포화-비포화 영역에서 transient흐름 해석을 위해 유체의 연속방정식과 Darcy 법칙으로부터 다공질 매체에서의 흐름 지배방정식을 유도하였다. 수치해는 가중잔차원리에 입각한 Galerkin 유한요소법으로 구하며, 시간도함수항에는 유한차분법을 적용하였다. 해석에서는 실제 자연상태에서 발생되는 부정호우자료를 이용하고 이때의 지표하 흐름 해석에 필요한 강우 주상도는 제 손실성분을 고려한 초과우량 추정모형으로부터 얻었다. 비포화 토양에서의 흐름을 고려하기 위해 투수계수, 압력수두 및 체적함수비의 상호 함수관계를 이용하였다. 모형은 대칭인 2차원으로서 비등방성, 이질 토층으로 구성하였다.
The governing partial differential equation of flow in porous media is developed on the bases of the continuity equation of fluid for transient flow through a saturated-unsaturated zone, and substitution of Dercy's law. The numerical solution is obtained by the Galerkin finite element method based on the principle of weighted residuals. The analysis is carried out by using the unsteady storm data observed and the functional relationships between the hydraulic conductivities, capillary pressure heads, and volumetric water contents under saturated-unsaturated conditions. As the results the hydraulic conductivities, rates of change of storage and initial moisture conditions are significantly influened on the responses of subsurface flow on a hillslope.
한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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pp.318-319
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2006
The thermal dissipation performance of sintered heat pipes is usually determined by the capillarity and permeability of the Cu powder wicks. Since the capillary provided by the Cu powder is usually large enough to draw water from the condenser end to the evaporator end, the permeability has become the controlling factor. In this study, Cu powders with different particle sizes and shapes were loosely sintered, and their permeabilities were compared. The results show that more complicated shapes, finer particle sizes, lower porosities, and rougher pore surfaces give lower permeability and thermal dissipation.
본 연구에서는 다공질 지반체내의 투수계수를 계산하기 위하여 정방형의 배열형태를 갖는 유동관망(pipe network) 유동해석 모델을 개발하였다. 본 유동관망을 통한 유체의 흐름 메커니즘은 통계적 침투이론(percolation theory)에 기초하여 정의된다(Stauffer and Aharony, 1994). 여기서, 개별 유동관의 직경들이 주어진 다공질 매질의 공극률과 공극크기 분포특성을 기초로 하여 통계적으로 지정됨으로 계산된 유체흐름은 불균일한 채널 유동 형태로 나타난다. 본 유동해석에서는 유동관망 모델의 한쪽 경계면에 가압된 유체가 투입되고 다른 측면 경계면들은 흐름을 억제하는 경계조건을 두어 한 방향으로 유동관망을 통해 유체의 흐름을 유도하여 모델링된다. 이때, 흐름을 허용할지를 정의하는 확산조건(percolation condition)이 각 유동관에 부여되며, 이는 각 유동 경로의 직경과 재료면 특성을 기초로 계산된 삼투압(capillary pressure) 수준에 의해 정의된다. 유체가 유입되는 면의 수압에 대해 전체 유동관망 모델 내의 수압 분포가 평형을 이루면 유출되는 면의 수압이 일정해 지며, 유입면의 수압과 계산된 유출면의 수압 및 유동량을 Darcy 방정식에 적용하면 유동관망 모델로 모사된 다공질 매질의 투수계수를 얻어 낼 수 있다. 본 연구에서는, 민감할 것으로 예상된 유동 격자망의 규모의 투수계수 결과값에 대한 민감도를 검토하였으며, 실제 석유개발 현장에서 수집된 시추코어에 대해 측정된 투수계수값과 제안 네트워크 모델을 이용한 계산값과 비교하여 합리적인 범위 내에서 잘 부합됨을 보였다.
A study was carried out to observe the 1% aqueous safranine solution flow speed in longitudinal and radial directions of softwood Metasequoia glyptostroboides, diffuse-porous wood Anthocephalus cadamba and ring-porouswood Fraxinus rhynchophylla. In radial direction, ray cells and in longitudinal direction, tracheids, vessel and wood fiber were considered for the measurement of liquid penetration speed at less than 12% moisture contents (MC). The length, lumen diameter, pit diameter, end wall pit diameter and the numbers of end wall pits determined for the flow rate. The liquid flow in the those cells was captured via video and the capillary flow rate in the ones were measured. Vessel in hardwood species and tracheids in softwood was found to facilitate prime role in longitudinal penetration. Anatomical features like the length and diameter, end-wall pit numbers of ray parenchyma were found also responsible fluid flow differences. On the other hand, vessel and fiber structure affected the longitudinal flow of liquids. Therefore, the average liquid penetration depth in longitudinal tracheids of Metasequoia glyptostroboides was found the highest among all cells considered in Anthocephalus cadamba and Fraxinus rhynchophylla In radial direction, ray parenchyma of Metasequoia glyptostroboides was found the highest depth and the one of Fraxinus rhynchophylla was the lowest. The solution was penetrated lowest depth in the wood fiber of Fraxinus rhynchophylla. The large vessel of Fraxinus rhynchophylla was found the lowest depth among the vessels. The solutin was penetrated to the wood fiber of Anthocephalus cadamba higher than the one of Fraxinus rhynchophylla.
