• 제목/요약/키워드: Porous Coefficient

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2차원으로 구현한 다공성 매질의 확산주도영역에 관한 1차 물질이동 방정식의 유도 (Derivation of the First-Order Mass-Transfer Equation for a Diffusion-Dominated Zone of a 2-D Pore)

  • 김영우;서병민;황승민;박차식
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권2호
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    • pp.99-103
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    • 2010
  • 다공성 매질상에서 유체와 용질의 이동은 Mobile zone과 Immobile zone으로 분리해서 분석하는 Mobile-Immobile Zone Model을 이용하여 쉽게 현상을 구현할 수 있었으나 본 연구에서는 2차원 4각형태의 pore 상에서 확산주도영역(Immobile zone)으로 들어가고 나오는 용질의 확산에 관한 새로운 Analytic solution을 유도하여 기존 MIM Zone model과 비교 분석하였다. 새롭게 유도된 Analytic solution은 기존의 MIM model 과 비교했을때 충분히 오랜시간이 경과한 후에는 해의 일치를 보이지만 MIM model의 경우 초기 농도값이 주입된 실제 농도보다 약 20 % 낮게 나타난다. Mass-transfer 계수, $\alpha$는 일반적으로 시간의 흐름에 따라 감소하게 되는데 일정 시간이 경과하게 되면 안정화 되고 일정함을 유지하며 그 시간은 무차원으로 약 ${\tau}_0=0.15$이다. 또한 $\alpha$는 분자확산과 비례하며 Immobile 영역의 깊이와 반비례하는 반면 작은 시간이 경과한 후에는 시간에 종속되어진다.

경사식 방파제의 수리특성 결정을 위한 수치해석 (Numerical Analysis on the Determination of Hydraulic Characteristics of Rubble Mound Breakwater)

  • 박현주;전인식;이달수
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.19-33
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    • 2002
  • 경사식 방파제의 설계에 필요한 정보를 제공할 목적으로 수리특성들의 계산을 비교적 쉽게 수행하기 위한 수치해석기법의 수립을 시도하였다. 수치해석은 방파제 외부의 파동장과 내부 공극매체에서의 파동장을 결합시킴으로써 반사율, 전달율(월파전달율과 투과전달율) 그리고 개체내부의 간극수압을 계산하는 것이다. 외부 파동장은 장파가정의 근사 이론을, 내부 파동장은 경계요소법을 이용하여 해석하였다. 수치해석결과를 수리실험결과와 비교한 결과, 반사율과 전달율은 허용오차 범위내에서 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 간극수압은 정량적으로는 다소의 차이를 보이나 정성적으로는 대체적으로 유사한 성향을 보이는 것으로 나타났다. 정량적 차이를 극복하기 위하여 전사면에서의 비선형 파동장에 의한 동수압을 직접 계측하여 수치해석에 입력하는 방안을 제시하였다

Enhancement of mechanical and durability properties of preplaced lightweight aggregate concrete

  • Bo Peng;Jiantao Wang;Xianzheng Dong;Feihua Yang;Chuming Sheng;Yunpeng Liu
    • Advances in concrete construction
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    • 제15권6호
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    • pp.419-430
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    • 2023
  • In this study, the effect of two types of aggregates (fly ash aggregate and shale aggregate) on the density, strength, and durability of preplaced lightweight aggregate concrete (PLWAC) was studied. The results showed that the 7 - 28 days strength of concrete prepared with fly ash aggregates (high water absorption rate) significantly increased, which could attribute to the long-term water release of fly ash aggregates by the refined pore structure. In contrast, the strength increase of concrete prepared with shale aggregates (low water absorption rate) is not apparent. Although PLWAC prepared with fly ash aggregates has a lower density and higher strength (56.8 MPa @ 1600 kg/m3), the chloride diffusion coefficient is relatively high, which could attribute to the diffusion paths established by connected porous aggregates and the negative over-curing effect. Compared to the control group, the partial replacement of fly ash aggregates (30%) with asphalt emulsion (20% solid content) coated aggregates can reduce the chloride diffusion coefficient of concrete by 53.6% while increasing the peak load obtained in a three-point bending test by 107.3%, fracture energy by 30.3% and characteristic length by 103.5%. The improvement in concrete performance could be attributed to the reduction in the water absorption rate of aggregates and increased energy absorption by polymer during crack propagation.

