• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권1호
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• pp.115-127
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• 2020

This study presents an analytical approach to investigate the thermodynamic behavior of functionally graded beam resting on elastic foundations. The formulation is based on a refined deformation theory taking into consideration the stretching effect and the type of elastic foundation. The displacement field used in the present refined theory contains undetermined integral forms and involves only three unknowns to derive. The mechanical characteristics of the beam are assumed to be varied across the thickness according to a simple exponential law distribution. The beam is supposed simply supported and therefore the Navier solution is used to derive analytical solution. Verification examples demonstrate that the developed theory is very accurate in describing the response of FG beams subjected to thermodynamic loading. Numerical results are carried out to show the effects of the thermodynamic loading on the response of FG beams resting on elastic foundation.

• Steel and Composite Structures
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• 제41권6호
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• pp.873-886
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• 2021

In this paper, an analytical solution for thermodynamic response of functionally graded (FG) sandwich plates resting on variable elastic foundation is performed by using a quasi 3D shear deformation plate theory. The displacement field used in the present study contains undetermined integral terms and involves only four unknown functions with including stretching effect. The FG sandwich plate is considered to be subject to a time harmonic sinusoidal temperature field across its thickness with any combined boundary conditions. Equations of motion are derived from Hamilton's principle. The numerical results are compared with the existing results of quasi-3D shear deformation theories and an excellent agreement is observed. Several numerical examples for fundamental frequency, deflection, stress and variable elastic foundation parameter's analysis of FG sandwich plates are presented and discussed considering different material gradients, layer thickness ratios, thickness-to-length ratios and boundary conditions. The results of the present study reveal that the nature of the elastic foundation, the boundary conditions and the thermodynamic loading affect the response of the FG plate especially in the case of a thick plate.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.735-743
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• 2015

유기랭킨사이클의 열역학적 효율에 큰 영향을 미치는 구성요소는 터빈이다. 일반적으로 유기랭킨사이클에서 팽창과정은 작동유체의 급격한 물성치 변화를 수반하므로 터빈의 설계에 많은 어려움이 따른다. 그러므로 효율이 우수한 터빈의 개발을 위해서는 정밀한 터빈의 예비설계가 요구된다. 반경류터빈의 효율은 loading과 flow 계수에 큰 영향을 받으므로 터빈의 예비설계에서 이러한 변수의 선정이 매우 중요하다. 그러나 기존의 성능곡선으로부터 loading과 flow 계수를 선정하는 고전적인 방법을 이용할 경우 정밀한 예비설계를 기대하기 힘들다. 그러므로 본 연구에서는 로터 깃의 개수와 열역학적 설계조건으로부터 loading과 flow 계수를 산출하는 방법을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 예비설계모델을 이용하여 예비설계를 수행한 결과는 공신력 있는 상용예비설계프로그램을 이용한 결과와 비교하여 만족스러운 것을 확인하였다. 또한 예비설계모델의 정확성을 검증하기 위해 예비설계한 반경류터빈에 대한 수치해석을 수행하였으며 효율을 제외한 대부분의 변수들이 예비설계조건을 비교적 충족하는 것을 확인하였다.

• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.132-132
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• 2006

Filler loading (fiber or particulate) usually increases the melt viscosity of polymers. In contrast, the addition of these fillers and fibrillation of thermotropic liquid crystalline polymer (LCP) jointly decreased the viscosity of polymer melts to lower than those of pure component polymers, filler-loaded or LCP-blended ones; and even decreased the viscosity with increasing filler loading. Termed as rheological hybrid effect, this phenomenon correlated well with the LCP fibrillation in these ternary systems. Research taking fillers of various shapes and sizes showed that the filler addition promoted the LCP fibrillation, depending upon thermodynamic and dynamic factors involved.

• KSBB Journal
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• 제10권4호
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• pp.358-369
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• 1995

A mathematical model using local thermodynamic equilibrium isotherms for adsorption in encapsulated adsorbent is proposed in order to optimize the design parameters in situ bioproduct separation process. The model accurately follows the experimental data on the adsorption of berberine, secondary metabolite produced in Thaictrum rugosum plant cell culture. The adsorption rate on encapsulated adsorbent is compared with that on alginate-entrapped adsorbent. The result shows that the higher loading capacity in encapsulated adsorbent is mainly due to the increase in the maximum solid phase concentration. Based on the adsorption rate and loading capacity, the encapsulated adsorbent would be more useful than the entrapped adsorbent when used in situ bioproduct separation process. Design parameters in situ bioproduct separation process, such as the size of the capsule, membrane thickness, the ratio of capsule volume to bulk volume, the ratio of single capsule volume to total capsule volume and the adsorbent content in the capsule, are evaluated by using the model. The ratio of single capsule volume to total capsule volume is the most effective parameter for adsorption of berberine on encapsulated adsorbent.

