• Title/Summary/Keyword: granular flow

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The Effect of Plasma Gas Composition on the Nanostructures and Optical Properties of TiO2 Films Prepared by Helicon-PECVD

  • Li, D.;Dai, S.;Goullet, A.;Granier, A.
    • Nano
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    • 제13권10호
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    • pp.1850124.1-1850124.12
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    • 2018
  • $TiO_2$ films were deposited from oxygen/titanium tetraisopropoxide (TTIP) plasmas at low temperature by Helicon-PECVD at floating potential ($V_f$) or substrate self-bias of -50 V. The influence of titanium precursor partial pressure on the morphology, nanostructure and optical properties was investigated. Low titanium partial pressure ([TTIP] < 0.013 Pa) was applied by controlling the TTIP flow rate which is introduced by its own vapor pressure, whereas higher titanium partial pressure was formed through increasing the flow rate by using a carrier gas (CG). Then the precursor partial pressures [TTIP+CG] = 0:027 Pa and 0.093 Pa were obtained. At $V_f$, all the films exhibit a columnar structure, but the degree of inhomogeneity is decreased with the precursor partial pressure. Phase transformation from anatase ([TTIP] < 0.013 Pa) to amorphous ([TTIP+CG] = 0:093 Pa) has been evidenced since the $O^+_2$ ion to neutral flux ratio in the plasma was decreased and more carbon contained in the film. However, in the case of -50 V, the related growth rate for different precursor partial pressures is slightly (~15%) decreased. The columnar morphology at [TTIP] < 0.013 Pa has been changed into a granular structure, but still homogeneous columns are observed for [TTIP+CG] = 0:027 Pa and 0.093 Pa. Rutile phase has been generated at [TTIP] < 0:013 Pa. Ellipsometry measurements were performed on the films deposited at -50 V; results show that the precursor addition from low to high levels leads to a decrease in refractive index.

활성탄 흡착칼럼의 농도변화곡선 추정 (An Estimation of Breakthrough Curve of Activated Carbon Adsorption Column)

  • 양호연;박종묵;송명재;오창용;한능원
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.217-229
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    • 2000
  • 입상 및 분말 활성탄에 대한 페놀의 흡착평형실험을 $25{\pm}1^{\circ}C$에서 행하였으며 그 결과를 Freundlich isotherm으로 나타내었다. 흡착속도 실험은 회분식 흡착법으로 입자외부 물질이동저항이 무시되는 조건하에서 행하였으며, 실험결과는 LDF 흡착속도상수를 구하기 위하여 Miller의 방법으로 해석하였다. 고정층 흡착칼럼에서 페놀-활성탄계의 흡착실험을 행하였다. 흡착칼럼실험은 온도를 $25{\pm}1^{\circ}C$로 일정하게 유지하면서, 흡착대의 길이는 추산한 흡착대 길이보다 크게 하여 정형농도분포가 이루어지도록 하였다. 그리고 각기 다른 두 가지 공탑유속의 경우에 대해 실험하였다. LDF 모델식의 흡착속도계수는 흡착율에 따라 변화되며, 이 가변성 흡착속도계수를 사용하여 정형 농도변화곡선을 추정한 결과 일정 평균치를 사용한 경우보다 실험결과와 더 일치하였다.

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GCP로 보강된 연약지반의 해석적 거동분석 (Analysis on the Analytical Behavior of Soft Ground Reinforced with Granular Compaction Piles)

  • 김민석;나승주;양열호;김대현
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.27-37
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    • 2016
  • 국내 GCP공법은 많은 선행연구가 진행되었으나, 설계자의 경험에 의해 의존하여 설계되고 있는 실정이므로 파괴사례가 종종 보고되고 있다. 이에 따라 명확한 파괴 원인규명 및 파괴예방대책 수립이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 GCP공법의 합리적인 설계법의 제안을 위한 기초단계로써, GCP에 사용되는 최적배합비를 대형직접전단시험을 통해 결정하고, 내부마찰각의 변화에 따른 응력분담비의 변화 및 지반의 수직/수평 침하거동을 수치해석을 통하여 분석하였다. 직접전단 실험결과 쇄석과 모래의 최적배합비는 70:30으로 평가되었다. 수치해석결과 내부마찰각이 증가할수록 응력분담비가 증가하나 일정한 값으로 수렴하고 침하량이 감소하며, 최적배합비로 시공할 경우 측방유동 및 히빙현상의 감소를 유도할 것으로 판단된다.

