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다상유동형 입자법을 이용한 Rayleigh-Taylor 불안정성의 수치해석 (Numerical Study on Rayleigh-Taylor Instability Using a Multiphase Moving Particle Simulation Method)

  • 김경성;구본국;김무현;박종천;최한석;조용진
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.37-44
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    • 2017
  • 하나의 시스템 내에 2개 이상의 상이 다른 유체가 존재할 시에는 다상유동에 의한 복장성이 존재하며, 이는 해석의 어려움이 따른다. 두 개 이상의 상이 다른 다상유동은 유동 및 경계면에 영향을 끼치지 때문에, 불안정성과 같은 비선형 유동이 나타나게 된다. 여러 종류의 불안정성 중 레일리히-테일러 불안정성은 대표적인 예로 알려져 있다. 본 연구에서는 밀도차가 레일리히-테일러 불안정성에 미치는 영향을 조사하기 위해 다양한 Atwood 수를 선정하였으며, 초기 경계면 형상 역시 다양한 형태를 설정하고 시뮬레이션 하였다. 본 연구에서 사용된 입자법인 MPS(Moving particle simulation)은 이러한 다상유동에서 널리 쓰이지는 않았으나, 다상유동을 위한 입자간 상호 연성 모델인 자가-부력 항, 표면 장력 항과 경계면 경계 조건 항을 추가로 사용하여 수치해석이 가능하게 하였다. 본 연구에서 새로이 개발된 다상유동형 입자법을 이용하여 고려된 경우들에 대해 수치해석을 수행하였으며, 각각의 결과들을 비교 분석하였다. 또한 레일리히-테일러 불안정성에 기인한 유동의 속도를 측정하여 포텐셜 기반의 이론값과의 비교를 통해 경향성이 일치함을 알 수 있었다. 이론값과의 크기의 차는 포텐셜 기반의 이론값에서는 고려가 힘든 비선형성에 기인한다고 사료된다.

검정찰옥수수 종실 분쇄 정도에 따른 항산화 및 Cytotoxicity 활성 효과 (Effect of Particle Size on Antioxidant Activity and Cytotoxicity in Purple Corn Seed Powder)

  • 김정태;손범영;이진석;백성범;우관식;정건호;김미정;정광호;권영업
    • 한국작물학회지
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    • 제57권4호
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    • pp.353-358
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    • 2012
  • 본 연구에서는 검정찰옥수수 종실을 일반분쇄와 저온미세분쇄를 하여 입자크기에 따른 항산화 활성과 cytotoxicity를 평가하여 이용성 증진을 하고자 연구를 수행하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 분쇄 정도에 따른 평균값은 일반분쇄가 $473.7{\mu}m$, 저온미세분쇄 $17.2{\mu}m$이었으며 중간값은 $336.9{\mu}m$$13.4{\mu}m$를 나타내었다. 2. TEAC 활성 측정 결과 일반분쇄는 $3.87{\mu}mol$ TE/g로서 저온미세분쇄 $5.15{\mu}mol$ TE/g보다 낮은 활성을 보였다. FRAP 활성 측정에서는 저온미세분쇄가 $10.08{\mu}mol$ Fe(II)/g로 일반분쇄 $8.86{\mu}mol$ Fe(II)/g보다 높은 활성을 보였다 3. 간암 세포주(Hep-G2) 성장억제에 미치는 영향은 1 mg/ml 농도에서 검정찰옥수수 종실을 일반분쇄(31.48%)한 것보다 저온미세분쇄(27.41%)를 한 경우가 암세포 생장 억제 효과를 큰 것으로 나타났다. 4. 대장암 세포주인 HCT-116에서는 1 mg/ml에서 분쇄정도에 따라 큰 차이를 보이지 않았으며, 유방암 세포주(MCF-7)에서는 일반분쇄가 미세분쇄보다 높은 생장억제를 보였다.

