This study was conducted to use oyster shell as media for biological wastewater treatment. The comparison between the removal efficiencies of the activated sludge and the submerged biofilm process with oyster shell media (5% of reactor volume) for domestic sewage treatment was made. The contaminant removal efficiencies of the submerged process were higher than that of the activated sludge process. And the removal efficiencies of the submerged biofilm process with oyster shell media of 10% and 18% were Investigated at various loading rate. The removal efficiencies of 10% were higher than that of the 18% during the experimental period. The effluent concentration from the sub- merged bloom process using oyster shell media was prediceted by the Stover-Kincannon model.
This paper proposes a method to estimate directly the incoherent scattered intensity and radar cross section (RCS) from the effective permittivity of a random media. The proposed method is derived from the original concept of incoherent scattering. The incoherent scattered field is expressed as a simple formula. Therefore, to reduce computation time, the proposed method can estimate the incoherent scattered intensity and RCS of a random media. To verify the potential of the proposed method for the desired applications, we conducted a Monte-Carlo analysis using the method of moments; we characterized the accuracy of the proposed method using the normalized mean square error (NMSE). In addition, several medium parameters, such as the density of scatterers and analysis volume, were studied to understand their effect on the scattering characteristics of a random media. The results of the Monte-Carlo analysis show good agreement with those of the proposed method, and the NMSE values of the proposed method and Monte-Carlo analysis are relatively small at less than 0.05.
Collapse shape of tunnel roof in layered Hoek-Brown rock media is investigated within the framework of upper bound theorem. The traditional collapse mechanism for homogeneous stratum is no longer suitable for the present analysis of roof stability, and it would be necessary to propose a curve failure mode to describe the velocity discontinuity surface in layered media. What is discussed in the paper is that the failure mechanism of tunnel roofs, consisting of two different functions, is proposed for layered rock media. Then it is employed to investigate the impending roof failure. Based on the nonlinear Hoek-Brown failure criterion, the collapse volume of roof blocks are derived with the upper bound theorem and variational principle. Numerical calculations and parametric analysis are carried out to illustrate the effects of different parameters on the shape of failure mechanism, which is of overriding significance to the stability analysis of tunnel roof in layered rock media.
Total ammonia nitrogen (TAN) removal efficiencies of a sand filter (SF), polystyrene microbead filter (PF), and Kaldnes bead filter (KF) media were evaluated under ammonia loading rates of 5, 25, and 50 g $m^{-3}day^{-1}$. The volume of each filter media tested was 7 L, and the water flow rate for all filter media was 24 L/min. The specific surface areas of the SF, PF, and KF were 7,836, 3,287, and 500 $m^2/m^3$, respectively. Sand was fluidized and the other two media were trickle filtered. The volumetric TAN removal rate increased with increasing ammonia loading rate for all filter media. Mean volumetric TAN removal rates under the ammonia loading rates of 5, 25, and 50 g $m^{-3}day^{-1}$ in SF (39.3, 168.6, and 322.7 g $m^{-3}day^{-1}$, respectively) were higher than those in PF (35.0, 157.4, and 310.5 g $m^{-3}day^{-1}$, respectively) and KF (32.1, 142.5, and 288.1 g $m^{-3}day^{-1}$, respectively). These results were related to differences in the specific surface areas of the filter media. PF was the most economic media for efficiently removing TAN.
Flow uniformity in aftertreatment system is an important factor in determining uniform catalytic reaction and filtration. In this study, variety types of DOC-DPF system design were analyzed to increase flow uniformity. For this analysis, ANSYS Fluent was used with porous media setup for DOC and DPF. Turbulent flow was modeled by standard $k-{\varepsilon}$ model excepting porous media. Uniformity index was utilized to evaluate the flow uniformity quantitatively. Reference design showed low velocity region because two large vortex were generated before baffle. When radius of DOC-DPF system was increased, exhaust pressure acting on the inlet decreases and velocity distribution was shifted to one side. When inlet pipe was set to axial center of DOC-DPF system velocity distribution was symmetric. However, flow was not dissipated until the front end of DOC and showed higher uniformity index. When the volume of DOC was reduced while fixed volume of entire DOC-DPF system and baffle plate is located downstream of the DOC-DPF system, there was improvement in uniformity index.