Pseudomonas putida B2가 접종된 Biofilter의 황화수소제거 효과 (Effect of Hydrogen Sulfide Removal by Biofilter Seeded with Pseudomonas putida B2)

  • 윤지용;이수철;권일;성창근
    • KSBB Journal
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    • 제16권3호
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    • pp.286-289
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    • 2001
  • 본 실험은 Pseudomonas p$mu$tida 82를 접종한 biofilter에서의 H2S 제거능올 알아 보았다. 담체로는 유기담체로 peat moss, 무기탐체로 perlite 그리고 활성탄(GAC)을 각각 부피비로 50:25:25로 혼합하여 사용하였고, P. putida B2가 접종된 실험구는 본 균주가 접종되지 않은 대조구와 비교해본 결과 30% 정도의 제거율 향상을 볼 수 있었고, 운전중 $H_2S$ 부하 변동에 대해 대조구보다 안정되고 높은 제거율을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 염계 부하량은 제거율 100%를 기준으로 할 때 살헝구의 경우 $14.83 g/m$3hr$인 것으로 나타났고, 대조 구의 경우 최대 $4.93 g/m$3hr$나타냐 약 3배 정도 질험구가 더 큰 부하량 처리능력을 나타내였다.- 본 질험결파로 탈취 균주로서 P. putida B2의 가능성을 타진해 본 결파 충불한 $H_2S$ 제거력을 발휘했으며, 아울러 활성탄을 점가하여 부하 변동에 대해 보다 안정적인 제거효과를 보여 현 탈취공정의 부하 변동에 대한 안정성과 순치 기간의 필요성율 극복할 수 있을 것으로 판단된다.

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오염된 연안저질의 현장생물정화를 위한 미생물활성촉진제의 용출특성 연구 (Study on the elution of biostimulant for in-situ bioremediation of contaminated coastal sediment)

  • 우정희;송영채;센틸쿠마르
    • 한국항해항만학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.239-246
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    • 2014
  • 자생하는 미생물의 활성을 촉진시킴으로써 오염된 연안퇴적물을 현장생물정화하기 위하여 사용하는 미생물활성촉진제의 용출특성에 대한 연구를 수행하였다. 미생물의 생리활성을 촉진하는 황산염, 질산염을 오염되지 않은 연안퇴적물과 혼합하였으며, 혼합물을 볼 형태로 만든 뒤 셀룰로스 아세테이트 및 폴리설펀으로 각각 표면을 코팅하여 볼 형태의 미생물활성촉진제 2종을 제작하였다. 또한, 황산염과 질산염이 용해된 생리활성물질 용액에 입상활성탄을 침지시켜 입자상 미생물활성촉진제를 별도로 준비하였다. 셀룰로스 아세테이트로 코팅한 미생물활성촉진제를 전자현미경으로 관찰한 결과 코팅층 내부는 다소 큰 공극이 불규칙적으로 존재하였으나 코팅층 외부는 촘촘한 벌집모양의 공극들이 분포되어있었다. 폴리설펀으로 코팅한 미생물활성촉진제의 경우는 코팅층의 내부와 외부 모두 공극이 없는 치밀한 구조를 보였다. 셀룰로스 아세테이트로 코팅한 미생물활성촉진제의 생리활성물질 용출율은 폴리설펀으로 코팅한 미생물활성촉진제에 비해 증류수와 해수에서 모두 높았으며, 입자상 미생물활성촉진제로부터의 생리활성물질의 용출율은 폴리설펀으로 코팅한 미생물활성촉진제에 비해 약 9배 이상 높았다. 미생물활성촉진제로부터 생리활성물질들의 용출속도는 정체조건에 비해 난류조건에서 약 3배 이상 빠른 것으로 평가되었으며, 생리활성물질들 중에서 질산염은 황산염에 비해 빠르게 용출되는 특성을 보였다.