고립파(지진해일) 작용하의 수중방파제에 의한 파랑제어 (Wave Control by Submerged Breakwater under the Solitary Wave(Tsunami) Action)

  • 이광호;김창훈;정성호;김도삼
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3B호
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    • pp.323-334
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    • 2008
  • 본 연구는 유체장에 대한 Navier-Stokes방정식과 자유수면을 효과적으로 추적할 수 있는 VOF법을 지배방정식으로 사용하는 수치파동수로를 적용하여 고립파(지진해일)에 대한 이열투과성수중방파제의 파랑제어기능을 수치적으로 검토한다. 고립파의 조파는 수치파동수로의 계산영역내에 설치된 수치조파기(내부조파소스)를 이용하였으며, 구조물에 의한 고립파의 파랑변형을 논한 기존의 연구결과와 본 해석결과를 비교함으로써 본 연구의 타당성을 확인하였다. 이로부터 일렬 및 이열의 투과성수중방파제에 의한 고립파의 파랑변형, 전달율, 반사율 및 에너지플럭스를 포함한 파동장의 변화를 수치시뮬레이션하였다. 비록 한정된 범위의 연구결과이지만, $h_0/h=0.925$($h_0$는 수중방파제의 천단고, h는 수심)를 갖는 이열수중방파제의 경우에 수중방파제 배치간격 $l/L_{eff}>0.4$(여기서, $L_{eff}$는 고립파의 유효거리)의 범위에서 입사파랑의 파고는 이열수중방파제에 의해 약 60%까지 감쇠되는 것을 알 수 있었으며, 일렬수중방파제에 비해 반사율이 약 47%정도로 증가하고, 전달율은 약 18%로 감소하였다. 따라서, 본 연구에서 고립파의 제어를 위해 처음으로 도입되는 투과성이열수중방파제는 일렬의 경우와 대비하여 경제적으로, 그리고 보다 효과적으로 고립파를 제어하는 것을 알 수 있었다.

다공성 $ZrTiO_4$ 재료의 제조 및 특성 (Fabrication and characteristics of porous ceramics from $ZrTiO_4$ based ceramic material)

  • 허근;명성재;이용현;전명표;조정호;김병익;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.5-9
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    • 2008
  • 코디어라이트는 낮은 열팽창계수를 가지나, 디젤 배기가스 담체로써 사용하기에는 기계적 강도가 낮고, 황에 대한 내산성이 취약한 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 $SiO_2,\;Al_2O_3$, MoOx, $Cr_2O_3$$Nb_2O_5$가 첨가된 $ZrTiO_4$의 물성을 XRD, SEM, UTM 및 열팽창계수 측정 장치를 사용하여 측정하고 분석하였다. $ZrTiO_4$$TiO_2$$ZrO_2$를 출발원료로 볼빌에서 혼합한 후 $1240^{\circ}C$ 이상의 온도에서 3시간 하소함으로써 monoclinic 구조로 합성되었다. 꺽임강도 및 열팽창계수 측정용 시편은 $ZrTiO_4$와 첨가제를 혼합 성형하고, $1300^{\circ}C$에서 3 시간 소성함으로써 얻어졌다. 소결된 시편의 기공율은 첨가제의 함량이 5%로 증가함에 따라 첨가제의 종류에 관계없이 감소하였으나, 첨가제의 함량이 10% 로 증가하면 기공율은 포화되었다. 꺾임강도는 $Al_2O_3$를 5, 10 wt% 첨가 시 큰 폭으로 증가하였으나, 나머지 첨가제에 대해서는 꺾임강도가 감소하였다. $ZrTiO_4$의 열팽창계수 $(1000^{\circ}C)$$Nb_2O_5$를 제외하고는 첨가제가 증가할수록 계속적으로 감소하였으며, 특히, $SiO_2$가 첨가된 경우 가장 낮은 열팽창계수를 나타내었다.

세라믹스 분말 가압 성형 공정 변수 설계(1부: 유한요소 해석) (Design of ceramics powder compaction process parameters (Part Ⅰ : Finite element analysis))

  • 정상철;금영탁
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.21-26
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    • 2005
  • 세라믹 분말 가압 성형 공정을 전산모사 하고 패킹의 임의성과 입자 배열의 효과를 평가하기 위해서 유사한 임의 다중 입자 배열을 사용하여 2차원 막대 배열 가압 성형 모델을 도입하였다. 3개의 Al₂O₃ 입자와 3개의 Al 입자를 가지고 기공과 관련된 가압 성형 공정을 균질화 탄성계수를 사용하여 외연적 유한요소 해석하였다. 해석 결과는 이전 해석 결과 및 실험 결과와 비교하였다. 마지막으로, 분말 입자의 마찰계수와 상대밀도의 관계를 얻기 위한 해석이 수행되었다.

