• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권4호
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• pp.462-469
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• 2010

기체와 액체가 만나는 2상 공정들은 화학공학, 생명화학공학, 환경공학, 식품공학 등에 두루 존재한다. 위와 같은 공정의 최적화를 위해서는 거품의 움직임과 형태에 대한 정확한 파악이 필요하다. 액체 내부에서 거품의 움직임은 액체의 밀도, 점도, 표면장력과 거품의 크기와 속도에 영향을 받는다. 본 논문에서는 고점도 실리콘 오일 내부에서의 거품의 움직임과 형태를 관찰하였다. 또한 국외 논문 및 저서에서 정립된 거품의 에너지 수지 식, 항력계수와 변형계수를 이용하여 거품의 종말속도, 항력계수, 변형계수, 형태를 예측해 보고 이를 실험결과와 비교해 보았다. 실험 결과 거품의 속도는 점도가 낮을 경우가 더 빨랐고, 거품의 항력계수는 점도가 클 때 더 컸다. 거품의 형태는 점도가 클 때 덜찌그러진(구형에 가까운) 형태였다. 실험결과와 국외 논문 및 저서에서 정립된 항력계수와 변형계수를 이용한 예측결과를 비교해 본 결과 Batchelor가 제시한 이론이 가장 정확한 예측을 하는 것으로 나타났다. Batchelor가 제시한 거품의 에너지 수지식, 항력계수와 변형계수를 사용하여 예측한 거품의 2차원 측면 형태는 실험에서 관찰된 거품의 2차원 측면 형태와 유사하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권4호
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• pp.692-699
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• 2017

The determination of the shape and rising velocity of gas bubbles in a liquid pool is of great importance in analyzing the radioactive aerosol emissions from nuclear power plant accidents in terms of the fission product release rate and the pool scrubbing efficiency of radioactive aerosols. This article suggests a simple parameterization for the gas bubble rising velocity as a function of the volume-equivalent bubble diameter; this parameterization does not require prior knowledge of bubble shape. This is more convenient than previously suggested parameterizations because it is given as a single explicit formula. It is also shown that a bubble shape diagram, which is very similar to the Grace's diagram, can be easily generated using the parameterization suggested in this article. Furthermore, the boundaries among the three bubble shape regimes in the $E_o-R_e$ plane and the condition for the bypass of the spheroidal regime can be delineated directly from the parameterization formula. Therefore, the parameterization suggested in this article appears to be useful not only in easily determining the bubble rising velocity (e.g., in postulated severe accident analysis codes) but also in understanding the trend of bubble shape change due to bubble growth.

• Architectural research
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• 제2권1호
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• pp.7-15
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• 2000

A bubble diagram is understood as a graphic medium which bridges program and plan in architectural design process. The role of a bubble diagram is either to generate or to explain a plan in relation to its program. Despite the explicit role of a bubble diagram in architectural design process, what a bubble diagram indicates exactly is very ambiguous. Here I attempt to reveal the nature of the bubble diagram more sharply. My main argument is that the ambiguity of a bubble diagram results from the fact that it is used to range two different types of representational formats. Reviewing the theories of shape recognition and shape representations in vision science, I will also argue that the procedural description of architectural design process should be criticized and that the focus of design method research has to be shifted into the representational format of form description in architectural design process.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-10
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• 2017

본 총설에서는 액체층을 통과하는 기포의 크기, 형상, 상승속도를 결정하기 위한 이론들을 살펴보았다. 액체의 물리적 특성과 기포의 유량으로부터 기포의 크기, 형상, 상승속도를 체계적으로 계산하는 여러 가지 이론식 및 모수식들을 살펴보고, 각각의 장단점을 정리하였다. 이 분야에서 발표된 초기 저작들에서는 주로 반복계산을 통해 기포의 형상과 상승속도를 결정하는 기법들이 사용되었으나, 최근에 발표된 논문들에서는 간단한 모수식을 통해 기포의 형상과 상승속도를 반복계산 없이 쉽게 구하는 기법들이 제시되고 있다. 이러한 기법들은 매우 다양한 물리적 특성을 가지는 실험결과들과의 비교에서도 우수성을 보여주고 있어, 관련 분야의 연구에 매우 유용한 도구로 사용할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제21권3호
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• pp.75-84
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• 2023

In this study, we conducted analysis of bubble dynamics and flow of liquid phase change material(PCM) using shadowgraphy and particle image velocimetry(PIV). Characteristics of internal flow varied depending on locations of injection when solid PCM was liquefied from heated vertical wall. When bubbles rose immediately, they exhibited elliptical shape and zigzag trajectory. In contrast, when bubbles rose after merging at the bottom of solid PCM, with equivalent diameter for the inter-wall distance of 0.64 or greater, they showed a jellyfish shape and strong rocking behavior. It was observed by the PIV that the small ellipse bubbles made most strong flow inside the liquid PCM. Furthermore, the flow velocity was highest in the case of front injection, as the directions of temperature gradients and bubble-driven flow were aligned. The results underscore the significant influence of injection location on various characteristics, including bubble size, shape, rising path of bubbles, and internal flow.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.596-602
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• 2018

