• Title/Summary/Keyword: 확산계수(D)

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The heat transfer characteristics of viscoelastic non-newtonian fluids in the entrance region of circular tube flows (원형관속을 유동하는 점탄성 유체의 입구 영역 열전달 특성에 관한 연구)

  • 엄정섭;황태성;유상신
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.5
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    • pp.1032-1043
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    • 1989
  • The heat transfer characteristics of the drag reducing polymer solutions are investigated experimentally in the thermal entrance region of circular tube flows. Fluids used in experiments are the aqueous solutions of high molecular polymer, polyacrylamide Separan AP-273 and the range of polymer concentrations is from 20 to 1000 wppm. Two stainless steel tubes with inside diameter 8.5mm(L/D=712) and 10.3mm(L/D=1160) are used for the heat transfer flow loops. The flow loop is set up to measure friction factors and heat transfer coefficients of test sections in two different modes; the recirculating flow system and once-through flow system. The test tubes are heated directly by electricity to apply the constant heat flux boundary conditions to the wall. Three different types of adaptors are used to observe the effects of the upstream flow conditions of the heat transfer test sections. The viscosity and characteristic relaxation time of the test fluids circulating in the flow system are measured by the capillary tube viscometer and falling ball viscometer at regular time intervals. The installed adaptors exhibit slight effect on the entrance heat transfer of Newtonian fluid. However, no noticeable effects are observed for the entrance heat transfer of the drag reducing fluids. The order of magnitude of the thermal entrance lengths of the drag reducing fluids which follow the minimum friction asymptote is much longer than that of Newtonian fluids in turbulent flows. A new dimensionless parameter, the viscoelastic Graetz number, is defined and all the experimental data are recasted in terms of the viscoelastic Graetz number. The local Nusselt number of the viscoelastic fluids is represented as a function of flow behavior index n and the viscoelastic Graetz number. As degradation continues the viscosity and the characteristic relaxation time of the testing fluids decrease. Weissenberg number defined by the relaxation time and D/V appears to be a proper dimensionless parameter in describing degradation effects on heat transfer of the viscoelastic fluids.

Two-D fluid analysis at flow runoff in the dry stream, Jeju island (제주도 건천의 홍수유출시 2차원 흐름해석)

  • Yang, Won-Seok;Yang, Sung-Kee;Kim, Dong-Su
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.587-587
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    • 2012
  • 현재 대부분 하천관리의 흐름해석에서 주가 되었던 1차원 분석은 하천 단면에 따른 횡적인 수면차, 유속분포를 분석할 수 없다는 단점을 가지고 있으며, 특히 유량 및 유속이 급속도로 늘어나는 홍수시에는 그 오차가 더욱 커질 수 있다. 반면에 2차원 모형의 흐름해석은 사행하천의 흐름 특성과 만곡부에서의 종 횡방향 수면경사 및 양안의 수면차와 합류지점의 횡방향 흐름 등의 영향을 고려할 수 있으며 1차원 해석과는 달리 전 단면에 걸쳐 유속 및 수위 분포를 나타낼 수 있어 실제흐름에 가까운 수리량을 얻을 수 있다. 본 연구를 위해 적용된 해석모형인 SMS는 미국 Brigham Young 대학의 환경모형연구실과 미공병단(USACE)의 수로실험국(WES) 등에서 개발한 프로그램으로서 RMA2, RMA4, SED2D 모형 등으로 구성되어 있다. 각각의 모형은 수리 동역학적 해석, 오염물 이송확산 해석, 유사의 이송 및 퇴적 해석이 가능하며 이 중 RMA2를 이용한 2차원 흐름해석을 통하여 보다 적합한 하천관리에 이용가능하도록 하고자 한다. 연구대상 지역은 제주도 한천 하류부로서 제주도 하천 특성상 평상시 건천의 상태를 이루고 있으나 태풍 및 집중호우시 홍수유출이 발생하여 수위가 급격하게 상승하는 양상을 보인다. 대표적인 예로 태풍 '나리'시 최대 일강우량 420mm로 인한 인근 지역에 0.5 ~ 1.5m의 침수흔적을 보이고 있다. 본 연구에서는 2011년 최고수위를 기록한 태풍 '무이파'를 대상으로 하였으며 대상지역의 Kalesto를 이용한 수위-유속 자료를 이용하여 산출된 유량을 경계조건으로 사용하였고 격자망 형성을 위한 지형 데이터는 지형도 및 측량자료를 이용하여 구축하였다. 사용된 대표적인 매개변수는 하상의 조도계수를 나타내는 Manning의 n값과 유체의 밀도, 속도구배, 구조 등 여러 가지의 유체조건에 따라 변하는 성질인 와점성계수(eddy viscosity)로 요약할 수 있으며 Manning의 n값은 하천설계기준에 따른 하천기본계획의 조도계수를 사용하였고 와점성계수는 적합한 흐름 분포를 결정하기 위해 흐름이 안정될 때까지 변화시켜 해석을 시행하였다. 해석결과 만곡부에서는 급한 흐름을 보이고 있으며 최대하폭 구간에서는 완만한 흐름이 나타나 사행하천의 흐름특성과 횡적인 하천단면에 따른 변화, 하상고 차이로 인한 유속분포를 확인할 수 있으며 이는 보다 유용한 하천관리에 이용가능할 것으로 사료된다.