톱밥-귤박 파티클보드의 역학적 성능에 미치는 밀도와 귤박첨가율의 영향 (Effect of Density and Mixing Ratio of Mandarin Peels on The Bending Performance of Sawdust-Mandarin Peels Particleboards)

  • ;강춘원;오승원;황정우
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.364-373
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    • 2015
  • 본 연구는 밀도와 귤박첨가율이 다른 톱밥-귤박 파티클보드의 동적 정적탄성계수와 휨강도를 측정, 비교하여 밀도와 귤박의 첨가율이 파티클보드의 역학적 성능에 주는 영향과 동적탄성계수와 정적 휨강도 성능사이의 관계를 조사하였다. 톱밥-귤박 파티클보드의 밀도가 0.4에서 $0.6g/cm^3$로 증가할수록 휨성능은 증가하여, 밀도가 휨성능에 크게 영향하였으며, 밀도 $0.4g/cm^3$$0.5g/cm^3$의 톱밥-귤박 파티클보드에서 귤박의 첨가량이 증가할수록 휨성능은 감소하는 경향을 나타내었다. 톱밥-귤박 파티클보드의 동적탄성계수, 정적탄성계수 그리고 휨강도 사이에 높은 상관관계가 확인되었으며 양단 자유 휨진동시험에 의한 동적탄성계수로부터 비파괴적으로 정적 휨강도 성능의 예측이 가능할 것으로 사료되었다.

쌀귀리 가루의 입도별 이화학적 특성 및 항산화 활성 (Effect of particle size of naked oat flours on physicochemical and antioxidant property)

  • 전현일;유선희;송근섭;김영수
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권7호
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    • pp.965-974
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    • 2017
  • 본 연구에서는 영양학적 가치가 높은 쌀귀리의 식품산업 이용률을 높이고자 쌀귀리를 입도별로 제조하여 이들의 이화학적 특성 및 항산화 활성을 비교하였다. 쌀귀리의 조단백질, 조지방 및 조회분 함량이 각각 15.7%, 10.0% 및 1.8%이었으며, 입도가 작아질수록 이들의 함량은 감소하였다. 주요 유리아미노산은 비필수아미노산 중에서는 cystine(58.3 mg%), ${\beta}$-aminoisobutyric acid(53.8 mg%) 등, 필수아미노산 중에서는 phenylalanine(8.6 mg%)과 histidine (12.2 mg%)이었으며, 입도가 작아질수록 함량은 감소하였다. 총 전분, 아밀로스, 손상전분, 총 식이섬유, ${\beta}$-glucan 및 총 유리당 함량은 각각 56.4%, 21.4%, 11.7%, 11.0%, 4.7% 및 2,555.3 mg%이었으며, 입도가 작아질수록 총 전분, 아밀로스 및 손상전분의 함량은 감소한 반면에 총 식이섬유와 ${\beta}$-glucan의 함량은 증가하였다. 색도는 L 값이 75.3, a 값이 0.3 및 b 값이 13.1이었으며, 입도가 작아질수록 L 값은 증가하였으나 a와 b 값은 감소하였다. 호화특성은 최고점도가 263.8 RVU, 최저점도가 155.6 RVU 및 최종점도가 399.3 RVU이었으며, 입도가 작아질수록 최고점도와 최종점도는 증가하였다. TPC, TFC 및 항산화 활성(DPPH radical assay, ABTS radical cation assay 및 reducing power)은 각각 $237.8{\mu}g/g$, $90.9{\mu}g/g$, 57.3%, 53.4% 및 0.23이었으며, 입도가 작아질수록 항산화 성분 및 항산화 활성은 감소하였다. 한편 TPC와 TFC에 관한 각 항산화 활성의 결정계수(correlation determination coefficient, $R^2$) 값이 각각 0.87 이상과 0.81 이상으로 나타나 항산화 성분과 항산화 활성은 상관성을 보였다.

용융아연 도금공정에서의 SNOUT 내부 유동장 해석 ( I ) (Velocity Field Measurement of Flow Inside SNOUT of Zinc Plating Process ( I ))

