유(流)세포분석기(flow cytometer)는 일정한 체적 내에 존재하는 세포의 종류 및 개체 수 등을 계측하는 장비로써 생체에서 추출한 유액상태(혈액 또는 림프액)의 세포를 모세관(micro-channel)을 통과시킬 때 발생하는 산란 및 형광 빛을 이용하여 계측한다. 유세포 분석기는 신약의 투석 후 세포수의 증감, 암세포의 전이 및 세포주기의 분석 등을 연구하는 데 사용되며 현재 Becton-Dickinson's 등에서 상용화된 제품을 생산 판매하고 있으며, 계측을 위해서는 생체에서 세포를 추출해야 한다는 단점을 가지고 있다. Harvard 의과대학에서 최근에 개발한 생체 유세포분석기(In vivo Flow Cytometer)는 생체에서 세포를 추출하지 않고 세포의 수를 계측할 수 있다[1]. 레이저가 혈관의 특정한 부위에 조사되고 있고, 이곳을 세포가 통과하면서 발생하는 형광을 계측함으로써 주어진 시간 동안 특정세포군이 얼마나 지나가는 지를 계측할 수 있는 장비이다. 본 특별기사에서는 혈류 가시화 분야의 독자를 위해 최근에 "Optics Express"에 "In vivo imaging flow cytometer"라는 제목으로 최근에 개제된 논문의 내용을 하여 소개한다[2].
Effervescent tablets generate gas bubbles when chemical reaction occurs between water and tablets. Most of previous studies have been focused on pharmaceutical characteristics of tablets. However, for their applications in disinfectants, cleaners, and pesticides, physical characteristics of bubbles released from the effervescent tablets when they are in water are important. In this study, we experimentally investigated the characteristics of microbubbles generated by an effervescent tablet made of sodium bicarbonate and tartaric acid using PDPA and high-speed camera. Microbubbles were generated using different weights of effervescent tablet as well as in different water temperature. The experimental study shows increase in reaction time, bubble concentration and rise velocity as the weight of effervescent tablet increases from 1 to 20 g. The decrease in average bubble diameter was observed when the temperature of water increased from 25 to 45 ℃. Further, reaction time varies inversely with increase in water temperature, while bubble rise velocity is directly proportional to increase in water temperature. Effervescent table continuously generates the bubble with approximately constant diameter (235 ㎛) in the water. However, bubble concentration and bubble rise velocity decreased over time.
환경, 사회적 요인에 의해 재난 발생 빈도와 위험성이 증가하고 있다. 불시에 발생하는 재난에 효과적으로 대응하기 위해서는 재난 지역에 대한 최신의 현장정보를 신속하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 고속으로 생성된 영상지도를 통해 현장정보를 직관적으로 판단 가능하며, 이를 통해 재난에 신속하고 효과적으로 대응할 수 있다. 본 연구에서는 실시간 재난 모니터링을 위해 무인항공기 영상으로부터 지도생성 및 가시화를 수행하는 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 항공부문과 지상부문으로 구성된다. 항공부문에서는 무인항공기 시스템을 이용하여 실시간으로 카메라와 GPS/IMU 센서로부터 센서데이터를 취득하고 통신모듈을 통해 지상서버로 전송한다. 지상부문에서는 전송된 센서 데이터를 처리하여 실시간으로 영상지도를 생성하고 이를 지오포털 상에 가시화한다. 구축된 시스템을 운용하여 생성된 영상 지도의 정확도 검증을 수행하였다. 인접한 영상지도 간의 차이를 계산하였을 때, 1.58 m의 상대정확도를 나타내었다. 개별 영상 지도로부터 측정한 위치에 대한 영상지도의 정확도를 정량적으로 확인한 결과, 0.75 m의 절대정확도로 기존 지도에 정합되는 것을 확인하였다. 영상지도가 가시화되기까지의 단계별 처리시간을 확인하였다. GSD 10 cm로 처리하였을 때, 가시화가 되기까지 1.67초의 시간이 소요되었다. 제안된 시스템을 이용하여 재난 대응을 위한 실시간 모니터링에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구의 목표는 주기적으로 강제 진동하는 소수성 표면위에 놓인 액적의 내부유동 특성을 이해하는 것이다. 액적의 공진주파수를 예측하기 위해서 고속카메라와 매크로렌즈를 사용하여 진동하는 소수성 표면위의 액적의 내부유동 특성을 확인하였다. 그 결과 특정 모드에서의 액적은 다양한 형상을 갖고 있으며 또한, 각각의 액적 내부에서 와류가 관찰 되었다. 일반적으로 유동흐름이 대칭축을 따라 위로 이동하고 액적상단에서 표면을 따라 접촉선부근으로 이동하였다. 반면에 모드 6과 모드 8에서는 아주 큰 와류가 생성되었다. 또한 유동속도가 모드 2보다 모드 4에서 더 빠르고 반면에 모드 6와 모드 8은 거의 비슷하였다.