A study was carried out to observe the 1% aqueous safranine solution flow speed in longitudinal and radial directions of softwood Larix kaempferi (Lamb.)Carriere, diffuse-porous wood Betula davurica Pall.. and ring-porouswood Castanea crenata S.etZ. In radial direction, ray cells and in longitudinal direction, tracheids, vessel and wood fiber were considered for the measurement of liquid penetration speed at less than 12% moisture contents (MC). The length, lumen diameter, pit diameter, end wall pit diameter and the numbers of end wall pits determined for the flow rate. The liquid flow in the those cells was captured via video and the capillary flow rate in the ones were measured. Vessel in hardwood species and tracheids in softwood was found to facilitate prime role in longitudinal penetration. Anatomical features like the length and diameter, end-wall pit numbers of ray parenchyma were found also responsible fluid flow differences. On the other hand, vessel and fiber structure affected the longitudinal flow of liquids. Therefore, the average liquid penetration depth in longitudinal tracheids of Larix kaempferi was found the highest among all cells considered in Betula davurica and Castanea crenata, In radial direction, ray parenchyma of Larix kaempferi was found the highest depth and the one of Betula davurica was the lowest. The solution was penetrated lowest depth in the wood fiber of Castanea crenata. The large vessel of Castanea crenata was found the lowest depth among the vessels. The solutin was penetrated to the wood fiber of Betula davurica higher than the one of Castanea crenata.
The catalytic exchange of hydrogen isotopes between hydrogen and water has been known to be a very useful process for the separation of tritium from tritiated water. For the process, a highly active hydrophobic catalyst is needed. This study provides an effective fabrication method of size-controlled platinum/poly[styrene-divinylbenzene-tri(propylene glycol) diacrylate] [Pt/poly(SDB-TPGDA)] hydrophobic catalyst beads with a narrow size distribution. Platinum nanoparticles were prepared by ${\gamma}$-ray-induced reduction in the aqueous phase first, and then uniformly dispersed in SDB-TPGDA comonomer after the hydrophobization of platinum nanoparticles with alkylamine stabilizers. The porous Pt/poly(SDB-TPGDA) hydrophobic catalyst beads were synthesized by the UV-initiated polymerization of the mixture droplets prepared in a capillary-based microfluidic system. The size of as-prepared catalyst beads can be controlled in the range of $200-1,000{\mu}m$ by adjusting the flow rate of dispersed and continuous phases, as well as the viscosity of the continuous phase. Sorbitan monooleate and cyclohexanol were used as coporogens to control the porosities of the catalyst beads.
젤 반응을 통해 약화된 석재 조직에 응집력을 주어 석재를 강화시킬 뿐 아니라, 물의 침투로 인하여 발생될 수 있는 석재의 풍화나 손상을 방지하기 위해 소수성 도입 및 2차 박리를 막기 위해 에폭시 접착제와 상호작용이 있는 기능성 석재강화제를 개발하였다. 또한 상업적으로 사용되고 있는 알콕시실란계 강화제의 특성을 비교 연구하였다. 상업화된 알콕시 실란계 석재 강화제의 기본 물질인 tetraethoxysilane에 발수성 기능을 갖고 있는 methy tri silane, ethyl tri silane 그리고 에폭시기를 갖고 있는 (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane를 도입하여 기능성 석재 강화제를 개발하였다. 사암과 화강암에 처리하였고, 젤 형성 시간, 발수성 및 기공도 변화, FT-IR 분석 및 SEM등을 통해 상업화된 석재 강화제와 비교하여, 응용가능성을 확인하였다.
질소의 흡착 등온곡선을 이용하여 흡착체의 동공부피 분포를 계산하는 과정에서 표면장력의 곡률 의존도 고려 효과를 조사하였다. 즉, 장세헌 등에 의한 표면장력의 곡률 의존도식과 캘빈 식으로부터 주어진 압력에서의 캘빈반경을 구하고, 이것으로부터 흡착체의 동공부피 분포를 계산하였다. 이와 같이하여 얻은 계산 결과를 표면장력의 곡률 의존도를 고려하지 아니한 종래방법에 의한 계산 결과와 비교하였다. 일반적으로 곡률 의존도를 고려해주면 동공부피 분포 곡선의 극대부분이 큰 동공 쪽으로 이동한다. 또한 모세관 응축이 일어나는 상대압력이 종래까지 생각했던 것보다 훨씬 낮아지고 있다. 이러한 효과들은 흡착체의 동공들이 미세해 질수록 더욱 현저하게 일어난다.
상용 CFD 프로그램 Flow-3d를 활용하여, 표면 장력 탱크 적용을 위한 메시 스크린의 모델링 및 추진제 배출 해석을 수행하였다. Flow-3d 내 거시적 다공성 매체 모델을 사용하였으며, $350{\times}2600$, $400{\times}3000$, $510{\times}3600$ DTW 메시 스크린에 대한 공극률, 모세관압, 항력계수를 스크린 모델에 대입 후, 기포점 측정 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교하였으며, 메시 스크린 모델링의 적절성을 검증하였다. 이를 기반으로 스크린 모델을 포함한 PMD 구조체에 대한 추진제 배출 해석을 수행하였다. 추진제는 액상의 NTO를 가정하였으며, $3{\times}10^{-3}g$ 가속 조건에서 초기 유량을 만족하도록 void를 유입시켰다. 메시 스크린을 통한 차압은 초기 약 270 Pa에서 시간에 따라 증가하였으며, 스크린 모델의 예상 기포점과 유사한 630 Pa에 이르기까지 액상 추진제 배출을 지속하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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