International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.12
no.1
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pp.85-101
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2020
The optimal parameters for the fluid-structure interaction analysis using the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) for fluids and finite elements for structures, respectively, are explored, and the effectiveness of the simulations with those parameters is validated by solving several open surface fluid problems. For the optimization of the Equation of State (EOS) and the simulation parameters such as the time step, initial particle spacing, and smoothing length factor, a dam-break problem and deflection of an elastic plate is selected, and the least squares analysis is performed on the simulation results. With the optimal values of the pivotal parameters, the accuracy of the simulation is validated by calculating the exerted force on a moving solid column in the open surface fluid. Overall, the SPH-FEM coupled simulation is very effective to calculate the fluid-structure interaction. However, the relevant parameters should be carefully selected to obtain accurate results.
Kim, Mun-Ki;Oh, Jeong-Seog;Choi, Young-Il;Yoon, Young-Bin
한국가시화정보학회:학술대회논문집
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2007.11a
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pp.149-154
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2007
This study examines the effect of acoustic excitation using forced coaxial air on the flame characteristics of turbulent hydrogen nonpremixed flames. A resonance frequency was selected to acoustically excite the coaxial air jet due to its ability to effectively amplify the acoustic amplitude and reduce flame length and NOx emissions. Acoustic excitation causes the flame length to decrease by 15 % and consequently, a 25 % reduction in EINOx is achieved, compared to a flame without acoustic excitation. Moreover, acoustic excitation induces periodical fluctuation of the coaxial air velocity, thus resulting in slight fluctuation of the fuel velocity. From phase-lock PIV and OH PLIF measurement, the local flow properties at the flame surface were investigated under acoustic forcing. During flame-vortex interaction in the near field region, the entrainment velocity and the flame surface area increased locally near the vortex. This increase in flame surface area and entrainment velocity is believed to be a crucial factor in reducing flame length and NOx emission in coaxial jet flames with acoustic excitation. Local flame extinction occurred frequently when subjected to an excessive strain rate, indicating that intense mass transfer of fuel and air occurs radially inward at the flame surface.
Kim, Yun-Kyoung;Oh, Soo-Jin;Jin, Bong-Suk;Park, Chan-Hoo;Jeon, Hye Sung;Boo, Doo-Wan;Yu, Yeon-Gyu
Bulletin of the Korean Chemical Society
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v.30
no.3
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pp.577-581
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2009
Interactions between the surface and capsid proteins of the hepatitis B virus (HBV) are critical for the assembly of virus particles. In this study, we developed a cell-based method to visualize the interactions between the capsid and surface proteins of HBV. Capsid-GFP, a capsid protein fused to a green fluorescence protein (GFP), forms nucleocapsid-like structures in the cytoplasm of mammalian cells. It relocates to the plasma membranes in cells expressing PH-PreS, a fusion protein consisting of the PreS region of the HBV surface protein and the PH domain of PLC-$\gamma$. Membrane localization of the capsid-GFP in these cells is prevented by an inhibitory peptide that blocks the interaction between the capsid and surface proteins. This dynamic localization of capsid-GFP is applicable for screening compounds that may potentially inhibit or prevent the assembly process of HBV particles.
An alternative formulation of the Helmholtz integral equation derived to express the pressure field explicitly in terms of the velocity vector of a radiating surface is used to solve acoustic radiation and fluid/structure interaction problems. This formulation, derived for arbitrary sources, is similar in form to the Rayleigh's formula for planar sources. Because the surface pressure field is expressed explicitly as a surface integral of the surface velocity, which can be implemented numerically using standard Gaussian quadratures, there is no need to use BEM to solve a set of simultaneous equations for the surface pressure at the discretized nodes. Furthermore the non-uniqueness problem inherent in methods based on Helmholtz integral equation is avoided. Validation of this formulation is demonstrated for some simple geometries.
Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
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v.35
no.3
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pp.21-28
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2003
It is essential to use base papers having proper surface characteristics in coating operation for improving coated paper quality and coater runnability. To fulfill these purposes surface sizing of coating base stock with anionic oxidized starch is commonly practiced. It is suggested that use of cationic starch for surface sizing rather than conventional oxidized starch will improve coated paper quality since cationic starch penetrates less into paper structure because of its strong electrostatic interaction with anionically charged paper surface. Strong interaction of cationic surface sizing starch with anionic coating color is expected to promote rapid immobilization of the coating color and improve coating holdout and optical property. The immediate objective of this study was to examine the influence of surface sizing starches on the properties of coated papers. Structural characteristics of the coatings formed on the substrate surface sized with cationic and anionic starches were examined. To enhance the efficiency of cationic surface sizing starch on coated paper properties, strongly charged cationic polymers were added to the surface sizing starch and its effect on coated paper properties was evaluated. Results showed that opacity and light scattering coefficient of coated paper were higher when base paper surface sized with cationic starch was used. Addition of less than 1% of cationic poly-DADMAC to the cationic surface sizing starch improved the opacity of coated paper significantly.
