• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제1권1호
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• pp.26-31
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• 1996

Since biosynthesis of lignin peroxidase from Phanerochaete chrysosporium was known to be sensitive to shear, it is interesting to understand the effects of the shear sensitivity for the overproduction of lignin peroxidase. In stirred-tank fermentor, the shear-sensitivity in lignin peroxidase biosynthesis was quantified by using Kolmogorov length scale. It was found that agitation at 80$\mu$m Kolmogorov length scale is advantageous for the production of lignin peroxidase from P. chrysosporium. To overcome the shear sensitivity in lignin peroxidase biosynthesis caused by the agitation,P. chrysosporium was immobilized on various solid carriers. The nylon-immobilized P. chrysosporium was chosen in the present study as a way to overcome the shear sensitivity at the ranges of above 50$\mu$m Kolmogorov length scale. The adhesion force between immobilized cell and carrier can be predicted by thermodynamic approach and used as a criteria to select an adequate carrier materials for immobilization.

• 한국해양공학회지
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• 제28권4호
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• pp.268-273
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• 2014

To investigate the turbulence characteristics within the boundary layer over a flat plate, an experimental study was performed using a PIV technique in a circular water channel. For two water velocities, 0.92 and 1.99 m/s, the water velocity profiles were taken and analyzed to determine turbulent characteristics such as the Reynolds stress, Taylor micro-length scale, and Kolmogorov length scale within the defect law region of the boundary layer. These analysis methods may be applied to research on the friction drag reduction technology using micro-bubbles or an air sheet over the surface of a ship's hull, because the physical reason for the friction drag reduction could be found by understanding the variation of the turbulence characteristics and structures in the boundary layer.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.307-307
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• 2020

하천에서 하상과의 접촉 없이 부유 상태로 이동하는 유사는 부유사로 정의된다. 부유사의 이동은 유사 입자의 침강 속도와 난류의 섭동 성분에 따라 결정된다. 실제 하천에서 부유사는 단일 크기가 아닌 여러 크기의 유사 입자가 혼재된 상태로 존재하는데, 유사의 이동을 보다 정확히 이해하기 위해서는 침강 속도를 결정하는 유사 입자 크기의 분포에 대한 이해가 요구된다. 진흙과 같은 점착성 유사의 경우에는 모래와 같은 비점착성 유사와는 달리 입도 분포를 구성하는 유사 입자의 크기가 끊임없이 변화한다. 이러한 유사의 특성 변화는 유사 알갱이 표면의 전자기적 점착력으로 인한 응집 현상(Flocculation Process)에서 기인한다. 응집 현상으로 인해 점착성 유사는 물과 유사 입자의 덩어리인 플럭(Floc)을 형성하며, 플럭의 특성은 지속적으로 변화한다. 따라서 점착성 유사의 이동을 이해하기 위해서는 흐름 특성 및 입도 분포뿐만 아니라 플럭의 응집 현상에 관한 이해가 함께 이루어져야함을 알 수 있다. 본 연구에서는 플럭의 응집 현상으로 인한 크기 변화와 입도 분포를 이해하기 위한 모형 개발의 방법론을 제시하고자 한다. 입도 분포 모형의 개발을 위해 추계학적 접근법이 이용되며, 추계학적 접근법을 이용하여 수치 실험을 수행하기 위해 몬테-카를로 방법이 적용되었다. 입도 분포 모형과 유사 이동 모형의 결합을 통해 흐름 내 부유 상태로 이동하는 점착성 유사 입도 분포에 관한 수치 모형 개발이 가능하다.

• 한국연소학회지
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• 제14권3호
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• pp.29-36
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• 2009

Simulation is performed to analyze the characteristics of turbulent spray combustion in a diesel engine condition. An extended Conditional Moment Closure (CMC) model is employed to resolve coupling between chemistry and turbulence. Relevant time and length scales and dimensionless numbers are estimated at the tip and the mid spray region during spray development and combustion. The liquid volume fractions are small enough to support validity of droplets assumed as point sources in two-phase flow. The mean scalar dissipation rates (SDR) are lower than the extinction limit to show flame stability throughout the combustion period. The Kolmogorov scales remain relatively constant, while the integral scales increase with decay of turbulence. The chemical time scale decreases abruptly to a small value as ignition occurs with subsequent heat release. The Da and Ka show opposite trends due to variation in the chemical time scale. More work is in progress to identify the spray combustion regimes.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권2호
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• pp.262-270
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• 2006

