• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.198-205
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• 2019

야자계 입상활성탄에 대한 Brilliant Green의 흡착 평형과 동역학 및 열역학 파라미터들을 다양한 초기농도($300{\sim}500mg\;L^{-1}$), 접촉시간(1 ~ 12 h) 및 흡착온도(303 ~ 323 K)를 변수로 하여 회분식 실험을 통하여 연구하였다. 흡착평형 값들은 Langmuir, Freundlich, Temkin, Harkins-Jura 및 Elovich 식으로 해석하였다. 그 결과는 Langmuir 식에 가장 잘 맞았으며, 평가된 Langmuir 무차원 분리계수 값($R_L=0.018{\sim}0.040$)과 Freundlich 상수값(1/n = 0.176 ~ 0.206)은 활성탄에 의한 Brilliant Green의 흡착이 효과적인 공정임을 보여주었다. Temkin 식에 의해 평가된 흡착열 관련상수($B=12.43{\sim}17.15J\;mol^{-1}$)는 물리흡착에 해당하였다. Harkins-Jura 식에 의한 등온선 매개변수($A_{HJ}$)는 온도가 증가할수록 이종 기공 분포도 증가함을 나타내었고, Elovich 식에 의한 최대흡착용량은 실험값보다 매우 적은 것으로 나타났다. 흡착공정은 유사이차반응속도식에 더 잘 맞았으며, 흡착과정은 입자내 확산이 율속단계였다. 입자내 확산속도 상수는 초기 농도가 커질수록 염료의 운동이 활발해졌기 때문에 증가하였다. 그리고 초기농도가 커질수록 경계층의 영향이 커졌다. Gibbs 자유에너지($-3.46{\sim}-11.35kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피($18.63kJ\;mol^{-1}$) 및 활성화에너지($26.28kJ\;mol^{-1}$)는 흡착공정이 자발적이고, 흡열 및 물리흡착임을 나타냈다.

• 동양고전연구
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• 제33호
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• pp.7-29
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• 2008

장현광(張顯光)은 조선시대 자연학자 가운데 대표적인 인물 가운데 한 사람이다. 이 글은 그의 우주론 속에 함축된 상수학적 요소의 의의와 한계를 검토하는 데 목표를 둔다. 역학에서 상과 수는 만물의 분별과 그 상호관계, 그리고 그것들의 시간적 질서를 표현하는 개념 도구이다. 그것들은 음양을 결합함으로써 내부 운동인을 확보하고, 우주 만물에 대한 상수학적 해석과 설명의 틀을 구성하였다. 상수학적 우주론의 핵심적인 주장은 우주가 시 공간적으로 유한하며, 그것과 반대로 리(태극)는 무한하다고 하는 것이다. 리가 시 공간적 무한하다는 것은 도덕원리가 절대적이고 항상적임을 의미한다. 이를 통해 장현광은 자신의 우주론이 주자학의 도덕형이상학과 순조롭게 결합될 수 있도록 하였다. 장현광은 역서(易書)를 자연 이해의 준거 또는 범형(範形)으로 강조하는 경향을 보였다. 이는 불완전하나마 소옹에게서 나타났던 법칙 객관주의를 질곡하고, 그의 법칙 개념으로 하여금 경험이나 지식의 확장과 더불어 스스로를 갱신해 가기 어렵게 만들었다. 이러한 이론적 한계에도 불구하고 그의 상수학적 우주론은 당시 성리학의 자연학적 근거를 마련했다는 점에서 긍정적으로 평가할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.186.2-186.2
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• 2014

최근 친환경 에너지에 대한 관심이 증폭되면서 리튬이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 음극(anode) 물질의 경우 기존의 흑연(graphite)보다 이론적 용량이 약 10배 이상 높은 실리콘(Silicon)에 대한 관심이 매우 높다. 하지만 Si의 경우 리튬 충전거동 시 400% 이상의 부피팽창으로 몇 번의 충전/방전 싸이클(cycle)에 전극이 파괴되는 문제점을 지니고 있다. 이를 극복하기 위해 Si 나노선이 고려되고 있다. 우수한 전극특성을 갖는 Si 소재를 개발하기 위해서는 원자단위에서 Si 나노선의 리튬 충전 메커니즘을 살펴보는 것이 매우 중요하다. 하지만 기존의 시뮬레이션 기법으로는 Si 나노선의 볼륨팽창에 관한 메커니즘과 리튬 충전과정에서의 상변화(결정질에서 비정질) 과정을 설명하기는 기술적으로 매우 힘들다. 고전적인 분자동역학 방법의 경우 실제 나노스케일을 고려할 수 있지만, empirical potential로는 원자들간의 화학반응을 제대로 묘사할 수 없다. 한편 양자역학에 기반을 둔 제일원리방법의 경우 계산의 복잡성으로 현재의 컴퓨터 환경에서는 나노스케일에서 원자들의 동역학적인 거동을 연구하기 매우 힘들다. 우리는 이러한 문제를 해결하기 위해 실제 나노스케일에서 원자간 화학반응을 예측할 수 있는 Si-Li 시스템의 Reactive force field를 개발하였고, 분자동역학 계산방법을 이용하여 Si 나노선의 Li 충전 메커니즘을 규명하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.68-75
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• 2008