The low energy excitations of spin waves (SWR) in thin films can be used for determination of the surface anisotropy constant and the nonhomogeneities of magnetization in the close-to-surface layer. The dispersion relation in SWR is sensitive on the geometry of experiment. We report on temperature dependence of surface magnetic anisotropy energy constant in magnetic semiconductor thin films of$ CdCr_{2-2x}In_{2x}Se_4$ at spin glass state. Samples were deposited by rf sputtering technique on Corning glass substrate in controlled temperature conditions. Coexistence of the infinite ferromagnetic network (IFN) and finite spin slusters (FSC) in spin glass state (SG) is know phenomena. Some behavior typical for long range magnetic ordering is expected in samples at SG state. The spin wave resonance experiment (microwave spectrometer at X-band) with excited surface modes was applied to describe the energy state of surface spins. We determined the surface magnetic anisotropy energy constant versus temperature using the surface inhomogeneities model of magnetic thin films. It was found that two components contribute to the surface magnetic anisotropy energy. One originates from the exchange interaction term due to the lack of translation symmetry for surface spin as well as from the originates from the exchange interaction term due to the lack of translation symmetry for surface spin as well as from the stray field of the surface roughness. The second one comes from the demagnetizing field of close-to surface layer with grad M. Both term linearly decrease when temperature is increased from 5 to 123 K, but dominant contribution is from the first component.
The interaction and breakdown of vortices over the Leading Edge Extension (LEX) - Delta wing configuration has been investigated through wing-surface pressure measurements, the off-surface flow visualization, and 5-hole probe measurements of the wing wake section. The description focused on analyzing the interaction and the breakdown of vortices depending on the angle of attack and the sideslip angle. The Effect of angle of attack and sideslip angle on the aerodynamic load characteristics of the model is also presented. The sideslip angle was found to be a very influential parameter of the vortex flow over the LEX-delta wing configuration. The introduction of LEX vortex stabilized the vortex flow, and delayed the vortex breakdown up to a higher angle of attack. The vortex interaction and breakdown was promoted on the windward side, whereas it was suppressed on the leeward side.
The electrical repulsive energy between two model cylinders was calculated by solving nonlinear Poission- Boltzmann (P-B) equation under Derjaguin approximation. Effects of the surface potential, Debye screening length, and configuration of cylinders on the repulsive interaction energy were examined. Due to the anisotropy of the shape of cylinder, the interaction repulsive energy showed dependence to the configuration of particles; cylinders aligned in end-to-end configuration showed largest repulsive energy and crossed particles had lowest interaction energy. The configuration effect is originated from the curvature effect of the interacting surfaces. The curved surfaces showed less repulsive energy than flat surfaces at the same interacting surface area. The configuration dependency of interaction energy agreed with the previous analytical solution obtained under the linearized P-B equation. The approach and results present in this report would be applicable in predicting colloidal behavior of cylindrical particles.
The bow wave breaking and the viscous interaction of stern wave are studied by simulating the free-surface flows. The Navier-Stokes equation is solved by a finite difference method in which the body-fitted coordinate system, the wall function and the triple-grid system are invoked. After validation, the calculations are extended to turbulent flows. The wave elevation at the Reynolds number of $10^4$ is much less than that at $10^6$ although the Froude number is the same. The numerical appearance of the sub-breaking waves is qualitatively supported by experimental observation. They are also applied to study the stern flow of S-103 for which extensive experimental data are available. Although the interaction between separation and the stern wave generation are not yet clear, the effects of the bow wave on the development of the boundary layer flows are concluded to be significant.
Label-free optical methods for the monitoring of interactions between biological molecules have become increasingly popular within the last decade. A rising number of publications have demonstrated the benefits of direct biomolecular interaction analysis(BIA) for biology and biochemistry, such as antigen-antibody Interactions, receptor-ligand interactions, protein-DNA, DNA- intercalator, and DNA-DNA interactions. This article gives an overview of the historical development, principle and application of label-free optical biosensor to examine the functional characteristics of biospecific interaction, such as kinetics, affinity, and binding position of biomolecular between an immobilized species at the transducer surface and its dissolved binding partner.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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