• 한국가시화정보학회지
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• 제10권2호
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• pp.14-19
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• 2012

An optical fiber probe system for measuring the local void fraction in the air-water two-phase flow was developed with a 1550 nm light source. Air was injected through a nozzle placed in the center of the bottom wall of a water-filled cylindrical tank. The optical fiber probe having a diameter of $125{\mu}m$ was sufficiently thin to resolve the air-water interface of the bubbly flows. To verify the performance of the optical fiber probe, the synchronized high speed visualization study using a high speed camera was carried out. Comparison between the optical signals and the instantaneous bubble diffraction images confirms that the optical fiber probe is very accurate to measure the void fraction in two-phase flows. The estimated bubble diameter and the rising velocity by the optical fiber probe have 1% and 5% of accuracy, respectively.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.712-716
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• 2003

In the present study, the gas injection system based on air-water model was designed to investigate the behavior characteristics of bubbles injected into a ladle. The parameters such as gas volume fraction and bubble rise velocity were exprementally measured in a gas-liquid flow region. To measure gas volume fraction, an electo-conductivity probe was used and bubble rise velocity was obtained by a high speed CCD camera. Gas volume fraction was symmetric to the axis of nozzle secured on the bottom of a ladle. The bubble rise velocity was calculated for two different experimental conditions. That is, gas flow conditions were following two case: 1) Q = $0.63{\times}10^{-4}$ $m^{3}/s$, 2) $1.26{\times}10^{-4}$ $m^{3}/s$. As a gas injected into the liquid ladle, the liquid-phase region is circulated by bubbles' behavior. The bubble rise velocity was influenced of the circulation flow of liquid phase. As a result, the bubble rise velocity was appeared higher middle region of ladle than near the nozzle.

• 한국가시화정보학회지
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• 제2권1호
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• pp.39-45
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• 2004

A time-resolved two-phase PIV system using a single camera has been developed, which introduces a method of image separation into respective phase images, and is applied to freely rising single bubble. Gas bubble, tracer particle and background have different gray intensity ranges on the same image frame when reflection and dispersion in the phase interface are intrinsically eliminated by optical filters and fluorescent particles. Further, the signals of the two phases do not interfere with each other. Gas phase velocities are obtained from the separated bubble image by applying the two-frame PTV. On the other hand, liquid phase velocities are obtained from the tracer particle image by applying the cross-correlation algorithm. As a result, the bubble rises rectilinearly just after it is released from an injector and then has a zigzag motion in the far field. From the trajectory of the bubble, it is found that the period of the zigzag motion is closely related to the vortex shedding although the wavelength of it varies along its movement.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.317-317
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• 2023

수자원의 확보와 어류 서식 환경보전이라는 두 가지 측면은 수자원 이용이라는 목적하에 합의되기 어려운 문제를 가지고 있다. 점차적으로 수자원이 고갈되는 현시점에 효율적 물관리를 위해 최근에는 단절된 하천을 연결하기 위한 기술들이 개발되고 있으며, 이중 안정적인 물공급 시스템을 구축하기 위한 수중터널이 그러한 기술 중 하나이다. 수자원의 확보 측면에서는 의미가 있는 방법일 수 있으나 물리적으로 동떨어져 있던 서로 다른 환경을 연결하는 문제로 인한 부작용이 발생하는데 이중 외래어종 유입으로 인한 수중생물의 환경변화가 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 어류의 이동을 차단하는 기술 또한 개발되고 있으며 그물망, 버블스크린, 빛, 소리를 이용한 다양한 방법을 통해 어류의 접근을 방지하고자 노력하고 있다. 본 연구에서는 이러한 차단시설 중 기포를 이용한 버블스크린과 관련하여 효율성을 높이기 위한 방법을 모색하고자 실제 버블의 상승속도에 영향을 미치는 여러 가지 불확실성 인자들에 대한 상관성과 인과관계를 검토하고자 하였다. 이를 위해서 외부적 원인에 대한 오차요소를 확인하고 결과값에 영향을 미치는 여러 가지 변수에 대하여 검토하고자 하는 실험연구를 수행하였다. 버블실험을 위한 수로는 길이 15m, 폭 1.5m 의 제원을 가지는 직선수로에서 수행하였으며, 버블 발생을 위한 튜브는 PVC 재질이며, 5cm 간격으로 1mm 직경을 갖는 파이프를 제작하여 활용하였다. 실험의 분석은 이미지를 이용한 방법을 사용하였으며 분석위치 및 버블사이즈 그리고 해석격자 크기에 대한 상관분석 및 회귀분석을 통해 각각 인자들과의 관계를 규명하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.209-213
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• 2016

