• 유변학
• /
• 제10권4호
• /
• pp.185-194
• /
• 1998

수지이동 성형공정에서 섬유직조가 수지에 의해 함침될 때 발생하는 기공 또는 나쁜 젖음성은 최종 성형품의 물성 저하에 심각한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 함침공정에서의 수지 유동특성을 파악하고 기공 형성기구를 규명하기 위하여, 빔 형태의 금형을 대상으로 실리콘 오일과 평직형태의 유리섬유를 사용하여 미시적인 유동가시화 실험을 수행하였다. 시간과 압력에 따른 수지의 침투길이를 측정함으로써 섬유직조의 기공률에 따른 비정상상태의 투과계수와 모세관압을 측정하였고, 낮은 조업압력과 낮은 기공률에서는 모세관압이 함침공정에서 중요한 가공변수임을 확인할 수 있었다. 비디오 카메라를 이용하여 유동전단면의 이동을 근접 확대 촬영하여 기공이 형성되는 과정을 미시적으로 관찰함으로써, 섬유와 수지의 표면에너지에 의해 발생되는 모세관압이 기공의 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 수지충전을 유발하는 전체 구동압력에서 모세관압이 상대적으로 클수록 기공은 더욱 쉽게 생성되는 것으로 나타났다. 또한 수지의 점도와 섬유직조의 기공률이 각각 변화할 때, 모세관수에 따른 기공의 함량을 화상 해석 기법(image analysis technique)을 사용하여 정량적으로 측정하였다. 수지가 섬유직조 내로 함침될 때 임계모세관수(Ca~2.75$\times$$10^{-3})이상에서는 기공이 형성되지 않았으며, 그 이하에서는 모세관수가 감소함에 따라 기공의 함량이 지수적으로 증가하였다. 생성된 기공의 함량은 점도에 관계없이 유사한 변화 경향을 보였으며, 모세관수가 동일한 조건에서는, 기공률이 감소함에 따라 기공의 함량이 감소하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권8호
• /
• pp.531-536
• /
• 2017

최근들어 고체 표면의 젖음성을 향상시키기 위해 표면에 나노/마이크로 기술을 적용하는 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구를 통하여 나노 구조가 표면 젖음성을 향상 시킬 수 있고, 액체 퍼짐은 실 모세관(Capillary wicking)에 의해 형성된다는 것을 확인하였다. 그러나 대부분의 연구는 나노 구조의 작은 스케일때문에 분석하는데 어려움이 있어서 퍼짐현상을 정성적으로 분석하고 있다. 본 연구에서는 마이크로/나노/마이크로-나노 구조를 갖는 실리콘 표면에서의 액적 계면 거동을 정량적으로 분석하였으며, 계면의 거동은 방사광 X선 영상법으로 직접 측면가시화를 진행하였다. 그 결과 모든 구조 표면에서 퍼짐 현상이 발생하였고, 액체 계면의 거동이 서로 다르게 나타났다. 마이크로구조의 경우 일정한 액막 두께를 유지하며 퍼졌고, 나노구조는 완만한 경사를 갖는 것으로 나타났다. 마이크로-나노 구조의 경우 두 가지가 결합된 형태의 퍼짐현상을 보였다. 또한 액체의 퍼짐은 마이크로-나노 구조에서 가장 증진됨을 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제32권3호
• /
• pp.117-122
• /
• 2007

지속적인 하수 발생량의 증가와 시설 부지비용의 상승효과로 인해 하수처리시설 중 가장 많은 면적을 차지하고 있는 침전조의 효율향상이 중요한 문제로 부각되고 있다. 본 연구에서는 선행연구로 수행한 최종 침전조 구조의 최적화를 위한 CFD(computational fluid dynamics) 모델링 결과를 실험적으로 검증하기 위해, 방사성추적자를 이용하여 정류벽 설치 유무에 따른 침전조 유동분포 변화를 측정하였다. 실제 하수처리장 침전조 설계제원을 바탕으로 수리학적 상사(1/21)를 고려하여 침전조 모형장치를 제작($L{\times}W{\times}H:2.6{\times}0.4{\times}0.2m$)하였으며, 방사성추적자로 Tc-99m 약 $30{\sim}40\;mCi$를 사용하였다. 실험결과, 최종 침전조 내부에 정류벽을 설치함으로써 바닥으로의 강한 밀도류와 출구 방향으로의 슬러지 휩쓸림 현상이 감소되었으며, 슬러지의 침전영역(settling zone)이 증가됨을 방사성추적자를 이용하여 성공적으로 가시화하여 확인하였다. 또한 정류벽 설치로 인하여 단락류가 전체 유출수에서 차지하는 부분이 48 %에서 32 %로 현저히 감소하고, 이의 슬러지 평균체재시간 또한 940 sec에서 810 sec로 감소되는 유동특성을 정량적으로 분석할 수 있었다 이는 선행연구로 실시한 CFD 모델을 이용 침전조 최적설계 조건도출 연구와 일치하는 결과로서, 방사성추적자 기술이 신규로 침전조를 설계할 때나 기존 시설의 성능개선을 위한 구조변경 후 이의 검증을 위해 중요한 자료로 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.37-47
• /
• 2019

본 연구에서는 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용한 공연장 화재 축소모형 전산시뮬레이션(Numerical simulation)을 통해 공연장 화재 시 방화막 설치 여부 및 무대부 자연배출구 개폐 영향을 검토하였다. 기존의 축소모형 실험 연구를 바탕으로, 실존하는 공연장에 대해 상사법칙을 적용하여 1/14 비율로 축소하여 설정한 축소모형 및 조건을 대상으로 하였다. 축소모형 전산시뮬레이션을 통해 연기 유동을 가시화하고, 무대부 및 객석부 온도, 자연배출구를 통한 유출 질량 유량, 객석부로의 연기 유출 시작 시점을 측정하고 분석하였다. 전반적으로, 본 전산시뮬레이션에서 예측된 방화막 설치 여부 및 무대부 자연배출구 개폐 영향에 대한 일반적인 경향은 기존 축소모형 실험에서와 유사한 것으로 나타났다. 본 전산시뮬레이션 결과와 기존 축소모형 실험 결과 간 정량적인 비교를 위해 무대부 및 객석부 온도, 자연배출구를 통한 유출 질량 유량에 대해 평균 백분율 오차를 계산하였고, 본 전산시뮬레이션 결과와 기존 축소모형 실험 결과가 비교적 일치함을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.364-372
• /
• 2012

Transient mixing states of two different fuel oils, dimethylformamide (DMF) oil and JetA1 oil, were investigated by using a color image processing and a neural network. A tank ($D{\times}H$, $310{\times}370mm$) was filled with JetA1 oil. The DMF oil was filled at a top tank, and was mixed with the JetA1 oil in the tank mixing tank via a sudden opening which was performed by nitrogen gas with 1.9 bar. An impeller was rotated with 700 rpm for mixing enhancements of the two fuel oils. To visualize the mixing state of the DMF oil with the JetA1 oil, the DMF oil was coated with Rhodamine B whose color was red. A LCD monitor was used for uniform illumination. The color changes of the DMF oil were captured by a camcoder and the images were transferred to a host computer for quantifying the information of color changes. The color images of two mixed oils were captured with the camcoder. The R, G, B color information of the captured images was used to quantify the concentration of the DMF oil. To quantify the concentration of the DMF oil in the JetA1 oil, a calibration of color-to-concentration was carried out before the main experiment was done. Transient mixing states of DMF oil with the JetA1 oil since after the sudden infiltration were quantified and characterized with the constructed visualization technique.