• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.2-5
• /
• 2008

This study describes the numerical simulation of three-dimensional droplet formation and the following motion in a cross-junction microchannel by using the Lattice Boltzmann Method (LBM). Our aim is to develop the three-dimensional binary fluids model, consisting of two sets of distribution functions to represent the total fluid density and the density difference, which introduces the repulsive interaction consistent with a free-energy function between two fluids. We validated the LBM code with the velocity profile in a 3-dimensional rectangular channel. Then, we applied our code to the numerical simulation of a binary fluid flow in a cross-junction channel focusing on the investigation of the droplet formulation. Due to the pressure and interfacial-tension effect, one component of the fluids which is injected from one inlet is cut off into many droplets periodically by the other component which is injected from the other inlets. We considered the effect of the boundary conditions for density difference (order parameter) on the wetting of the droplet to the side walls.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.13-22
• /
• 2006

Surface fog coating methods to porous pavements with a polymer, that contains MMA as a main ingredient, are being widely used in Japan and called 'Top-Coat Processes'. They have lots of effects such as to prevention of the pavement void choking, improvement of the water permeability of the pavements and so on. The purpose of this research is to show the characterization of the polymer to optimize the functions of the polymer fog-coat methods. This study focused on the difference of 'wetting' by water among polymers used for the fog coatings, and calculation the surface free energy from the water contact angle on each material. At the end, the water permeability test were conducted using porous asphalt mixtures that were coated with several kinds of polymers. The permeability was also measured on the specimens that were forcibly choked by muddy water and the resistance to choking was compared. It is concluded that the reduction of the surface free energy between water and a polymer improves the life of the permeability functions of porous pavements. Improvement of water permeation capacity and void-blocking controlling effects can be quantitatively evaluated using the interfacial tension ($\gamma$sl) with water for the coating material (high-viscosity asphalt and hardening resin binder). Consequently, the smaller the $\gamma$sl of the coating material the higher the water permeation capacity and void-blocking controlling effects of the porous asphalt pavements.

• Fibers and Polymers
• /
• 제6권2호
• /
• pp.131-138
• /
• 2005

A theoretical model is proposed in order to investigate rheological behavior of bubble suspension with large deformation. Theoretical constitutive equations for dilute bubble suspensions are derived by applying a deformation theory of ellipsoidal droplet [1] to a phenomenological suspension theory [2]. The rate of deformation tensor within the bubble and the time evolution of interface tensor are predicted by applying the proposed constitutive equations, which have two free fitting parameters. The transient and steady rheological properties of dilute bubble suspensions are studied for several capillary numbers (Ca) under simple shear flow and uniaxial elongational flow fields. The retraction force of the bubble caused by the interfacial tension increases as bubbles undergo deformation. The transient and steady relative viscosity decreases as Ca increases. The normal stress difference (NSD) under the simple shear has the largest value when Ca is around 1 and the ratio Of the first NSD to the second NSD has the value of 3/4 for large Ca but 2 for small Ca. In the uniaxial elongational flow, the elongational viscosity is three times as large as the shear viscosity like the Newtonian fluid.

• Computers and Concrete
• /
• 제15권2호
• /
• pp.305-319
• /
• 2015

On mesoscopic level, concrete can be treated as a three-phase composite material consisting of mortar, aggregates and interfacial transition zone (ITZ) between mortar and aggregate. A lot of research has confirmed that ITZ plays a crucial role in the mechanical fracture process of concrete. The aim of the present study is to propose a numerical method on mesoscale to analyze the failure mechanism of reinforced concrete (RC) structures under mechanical loading, and then it will help precisely predict the damage or the cracking initiation and propagation of concrete. Concrete is meshed by means of the Rigid Body Spring Model (RBSM) concept, while the reinforcing steel bars are modeled as beam-type elements. Two kinds of RC members, i.e. subjected to uniaxial tension and beams under bending, the fracture process of concrete and the distribution of cracks, as well as the load-deflection relationships are investigated and compared with the available test results. It is found that the numerical results are in good agreement with the experimental observations, indicating that the model can successfully simulate the failure process of the RC members.