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Analysis of Two-Dimensional Pollutant Transport in Meandering Streams (사행하천에서 오염물질의 2차원 거동특성 해석)

  • Oh, Jung-Sun;Seo, Il-Won;Kim, Young-Han
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.37 no.12
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    • pp.979-991
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    • 2004
  • In this study, RMA2 and RMA4, the 2-D depth-averaged models, were employed to simulate the two-dimensional mixing characteristics of the pollutants in the natural streams. The velocity and depth were first calculated using RMA2, 2-D hydrodynamic model, and then the resulting flow field was inputted to RMA4, 2-D water quality model, to compute the concentration field. RMA models were verified using the velocity and concentration data measured in S-curved meandering channel. The results showed that the RMA2 model simulated well the phenomenon that the maximum velocity line is located at the Inner bank of meandering channel, and the RMA4 model was well adapted to reproduce the general mixing behavior and the separation of tracer clouds. Comparing model simulations with measured data in the field experiments, RMA2 model simulated well general flow field and tendency that the maximum velocity line skewed toward the outer bank which were found in field experiments. The simulations of RMA4 model showed that the center of the tracer cloud tends to follow the path in which the maximum velocity occurs. In this study, the dispersion coefficients are fine-tuned based on the measured coefficients calculated using field concentration data, and the results show reasonable agreement with predictive equations.

Electrochemical Reduction of Iodine in Non-aqueous Solvents (물아닌 용매속에서의 요오드의 전기화학적 환원)

  • Park Doo Won;Choi Won Hyung
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.19 no.2
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    • pp.104-115
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    • 1975
  • The electrochemical reduction of iodine in non-aqueous media have been studied by polarography, chronopotentiometry, cyclic voltammetry and controlled potential coulometry at dropping mercury electrode and platinum, gold and amalgamated platium electrodes. In amphiprotic solvents such as methanol, ethanol, isopropanol and pyridine, iodine were reduced to iodide ions via one step reduction involving 1 electron and in aprotic solvents such as acetonitrile, dimethylformamide and dimethylsulfoxide via two step reduction involving all 3 electrons. The reductions of iodine give well defined polarograms at dropping mercury electrode and irreversible chronopotentiograms at platinum electrode, but less defined irreversible chronopotentiograms at gold and amalgamated platinum electrodes, those are all diffusion controlled. The diffusion coefficients of iodine in various solvents were estimated from the chronopotentiometric data and Sand equation.

