• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권6호
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• pp.662-668
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• 2015

A suspension of titanium nanoparticles (Ti NPs) in liquid sodium (Na) has been proposed as a method to mitigate the violent sodium-water reaction (SWR). The interparticle potential between Ti NPs in liquid Na may play a significant role in the agglomeration of NPs on the reaction surface and in the bulk liquid Na, since the potential contributes to a reduction in the long-term dispersion stability. For the effective control of the SWR with NPs, a physical understanding of the molecular dynamics of NPs in liquid Na is key. Therefore in this study, the nonretarded Van der Waals model and the solvation potential model are employed to analyze the interparticle potential. The ab initio calculation reveals that a strong repulsive force driven by the solvation potential exceeds the interparticle attraction and predicts the agglomeration energy required for two 10-nm Ti NPs to be $4{\times}10^{-17}J$. The collision theory suggests that Ti NPs can be effective suppressors of the SWR due to the high energy barrier that prevents significant agglomeration of Ti NPs in quiescent liquid Na.

• Water Engineering Research
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• 제3권2호
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• pp.75-84
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• 2002

An Euler-Lagrange two-phase flow model is presented fur simulation sheet-flow transport under wave and current. The flow is computed by solving the Reynolds Averaged Navier-Stokes equation in conjunction with the k-$\varepsilon$ turbulence model for turbulence closure. The sediment transport is introduced as a motion of granular media under the action of unsteady flow from the Lagragian point of view. In other word, motion of every single particle is numerically traced with Movable Bed Simulator (MBS) code based on the Distinct Element Method (DEM), in which the frequent interparticle collision of the moving particles during the sheet-flow transport is sophisticatedly taken into account. The particle diameter effect on time-dependent developing process of sheet-flow transport is investigated, by using three different diameter sizes of sediment. The influence of an imposed current on oscillatory sheet-flow transport is also investigated. It is concluded that the sediment transport rate increases due to the relaxation process related to the time-lag between flow velocity and sediment motion.

• 상하수도학회지
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• 제9권3호
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• pp.65-77
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• 1995

The kinetics of flocculation of heterodisperse suspension like those in water treatment plants and natural water system are usually described by the Smoluchowski equation, which incorporates collision frequency functions for particle collisions by Brownian motion, fluid shear, and differential sedimentation. These collisionfrequeney functions have been based on a rectilinear view of collisions, i.e., one that ignores short-range forces and changes in fluid motion as particles approach one another. In this research, a curvilinear approach, i.e., one that accounts for hydrodynamic forces and particle interaction in the collision of two different size particles is developed. Collision efficiency factors of each mechanism can be calculated by trajectory analysis (fluid shear and differential sedimentation) or the solution of diffusion equation (Brownian motion). The results are presented as a set of corrections to the rectilinear collision frequency functions for each mechanism.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제5권1호
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• pp.3-10
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• 2002

미세점착성 퇴적물 침강속도의 정량적 산정은 퇴적학적 측면에서뿐만 아니라 환경공학적 측면에서도 매우 중요한 과제이다. 미세점착성 퇴적물의 침강특성은 입자간의 충돌과 입자간의 점착으로 인하여 발생하는 응집에 의해 크게 영향을 받는다. 한편, 미세점착성 퇴적물의 응집강도는 광물질 구성, 입경분포, 유기물 함량 등으로 묘사되는 퇴적물의 물리ㆍ화학적 기본 특성에 따라 크게 변화하고, 이러한 물리ㆍ화학적 기본특성은 또한 지역적으로 변화하므로, 한 특정지역에서의 점착성 퇴적물의 침강특성은 현장관측이나 실내실험을 통하여 관측되어야만 한다. 본 연구에서는 최근 수행된 새만금 및 군산해역 점착성 퇴적물의 침강속도 관측 결과를 이용하여, 기존의 침강속도 경험식을 검토하고, 새로운 침강속도 곡선식이 개발된다. 새로 개발된 침강속도 곡선식은 기존의 복잡한 곡선식에 비해 단순하며, 측정치로부터의 계수산정이 편리하고, 또한 측정치의 변화 경향을 더욱 잘 나타낸다.

• 한국환경과학회지
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• 제4권4호
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• pp.367-377
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• 1995

상수처리시 응집동역학에 관한 연구를 수행하기 위하여 $FE(NO_3)$$_3.9H_2O$을 응집제로 사용하여 Kaolin현탁액을 응집시키는 실험을 행하였다. 응집 동력학은 응집과정중 입자크기의 증가 을 측정하는 것으로서 응집의 mechanism에 대한 이해와 응집시 사용되는 최적 응집제의 량과 종류 그리고 최적 pH를 선정하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 본 실험에서는 기본적 응집동력학에 대한 연구를 토대로 수중의 황산이온이 응집동력학에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 본 실험에 사용된 각 실험조건들은 일련의 Jar Tests를 통하여 선정되었으며 상수처리시 제기될 수 있는 광범위한 탁도와 pH를 포함하고자 하였다. 본 연구에서는 응집 동력학을 측정하기 위하여 '자동영상분석계(AIA)' 를 이용하여 응집과정중의 입자와 크기분포와 '관상란분석계(PDA)' 를 이용한 응집과정중의 탁도변화에 관한 자료를 상호 비교하였다. 본 실험에서 도출된 결과에 의하면, Kaolin현탁물에 가해진 $10^{-3}M$의 황산이온은 응집과정에 상당히 큰 영향을 초래하였으며 응집된 입자표면의 전위(zeta potential)변하ㅗ에 큰 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 응집과정에 가해진 황산이온은 약산성($\le$ pH 6.8)에서의 응집과정을 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 응집 동력학의 효율증진은 황산이온이 첨가됨으로 인하여 FE(III)침전물 형성율의 촉진에 기인한 수중입자의 충돌빈도의 증가에 의한 것으로 규명 되어졌다규명 되어졌다