Large-Scale Particle Image Velocimetry (LSPIV)는 Particle Image Velocimetry (PIV)를 자연하천이나 실험실에서 넓은 영역($4m^2{\sim}45,000m^2$)에 적용할 수 있도록 확장시킨 것으로 지난 10여년 이상 세계적으로 널리 이에 대한 연구가 진행되고 있다. PIV는 seeding, illumination, recording 그리고 image processing으로 구성된다. LSPIV(Large Scale PIV)는 PIV의 기본원리를 근거로 하여 기존의 PIV에 비하여 실험실 내에서의 수리모형실험이나 일반 하천에서의 유속측정과 같은 큰 규모의 흐름해석을 할 수 있도록 seeding, illumination에 대한 조정이 필요하고, 촬영된 image에 대한 왜곡을 없애는 작업이 필요하다. LSPIV는 PIV의 네가지 단계를 포함하여 seeding, illumination, recording, image transformation, image processing 및 post-processing의 여섯 단계로 구성되어진다 (Li, 2002). LSPIV를 일반 하천에 적용시, 자연발생적인 tracers - 난류로 인한 표면 교란, 부유물, 수공구조물로 인해서 발생하는 자연 발생되는 거품 - 가 풍부해서 seeding이 불필요한 경우를 제외하고는 정확한 유속장의 해석을 위하여 인공적인 seeding을 필요로 한다. 일반적으로 Seeding 재료로 많이 이용되는 것은 wood mulch, Ecofoam, grain-straw 등이다. 하천에서 자연발생적 혹은 인위적 seeding을 하였을 때 이들 tracers의 물리적인 속성으로 바람에 쉽게 영향을 받고 이로 인하여 실제의 물표면유속을 대표하지 못하는 경우가 있다. 이에 실험실의 개수로에서 여러 가지 이용 가능한 tracers에 대하여 바람에 의한 오차 발생의 정도를 조사하였다. 실험에 사용된 seeding 재료로는 black polypropylene, Ecofoam, white polystyrene의 세가지를 이용하였다. black polypropylene (SG=0.92)과 white polystyrene (SG=0.0125)은 폭 1 m 이내의 개수로 실험 장치에서 유속장의 해석에 많이 이용되고 Ecofoam (SG=0.0065)은 수리 모형실험에서 많이 이용된다. seeding 물질에 따른 바람의 영향을 분석하기 위해서 폭 60cm의 개수로에서 seeding 물질을 변경하면서 펌프의 조작에 의해 3가지 단면평균유속을 발생시키고, 각 평균유속조건에 대해 4가지의 바람세기 - 바람이 없을 때와 팬의 바람세기를 1단, 2단, 3단으로 조정 - 를 발생시켰으며, 개수로위에서 촬영한 이미지의 상류측기준점으로부터 0.3556m 하류 지점을 횡단하는 단면의 표면유속을 측정하여 비교하였고, 그 단면의 중앙에서 물표면 바로 위 지점의 풍속을 측정하였다. 각 Seeding 물질에 대해 팬을 켜지 않았을 때, 즉 바람의 영향이 없을 때 측정한 표면유속을 바람의 세기가 변한 경우의 기준 표면유속으로 이용하였다. 본 연구의 결과 비중이 0.01 내외인 Ecofoam과 white polystyrene에 비해 비중이 0.92인 black polypropylene은 대부분이 물속에 잠겨 있어 흐름과 거의 일치하여 움직임을 알 수 있었다. 또한 흐름의 평균유속이 0.165 m/s의 저유속에서 바람이 tracers에 미치는 영향이 평균유속 0.558m/s인 경우보다 커서, 바람의 세기의 증가에 따라 표면유속 측정값이 급속히 감소되었다. 흐름의 평균유속이 큰 경우에는 바람이 tracer에 마치는 영향이 현격히 줄어듬을 보이고 있다. 결론적으로 유속이 증가함에 따라 바람의 영향은 감소하나, 바람의 영향을 최소화시키기 위해서는 가급적 비중이 큰 물질(0.5
한국원자력연구원 내 지하 처분 연구시설(KURT)에서 채취한 지하수에 존재하는 나노 콜로이드 입자의 크기 및 농도를 현상에서 조사하기 위해 이동식 레이저 유도 파열 검출 장치를 개발하였다. 제작한 장치는 CCD 카메라를 이용하여 레이저 유도 플라즈마가 발생한 위치를 2-차원 영상으로 기록함으로써 광학적으로 입자의 크기를 결정할 수 있다. 크기가 정확히 알려진 폴리스틸렌 표준 입자를 이용하여 입자 크기 측정용 검정 곡선 (calibration curve)을 구했고, 이를 이용하여 지하 처분 연구시설에서 채취한 지하수 내 콜로이드 입자의 크기를 측정하였다. 지하수 내 존재하는 콜로이드 입자의 평균 크기는 $108{\pm}26$ nm 임을 보였고, 농도는 50 ppb 이하인 것으로 추정하였다.