Direct numerical simulations (DNS) of turbulent channel flows up to $Re_{\tau}=1270$ are performed to investigate an elliptic feature and strain rate field on cross sections of coherent fine scale eddies (CFSEs) in wall turbulence. From DNS results, the CFSEs are educed and the strain rate field around the eddy is analyzed statistically. The principal strain rates (i.e. eigenvalues of the strain rate tensor) at the CFSE centers are scaled by the Kolmogorov length $\eta$ and velocity $U_k$. The most expected maximum (stretching) and minimum (compressing) eigenvalues at the CFSE centers are independent of the Reynolds number in each $y^+$ region (i. e. near-wall, logarithmic and wake regions). The elliptic feature of the CFSE is observed in the distribution of phase-averaged azimuthal velocity on a plane perpendicular to the rotating axis of the CFSE $(\omega_c)$. Except near the wall, phase-averaged maximum $(\gamma^{\ast}/\gamma_c^{\ast})$ and minimum $(\alpha^{\ast}/\alpha_c^{\ast})$ an eigenvalues show maxima on the major axis around the CFSE and minima on the minor axis near the CFSE center. This results in high energy dissipation rate around the CFSE.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제23권5호
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• pp.499-505
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• 1995

Immobilization of anchorage-dependent animal cells was investigated using macroporous gelatin microcarriers developed in our laboratory. For the observation of the distribution of cells in macroporous beads, Vero-6 cells and CHO cells were cuttured and their distribution in macroporous beads was observed using a confocal microscope. In results, the final concentration of Vero-6 cells and CHO cells on macroporous beads was 2-3 times higher than that on commercial solid microcarriers (Cytodex-3). Also, macroporous microcarriers could hold cells in their macropores. Consequently, the pores protected cells against hydrodynamic shear. Based on Kolmogorov eddy length scale, the smaller eddies (80 $\mu $m) showed the detrimental effect on cells in macroporous beads as compared with 160 $\mu $m of eddies in conventional solid microcarriers.

• 천문학회지
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• 제37권5호
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• pp.349-353
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• 2004

Magnetic fields are an important ingredient of galaxy clusters and are indirectly observed on cluster scales as radio haloes and radio relics. One promising method to shed light on the properties of cluster wide magnetic fields is the analysis of Faraday rotation maps of extended extragalactic radio sources. We developed a Fourier analysis for such Faraday rotation maps in order to determine the magnetic power spectra of cluster fields. In an advanced step, here we apply a Bayesian maximum likelihood method to the RM map of the north lobe of Hydra A on the basis of our Fourier analysis and derive the power spectrum of the cluster magnetic field. For Hydra A, we measure a spectral index of -5/3 over at least one order of magnitude implying Kolmogorov type turbulence. We find a dominant scale of about 3 kpc on which the magnetic power is concentrated, since the magnetic autocorrelation length is ${\lambda}_B = 3 {\pm} 0.5\;kpc$. Furthermore, we investigate the influences of the assumption about the sampling volume (described by a window function) on the magnetic power spectrum. The central magnetic field strength was determined to be ${\~}7{\pm}2{\mu}G$ for the most likely geometries.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.955-967
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• 2022

기존의 입자추적모델에서 입자의 연직방향 변위 예측은 정지 수체에서의 최종침강속도를 바탕으로 계산되었다. 그러나 난류 수체에서의 침강속도에 관한 선행 연구들은 난류가 입자의 침강속도에 영향을 미치는 것으로 보고하고 있다. 본 연구에서는 난류에 따른 침강속도의 변화 특성을 규명하고자 개수로 흐름에서 입자의 침강 실험을 수행하였다. 입자의 침강속도와 난류 특성은 각각 PTV, PIV 기법을 통해 측정하였고, 측정된 침강속도 증가율과 입자 및 난류 특성에 따른 난류 수체에서의 침강속도의 변화 특성을 분석하였다. 그 결과, 입자 직경이 Kolmogorov 길이 스케일의 1~2배가 될 때, 침강속도 증가율이 커지기 시작하였다. 본 실험 결과를 선행 연구들과 비교하였을 때, Stokes 수와 침강속도 증가율의 그래프가 입자의 밀도에 따라 각각 최댓값을 보이는 곡선 형태를 가지는 것으로 나타났다. 결론적으로, 입자의 침강속도는 개수로 흐름에서 정지 수체에서보다 빠르기 때문에, 기존의 정지 수체에서의 침강속도를 이용한 입자추적모델은 연직방향으로 바닥에 도달하는 시간을 과대산정하게 될 수 있다. 이러한 측면에서 본 연구의 결과는 입자추적모델의 성능 개선에 도움을 줄 것으로 기대된다.