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Water Vapor Transmission for T800/AD6005 Based Composite Motor Case (T800/AD6005계 복합재 연소관의 습기 투과에 관한 연구)

  • 박명규;류백능;최영보;도영대
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.2 no.1
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    • pp.50-58
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    • 1998
  • Water vapor transmission was tested in water bath controlled by $20^{\cire}C$, 90%RH for T800/AD6005 based composite motor case which made by filament winding method. We detected internal relative humidity of composite motor case by inserting the humidity detector through the head of motor case for the study of humidity transmission through the wall of composite motor case. We found out that this composite material appears the water vapor flux of 2.88${\times}$$10^{-9}$g/$\textrm{m}^2$sec and diffusivity of 7.98${\times}$$10^{-7}$$\textrm{mm}^2$/sec at $20^{\cire}C$, 90%RH water vapor condition.

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A Chirp Rate Allocation Scheme for Multiple Access Interference Reduction in Chirp Spread Spectrum Systems (처프 확산 대역 시스템에서 다중 접속 간섭의 감소를 위한 처프율 할당 기법)

  • Kim, Kwang-Yul;Lee, Seung-Woo;Kim, Yong-Sin;Lee, Jae-Seang;Kim, Jin-Young;Shin, Yoan
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.41 no.11
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    • pp.1420-1422
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    • 2016
  • In order to guarantee the multiuser transmission performance of a chirp spread spectrum system, the cross-correlation coefficient (CCC) among multiple users should be carefully considered. In this paper, we propose a chirp rate allocation scheme for reducing the multiple access interference based on the cross-correlation coefficient. The simulation results show that the proposed scheme can improve the multiple access interference performance.

The Enhanced Electrochemical Performance of Lithium Metal Batteries through the Piezoelectric Protective Layer (압전 특성의 보호층을 통한 리튬 금속 전지의 전기화학적 특성 개선)

  • Dae Ung Park;Weon Ho Shin;Hiesang Sohn
    • Membrane Journal
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    • v.33 no.1
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    • pp.13-22
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    • 2023
  • Despite high capacity of lithium metal anode, its uncontrollable dendrite growth results in the poor electrochemical (EC) performance (low Coulomb efficiency and limited cycle stability) and unsafe operation. In this study, we demonstrated a lithium metal anode protected with BaTiO3/PVDF based piezoelectric layer to enhance its EC performance by utilizing the locally polarized lithium metal after volume expansions. As-formed lithium metal electrode deposited with BTO@PVDF layer exhibited an enhanced Coulombic efficiency (> 98% for 100 cycles) and facilitated lithium ion diffusions (lithium diffusion coefficient: DLi+), revealing the effectiveness of piezoelectric layer deposited lithium metal electrode approach.