The purpose of this study is to investigate the overall spray behavior characteristics for various injection conditions in a gasoline direct injection(GDI) injector with multi-hole. The spray characteristics, such as the spray penetration, the spray angle, and the injection quantity, were studied through the change of the injection pressure, the ambient pressure, and the energizing duration in a high-pressure chamber with a constant volume. The n-heptane with 99.5% purity was used as the test fuel. In a constant volume chamber, the injected spray was visualized by the spray visualization system, which consisted of the high-speed camera, the metal-halide lamp, the injector control device, and the image analysis system with the image processing program. It was revealed that the injection quantity was mainly affected by the difference between the injection pressure and the ambient pressure. For low injection pressure conditions, the injection quantity was decreased by the increase of the ambient pressure, while it nearly maintained regardless of the ambient pressure at high injection pressure. According to the increase of the ambient pressure in the constant volume chamber, the spray development became slow, consequently, the spray tip penetration decreased, and the spray area increased. In additions, the circular cone area decreased, and the vortex area increased.
The two-phase flow patterns for both non-loop and loop type oscillating capillary tube heat pipes (OCHPs) were presented in this study. The detailed flow patterns were recorded by a high-speed digital camera for each experimental condition to understand exactly the operation mechanism of the OCHP. The design and operation conditions of the OCHP such as turn number, working fluid, and heat flux were varied. The experimental results showed that the representative flow pattern in the evaporating section of the OCHP was the oscillation of liquid slugs and vapor plugs based on the generation and growth of bubbles by nucleate boiling. As the oscillation of liquid slugs and vapor plugs was very speedy, the flow pattern changed from the capillary slug flow to a pseudo slug flow near the annular flow. The flow of short vapor-liquid slug-train units was the flow pattern in the adiabatic section. In the condensing section, it was the oscillation of liquid slugs and vapor plugs and the circulation of working fluid. The oscillation flow in the loop type OCHP was more active than that in the non-loop type OCHP due to the circulation of working fluid in the OCHP. When the turn number of the OCHP was increased, the oscillation and circulation of working fluid was more active as well as forming the oscillation wave of long liquid slugs and vapor plugs in the OCHP. The oscillation flow of R-142b as the working fluid was more active than that of ethanol and the high efficiency of the heat transfer performance of R -142b was achieved.
본 연구에서는 연속 부착된 수직평판을 갖는 부유구조물 근접 후류의 난류 구조에 미치는 자유유동 난류의 영향을 정량적으로 조사하였다. 부유소파제의 기본형으로 널리 쓰이는 폰툰형 부유구조물을 1/35로 축소하여 부체양쪽 끝단에 좌우로 움직임이 가능한 각각 한 개의 수직평판과 부체하면의 끝단에 고정된 두 개의 수직평판의 부착거리에 따라 부유구조물 후류에서 연속적으로 방출되는 와의 주기성과 근접후류에 대한 자유유동 난류강도의 영향을 분석하였다. 부유구조물의 후류에서 난류강도는 수직으로 부착된 커튼판의 영향으로 유통박리가 지속적으로 이루어져 주기적 와방출로 인해 난류강도가 생성됨을 알 수 있으며, 수직평판의 부착거리가 증가 함에 따라 부유구조물의 후류에서 생성되는 와류경계층의 두께가 감소되는 유동구조를 보여 준다.
연안 해안공학의 발달과 더불어 경제적이고 설치가 용이하며, 해수 정온화를 고려한 부유식소파제에 대한 관심이 점차 늘어나고 있다. 본 연구는 와류방식에 의한 파랑제어로 쓰이는 이흘수판이 부착된 부소파제 주위에서 생성되는 박리현상, 와의 생성과 소멸, 플래핑 (flapping) 현상 등 이흘수판을 부착함으로서 생성되는 유동장에 대해 기계공학 및 유체역학 분야에서 각광을 받고 있는 입자영상유속계 (PIV, Particle Image Velocimetry: 이하 " PIV"로 표기)를 이용하여 순간속도장, 시간평균속도장, 등속도 분포 등을 구하여 이흘수판형 부소 파제 주변의 유동을 해석하였다.
부유소파제의 기본형으로 널리 쓰이는 폰툰형 부유구조물을 1/35 로 축소하여 부체양쪽 끝단에 각각 한 개의 수직평판과 부체 하면에 두 개의 커튼판을 부착하여 부유구조물 주위에 생성되는 유동현상을 해석하고자 하였다. 유동해석은 기계공학 및 유체역학 분야에서 활발하게 사용되고 있는 입자영상유속계 (PIV)를 사용하였으며, 유입유속의 변화와 수직평판의 설치 간격에 따라 부유구조물의 중앙에서 연속적으로 방출되는 와의 주기성과 와의 상세 구조를 파악하였다. 와의 주기성을 해석하기 위해 부유구조물의 중앙부 28개 지점에서 수평방향속도성분과 난류강도에 대한 파워스펙트럼 값을 산출하여 수직평판의 설치간격에 따른 부유소구조물 주위의 유동현상에 대해 고찰하였다.
V-gutter형 보염기가 장착된 모델 연소기에서 연소불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 역화 및 재점화 구조를 조사하였다. 연소기는 단면이 $40{\times}40mm$인 긴 덕트 형태이며 연료는 천연도시가스(CNG)를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측을 하였다. 연소불안정이 발생하면 화염의 역화가 발생하며, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염면이 형성된다. 흡입되는 혼합기의 속도가 증가하면서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리게 되고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 재순환 영역으로 혼합기가 유입되면서 재점화가 이루어지는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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