화재시뮬레이션용 소프트웨어인 FDS (Fire Dynamics Simulator)의 수직벽 화재 시뮬레이션에 있어서의 문제점을 파악하기 위해, 수직벽 프로필렌 화재에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 성능기반설계 등에 널리 사용되고 있는 이 전산유체역학 모델에 포함되어있는 주요 매개변수의 기본값을 사용한 경우, 수직벽 화재에서는 정확도가 매우 낮음을 확인하였다. 프로필렌 연소율 $10.08g/m^2$-s과 $29.29g/m^2$-s에 대한 주요 매개변수의 조사를 수행한 결과, 스마고린스키 상수(Smagorinsky constant)가 기본값인 0.2에서 수직벽에 형성된 경계층이 층류로 예측되었다. 스마고린스키 상수가 0.1일 때 온도분포가 실험과 비교적 잘 일치하였으나 벽면에서의 열유속에는 큰 오차가 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.134-134
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• 2011

3차원 난류 부력젵의 혼합을 큰 와 모의(large-eddy simulation) 기법을 이용하여 수치모의 한다. 개발된 수치모형은 3차원 열동수역학 모형을 이용하여 부력젵의 퍼짐, 자기 보존 그리고 주변류의 연행 등을 포함하는 난류젵의 동적 특성을 분석할 수 있다. 수치해석에서 하부격자규모 (subgrid scale, SGS) 난류 응력은 부력항을 수정한 Smagorinsky 모형을 이용한다. 여과된 엔탈피 수송방정식에서 하부격자규모의 스칼라 플럭스는 상수의 SGS Prandtl 수를 가지는 단순 경사수송 가설에 근거하여 모의한다. 계산된 결과를 실험결과와 비교하며, 결과는 양호하게 일치함을 보여준다. 계산결과에 따르면 부력항의 수정이나 SGS 난류 Prandtl 수는 결과에 큰 영향을 미치지 않지만 SGS 모형 상수인 Cs 값은 부력젵 확산 예측에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제29권4호
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• pp.209-220
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• 2016

점토광물은 대기부터 지하수에 이르는 크리티컬존(critical zone) 영역에서 금속과 탄소 순환을 결정짓는 역할을 한다. 계산광물학 연구방법 중에 하나인 분자동역학(molecular dynamics) 시뮬레이션은 지구물질을 원자단위로 계산하기 때문에, 점토광물의 물리화학적 현상들에 대해 원자수준의 자세한 정보를 제공할 수 있다. 이번 연구에서는 clayFF 힘 장(force field)을 사용한 분자동역학 시뮬레이션을 이팔면체 점토광물인 깁사이트(gibbsite, $Al(OH)_3$), 카올리나이트(kaolinite, $Al_2Si_2O_5(OH)_4$), 파이로필라이트(pyrophyllite, $Al_2Si_4O_{10}(OH)_2$)에 적용하여 300 K, 1기압조건에서 각 광물이 가지는 격자상수와 원자간 거리를 계산하고 실험결과와 비교하였다. 더불어 수산기의 방향성 및 수소결합의 양상 그리고 파워스펙트럼(power spectrum)을 추가적으로 계산하였다. 계산 결과, 격자상수는 기존의 실험결과와 약 0.1~3.7% 미만의 오차율을 보였으며, 원자간 거리는 실험결과와 약 5% 미만의 차이를 가졌다. 깁사이트나 카올리나이트의 팔면체층 표면에 존재하는 수산기가 가지는 신축진동파수(stretching vibrational wavenumber)는 실험값 보다 약 $200-300cm^{-1}$ 높게 계산되었지만, 팔면체층 표면에 존재하는 수산기들의 상대적 크기의 경향은 기존 실험 결과와 일치하였다. 팔면체층 표면의 수산기가 (001)면과 이루는 각도도 기존 실험결과와 상당부분 일치한 반면에 내부 수산기의 경우는 다소 차이를 보였다. ClayFF를 사용한 분자동역학 시뮬레이션 연구 방법은 이팔면체 점토광물 표면 내(층간) 금속이온 흡착에 대한 수산기의 역할을 규명하는데 유용한 연구방법이 될 수 있음을 시사한다.