경유자동차의 질소산화물을 저감하기위한 원심유동층장치를 개발하기 위해, 가스분산판 내경 184mm, 폭 50mm의 원심유동층장치에서 평균입자직경 $26{\mu}m$, $32{\mu}m$의 Cu-ZSM-5 제오라이트 촉매를 유동입자로 사용하여 원심유동층의 유동특성을 조사한 결과, 원심유동층내의 기포직경은 거의 0.3~3.0mm의 작은 범위이며, 기포의 상승속도는 기포직경 및 가스속도와 상관없이 0.0~0.4m/s 정도이다. 또한 원심유동층에서 사용가능한 평균입자 직경은 $60{\mu}m$이며, 층내에서 기체와 고체의 접촉은 양호한 것으로 조사되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.57.1-57.1
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• 2012

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나 강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에 있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 반면에 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이 다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽 등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질 구조에 관한 연구가 활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한 응용이 전개되고 있다. 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스 금속의 제조 원리는 용융금속의 높은 가스용해도와 고체금속의 낮은 가스고용도의 차이를 이용하여 응고할 때 고용되지 않는 가스원자가 기포를 형성시키는 것이다. 수소용해도는 모든 금속에 있어서 온도상승에 따라 증가하지만 융점에 있어서 용해도의 불연속적 증가를 나타내며 응고할 때 고액계면에서 다량의 가스를 방출하고 기공 생성을 야기한다. 특히, 고 액상에 있어서 수소용해도 차가 큰 마그네슘, 니켈, 철, 동 등은 기포를 생성하기 쉽다. 또한 기공의 배열구조를 제어하기 위해 일방향응고법를 이용하여 기공에 방향성을 부여한다. 외관상 기공구조가 연근뿌리를 닮은 것으로 부터 로터스 금속이라는 명칭이 널리 알려져 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 로터스 금속은 기공 방향, 기공크기, 기공률을 자유롭게 제어할 수 있고 우수한 기계적 성질이 기존의 발포금속, 소결금속과 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 이러한 기공구조는 용해온도, 응고속도, 분위기 가스압, 불활성가스와의 혼합체적비 등의 제어를 통해서 조절할 수 있다. 이와 같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용을 기대한다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제47권6호
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• pp.1033-1040
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• 2005

본 연구는 분리한 ovotransferrin의 식품소재로서의 단백질 특성과 병원성 미생물에 대한 항균능력을 측정하기 위해 실시하였다. 분리한 ovotransferrin의 수분 흡착력을 pH 3, 7, 11의 조건에서 살펴보았을 때 중성조건에서 다소 증가하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 없었다. 기포의 생성과 안정성은 산성조건인 pH 3에서 기포가 가장 적은 양이 발생되었고 시간이 지남에 따라 급속하게 사라지는 경향을 보였으며 중성조건인 pH 7에서는 기포의 감소의 폭이 적어 안정하게 유지됨을 보였다. 온도가 ovotransferrin의 기포의 발생과 안정성에 미치는 영향은 60℃에서 기포의 발생이 가장 높았으나 처리온도가 90℃ 이상이 되면 현저하게 감소하는 것으로 나타났다. Ovotransferrin의 항균 및 항 곰팡이 효과를 측정해 본 결과 농도에 따른 유의적인 저해효과는 없었으나 다만 25mg/ml의 농도로 처리하였을 때 E. coli, S. typhi, P. aerug와 Candida albican에서만 약한 저해 효과를 나타내었다. Albumin과 lysozyme을 ovotransferrin과 혼합사용이 항균 및 항 곰팡이 효과에 영향하는지를 알아본 결과 albumin과 ovotransferrin을 혼합사용 하였을 때 25mg/ml의 농도에서만 S. typhi와 candida albicans의 억제(++) 효과를 보였고 lysozyme과 ovotransferrin의 혼합사용은 12.5mg/ml의 농도에서만 S. typhi에서 약한 저해(+) 효과를 나타냈으며 candida albican에 대해서는 ++정도의 억제효과를 나타내었다. Ovotrnasferrin 자체의 항균 효과는 25mg/ml의 농도에서만 약한 저해효과를 보였으며 ovotransferrin의 항균 및 항 곰팡이 활성을 상승시키기 위한 lysozyme과 albumin의 역할은 그리 크지 않은 것으로 판단되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-6
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• 1998

