• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.386-390
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• 2016

Water aeration is an effective water treatment process, which involves the injection of air or air-water mixture into water treatment reservoir commonly through pipes. The main purpose of water aeration is to maintain healthy levels of dissolved oxygen (DO), which is the most important water quality factor. The pipes' operating conditions are important for controlling the efficiency and effectiveness of aeration process. Many studies have been conducted on two-phase flows in pipes, however, there are a few studies to deal with small s ale in millimeter. The main objective of this study is to perform 2-dimensional two-phase simulations inside various straight pipes using the computational fluid dynamic (CFD) OpenFOAM (Open source Field Operation And Manipulation) tools to examine the influence of flow patterns on bubble size, which is closely related to DO concentration in a water body. The both flow regimes, laminar and turbulence, have been considered in this study. For turbulence, Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) has been applied. The coalescence and breakage of bubbles caused by random collisions and turbulent eddies, respectively, are considered in this research. Sauter mean bubble diameter and water velocity are compared against experimental data. The simulation results are in good agreement with the experimental measurements.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.472-481
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• 2008

이 연구에서는 보령화력발전소 방수로 수중방류구조에 대한 수리모형실험을 수행하여 수중방류구조 내 흐름 특성을 고찰하고, 수평 유공판 설치에 따른 거품저감 효과를 검토하였다. 수중방류구조 내 단면평균유속은 설계시 거품의 외해 유출 방지를 위해 고려한 목표값 1 m/s 이내에 분포하였다. 또한, 수중방류구조 내 2차 낙하 위치에 수평 유공판을 설치함에 따라 거품의 수중 최대관입깊이가 30~50% 감소함을 확인하였다. 특히, 2차 낙하 위치에 구멍의 크기가 20 cm 정도인 사각구멍형 유공판을 설치하고, 중앙부는 무공 구조로 제작하여 낙하 에너지를 소산시키게 될 경우, 가장 효과적으로 수중에 관입되는 거품 발생량을 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.320-329
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• 2021

본 논문에서는 선박 수중방사소음 저감을 위한 에어마스커의 기포크기 추정 모델을 제시하였다. 제시된 모델은 Rayleigh의 제트 불안정 모델과 연속 조건을 이용하여 유도된 기존 모델에 공기의 제트유속을 도입함으로써 저속유동 조건에서 발산하는 단점을 보완 하였다. 공기의 제트유속은 유동이 없는 경우 기포의 크기를 이용하여 추정하였다. 유동이 없는 매질에서 기포의 크기는 분사된 공기의 레이놀즈수를 기반으로 층류구간, 천이구간, 그리고 난류구간으로 나누어 경험적 방법으로 추정 하였다. 제시된 기포크기 추정 모델은 Computational Fluid Dynamics(CFD) 해석결과 그리고 기존 문헌의 실험결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 끝으로, 음향 역산법을 활용하여 대형터널에서 수행된 에어마스커 공기분사 실험의 계측된 삽입손실로부터 기포의 분포를 추정하였다. 역산된 기포분포와 기포크기 추정 모델의 추정 결과를 비교하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권1호
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• pp.132-139
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• 2018

Nanocrystalline reduced activation ferritic/martensitic (RAFM) steel samples were prepared using surface mechanical attrition treatment (SMAT). Un-SMATed and SMATed reduced activation ferritic/martensitic samples were irradiated by helium ions at $200^{\circ}C$ and $350^{\circ}C$ with 2 dpa and 8 dpa, respectively, to investigate the effects of grain boundaries (GBs) and temperature on the formation of He bubbles during irradiation. Experimental results show that He bubbles are preferentially trapped at GBs in all the irradiated samples. Bubble denuded zones are clearly observed near the GBs at $350^{\circ}C$, whereas the bubble denuded zones are not obvious in the samples irradiated at $200^{\circ}C$. The average bubble size increases and the bubble density decreases with an increasing irradiation temperature from $200^{\circ}C$ to $350^{\circ}C$. Both the average size and density of the bubbles increase with an increasing irradiation dose from 2 dpa to 8 dpa. Bubbles with smaller size and lower density were observed in the SMATed samples but not in the un-SMATed samples irradiated in the same conditions, which indicate that GBs play an important role during irradiation, and sink strength increases as grain size decreases.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1089-1095
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• 2011

열전달 향상을 위한 방법으로 많이 사용되고 있는 마이크로 핀을 포함한 표면 위에서의 핵비등을 액상과 기상에서 질량 및 운동량, 에너지에 대한 지배 방정식을 풀어 수치해석을 수행하였다. 핵비등에서의 기포거동을 계산하기 위해 sharp-interface 레벨셋(level-set) 방법을 상변화 효과와 핀과 캐비티와 같은 잠긴 고체에서의 점착 조건 및 접촉각, 마이크로 액체층에서의 증발 열유속을 포함하도록 수정하였다. 핀과 캐비티를 포함한 표면에서의 기포 생성, 성장, 이탈에 대한 해석을 통하여 핀-캐비티 배열, 핀-핀 간격이 핵비등에서의 기포거동에 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권3호
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• pp.91-96
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• 2023