  • 신대식;최제호;이상준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제23권10호
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    • pp.1265-1273
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    • 1999
  • PIV(Particle Image Velocimetry) velocity field measurements inside the snout of a1/10 scale model of the Zn plating process were carried out at the strip speed $V_s=1.5m/s$. Aluminum powder particles ($1{\mu}m$) and atomized olive oil ($3{\mu}m$) were used as seeding particles to simulate the molten Zinc flow and deoxidization gas flow, respectively. A pulsed Nd:Yag laser and a $2K{\times}2K$ high-resolution CCD camera were synchronized for the PIV velocity field measurement. From flow visualization study, it is found that the liquid flow in the Zn pot is dominantly governed by the uprising flow caused by the rotating sink roll, with its effect on the steel strip inside the snout largely diminished by installing of the snout. The deoxidization gas flow in front of the strip inside the snout can be characterized by a large-scale vortex rotating clockwise direction formed by the moving strip. In the rear side of the strip, a counter-clockwise vortex is formed and some of the flow entrained by the moving strip impinges on the free surface of molten zinc. The liquid flow in front of the strip is governed by the flow entering the snout, caused by the spinning sink roll. Just below the free surface a counter-clockwise vortex is formed near the snout wall. The moving strip affects dominantly the flow behind the strip inside the snout, and large amount of the liquid flow follows the moving strip toward the sink roll. The thickness of the flow following the strip is very thin in the front side due to the uprising flow, however thick boundary layer is formed in the rear side of the strip. Its thickness is increased as moving downstream toward the sink roll. Inside the snout, the deoxidization gas flow above the free surface is much faster than the liquid flow in the zinc pot. Due to the larger influx of the flow following the moving strip in the rear side of the strip, higher percentage of imperfection can be anticipated on the rear surface of the strip.

파시르 탄광에서의 발파진동의 전파특성 분석 (Analysis of the Propagation Characteristics of Blast Vibrations in Pasir Coal Mine)

  • 최병희;류동우;선우춘
    • 화약ㆍ발파
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    • 제24권2호
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    • pp.51-63
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    • 2006
  • 인도네시아 파시르 탄광에서는 전형적으로 일자유면 발파방법이 사용되고 있다. 일반적으로 이 방법은 노천에서 지표면을 유일한 자유면으로 한 발파법이므로 구속이 커서 화약의 에너지가 저항선의 파괴에 효율적으로 사용되지 못하고 발파의 부작용으로 간주되는 지반진동의 유발에 많이 소모된다. 현재 파시르 탄광에서는 모암의 제거를 위한 굴착발파에 이와 같은 일자유면 발파방법을 적용하고 있지만 이는 노천광산에서 일반적으로 적용되는 이자유면 발파인 계단식 발파에 비해 큰 지반진동을 유발할 가능성이 높다 더욱이 파시르 탄광의 경우 노천 채굴적의 양안이 연약사면으로 이루어진 곳이 많아 높은 지반진동 수준은 이들 사면의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다 또한, 진동문제와는 별도로 일자유면 발파는 저항선이 하나뿐이므로 암반파괴의 측면에서도 발파효율이 좋지 않다. 따라서 파시르 탄광에서 나타나고 있는 발파의 비효율성과 진동증가 문제를 개선할 목적으로 새로운 발파공법에 대한 연구가 착수되었으며, 이 연구의 일환으로 현행 발파공법에 대한 조사가 기 수행된 바 있다. 본 논문에서는 파시르 탄광에서 수행한 지반진동의 계측과정과 결과를 현행 발파공법과 함께 제시하고, 측정된 자료에 대한 통계처리를 통해 대상지역에서의 지반진동의 전파특성을 분석하였다.

겉귀리 및 쌀귀리 분말의 입자크기별 영양성분 및 이화학적 특성 (Nutritional Components and Physicochemical Properties of Hulled and Naked Oat Flours according to Particle Sizes)

  • 이유진;김진숙;김경미;최송이;김기창
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권9호
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    • pp.1293-1301
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    • 2016
  • 국내에서 육종된 겉귀리(조한)와 쌀귀리(조양)를 40, 60, 80, 100 mesh로 분쇄하여 얻은 귀리 분말의 입자크기별 영양성분 및 이화학적 특성을 조사하였다. 총베타글루칸의 함량은 겉귀리의 경우 60 mesh(4.23%), 쌀귀리는 100 mesh(4.26%)에서 가장 높게 나타났으며, 수용성 베타글루칸은 총베타글루칸의 76.99~90.80%로 대부분 차지하였다. 총 전분은 겉귀리(63.64~69.82%)가 쌀귀리(52.45~63.71%)에 비해 함량이 높았으며 입자가 작을수록 감소하는 경향을 나타냈지만 아밀로오즈는 총전분과 음의 상관관계를 나타내었다. 한편 유리아미노산은 조성에 따라 감소 및 증가 패턴의 차이를 보였으나 겉귀리와 쌀귀리 모두 입도가 클수록 유의적으로 높게 나타났다. 아울러 지방산은 입도별 유의적인 차이는 보이지 않았으며 겉귀리에 비해 쌀귀리의 함량이 높고 불포화지방산(oleic acid, linoleate)이 약 90% 이상 함유되어 있음을 확인하였다. 호화특성인 최고점도, 최저점도 및 강하점도는 겉귀리와 쌀귀리 모두 100 mesh에서 높게 나타났으며 최종점도와 치반점도는 입자크기가 큰 귀리분말이 상대적으로 높았으며 호화개시온도는 귀리의 입자크기가 작을수록 감소하는 경향을 보였다. 한편 전분 소화율의 경우 입자가 큰 귀리 분말의 RS 함량이 높게 나타났으며 eGI는 겉귀리(76.57~85.53)가 쌀귀리(80.40~95.73)보다 전반적으로 낮았고 입자가 클수록 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과를 종합해보면 귀리의 종류 및 입자크기에 따른 특성이 최종 가공제품에 영향을 미칠 수 있으므로 용도 및 가공적성에 적합한 귀리 분말을 선택하는 것이 중요할 것으로 생각된다.