• 지질공학
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• 제15권3호
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• pp.337-348
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• 2005

포천 지역에 분포하는 쥬라기 화강암을 대상으로 미세균열 분포특성이 화강암의 역학적 성질에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 3종의 방향성 시편을 대상으로 일축압축시험이 실시되었으며, 각 시편은R(riftplane), G(grain plane) 및 H(hardway plane) 축에 각각 직각이다. 다양한 탄성 상수 중, 3 방향에 따른 포아송비의 변화가 검토되었다 파괴 강도 비-포아송비의 관계도에서 포아송비의 범위는 H-시편에서 가장 높은 분포양상을 보이며 G-시편, R-시편의 순으로 감소한다. 분포곡선은 $I\simIII$ 단계에서는 거의 선형이며, IV-3 단계에서는 기울기의 급격한 증가를 보인다. 관계도에서 보는바와 같이 파괴강도비 $0.92\sim0.96$에서 변곡점이 형성된다. IV-3단계는 탄성 영역의 밖에 속한다. 4단계의 파괴단계에서의 거동은 응력-체적변형율 곡선에서 분석되었다 암석의 거동을 지배하는 응력증분-체적변형율 방정식에서 특징적인 재료상수인 a, n, Q, m 및 $\varepsilon_v^{mcf}$가 결정되었다. 이들 상수중에서 미세균열의 폐합영역( I 단계)에서 고유의 미세균열의 공극률$(a, 10^{-3})$ 그리고 압축지수(n)는 각각 $a^R(3.82)>a^G(3.38)>a^H(2.32)$ 그리고 $n^R(3.69)>n^G(2.79)>n^H(1.99)4의 순서로 나타난다. 특히 IV 단계의 미세균열의 임계체적변형율($\varepsilon_v^{mcf}$)은 3번 면에 수직인 H-시편에서 가장높게 나타난다. 이러한 결과에서 포아송비 및 재료상수와 같은 역학적 성질은 2 조의 미세균열과 밀접한 관계를 보이고있다. 강도 이방성과 미세균열의 방향성과의 상관성은 암석의 파괴 연구에 주요하게 적용될 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.600-604
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• 2001

The relation between the aerodynamic diameter and some morphological parameters was studied for flame-generated aggregates. $SiO_{2}$ aggregates were generated from $SiCl_{4}$ in premixed methane/air flames. These aggregates were sampled and classified according to their aerodynamic diameter by a cascade impactor; moreover, computer program was developed and tested to find the equivalent area diameter and the fractal dimension of the aggregates. We calculated the parameters from the digitized images of the aggregate TEM micrographs. The aerodynamic diameters of the sampled aggregates were larger than $0.4{\mu}m$ in this experiment. In most cases, fractal dimension of their projection image was very close to 2.0 for these large aggregates. It was found that the equivalent area diameter of these aggregates was approximately three times larger than the Stokes' diameter of them.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.52-59
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• 2012

뼈는 미네랄과 콜라겐으로 이루어진 복합 재료이고 횡방성 대칭의 역학적인 성질을 갖는다. 뼈의 유효 탄성 상수를 찾기 위해서는 복합재료역학에서 경계조건을 사용하여 그 값을 예측하고 있다. 그 방법들 중 하나인 보이트-로이스 경계조건은 근사값을 이용해서 유효 탄성 계수를 추정하는 방법이다. 기존의 방법은 고유값의 경계조건에 관한 경계조건을 보이지만, 이번 연구에서 우리는 수학적으로 이 경계조건이 각각의 탄성계수에 관해서 성립함을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.5-5
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• 1997

고체추진제에 대한 비선형 점탄성 구성모델이 제시되었다 추진제 손상의 원인으로서 바인더와 AP 충전제사이의 접착분리를 고려하였으며, 점탄성 드웨팅판별식이 개발되었다. 손상에 의한 추진제의 연화는 모듈러스 저하로서 취급되었으며, 모듈러스저하 계산시에 드웨팅에 의하여 야기된 미소진공구의 모듈러스는 유한 상수로서 간주되었다. 바인더와 AP 충전제사이의 접착에너지는 180$^{\circ}$ 접착박리시험으로 측정하였다. 반복하중시의 비선형성은 전단변형률 불변량의 함수로서 고려되었다. 이 구성모델은 여러 하중조건에 대한 시편실험과 비교되어 잘 일치하였으며, 복잡한 미시구조학적 역학기구 없이 간단하게 고체 추진제의 거동을 예측할 수 있게 한다.