석영유리 도가니(QC)의 사용 중 기포 품질을 검증하기 위하여 적절한 가속 시험 방법을 제안하였다. 실제 Czochralski(Cz) 공정에서 얻어진 폐기물 도가니의 기포 상태를 분석하고 QC 시험편을 이용하여 온도, 압력, 시간을 변화시켜 최적의 열처리 조건을 제시하였다. Cz 공정에서 생성되는 유사한 기포 크기와 밀도로 제어하기 위해서는 1450℃, 0.4 Torr 및 40시간의 열처리 조건이 적절하였다. 특히 Cz 공정에서 적용하는 압력인 10~20 Torr보다 상대적으로 낮은 압력인 0.4 Torr를 선택함으로써 기포 형성 가속시험의 시간을 단축시킬 수 있었다. 열처리 온도를 1550℃ 높일 경우, Ostwald ripening 현상으로 인하여 기포가 커지고 밀도가 급격히 낮아지며, 결정화 발생으로 적절한 가속시험 조건은 아닌 것으로 판단하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.120-131
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• 2005

The evaporation characteristics of single and multicomponent droplets hanging at the tip of a quartz fiber are studied experimentally at the different environmental conditions under normal gravity. Heptane and Hexadecane are selected as two fuels with different evaporation rates and boiling temperatures. At the first step, the evaporation of single component droplet of both fuels has been examined separately. At the next step the evaporation of several blends of these two fuels, as a binary component droplet, has been studied. The temperature and pressure range is selected between 400 and 700 $^{\circ}C$, and 0.1 and 2.5 MPa, respectively. High temperature environment has been provided by a falling electrical furnace. The initial diameter of droplet was in range of 1.1 and 1.3 mm. The evaporation process was recorded by a high speed CCD camera. The results of binary droplet evaporation show the three staged evaporation. In the the first stage the more volatile component evaporates. The droplet temperature rises after an almost non evaporating period and in the third stage a quasi linear evaporation takes place. The evaporation of the binary droplet at low pressure is accompanied with bubble formation and droplet fragmentation and leads to incomplete microexplosion. The component concentration affects the evaporation behavior of the first two stages. The bubble formation and droplet distortion does not appear at high environment pressure. Nomenclature

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1808-1810
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• 2004

This paper describes the discharge characteristics of liquid $SF_6$ (-41$[^{\circ}]$, 1.7[atm]) and $LN_2$ for plane to plane, needle to plane, plane to needle and sphere to plane electrode with gap variations from 1[mm] to 12[mm]. From this result, the breakdown voltage was increased with increasing gap length. Especially, the formation of bubbles by evaporation was observed in spite of non-applying voltage source. A corona is created of the applying voltage from the bubbles on the electrodes applied voltage. We consider it equal mechanism of corona as void exists in solid insulator. The results of liquid $SF_6$ and $LN_2$ discharge characteristics were caused by bubble formed evaporation and applied electric field voltage. Corona was happened to weak bubble and was proceed to new bubble breakdown.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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• pp.425-426
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• 2002

Lineal and angular movements of many engine components make the lubricant absorb air and the aerated lubricant greatly influences the clearance performance of contacting behaviors of engine components such as big-end bearing, cam and tappet, etc. This study investigates the behaviors of aerated lubricant in the gap between con-rod bearing and proceeding which is one of the most frictional energy consuming components in the engine. Our assumption for the analysis of aerated lubricant film is that the film formation is influenced by the two major factors. One is the density characteristics of the lubricant due to the volume change of lubricant by absorbing the bubbles and the other is the viscosity characteristics of the lubricant due to the surface tension of the bubble in the lubricant. In our investigation, it is found that these two major factors surprisingly increase the load capacity in certain ranges of bubble sizes and densities. Frictional forces are also influenced by the aerated bubble size and density, which eventually enlarge the shear resistance due the surface tension, Modified Reynolds' equation is developed for the computation of fluid film pressure with the effects of aeration ratio under the dynamic loading condition. From the calculated load capacity by solving modified Reynolds' equation, proceeding locus is computed with Mobility method at each time step.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.618-624
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• 1989

본 연구의 목적은 낮은 포화 압력하에서의 초음파에 의한 미세포 포움 구조 획득의 가능성을 평가하기 위한 것으로, 이 초음파 가공을 고분자 포움의 연속적인 압출 가공에 적용하기 위한 기초 연구를 이론적 및 실험적으로 수행함에 있다.따라서 미세포구조의 획득이 본 연구의 목적은 아니며 초음파를 이용한 열가소성 수지내의 핵생성 거동에 대한 고찰을 하고자 한다.