보호막 내 불순물 확산 방지를 통한 AC PDP 의 방전 효율 개선

  • Jeong, Hui-Un;Lee, Tae-Ho;Hwang, Gi-Ung
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.487-487
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    • 2012
  • 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 공정 절차가 간단하고 가격 경쟁력이 매우 뛰어나 일찌감치 대형 평판 디스플레이 시장을 주도해 왔으며 빠른 응답 속도를 기반으로 한 생생한 화질의 구현으로 3D TV 시장에서도 꾸준한 사랑을 받고 있다. 향후 더 큰 화면을 요구하는 PID(Public Information Display) 시장에서도 PDP 는 두각을 나타낼 수 있을 것으로 보인다. 하지만 PDP 는 여전히 LCD, OLED 등의 디스플레이에 비해 발광 효율이 낮고 소비 전력이 높다는 단점을 가지고 있다. 또한 미국 환경청(EPA)과 에너지부(DOE)가 공동으로 마련한 전자 제품의 효율 등급제인 에너지 스타(Energy Star) 제도가 끊임없이 개편되면서 소비 전력에 대한 규제가 점차 강화되고 있기 때문에 발광 효율 및 소비 전력 특성의 개선은 현재 PDP 업계가 해결해야 할 가장 중요한 과제라고 할 수 있다. 발광 효율의 개선과 관련하여 최근에는 PDP의 보호막으로 널리 쓰이고 있는 MgO 보다 2차 전자 방출 계수가 높아 PDP의 구동 전압을 낮추는 동시에 휘도와 발광 효율 특성을 개선시킬 수 있는 신 보호막에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. MgO를 대체 가능한 신 보호막으로 언급되는 물질은 SrO 혹은 CaO 등이 대표적이다. 하지만 이러한 물질들은 공기 및 수분에 대한 용해도가 높기 때문에 증착된 막이 이후의 공정 과정(합착 및 가열 배기 등)에서 대기 중에 노출 될 경우 심하게 변질될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 신 보호막 위에 기존의 MgO 보호막을 얇게 증착하여 공기로부터의 접촉을 차단하거나 펠렛을 제조하는 과정에서 MgO 에 신 보호막 물질을 소량만 첨가하는 등의 방법들이 제안되어 왔으며 그 결과 기존의 PDP 대비 구동 전압을 낮추고 발광 효율을 획기적으로 개선하는데 성공한 결과들이 지속적으로 보고되고 있다. 하지만 신 보호막이 공기 및 수분에 민감한 만큼, 고온의 공정으로 인해 PDP의 하판 유리로부터 상판에 증착된 박막으로 확산되는 불순물에 의해서도 오염되며 이 역시 신 보호막의 특성을 구현하는데 방해 요소로 작용한다. 본 연구에서는 PDP 하판의 불순물이 상판의 박막으로 확산되는 것을 방지하고자 하판 형광체 인쇄전 PECVD 증착법으로 확산 방지막을 1 가량 형성하였다. 이후 SIMS 분석을 통하여 하판 불순물의 확산이 효과적으로 차단됨을 확인하였고 신 보호막의 오염을 최소화하여 결과적으로 PDP의 구동 전압을 낮추고 효율을 획기적으로 개선하는데 기여할 수 있음을 확인하였다.

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Effective Diffusivity of Substrate of an Immobilized Microorganism in Ca- Alginate Gels (고정화 미생물의 기질 유효 확산)

  • 김광;선우양일;박승조
    • KSBB Journal
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    • v.4 no.2
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    • pp.110-117
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    • 1989
  • The fiffusion characteristics of substrate of varing biomass concentrations into and from Ca- alginate gel beads in well-stirred solutions were investigated. Ca-alginate gel beads were immobilized by Zymomonas mobilis or free from cells. The values of the diffusion coefficient of substrate were calculated by means of the method of Least squares and Random pore model. Reaction rates are expressed by the Michaelis-Menten type equation, and the results are compared with experimental data. Intraparticle effective diffusivity of substrate resistance on reaction by using immobilized Z.mobilis entrapped by Ca-alginated gel seemed to be restricted by cell density. The experimental data also indicated relationship between the effective diffusivity and the cell concentration used in the gel preparation.

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Quantitative Visualization of Oxygen Transfer in Micro-channel using Micro-LIF Technique (마이크로 레이저 형광 여기법을 이용한 미세채널 내부에서의 산소 확산에 대한 정량적 가시화)

  • Chen, Juan;Kim, Hyun-Dong;Kim, Kyung-Chun
    • Journal of the Korean Society of Visualization
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    • v.10 no.1
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    • pp.34-39
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    • 2012
  • In the present study, oxygen transfer process across gas-liquid interface in a Y-shape micro-channel is quantitatively visualized using the micro laser induced fluorescence (${\mu}$-LIF) technique. Diffusion coefficient of Oxygen ($D_L$) is estimated based on the experimental results and compared to its theoretical value. Tris ruthenium (II) chloride hexahydrate was used as the oxygen quenchable fluorescent dye. A light-emitting diode (LED) with wavelength of 450 nm was used as the light source and phosphorescence images of fluorescent dye were captured by a CMOS high speed camera installed on the microscope system. Water having dissolved oxygen (DO) value of 0% and pure oxygen gas were injected into the Y-shaped microchannel by using a double loading syringe pump. In-situ pixel-by-pixel calibration was carried out to obtain Stern-Volmer plots over whole flow field. Instantaneous DO concentration fields were successfully mapped according to Stern-Volmer plots and DL was calculated as $2.0675{\times}10^{-9}\;m^2/s$.