• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권11호
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• pp.2479-2490
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• 2020

We performed experiments to measure a single-phase upward flow in a 5 × 5 rod bundle with spacer grids using a particle image velocimetry, focusing on the crossflow. The Reynolds number based on the hydraulic diameter and the bulk velocity is 10,000. The ratio of pitch between rods and rod diameter is 1.4 and spacer grid is installed periodically. The turbulence in the rod bundle results from the combination of a forced mixing and natural mixing. The forced mixing by the spacer grid persists up to 10D_h from the spacer grid, while the natural mixing is attributed to the crossflow between adjacent subchannels. The combined effects contribute to a sinusoidal distribution of the time-averaged stream-wise velocity along the lateral direction, which is relatively weak right behind the spacer grid as well as in the gap. The streamwise and lateral turbulence intensities are stronger right behind the spacer grid and in the gap. Based on these findings, we newly defined a modified mixing coefficient as the ratio of the lateral turbulence intensity to the time-averaged streamwise velocity, which shows a spatial variation. Finally, we compared the developed model with the measured data, which shows a good agreement with each other.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.151-157
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• 2005

In the chemical, mineral and electronics industries, mechanically stirred tanks are widely used for complex liquid and particle mixing processes. In order to understand the complex phenomena that occur in such tanks, it is necessary to investigate flow field in the vessel. Most difficulty on the numerical analysis of stirred tank flow field focused particularly on free surface analysis. In order to decrease the dead zone and improve the flow efficiency of a system with free surface, this paper presents a new method that overcomes free surface effects by properly combining the benefits of using experiment and 3-D CFD. This method is applied to study the mixing flow in an agitated tank. From the results of experimental studies using the PIV (particle image velocimetry) system, the distribution of mixing flow including free surface are obtained. And these values that are expressed as a velocity vector field have been patched for simulating the free surface. The results of velocity distribution obtained by 3-D CFD are compared with those of experimental results. The experimental data and the simulation results are in good agreement.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제14권4호
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• pp.364-368
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• 2007

가공이나 저장 중 쉽게 산화되는 특성을 갖는 비타민 C의 안정성과 가공적성을 향상시키고자 Zein-DP와 HPMC-FCC를 코팅제로 한 유동층 코팅법을 이용하여 코팅한 비타민 C 분말의 품질 특성에 대하여 조사하였다. 유동층 코팅은 비타민 C의 입자크기($80{\sim}100\;mesh,\;100{\sim}140\;mesh$)와 코팅액의 혼합비(1:1.6, 1:2.5, 1:3(w/w))를 달리하여 실시하였다. 코팅효율은 $80{\sim}100\;mesh$의 경우가 $100{\sim}140\;mesh$보다 높았고 코팅액의 혼합량이 많을수록 감소함을 보였다. 코팅된 필름의 두께는 $80{\sim}100\;mesh$의 경우가 $100{\sim}140\;mesh$보다 두꺼웠으며, 코팅된 입자의 입도분포도는 코팅액 혼합비 1:3에서 가장 좁았다. 코팅분말의 DPPH 소거능은 코팅 전 입자크기와 코팅액 혼합비에 따른 큰 차이를 보이지 않았다. 상기의 코팅된 분말의 품질 특성에 코팅물질의 종류는 거의 영향을 미치지 않았다. 이로써 비타민 C의 유동층 코팅에 적합한 조건으로 비타민 C의 입자크기는 $80{\sim}100\;mesh$, 비타민 C와 코팅 액의 혼합비는 1:3(w/w)으로 판단된다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제5권2호
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• pp.45-52
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• 2009

Black carbon, which is a by-product of combustion of fossil fuel and biomass burning, is the component that imposes the largest uncertainty on quantifying aerosol climate effect. The direct, indirect and semi-direct climate effects of black carbon depend on its state of the mixing with other water-soluble aerosol components. The process that transforms hydrophobic externally mixed black carbon particles into hygroscopic internally mixed ones is called "aging". In most climate models, simple parameterizations for the aging time scale are used instead of solving detailed dynamics equations on the aging process due to the computation cost. In this study, a new parameterization for the black carbon aging time scale due to condensation and coagulation is presented as a function of the concentration of hygroscopic atmospheric components and the black carbon particle size. It is shown that the black carbon aging time scale due to condensation of sulfuric acid vapors varies to a large extent depending on the sulfuric acid concentration and the black carbon particle size. This result indicates that the constant aging time scale values suggested in the literature cannot be directly applied to a global scale modeling. The aging time scale due to coagulation with internally mixed aerosol particles shows an even stronger dependency on particle size, which implies that the use of a particle-size-independent aging time scale may lead to a large error when the aging is dominated by coagulation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권1호
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• pp.132-139
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• 1997

Spray characteristics of external mixing sonic twin-fluid atomization nozzles are investigated experimentally. Particle sizes are measured by the Fraunhofer diffraction method using the Malvern particle analyzer, and their radial distributions are obtained using the tomographical transformation technique. The spatial distribution of SMD shows that the drop size increases in the radial direction at a fixed liquid flow rate, and the distribution is getting uniform rapidly as the atomizing gas pressure increases. The SMD decreases as the liquid flow rate increases at a fixed GLR. It is found that the atomization efficiency of the flush type sonic nozzle is superior to that of protrusion type. The effect of laser beam diameter of the particle analyzer on the spatial SMD distribution is minor at present experimental conditions.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.100.2-100.2
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• 2005

