 전단 속도의 증가에 따라 전단응력이 최솟값을 보이는 전도성 입자를 기반으로 한 전기유변 액체의 현상도 관찰하였으며, 이것은 입자의 사슬 모양 구조가 무작위 배열로 바뀌는 순간에 발생하는 것임을 관찰하였다. 입자의 부피 분율 ϕ가 증가에 따라 전단응력은 증가하다가 일정해지는 경향도 관찰하였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2003년도 하계학술연구발표회 및 한.일 공동심포지엄
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• pp.204-205
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• 2003

Nano 결정립 N $d_2$F $e_{l4}$B+F $e_3$B 복합상 자성 리본은 Extractive melt spinner의 wheel speed를 달리하여 제조하였다. 초기 조성은 N $d_4$F $e_{77.5}$ $B_{18.5}$이고, 이후 제조한 자성 리본의 자기특성은 VSM 및 AGM(Alternating gradient magnetometer)으로 측정하였다. wheel speed 1500rpm, $650^{\circ}C$에서 10분간 열처리한 자성 리본에서 $B_{r}$ = 11.73 kG, $_{i}$ $H_{c}$ = 3.082 kOe, (BH)$_{max}$ = 12.28 MGOe의 자기특성이 나타났다. 이러한 자기특성 원인 규명을 위해 $\delta$M plot과 뫼스바우어 분광학을 사용하였다. $\delta$M plot을 통해 exchange coupling은 초미세립 복합상의 잔류자속밀도에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한, 뫼스바우어 분광학을 통해 경자성상(N $d_2$F $e_{l4}$B)과 연자성상 F $e_3$B의 부피분율비가 7:3 정도일 때 가장 최적의 자기특성을 발현하였다. 이 경우에 초미세립 복합상의 상호작용력이 가장 크게 발현하는 것으로 판단된다.단된다..된다..된다..

• 한국화재소방학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.64-73
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• 2007

호흡기 내에서 유해물질의 체내흡수 및 방어특성은 영역별로 다르며 흡입연기의 장 단기 인체 유해성은 연기의 호흡기 내 침착위치 및 침착밀도와 밀접한 관계를 가지고 있다. 이 연구에서는 미소부피 위치 추적법을 이용한 입자침착율 계산 기법을 사용하여 휴식 및 가벼운 운동에 해당하는 호흡조건별로 또한 구강 및 비강 호흡별로 각 입자크기에 대하여 호흡기 각 영역별로 단위 면적당 침착분율 등 침착 특성을 구하였다. 이 결과는 연기에 흡착된 유해물질의 체내 흡수량 산정 등에 이용되어 연기의 인체 유해성 판정에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.119-122
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• 2011

분자동역학 전산모사를 통하여 에폭시에 다양한 반경의 구형 실리콘 카바이드를 삽입한 나노복합재를 모델링하고, 이들의 기계적 물성과 열적 물성 해석을 다양한 온도조건 하에서 수행하였다. 전산모사 결과 동일한 체적분율 하에서 나노복합재는 입자의 크기가 작아질수록 탄성계수와 전단계수가 상승하는 동시에 선팽창계수는 감소하는 입자의 크기효과를 보였다. 또한 온도 상승에 따른 기계적 물성의 하락이 잘 관찰되었다. 본 연구에서는 이러한 분자동역학 해석 결과를 바탕으로 다양한 온도조건 하에서의 입자의 크기효과를 고려한 멀티스케일 3상 모델을 제시하였다. 유리상 조건 범위에서 온도 변화에 따른 나노복합재 계면의 열응력텐서와 열변형률텐서의 정보를 통해 복합재 내에서 계면이 차지하는 부피비를 온도에 대한 함수로 고려하고, 이를 멀티스케일 모델에 반영함으로써 다양한 온도조건에 대한 나노복합재 열탄성 물성의 예측해를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 모델에서 계산된 3상 복합재의 물성은 분자동역학 전산모사의 결과에서 나타나는 나노입자의 크기효과를 잘 반영하였다.