수직 관형 반응기(기포탑)에서 담수성 미세조류인 Chlorella HA-1의 $CO_2$고정화 특성을 조사하였다. Chlorella HA-1의 배양액은 균체 자체에 의한 음영효과(self-shading effect)로 균체의 농도가 증가하면 빛의 투과 깊이는 급격하게 감소하는 것으로 밝혀졌다. 기포탑 반응기에서의 균체 생산성은 반응기의 직경에 반비례하여 가장 작은 직경 2 cm 반응기에서 균체 생산성과 $CO_2$고정화 속도가 각각 1.097 g/1와 1048 g CO$_2/\m^2$-day로 가장 높았다. 그러나 직경 2 cm 반응기의 경우 photoinhibition현상이 나타났으며 그 결과 최종 균체 농도는 직경 3.5cm반응기의 7.84g/l에 비해 30%낮은 5.65g/l이었다. 기포탑 반응기의 직경이 2 cm이상이면 $CO_2$ 고정화 속도가 급격하게 떨어지는 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 $CO_2$ 고정화 속도의 감소는 광합성에 필요한 빛이 반응기 내부로 충분히 전달되지 않아 대부분의 미세조류가 $CO_2$ 고정화에 빛을 효율적으로 활용할 수 없었기 때문으로 생각된다. 기포탑 반응기에 공급하는 $CO_2$가스 유량을 증가시키면 미세조류의 생산성이 높아졌으며 반응기의 직경이 커질수록 생산성의 상승 효과는 뚜렷하였다. 이와 같은 균체의 생산성 향상은 균체가 명-암영역으로 활발하게 이동하여 빛의 활용 효율을 높일 수 있었기 때문으로 생각된다. 따라서 반응기내 미세조류가 명-암 영역으로 활발하게 이동하도록 하는 장치 또는 운전기술의 적용이 필요함을 보여준다.

• 한국유기농업학회지
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• 제20권4호
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• pp.703-713
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• 2012

가축 분뇨 액비화 시설의 폭기효과 개선과 악취발산 감소효과를 동시에 달성하기 위한 목적으로 폭기방법이 돈분뇨 슬러리 액비 주요 부숙요인인 액비조내 슬러리의 혼합효율, 질소와 SS 그리고 냄새 발생정도에 미치는 영향을 분석하였다. 파일롯 시험조를 대상으로 한 폭기방법의 차이에 따른 혼합효과를 분석한 결과, 배관 내 혼합형 시험조의 교반 및 혼합효과가 더 높았다. 폭기방법별 처리효과 시험결과, 질소와 SS 모두 폭기가 진행됨에 따라 바닥층에서의 농도는 감소하고 반응조 상층부에서의 농도는 증가하는 경향을 보였다. 액비제조용 돈분뇨 슬러리 내에 녹아들어 간 용존산소 변화정도를 조사한 결과, 배관 내공기 혼합방식에 의한 용존산소농도가 더 높게 조사됨으로써 더 높은 산소전달 효율을 가지는 것으로 분석되었다. 바닥 고정식 공기공급 방식(A)과 배관 내 산소 혼합방식(B)에 의한 용존산소 농도는 큰 차이를 보였다. 반응조 A에서는 폭기 개시시 4.3mg/L 수준이었던 용존산소 농도가 30 분간 폭기한 후에 분석한 결과 7.0mg/L로 상승하였다. 반면에 반응조 B에서는 폭기 개시시 5.0mg/L 수준이던 용존산소 농도가 반응조 A와 동일한 폭기시간이 지난 후에 14.5mg/L로 상승함으로써 더 높은 산소전달 효율을 가지는 것으로 분석되었다. 현수식 폭기방법에 따른 용존산소 변화 정도는 바닥 고정식 공기공급 방식에서와 유사한 결과를 나타냈다. 슬러리 내부에서의 기포형성 정도를 비교하였을 때 배관 내 혼합형 방식에서 기포의 형성이나 상승 정도가 바닥 고정식 공기공급 방식에서보다 상대적으로 더 적었다.

• Elastomers and Composites
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• 제43권2호
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• pp.88-103
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• 2008

본 연구는 친수성 폴리비닐실록산 치과용 고무인상재를 개발하기 위해 계면활성제의 종류와 함량 및 필러의 배합비를 다르게 하면서 첨가시켜 물성에 미치는 영향을 연구하였다. 계면활성제를 첨가함으로써 친수성이 향상되었으나 점도와 영구변형률을 증가시키고 경화시간을 지연시켰으며 강도를 감소시켰다. 일정이상의 함량에서는 내부에 기포발생과 심한 강도감소를 초래하였다. 특히 Silwet L-77의 첨가는 점도, 압축시 변형률, 기포발생, 경화시간의 증가와 탄성회복률 및 강도의 감소가 두드러졌으나 함량증가에 따른 친수성 향상은 가장 우수하였다. 함량증가에 따른 점도상승, 경화지연, 기포발생 및 친수성은 Span 20을 첨가한 군이 가장 낮았다. 실리카 필러의 20%를 규조토로 대체함으로써 수분접촉각은 증가하였으나 계면활성제 첨가로 인한 경화지연, 기포발생, 강도저하의 문제를 크게 개선할 수 있었다.