• 폴리머
• /
• 제26권1호
• /
• pp.139-144
• /
• 2002

본 연구에서는 PPS와 ABS의 물성을 상호보완하며, 두 성분간의 상용성을 향상시키기 위해 반응압출법을 이용하여 maleic anhydride(MAH)를 ABS에 치환시켜 MABS를 제조하였으며, ABS의 화학적 개질이 블렌드의 기계적 및 동력학적 물성에 미치는 영향을 관찰하였다. 동력학적 특성 분석을 통하여서는 PPS/MABS 블렌드가 거의 전조성 영역에서 단일 유리전이온도를 가짐을 확인하였다. 블렌드의 기계적 성질은, 상용화제를 포함하고 있는 블렌드가 더욱 강한 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등을 나타냄을 확인하였다. 이는 상용화제의 도입으로 인해 분산상과 매트릭스 사이의 계면장력이 낮아져 분산상의 크기가 작아지며 계면간의 상호작용이 증진되어 물성이 향상되었기 때문이다.

• 폴리머
• /
• 제30권6호
• /
• pp.563-567
• /
• 2006

생체 적합성이 우수한 gelatin(GEL)과 기계적 물성이 뛰어난 poly(vinyl alcohol)(PVA)로 이루어진 블렌드막을 $3{\sim}10kV$의 고전장하에서 용액 캐스팅 법에 의해 제조하였고, 막중에 형성되는 미세한 domain 구조의 배향에 미치는 전장의 효과를 조사하였다. 5 kV이상의 높은 전장하에서 제조된 막의 경우 SEM 사진으로부터 막중의 GEL domain이 전장인가 방향으로 배향되어 있음을 관찰하였다. 이는 제막 중 상분리된 두 상의 계면장력 감소에 기인한 Maxwell의 정전 분산 효과에 의한 것으로 해석될 수 있다. 또한, 고전장 인가시 전극 판에서 발생하는 열과 GEL domain의 연신 배향 효과에 의해 PVA/GEL 블렌드막의 결정화도가 증가하는 것을 WAXD와 팽윤거동 관찰을 통해 확인 할 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제7권2호
• /
• pp.299-307
• /
• 1996

$10^{-6}{\sim}10^{-3}mol/{\ell}$ 농도범위에서 PO가 먼저 부가된 sodium poly(oxyethylene(EO), oxyisopropylene(PO)) dodecyl ether sulfates의 표면장력은 EO가 부가된 화합물보다 낮게 나왔다. 그리고 대체적으로 일반적인 음이온성계면활성제보다도 낮게 나왔다. PO가 먼저 부가된 화합물에 대하여 Gibbs' 흡착등온선으로 계산한 흡착능(${\Gamma}=2.2{\times}10^{-10}mol/cm^2$)은 EO가 부가된 화합물보다는 높지만 sodium dodecyl ether sulfate(${\Gamma}=3.2{\times}10^{-10}mol/cm^2$)보다는 낮다. 이러한 현상은 PO가 부가된 화합물의 분자량이 크기 때문으로 사료된다. 기포력, n-hexane과 benzene에 대한 유화력, 돼지기름과 소기름에 대한 세정력 그리고 산화철에 대한 분산성은 PO 화합물이 EO 화합물보다 우수하게 나타났다. 이러한 현상들은 친수성과 소수성 부분이 각각 따로 따로 존재할 때 계면활성이 높음을 의미한다. 수계에서 n-hexane과 benzene에 대한 유화력 측정결과는 n-hexane보다 benzene에 대하여 높게 나왔으며, 불규칙적인 분산특성을 나타내었다.