Pressure-dependent structural and morphological changes of two amphibole minerals, tremolite and actinolite, were investigated up to 7.0 GPa using synchrotron X-ray powder diffraction underthree different pressure transmission media (PTM): water (W), $CO_2$ and silicone oil (SI). The elastic response of tremolite and actinolite are found to be dependent on the PTM used. When using water (W) as PTM, tremolite and actinolite show normal volume contractions with bulk moduli of 74(1) and 78(1) GPa, respectively. When using $CO_2$ as PTM, we observe the formation of calcite from tremolite above 3.8(1) GPa, whereas actinolite did not show any carbonation reaction. Under silicone oil PTM, we observe modulated volume contraction behaviors in both samples, compared to water and $CO_2$ PTM, with bulk moduli in the order of 90(1) and 94(4) GPa for tremolite and actinolite, respectively.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제33권2호
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pp.244-251
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2009
Porous media have especially large surface area per volume, which contain complex fluid passage. If porous media can be applied to cool a CPU or an electronic device with large heat dissipation, it could result in heat transfer enhancement due to the enlargement of the heat transfer area and the flow disturbance. This study is aimed to identify the heat transfer and pressure drop characteristics of high-porosity metal foams in a horizontal channel. Experiment is performed with the various heat flux, velocity and pore density conditions. Permeabilities, which is deduced from Non-Darcy flow model, become lower with increasing pore density. Nusselt number also decreases with higher pore density. High pore density with same porosity case shows higher pressure loss due to the increase of surface area per unit volume. The fiction factor decreases rapidly with increase of Reynolds number in Darcy flow region. However, it converges to a constant value of the Ergun coefficient in Non-Darcy flow region.
Rabiee, Ataollah;Kamalinia, Amir Hossein;Hadad, Kamal
Nuclear Engineering and Technology
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제49권1호
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pp.92-102
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2017
The analysis of steam generators as an interface between primary and secondary circuits in light water nuclear power plants is crucial in terms of safety and design issues. VVER-1000 nuclear power plants use horizontal steam generators which demand a detailed thermal hydraulics investigation in order to predict their behavior during normal and transient operational conditions. Two phase flow field simulation on adjacent tube bundles is important in obtaining logical numerical results. However, the complexity of the tube bundles, due to geometry and arrangement, makes it complicated. Employment of porous media is suggested to simplify numerical modeling. This study presents the use of porous media to simulate the tube bundles within a general-purpose computational fluid dynamics code. Solved governing equations are generalized phase continuity, momentum, and energy equations. Boundary conditions, as one of the main challenges in this numerical analysis, are optimized. The model has been verified and tuned by simple two-dimensional geometry. It is shown that the obtained vapor volume fraction near the cold and hot collectors predict the experimental results more accurately than in previous studies.
The hippocampal volume atrophy is known to be linked with neuro-degenerative disorders and it is also one of the most important early biomarkers for Alzheimer's disease detection. The measurements of hippocampal pure volumes from Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a crucial task and state-of-the-art methods require a large amount of time. In addition, the structural brain development is investigated using MRI data, where brain morphometry (e.g. cortical thickness, volume, surface area etc.) study is one of the significant parts of the analysis. In this study, we have proposed a patch-based ensemble model of 3-D convolutional neural network (CNN) to measure the hippocampal pure volume from MRI data. The 3-D patches were extracted from the volumetric MRI scans to train the proposed 3-D CNN models. The trained models are used to construct the ensemble 3-D CNN model and the aggregated model predicts the pure volume in one-step in the test phase. Our approach takes only 5 seconds to estimate the volumes from an MRI scan. The average errors for the proposed ensemble 3-D CNN model are 11.7±8.8 (error%±STD) and 12.5±12.8 (error%±STD) for the left and right hippocampi of 65 test MRI scans, respectively. The quantitative study on the predicted volumes over the ground truth volumes shows that the proposed approach can be used as a proxy.
침지여상에 폐수를 부하하여 간접포기 강제순환 방식으로 처리하는 system에 대하여 그 유기물 제거 특성을 실험적으로 연구했다. 실험은 침지여상에 네트링(random형(型) plastic media), 입체철망(module형(型) plastic media) 및 잔자갈의 특성이 다른 세가지 media를 충전하고, pH, 수온(水溫)을 고정한 상태에서 $BOD_5$ 용적부하와 순화비를 변동하여 실시하므로서 여재(media) 종류가 $BOD_5$ 제거효율에 미치는 특성을 규명했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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