유화중합을 이용하여 중량 평균입자크기가 $0.3{\mu}m{\sim}1.5{\mu}m$인 중공 라텍스 입자를 제조함에 있어 평균입자크기와 고형분 함량에 영향을 미치는 반응 인자를 조사하였다. 실험결과 유화제 (SDS)의 농도가 증가함에 따라 친수성 코어 폴리머의 크기가 작아졌으며, 친유성 스티렌 단량체 (styrene monomer)와 개시제 (SPS)의 첨가량이 증가함에 따라 중공입자의 크기가 커졌다. 한편, 친수성 아크릴산의 첨가속도가 증가함에 따라 중공입자의 크기가 작아졌다. 또한, 스틸렌 단량체의 첨가량이 증가함에 따라 에멀젼 폴리머의 고형분 함량이 선형적으로 증가하였다.
Effects of particle size, crystal structures and multilayer structures of $ATiO_3$, $ATa_2O_6$, $ANb_2O_6$, $AWO_4$, and $AMoO_4$ (A=Ni, Mg, Zn, Co) ceramic fillers on the dielectric properties of polystyrene (PS), polypropylene (PP) and polytetrafluoroethylene (PTFE) polymer matrices were investigated at microwave frequencies. The microwave dielectric properties of $ATiO_3$ (ilmenite), $ATa_2O_6$ (tri-rutile), $ANb_2O_6$ (columbite), AWO4 (wolframite), and AMoO4 (wolframite) ceramics were largely dependent on the structural characteristics of oxygen octahedra. The dielectric constant (K) of the composites was increased with the ceramic content. However, the dielectric loss (tan ${\delta}$) of the composites was affected by the type of ceramics and the crystallinity of polymers. For the composites with same amount of ceramics, the K was decreased and the tan ${\delta}$ was increased with the particle size of ceramics. Also, the dielectric properties of the composites were dependent on the multilayer structures with different arrangements. Several theoretical models have been employed to predict the effective dielectric properties of the composites. The frequency dependence of dielectric properties and the temperature coefficient of resonant frequency (TCF) of the composites were also discussed.
In this work, the surface of hydrophilic cellulose nanofibrils (CNFs) was modified precisely by varying amounts of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) to produce CNF-based particle surfactants. We found that a critical CTAB density was required to generate amphiphilic CTAB-grafted CNF (CNF-CTAB). Compared to pristine CNF, CNF-CTAB was highly efficient at stabilizing oil-in-water Pickering emulsions. To evaluate their effectiveness as particle surfactants, the surface coverage of oil-in-water emulsion droplets was determined by changing the CNF-CTAB concentration in the aqueous phase. Furthermore, styrene-in-water stabilized by CNF-CTAB surfactants was thermally polymerized to produce CNF-stabilized polystyrene (PS) particles, offering a great potential for various applications including pharmaceuticals, cosmetics, and petrochemicals.
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.