심층 지하에서의 육가 크롬 확산 (Diffusion of Cr(VI) in Porous Media)

  • 현재혁
    • 지질공학
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    • 제3권2호
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    • pp.203-214
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    • 1993
  • 액체 산업폐기물을 심층지하에 방출시, 폐기물의 이동은 지하매체의 낮은 투수율로 인하여 분자확산에 의해 좌우된다. 하편 확산에 의한 이동은 Fick의 제2법칙으로 예측할 수 있다. 본 연구에서는 실험을 통한 Cr(VI)의 확산 이동계수를 구하였다. 다공질내에서의 Cr(VI)이동을 추적하기 위해 방사성 동위원소인 $^{51}Cr$을 사용하였으며, Fick의 제2법칙에 대한 해석해를 구해 Cr(VI)의 확산계수를 결정하였다. 본 연구에서는 온도, $^{51}Cr$의 양, 염소 이온의 양, 매체의 건조밀도를 환경적 변화인자로 이용하였다.

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페콘크리트의 중화 및 중금속 제거를 위한 재활용에 관한 연구 (I) (A Study on Recycle of Waste Concretes for Neutralization and Removal of Heavy Metals ( I ))

  • 김은호;김정권;성낙창
    • 한국환경과학회지
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    • 제6권5호
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    • pp.497-503
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    • 1997
  • This study was performed to Investigate the utilization of waste concretes for neutralization and removal of heavy metals In plating wastewater, because waste concretes have been known to be very porous, to have high species surface area and to have alkaline minerals such as calcium. The results obtained from this research showed that waste concretes had a buffer capacity to neutralize an acidic alali system in plating wastewater. Generally, neutralization and removal rate of heavy metals were excellent in the increase of waste concrete amounts and a small size. Because a coefficient of correlation was high, it seemed that removal of heavy metals could be explained by Freundlich and Langmuir isotherms. If we reflected the adsorption capacity(k) and adsorption intensity(1/n) of Freundlich isotherm, we couldn't consider waste concretes as a good adsorbent. But, we could know that waste concretes were capable of removing a part of heavy metals. In point of building waste debris, if waste concretes substituted for a valuable adsorbent such as actuated carbon, they could look forward to an expected economical effect.

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Properties of Indium Tin Oxide Multilayer Fabricated by Glancing Angle Deposition Method

  • Oh, Gyujin;Lee, Kyoung Su;Kim, Eun Kyu
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.367-367
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    • 2013
  • Commercial applications of indium tin oxide (ITO) can be separated into two useful areas. As it is perceived to bear electrical properties and optical transparency at once, its chance to apply to promising fields, usually for an optical device, gets greater in the passing time. ITO is one of the transparent conducting oxides (TCO), and required to carry the relative resistance less than $10^{-3}{\Omega}$/cm and transmittances over 80 % in the visible wavelength of light. Because ITO has considerable refractive index, there exist applications for anti-reflection coatings. Anti-reflection properties require gradual change in refractive index from films to air. Such changes are obtained from film density or nano-clustered fractional void. Glancing angle deposition (GLAD) method is a well known process for adjusting nanostructure of the films. From its shadowing effects, GLAD helps to deposit well-controlled porous films effectively. In this study, we are comparing the reference sample to samples coated with controlled ITO multilayer accumulated by an e-beam evaporation system. At first, the single ITO layer samples are prepared to decide refractive index with ellipsometry. Afterwards, ITO multilayer samples are fabricated and fitted by multilayer ellipsometric model based on single layer data. The structural properties were measured by using atomic force microscopy (AFM), and by scanning X-ray diffraction (XRD) measurements. The ellipsometry was used to determine refractive indices and extinction coefficient. The optical transmittance of the film was investigated by using an ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometer.

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투수성 폴리머 블록 포장에 의한 우수 유출 저감 효과에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Rainfall Runoff Reduction Effects by Permeable Polymer Block Pavement)

  • 성찬용;김영익
    • 한국농공학회논문집
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    • 제54권2호
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    • pp.157-166
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    • 2012
  • Most of the roads are paved with impermeable materials such as asphalt concrete and cement concrete, and in the event of heavy rainfall, rainwater directly flows into river through a drainage hole on the pavement surface. This large quantity of rainwater directly spilled into the river frequently leads to the flooding of urban streams, damaging lowlands and the lower reaches of a river. In recent years there has been a great deal of ongoing research concerning water permeability and drainage in pavements. Accordingly, in this research, a porous polymer concrete was developed for permeable pavement by using unsaturated polyester resin as a binder, recycled aggregate as coarse aggregate, fly ash and blast furnace slag as filler, and its physical and mechanical properties were investigated. Also, 3 types of permeable polymer block by optimum mix design were developed and rainfall runoff reduction effects by permeability pavement using permeable polymer block were analyzed based on hydraulic experimental model. The infiltration volume, infiltration ratio, runoff initial time and runoff volume in permeability pavement with permeable polymer block of $300{\times}300{\times}80$ mm were evaluated for 50, 100 and 200mm/hr rainfall intensity.