• 공업화학
• /
• 제34권3호
• /
• pp.264-271
• /
• 2023

본 연구에서는 라우릴 알코올에 에틸렌 옥사이드 3 몰과 프로필렌 옥사이드 1 몰을 부가한 후 설페이션을 공정을 거쳐서 ASCO^Ⓡ SLES-430을 제조하였으며, 합성한 계면활성제의 구조를 FT-IR, ¹H-NMR 및 ¹³C-NMR 분석을 통하여 확인하였다. 합성한 ASCO^Ⓡ SLES-430의 임게 마이셀 농도, 정적 표면장력, 유화력, 접촉각 등의 계면 물성과 경구 독성 및 피부 자극성 등의 안정성 지표 등을 측정하였으며, SLES 계면활성제 내에 에틸렌 옥사이드가 각각 2 몰 및 3 몰 부가된 ASCO^Ⓡ SLES-226 및 ASCO^Ⓡ SLES-328 계면활성제들과 비교하였다. 특히, ASCO^Ⓡ SLES-430의 기포 생성력과 기포 안정성을 평가하여 기존 세제 제품에서 널리 사용되고 있는 ASCO^Ⓡ SLES-226과 ASCO^Ⓡ SLES-328과 비교함으로써 ASCO^Ⓡ SLES-430의 소형 빌트인 세탁기용 세제 적용 가능성을 검토하였다.

• Composites Research
• /
• 제19권5호
• /
• pp.20-27
• /
• 2006

니켈 나노와이어 고분자 복합재료의 자체 감지 및 계면 물성평가를 전기적 미세역학적 시험법을 이용하여 조사해 보았다. 본 연구에 사용된 미세 역학적 시험법은 인장과 압축 하중이 연속적으로 작용/완화 되었을 때, 온도, 습도에 대한 가시적인 감지가 가능한 시험법이다. 니켈 나노와이어 강화 에폭시 복합재료에서 니켈 나노와이어의 형상비에 따른 기계적 물성은 동일한 반복하중과 가변하중이 작용 하였을 때 전기적 Pull-out시험법을 통하여 간접적으로 측정하였다. 니켈 나노와이어 강화 에폭시 복합재료의 인장시험을 통해서 얻은 강성도와 겉보기 강성도를 비교해 보면 그 경향은 상호 일치함을 알 수 있었다. 니켈 나노와이어 강화 에폭시 복합재료를 이용하여 온도와 습도에 의한 영향으로 발생되는 반응을 감지할 수 있었다. 인장과 압축하중이 작용/완화 되었을 때 자체감지능은 니켈 나노와이어 강화 실리콘 복합재료에서 전기적 접촉 저항도 측정을 통해 관찰하였으며, 서로 반대의 경향으로 나타나는 것을 확인 하였다. 이것은 실리콘 기지재에 분산되어 있는 니켈 나노와이어간의 접점 연결 메카니즘이 다르기 때문에 발생되는 것으로 판단된다.

• 공업화학
• /
• 제20권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2009

양쪽성 계면활성제는 등전점 이하의 pH 조건에서 양이온 계면활성제로 작용함으로써 유연력을 나타낼 수 있으며, 등전점 이상의 pH 조건에서는 음이온 혹은 비이온 계면활성제로 작용하여 세정력을 나타낼 수 있다. 따라서 pH에 따른 양쪽성 계면활성제의 특성을 활용하면 한 종류의 계면활성제 분자로 세정력과 유연력을 동시에 발휘할 수 있다. 본 연구에서는 amine oxide 양쪽성 계면활성제에 대하여 계면활성제의 기본적인 물성(임계 마이셀 농도, 표면장력, 계면장력, 접촉각, 점도, 계면활성제 시스템의 상거동 등)을 측정하였으며, 또한 계면활성제 수용액에 대하여 zeta potential 측정과 QCM 실험을 통하여 양쪽성 계면활성제가 양이온 계면활성제에서 음이온 혹은 비이온 계면활성제로 작용이 전환되는 등전점을 결정하였다. 본 실험에서 사용한 amine oxide 양쪽성 계면활성제의 등전점은 7.35와 7.4인 것을 각각 zeta potential 측정과 QCM 실험을 통하여 확인할 수 있었으며, 이 결과는 문헌에 보고된 값과 유사한 결과를 나타냄을 알 수 있었다.