In the present wort the Laser-induced Fluorescence (LIF) technique and Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) have been combined to measure the temperature distribution across a micro-scale liquid layer as a direct and non-invasive method. Only the fluorescent light emitted from a very thin volume around a focal plane can be selectively detected, and it enables us to measure the liquid temperatures even at the close vicinity of the walls. As an experimental verification, a test section consists of two flat plates (for heating and cooling, respectively) separated by about 240 microns was made, and the methanol mixed with a temperature-sensitive dye, Rhodamine B, was filled in the gap between them. The measured temperature distribution across the gap showed good linearity, which is a typical characteristic of conduction heat transfer through a thin liquid layer. In result, the CLSM-LIF technique proposed in the present study was found to be a promising method to measure the local temperatures in the liquid flow field in microfluidic devices.
A multi-channel microchip electrophoresis (MCME) method with parallel laser-induced fluorescence (LIF) detection was developed for rapid screening of H1N1 virus. The hemagglutinin (HA) and nucleocapsid protein (NP) gene of H1N1 virus were amplified using polymerase chain reaction (PCR). The amplified PCR products of the H1N1 virus DNA (HA, 116 bp and NP, 195 bp) were simultaneously detected within 25 s in three parallel channels using an expanded laser beam and a charge-coupled device camera. The parallel separations were demonstrated using a sieving gel matrix of 0.3% poly(ethylene oxide) ($M_r$ = 8,000,000) in $1{\times}$ TBE buffer (pH 8.4) with a programmed step electric field strength (PSEFS). The method was ~20 times faster than conventional slab gel electrophoresis, without any loss of resolving power or reproducibility. The proposed MCME/PSEFS assay technique provides a simple and accurate method for fast high-throughput screening of infectious virus DNA molecules under 400 bp.
본 연구는 자외선-형광분석법을 이용한 유류저장시설의 모니터링 시스템의 현장 적용성에 관한 기초 실험으로서, 선행연구에서 사용하였던 샘플들의 실제 오염상황을 충분히 반영하지 못하는 한계점을 보완하였다. 선행연구에서 보다 측정의 신뢰도를 높이기 위하여 오염이 발생하여 이동하고 감지되어지는 실제 상황을 고려한 형광 측정 실험을 수행하였다. 또한 자연환경의 영향을 보기 위하여 수분 함량에 따른 형광의 세기를 비교한 결과 수분에는 큰 영향을 받지 않고, 측정시의 토양의 상태에 좌우된다고 사료된다. 마지막으로 안정적인 오염도 측정값을 얻기 위하여 시스템에 이용할 대표성을 갖는 표준 토양을 결정하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 모래와 칼슘-벤토나이트(Ca-bentonite), 연마용 모래를 실험했으며, 이외에도 여러 가지 단일물질들을 테스트하였으나 모래를 제외한 다른 물질들은 시스템에 적용하기엔 한계점이 있었다 그러나 모래는 자체 형광이 낮아 형광 측정에 영향을 적게 미치며, 누구나 쉽게 구할 수 있는 장점과 더불어 오염도에 따른 형광이 비교적 안정적이어서 시스템의 감지부에 넣어줄 표준 토양으로 이용하기에 적합하다고 사료된다.
The effects of the wall geometry on the spray-wall impingement process of a hollow-cone fuel spray emerging from a high-pressure swirl injector of the Gasoline Direct Injection (GDI) engine were investigated by means of a numerical method. The ized Instability Sheet Atomization (LISA) & Aerodynamically Progressed Taylor Analogy Breakup (APTAB) model for spray atomization process and the Gosman model were applied to model the atomization and wall impingement process of the spray. The calculation results of spray characteristics, such as a spray development process and a radial distance after wall impingement, compared with the experimental ones by the Laser Induced Exciplex Fluorescence (LIEF) technique. It was found that the radial distance of the cavity angle of 90$^{circ]$ after wall impingement was the shortest and the ring shaped vortex was generated near the wall after spray-wall impingement process.