입상활성탄을 이용한 인공 조제 지하수내의 Cr(VI) 제거와 그 활성탄의 재생 (Cr(VI) Removal from Artificial Groundwater by Granular Activated Carbon and Regeneration of the Spent Carbon)

  • Ihnsup Han
    • 한국토양환경학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.11-31
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    • 1999
  • 회분식 및 연속류 주상 실험을 통해 인공 조제 지하수로부터 입상활성탄에 의한 6가크롬 (Cr(VI)) 제거에 대한 연구를 수행하였다. 실험에 적용된 변수로는 용액의 pH, 용존산소의 존재여부를 사용하였고 2가철(Fe(II))로 활성탄을 전처리한 것을 처리하지 않은 활성탄과 그 결과를 비교하였다. 용액의 pH를 4.0에서 7.5로 증가 시킴에 따라 무처리 및 Fe(II)로 전처리한 활성탄 모두에 흡착된 Cr(VI)의 양이 현저히 감소하였다. 용존산소가 배제 (무산소조건) 되었을 경우 Cr(VI) 제기량이 증가하였는데, 이는 Cr(VI)의 Cr(III)로의 환원 때문으로 추측된다. 그러나, Fe(II)에 의한 활성탄의 전처기는 Cr(Vl)제거에 거의 영향을 미치지 않았다 흡착된 Cr(VI)를 추출하기위해 0.01M $K_2$$HPO_4$와 침전 또는 흡착된 Cr(III)를 제거하기위해 0.02N $K_2$$HPO_4$로 세척하였는데, 이는 Cr(VI)로 흡착능이 고갈된 활성탄 재생의 한 방법으로 고려될 수 있으리라 사료된다. 재생된 활성탄은 본래의 활성탄보다 큰 흡착능을 보였는데, 그 이유는 Cr(VI)가 낮은 pH에서 흡착이 잘되며 또 Cr(III)로 환원되기 때문으로 사료된다. 산세척수중의 Cr(III)의 존재는 비교적 산성 조건하에서 Cr(VI)의 Cr(III)로의 환원을 보여주는 증거로 사료된다. 5회의 재생 및 재사용 실험에서 이 재생방법이 흡착능을 악화시키는 것 없이 지속적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

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PFC를 이용한 입자 파쇄 모델의 적용성 연구 (Applicability of Particle Crushing Model by Using PFC)

  • 정선아;김은경;이석원
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.47-57
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    • 2010
  • 기초 지반이나 댐, 사면 등을 건설할 경우, 성토재로 입자 크기가 큰 조립 재료를 많이 사용하고 있다. 따라서 이러한 조립재료의 전단 거동은 구조물의 안정성에 영향을 미치게 된다. 예를 들어, 구조물과 입자의 접촉면 혹은 입자들간의 접촉면에서 발생하는 입자 파쇄는 전체 지반의 특성을 변화시키고 따라서 구조물의 안정성에 문제를 유발할 수 있다. 본 연구에서는 입자의 파쇄 유무에 따른 전단 거동의 특성을 파악하기 위해 개별요소법(DEM, Distinct Element Model)을 기반으로 하는 수치해석 프로그램 PFC2D를 이용하여 직접전단실험을 재현하였다. 입자의 모델을 파쇄 모델과 비 파쇄 모델로 구분하여 총 4개의 모델을 모사하고 그 결과를 분석하였다. 비 파쇄 모델에는 one ball 모델과 clump 모델이, 파쇄 모델에는 cluster 모델과 Lobo-crushing 모델을 적용하였다. 입자의 구성은 Lobo-Guerrero and Vallejo(2005)가 제안한 8개 입자의 조합으로 구성하였다. 해석 결과, 내부마찰각 순서는 clump 모델 > cluster 모델 > one ball 모델 순이며, 전체를 비교해 봤을 때 원형입자모델보다 입자 결합모델이, 파쇄 모델보다 비 파쇄 모델의 내부마찰각이 크게 나타났다. 또한 기존에 제시된 Lobo-Guerrero and Vallejo(2005)의 모델은 입자 파쇄 거동을 모사하기에는 부적합하다는 결론을 얻을 수 있었다.