• Advances in nano research
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• 제10권2호
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• pp.175-189
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• 2021

In this article, frequency characteristics, and sensitivity analysis of a size-dependent laminated composite cylindrical nanoshell under bi-directional thermal loading using Nonlocal Strain-stress Gradient Theory (NSGT) are presented. The governing equations of the laminated composite cylindrical nanoshell in thermal environment are developed using Hamilton's principle. The thermodynamic equations of the laminated cylindrical nanoshell are obtained using First-order Shear Deformation Theory (FSDT) and Fourier-expansion based Generalized Differential Quadrature element Method (FGDQM) is implemented to solve these equations and obtain natural frequency and critical temperature of the presented model. The novelty of the current study is to consider the effects of bi-directional temperature loading and sensitivity parameter on the critical temperature and frequency characteristics of the laminated composite nanostructure. Apart from semi-numerical solution, a finite element model was presented using the finite element package to simulate the response of the laminated cylindrical shell. The results created from finite element simulation illustrates a close agreement with the semi-numerical method results. Finally, the influences of temperature difference, ply angle, length scale and nonlocal parameters on the critical temperature, sensitivity, and frequency of the laminated composite nanostructure are investigated, in details.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권1호
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• pp.127-134
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• 2020

상용흡착제 실로퓨트에 의한 Taxus chinensis 유래 주요 타르 성분인 아세나프텐의 흡착 특성을 조사하였다. 초기 아세나프텐 농도, 흡착 온도 및 시간에 따른 흡착 데이터를 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 적용한 결과, Langmuir 등온흡착식이 가장 적합하였다. 동역학적 흡착 데이터는 유사 이차 속도식에 가장 잘 따름을 알 수 있었다. 열역학적 파라미터로부터 흡착 공정이 적합하며 비자발적 발열이었다. 등량흡착열은 흡착량에 의존하지 않아 실로퓨트의 표면에너지가 균일함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권1호
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• pp.130-134
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• 2017

Organic aerosols dispersed in the atmosphere likely undergo phase separation. Such internally mixed particles are often described as comprising an organic phase and an aqueous phase separately. We studied the morphology of two liquid separated aerosols in the sub-microscale by using a simple thermodynamic model with Russian doll geometry. The morphology of particles can be easily predicted from the simple criteria on the surface tension and two algebraic equations (the volume constraint and Young equation). This result may give the potential explanation about the complex morphology of the organic airborne particles.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.30-38
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• 2020

입상 활성탄에 대한 Acid Red 66의 흡착 등온선과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 염료의 초기농도, 접촉시간, 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin, Redlich-Peterson 및 Temkin 등온흡착식에 적용하였다. Freundlich 등온흡착식이 가장 잘 맞았으며, 계산된 Freundlich 분리계수 값(1/n = 0.125 ~ 0.232)으로부터 입상 활성탄이 Acid Red 66을 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin의 흡착열관련상수(B_T = 2.147 ~ 2.562 J mol^-1)는 이 공정이 물리흡착임을 나타냈다. 동력학적 실험으로부터 흡착공정은 유사 이차 반응속도식에 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 경계층 확산을 나타내는 첫 번째 직선의 기울기보다 입자내 확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기가 작게 나타나서 입자 내 확산이 율속단계인 것을 확인하였다. 열역학 실험으로부터 활성화 에너지는 35.23 kJ mol^-1로 흡착공정이 물리흡착공임을 확인하였다. Gibbs 자유에너지 변화(ΔG = -0.548 ~ -7.802 kJ mol^-1)와 엔탈피 변화(ΔH = +109.112 kJ mol^-1)은 각각 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정임을 나타내었다. 등량흡착열은 흡착된 염료분자들의 측면상호작용을 나타내는 표면부하량이 증가함에 따라 증가하였다.

• 멤브레인
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• 제17권3호
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• pp.219-232
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• 2007

침지침강 상변환법으로 폴리에테르설폰$(PES)-TiO_2$ 복합막을 제조하였다. 14 wt% 및 20 wt%의 PES/NMP 기준 고분자 용액에 $TiO_2$ 나노입자를 PES에 대해 $0{\sim}60$ wt%로 첨가량을 달리하여 복합막 제조에 사용될 캐스팅 용액을 준비하였다. 제조된 $PES-TiO_2$ 복합막의 막 특성과 몰폴로지를 $TiO_2$ 첨가량에 따른 캐스팅 용액의 점도, coagulation value, 광투과도와 복합막의 인장강도, 세공크기 및 접촉각, 표면 및 단면 SEM 사진, BSA 용액의 한외여과 실험을 통해 규명하였다. 캐스팅 용액에 첨가시킨 $TiO_2$ 입자의 함유량이 증가함에 따라 점도는 증가하고 coagulation value는 낮아져 캐스팅 용액의 열역학적 불안정성이 증가하였다. $TiO_2$ 입자의 첨가량이 증가함에 따라 1) 순간분리의 침강형식을 유지하면서 침강속도가 빨라졌으며, 2) 순수투과량, 세공크기 및 압밀화 안정성이 증가하며, 3) 인장강도와 접촉각은 감소하였다. $PES-TiO_2$ 복합막의 BSA 용액에 대한 전량여과식 한외여과 실험결과 $TiO_2$ 입자의 함유량이 증가함에 따라 막의 친수화 특성이 증가하여 투과플럭스가 증가하였으며, $TiO_2$가 첨가되지 않은 막과 비교하여 최대 7배까지 투과 플럭스가 향상되었다.