최근 나노임프린트 리소그래피 공정이 마이크로/나노 스케일의 소자 개발에 있어서 경제적으로 대량 생산할 수 있는 기술로 주목 받고 있다. 자외선경화 방식의 나노임프린트의 경우 상온 및 저압의 장점과 함께 비진공 환경에서 공정을 통하여 설비 비용의 저감과 생산공정의 고속화를 달성할 수 있다. 그러나 이 경우 비진공 환경에서 발생하는 기포결함의 문제를 해결해야만 한다. 본 연구에서는 비진공 환경에서의 자외선경화 방식의 나노임프린트 공정에서 몰드 중공부 단면의 형상과 기포결함 발생 관계를 연구하였다. 일반적으로 많이 사용되는 사각형 단면과 타원형 단면 그리고 삼각형 단면에 대하여 2차원 유동해석 및 VOF 방법을 통하여 기포결함을 시뮬레이션 하였고 단면의 형상과 다양한 접촉각에 따른 유동선단의 특성을 분석하였다. 해석결과 몰드 중공부 형상은 기포결함 발생에 매우 중요한 영향을 미치며, 고려된 형상 모두 몰드와의 접촉각이 작을수록, 기판과의 접촉각이 클수록 기포결함 발생 가능성이 작아짐을 알 수 있었다. 또한 타원형 형상이 기포결함 발생방지 측면에서 가장 효과적임을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.48-57
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• 1999

This paper deals with the numerical simulation of the behavior of single bubble rising near the free surface. Volume fraction of fluid (VOF) method with continuum surface force (CSF) model, the well known method for two phase flow simulation is adopted. A bubble of spherical shape positioned beneath the free surface is assumed at the initial stage. The difference according to the fluid properties of surrounding medium is examined. Simulation results are depicted and explained with the time history of bubble shape, velocity field and vorticity distribution.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.190-197
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• 2006

It is well known that the acoustic characteristics of the sea are significantly affected by bubbles which have their own inherent characteristics at the undersea. In this study, the shape and acoustic characteristics of air bubbles generated by an underwater nozzle are calculated numerically, and are measured with a high speed camera and a hydrophone at various air flow rates in the experimental apparatus. As a result of analysis, the shape calculated numerically well matched with measured values at low flow rates, but in case of relatively higher flow rates. the use of correction coefficient is needed for more accurate estimation of the bubble shape. And also the rising velocity of a single bubble is constant regardless of both the bubble size and the flow rate. and the acoustic signal generated when the bubble is produced by an underwater nozzle has the same characteristic of natural frequency of the bubble pulsation, and is agreed with Minnaert's equation if the correction coefficient is considered in accordance with the flow rate.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.151-158
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• 2011

선발포 방식을 통해 제조되는 기포 콘크리트에서 기포는 밀도, 강도, 공극 등의 물리적 특성에 영향을 끼치는 주요인이다. 기포 콘크리트에 대한 연구가 꾸준하게 진행되었지만, 기포 자체의 특성에 관한 연구는 화학적인 분야를 제외하고는 거의 없는 실정이다. 그러므로 용도에 적합한 기포 콘크리트를 제조하기 위해서는 기포의 성상에 대한 연구가 필수적으로 선행되어야 한다. 기포 콘크리트의 제조에서 기포를 유효하게 이용하기 위해서는 기포의 특성을 평가해야만 한다. 이 연구에서는 기포의 특성을 알아보기 위해 기포제 종류 및 농도 변화에 따른 기포의 특성에 관한 검토를 수행하였다. 기포의 특성을 알아보기 위해 사용한 기포제는 계면활성제계, 수지비누계, 단백질계 기포제를 사용하였고 기포제의 농도는 기포제 종류에 따라 0.05~13% 범위로 설정하였다. 측정 항목은 발포율, 기포 용적, 수용액 용적, 기포 크기 및 분포를 측정하였다. 분석 결과, 기포제 종류와는 상관없이 기포제 농도가 높을수록 발포율은 증가하는 것으로 나타났고, 기포제 농도는 기포, 수용액 용적 변화, 기포 크기 분포에도 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 기포의 안정성 측면에서 단백질계가 계면활성제, 수지비누계 보다 높은 안정성을 나타냈다. 기포의 형상에서는 계면활성제계, 수지 비누계는 다각형의 기포를, 단백질계는 구형의 기포를 형성하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.291-298
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• 2004

The observations of rapid motion of bubbles under water for approximately 50 ms or less in high-magnetic fields of 10 T have been carried out successfully for the first time. The observation system constructed is composed of a high-speed video camera, a telescope, a cryostat with a split-type superconducting magnet, a light source, a mirror and a transparent sample cell. Using this system, the influence of magnetic field on the path and shape of single bubbles of O$_2$ (paramagnetism) and N$_2$ (diamagnetism) has been examined carefully. Experimental values describing the path are in good agreement with theoretical values calculated on the basis of the magneto-Archimedes effect, despite the effect of magnetism on the bubble. However, no effect of magnetism on the shape of the bubble is observed. In addition, the influence of magnetic field on drag coefficient of the bubble is discussed.