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격자 볼츠만 방법에 의한 지반 내 오염물질의 거동 분석 (Analysis of Contaminant Transport in the Ground using the Lattice-Boltzmann Method)

  • 강동훈;윤태섭
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권6C호
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    • pp.267-274
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    • 2012
  • 오염물질의 거동은 간극 배열과 연결망에 의해 결정되지만 흙에서 오염물질의 이동을 계산하는 전통적인 접근은 거시 스케일에서 적용된다. 나비에-스토크스 방정식을 풀기 위해 소요되는 컴퓨팅 비용 때문에 간극 스케일에서 이동과 결과를 관찰하기 쉽지 않다. 본 논문에서는 단일상 다성분 유체유동에서 국부적인 유속과 밀도를 효과적으로 평가할 수 있는 격자 볼츠만 방법에 대해 설명한다. 오염물질의 시공간적 거동은 유체 유동의 이송에 의해 명시적으로 결정된다. 두 가지 형태의 이상화된 간극은 유체의 경로를 제공한다. 또한 오염물질 이동, 유속장, 오염물질의 평균 농도는 정상상태의 유동에서 계산된다. 굴곡비와 같은 간극 형상은 오염물질 거동의 영향을 준다. 이는 흙이나 암반의 불연속면에서 동일한 간극률를 가져도 간극의 배열과 형상의 중요함을 강조한다.

낮은 구속응력에 대한 주문진 표준사의 강도 및 변형 특성 (The Strength and Deformation Characteristics of Jumunjin Sand under Low Confining Stresses)

  • 한영철;임현성;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.33-42
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    • 2014
  • 매우 낮은 구속응력에서의 모래의 전단강도 및 변형특성은 상대적으로 높은 구속응력의 경우와 매우 상이한 분포를 나타낸다. 따라서 낮은 응력상태를 보이는 지반 위에 놓인 얕은 기초와 제방 등의 안정성, 토석류 혹은 얕은 파괴의 안정성 검토와 실내에서 시행하는 각종 모델시험의 경우 이에 대하여 명확히 규명할 필요가 있다. 본 연구에서는 건조된 주문진 표준사를 대상으로 구속응력을 5kPa~300kPa로 하여 배수 삼축시험을 실시하였으며, 그 결과 내부마찰각(${\phi}$) 및 변형계수($E_s$)가 구속응력(${\sigma}{_c}^{\prime}$)에 따라 크게 변하는 것을 확인하였으며, 이에 따라 구속응력에 대한 조밀 및 느슨한 모래의 내부마찰각과 변형계수의 상관관계식을 제안하였다.

Compost, Peatmoss, GAC의 복합 메디아로 충전된 Biofilter의 Toluene 제어특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Toluene Control Characteristics of Biofilter Packed with Compost, Peatmoss and GAC)

  • 엄윤성;한세현;정용원
    • 한국대기환경학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.265-276
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    • 2007
  • The primary objective of this study is to investigate the effect of media on the performance of biofilters. Two types of experiments were carried out in this study. The first type of experiment used a biofilter with the media composed of three different packing materials of compost, peatmoss and GAC(granular activated carbon), whereas the second type used a biofilter with the media composed of compost only. It was found from the two experiments that the biofilter composed of compost, peatmoss and GAC showed better performance than the one composed of compost only with the higher toluene removal efficiency, lower pressure drop, and more uniform media moisture content. In particular, no appreciable media compression occurred for the biofilter composed of compost, peatmoss and GAC, whereas significant media compression took place in the biofilter composed of compost only. As suggested by the other researchers, it is likely that GAC may be responsible for the higher toluene removal efficiency in the case of the biofilter composed of mixed media especially for the early stage of biofiltration due to its adsorption capability of toluene of such high concentration as 300 ppm. It was also regarded that GAC may playa major role in maintaining lower media pressure drop in the case of the mixed media than the media with compost only because of its mechanical strength resisting to the compression. Nonetheless, further refined experiments may need to draw more accurate conclusion. The results of the additional test run using the same mixed media showed that the biofilter system using the mixed media can be consistently operated for more than 100 days very stably despite sudden change in operating conditions of temperature and flow rate.