Simultaneous CH and OH planar laser induced fluorescence(PLIF) and stereoscopic particle image velocimetry (PIV) measurements have been developed to investigate the local flame structure of turbulent premixed flames. The developed simultaneous two radical concentrations and three component velocity measurements on a two-dimensional plane was applied for relatively high Reynolds number turbulent premixed flames in a swirl stabilized combustor. All measurements were conducted for methane-air premixed flames in the corrugated flamelets regime. Strong three-dimensional fluctuation implies that misunderstanding of the flame/turbulent interactions would be caused by the analysis of two-component velocity distribution in a cross section. Furthermore, comparisons of CH-OH PLIF and three-component velocity field show that the burned gases not always have high-speed velocity in relatively high Reynolds number turbulent premixed flame. The Reynolds number dependence of the flame front was clearly captured by the simultaneous CH-OH PLIF and stereoscopic PIV measurements.
The stability of turbulent nonpremixed interacting flames is investigated in terms of nozzle configuration shapes and kind of fuels. Four nozzle arrangements - cross 5, matrix 8, matrix 9 and circle 8 nozzles - are used in the experiment. There are many parameters affecting flame stability in multi-nozzle flames such as nozzle separation distance, fuel flowrates and nozzle configuration etc. Key factors to enhance blowout limit are the nozzle configuration and the existence of center nozzle. Even nozzle exit velocity equal 204 m/s, flame is not extinguished when there is not a center nozzle and s/d=15.3∼27.6 in matrix-8 and circular-8 configurations. At these conditions, recirculation of burnt gas is related with stability augmentation. Fuel mole fraction measurements using laser induced fluorescence reveal lifted flame base is not located at the stoichiometric contour.
Simultaneous measurements of planar laser-induced fluorescence (PLIF) of OH radicals and particle image velocimetry (PIV) were used to investigate the strain rates and OH structure characteristics of turbulent syngas non-premixed jet flames close to blowoff. Mean values of the maximum principal strain rate on OH layer decreases with the axial distance, and its standard deviation is significantly large upstream. Strain rate on stabilization region of the stable flame is only about a half of that of the flame near blowoff.
반도체 및 디스플레이 공정용 플라즈마 장치에서 플라즈마 변수를 측정하기 위한 방법들이 많이 개발되어 왔다. 전자 밀도와 온도는 정전 탐침이나 컷오프 프로브 등을 사용하여 활성종이나 중성종에 비해 상대적으로 쉽게 측정할 수 있고, 활성종과 중성종은 LIF (Laser Induced Fluorescence) 방법, OES (Optical Emission Spectrometry) 방법, 그리고 QMS (Quadrupole Mass Spectrometry) 방법 등을 이용하여 측정할 수 있으나 절대적인 크기를 측정할 수 있는 경우는 제한적인 것으로 알려져 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 측정한 전자 밀도와 전자 온도를 기반으로 하여 고려되는 종들의 밀도를 계산할 수 있는 프로그램도 제작된 바 있다. 개발된 프로그램의 입력 값으로 사용되는 플라즈마 화학반응 데이터베이스는 계산 결과의 정확성과 밀접한 관계가 있으며, 이런 이유로 신뢰성 높은 데이터베이스를 확보하기 위한 연구도 진행되었다. 개발된 프로그램을 이용하여 계산한 플라즈마 변수의 장비 변수에 대한 의존성이 진단 데이터와도 잘 부합하는 것으로 확인되었다.
PLLIF(Planar Laser Liquid Induced Fluorescence) 기법은 분무장을 교란시키지 않고 고해상도의 2차원 질량분포를 빠르게 측정할 수 있기 때문에 기존의 기계적인 분무 분포 측정방법의 한계를 극복하였을 뿐만 아니라 접근이 불가능하였던 인젝터 근방의 분무에 대한 중요한 정보를 제공하고 있다. 그러나 레이저 광을 받은 액적에 의한 산란광의 강도가 클 경우에는 인접한 액적들을 형광시킬 수 있고 액적의 형광신호가 액적들을 통과하면서 감쇠되는 이차산란에 의한 오차는 PLLIF 기법의 정량화에 가장 큰 난점으로 인식되고 있다. 특히 이러한 현상은 분무 분포의 밀도가 높고 액적의 크기가 클수록 강하게 나타나는데, 액체로켓에서 일반적으로 사용되고 있는 like-doublet 인젝터는 이러한 분무 특성을 갖는다. 따라서 Mechanical Patternator 및 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)로부터 측정한 like-doublet 인젝터의 분무 질량 분포 결과와 비교하여 이차산란에 의한 오차를 파악하여 PLLIF 기법의 적용 가능성을 진단하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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