불투수성 급경사면 위의 파랑상호작용에 관한 수치모델 및 실험 (Measurement and Numerical Model for Wave Interation on Impermeable Steep Slopes)

  • 김인철;안익성
    • 한국해양공학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.44-51
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    • 2008
  • The planning and design of coastal structures against wave attack is required to accurately predict wave transformation, wave run-up, and fluid. particlevelocities an a slope. On tire other hand, in tire swash and surf zones of a natural beach, where coastal erosion and accretion occur at tire land-sea boundary, hydrodynamic analysis is essential. In this study, a RBREAK2 numerical model was created based on the nonlinear shallow water equation and laboratory measurements were carried out in terms of tire free surface elevations and velocities for tire cases of regular and irregular waves on 1 : 10 and 1 : 5 impermeable slopes. The data were used to evaluate tire applicability and limitations of tire RBREAK2 numerical model. The numerical mode1 could predict tire cross-shore variation of the wave profile reasonably well, but showed more accurate results for slopes that were steeper than 1 : 10. Except near tire wave crest, tire computed depth averaged velocities could represent tire measured profile below tire trough level fairly well.

해양심층수 기능성소금 제조를 위한 분무건조기 특성의 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Spray Dryer Characteristic for Manufacture of Deep Sea Water Salt)

  • 김현주;신필권;박성제
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.24-29
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    • 2003
  • Deep sea water has cold temperature, abundant nutrients and minerals, and good water quality that is pathogen-free and stable. Compared with surface water, deep sea water contains more nutrition salt, such as nitrogen and phosphor. Moreover, if has the good balance of minerals. Because of the ability of the spray drying process to produce a free-flowing power considering of spherical particles with a well-defined size distribution and the rapid drying times for heat-sensitive material, spray drying is attractive for a wide range of applications spray drying is a unique unit operation in which powders are produced from a liquid feed in a single processing step. Key component of the process are atomizer, spray chamber. Design of spray chamber should be based on the atomizer type, the production rate, and the particle size required. Because of the complex processes taking place during spray drying, traditional design method are based on pilot-plant tests and empirical scale-up rules. Modern technique such as CFD have a role to play in design and troubleshooting.

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열 감응성 Poly(styrene-co-N-isopropylacrylamide) 마이크로겔의 합성 및 특성 (Synthesis and Characterization of Thermo Sensitive Poly(styrene-co-N-isopropylacrylamide) Microgels)

  • 조석형;김공수;정태욱
    • 공업화학
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    • 제16권3호
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    • pp.397-402
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    • 2005
  • Core-shell 형의 Poly(styrene-co-N-isopropylacrylamide) (poly(St-co-NIPAm)) 마이크로겔은 과항상칼륨(KPS)을 개시제로 사용하여 styrene (St)과 N-isopropylacrylamide (NIPAm)의 무유화 유화중합으로 제조하였다. St/NIPAm의 비, 모노머의 농도, 가교제의 농도에 따른 입자크기의 영향을 조사하였으며 고분자 마이크로겔의 온도에 따른 열감응성을 조사하였다. 마이크로겔의 입자 크기는 NIPAm의 몰비에 따라 증가하였으며 마이크로겔 분산용액의 투과도가 하한임계온도 이상($32{\sim}34^{\circ}C$)에서는 급격히 감소였다. 수용액 중에서 마이크로겔의 팽윤성은 모노머인 NIPAm의 농도가 증가할수록 증가하였으며 가교제의 농도에 따라서 감소하였다.