물을 반응매체로 하고 스티렌을 단량체로 하는 현탁중합법을 이용하여 입경이 $1{\sim}20{\mu}m$에 이르는 입자를 합성하고자 시도하였다. 소수성 실리카를 안정제로, azobisisobutyronitrile(AIBN)을 개시제로 선택하였다. 반응은 65에서 $95^{\circ}C$ 사이의 선택된 온도에서 진행하였다. 안정제의 농도는 물에 대하여 0.17 wt%에서 3.33 wt%까지 변화시켰으며, 개시제는 단량체에 대하여 0.13 wt%에서 6.0 wt%까지 변화시켰다. 소수성 실리카의 수용액 내의 분산은 정확한 pH 조절을 통하여 이루어졌으며, pH 10에서 최적의 분산을 보였다. 안정제의 농도를 증가하는 경우 초기에는 평균입경이 감소하다 안정제의 농도가 1.67 wt%에서 최소 평균입경을 나타낸 후 증가하였다. 이는 과다한 안정제의 농도로 인한 반응매체 내에서의 이차반응과 이로 인한 입자간의 응집에 기인하는 것으로 사료된다. 안정제의 농도 증가에 따른 분자량은 안정제의 농도가 0.13 wt%에서 1.00 wt%의 사이에서는 일정하였으나, 안정제의 농도가 1.67 wt%를 초과하며 증가하였다. 이러한 분자량의 변화는 과다한 안정제로 인한 개시제의 활성 및 효율 저하, 그리고 반응매체 내에서의 이차반응에 그 원인이 있는 것으로 사료된다. 개시제의 농도 증가 및/혹은 반응온도의 증가는 반응속도와 입경을 증가시켰다. 그 결과, 소수성 실리카를 안정제로 하는 현탁중합반응에서 안정제의 농도, 개시제의 농도, PH 그리고 반응온도의 조절을 통하여 평균입경이 $1{\sim}20{\mu}m$ 영역에 포함되는 구형의 폴리스티렌 입자를 합성할 수 있다는 사실을 확인하였다.제를 일으키지 않도록 주의를 기울여야 한다.s}20cm$에 대해 $0.941{\pm}0.008,\;1.032{\pm}0.004,\;1.049{\pm}0.014$이다. 치료 계획용 시스템과 수 계산에 의한 MU값의 계산 비교결과 7개 기관의 값이 허용오차 범위를 벗어났다. 쐐기를 제외한 8가지 조건에서 계산된 평균 MU값들은 SAD 조건으로 출력 교정된 장비가 SSD 조건으로 교정된 장비에 비해 6 MV 광자선은 3 MU, 10 MV 광자선은 5 MU 정도 더 높았다. 쐐기를 사용할 경우 MU값은 Varian사 장비와 Siemens사의 장비에 따라 다르고 동일 각의 쐐기를 사용할 경우 Siemens사의 쐐기를 사용할 때 MU값이 크다. 결론: 수집된 광자선 빔 데이터를 분석하여 빔데이터의 정확성과 치료계획용 시스템의 계산 정확성을 대략적으로 점검 할 수 있는 기준 값을 제시하였다.동결이 요구되며 본 연구에서 이용된 OPS 동결 방법이 폭넓게 활용될 것으로 사료된다.며 이 때가 최상의 교배 적기로 사료되며, 혈장 progesterone농도가 4.0 ng/ml 이상으로 증가한 날(Bay 0)을 기준으로 하였을 때부터 CI는 혈장 estradiol-$17{\beta}$ peak 후 1일째인 최고치를 나타내었고, CI peak 후 1일째인 Day 0에 혈장 progesterone 농도가 최초로 4.0 ng/ml 이상으로 증가하여 CI가 90% 이상으로 지속된 시기가 최상의 교배 적기임이 확인되었다. 따라서 혈장 progesterone농도 측정으로 정확한 배란 시기 및 교배 적기를 판정할 수 있으나, 시설비가 저렴하고 검사 방법이 간단한 질 세포 검사가 Shih-tzu 견에서 발정 주기, 교배
Nitrate-selective ion exchange resins involving bulky trialkyl amino as functional group were synthesized by the reaction of chloromethylated polystyrene-divinylbenzene copolymer and the corresponding tripropylamine in ethanol. Fundmental properties such as bulk density, water content, effeative diameter, uniformity coefficient, appearance index, exchange capacity and particle size distribution were fully measured. The synthesized resins appeared to be good for nitrate selection.
3-D photonic band-gap structures are fabricated from dielectric colloidal polystyrene beads through a centrifuge method. The fabricated photonic crystals exhibit opalescent colors under white light and show a clear diffraction peak dependent on the incident angle of the light beam. Also the scanning electron microscope image was taken to verify the face-centered cubic crystal structure. Bragg's law and Snell's law are employed to describe the position of angle resolved diffraction peaks. It was shown that the optically deduced effective refractive index and lattice constants were in good agreement with the crystal structure identified by scanning electron microscope.
This paper introduces microfluidic manipulation of microorganism by opto-electrokinetic technique, named rapid electrokinetic patterning (REP). REP is a hybrid method that utilizes the simultaneous application of a uniform electric field and a focused laser to manipulate various kinds and types of colloidal particles. Using the technique in preliminary experiments, we have successfully aggregated, translated, and trapped not only spherical polystyrene, latex, and magnetic particles but also ellipsoidal glass particles. Extending the manipulation target to cells, we attempted to manipulate saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), the most commonly used microorganism for food fermentation and biomass production. As a result, S. cerevisiae were assembled and dynamically trapped by REP at arbitrary location on an electrode surface. It firmly establishes the usefulness of REP technique for development of a high-performance on-chip bioassay system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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