• 한국추진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-7
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• 2014

본 연구에서는 유동의 속도비와 입자의 크기가 덕티드 로켓의 2차 연소기 내의 유동 혼합 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 연구의 실험적 기법으로는 PIV(Particle Image Velocimetry)가 적용되고 수치적 방법으로는 LES(Large Eddy Simulation)가 사용되었다. PIV 입자로는 직경 $5{\mu}m$와 $50{\mu}m$의 폴리스틸렌이 각각 사용되었고, 속도비는 각각 5, 3, 1.5로 수행되어졌다. 고속유로를 통한 유동이 저속유로의 유동과 혼합되어 재부착점과 재순환 영역을 형성하였고, 속도비가 작을수록 재순환 영역이 커졌다. 큰 입자를 적용한 경우가 증가된 모멘텀에 의해 재순환 영역이 크게 나타났고, 유동 특성에 대한 속도비의 영향은 작은 입자를 적용한 경우에 비해 크지 않게 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-11
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• 2006

The W/O emulsion was formed by mixing hydrophobic nonion surfactants of span 80 and tween 60 with kerosine, and by adding sodium silicate aqueous solution. Precipitating the W/O emulsion by sodium bicarbonate resulted in spherical silica particles. Shape and size distribution of silica particles were observed. The particles were spherical and they have narrow size distribution. Particle sizes were 9.29, 7.39 and $5.73\;{\mu}m$ at homogenizer speed of 2500, 3000, and 3500 rpm, respectively. The particle size was decreased by increasing agitation speed due to the formation of emulsion droplet. At fixed agitation speed, absorbed paraffin oil weight were measured and the $SiO_2/Na_2O$ mole ratio effects on particle size were investigated. Particle size was decreased by increasing the mole ratio of $SiO_2/Na_2O$.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.467-474
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• 2017

하천 합류부에서는 지형적 특성에 기인하는 고유한 수체혼합양상과 흐름특성을 보인다. 이러한 합류부에서의 2차원적 수체혼합양상을 파악하기 위해서는 측선기반이 아닌 평면적 계측이 필요하다. 본 연구에서는 낙동강-금호강 합류부를 대상으로 UAV를 활용한 정성적 수체혼합모니터링과 ADCP, 다항목수질측정기, 현장용광학입도분석기(LISST : Laser In-Situ Scattering & Transmissometry)를 이용한 흐름, 수질, 부유입자특성에 대한 측정을 통해 하천합류부에서의 2차원적 수체흐름 및 물질혼합 특성을 파악할 수 있는 현장측정기법을 제시하고 적용성을 검토하고자 하였다. 수리량, 수질인자, 부유입자의 농도 및 입도분포에 대한 현장측정을 통해 복잡한 지형적 특성을 가지는 하천합류부에서의 2차원적 흐름양상과 그에 따른 수체 및 물질혼합양상을 파악할 수 있음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.233-252
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• 2021

본논문은 쉴드 TBM 챔버(Chamber) 내 배토처리 효율성 향상을 위한 연구이다. 현재 국내에서는 TBM 공법을 이용한 시공사례가 증가하는 추세이다. TBM 공법 사용의 증가에 따른 디스크 커터(Disc Cutter), 커터 비트(Cutter bit) 및 세그먼트와 같은 TBM 공법의 연구 또한 증가하는 추세를 보인다. 하지만 챔버와 챔버 내 교반 성능에 대한 연구는 미비한 실정이다. 원활한 배토처리와 굴착토의 거동을 개선하기 위하여 챔버 내 효과적인 믹싱 바 배치에 따른 교반 효율 변화에 대한 연구를 수행하였다. 축소모형 실험은 식별의 용이성을 위하여 색이 다른 플라스틱 소재를 사용하여 지반을 조성하였다. 또한 믹싱 바 배치를 상이하게 하여 4가지 Case로 분류하였으며, 입도분포를 단입도와 다입도로 분류하여 총 8가지의 Case로 실험을 진행하였다. 모든 Case의 커터헤드의 회전속도는 5 RPM으로 동일하며, 실험시간 또한 동일한 조건인 1분 30초로 진행하였다. 교반 효율을 확인하기 위하여 각 Case별 상부, 중부(좌 or 우), 하부 위치의 시료를 채취하여 분석하였다. 축소모형실험 결과 실제 사용되는 Case 1과 Case 1-1보다 새로운 배치방법인 Case 4와 Case 4-1의 교반 효율이 증가하는 양상을 보인다. 그에 따라 챔버 내 믹싱 바 배치를 변경하여 교반 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 보이며, 교반 효율증가에 따라 공기 절약에 효과적일 것으로 판단된다. 따라서 본 연구는 국내 쉴드 TBM 공법 활용에 있어 큰 지표로써 작용할 것으로 보인다.