• 한국수자원학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.499-509
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• 2001

자연하천에서의 이송-확산 과정의 모의를 위하여 입자위치의 이산확률분포에 기초한 2차원 수송 모형을 개발하였다. 제안된 모형에서는 단위 시간간격동안 격자간의 질량이송을 예측하기 위하여 평균과 분산의 함수로 나타내어진 확률분포를 사용하였다. 개발된 모형은 유속, 확산계수, 단면적이 일정한 단순영역에 대하여 수치확산이 없는 해를 구하였고, 양의 확률을 만족시키는 안정조건이 성립한다면, 해석해와 다른 유한차분법과 비교하였을 때, 좋은 결과를 나타내었다. 본 모형의 현장적용성을 검토하기 위하여 캐나다에 위치한 Grand River를 대상을 얻은 수치실험 결과를 정상상태의 색소실험 결과와 비교하였다. 그 결과로서 본 모형은 자연하천에서의 2차원 이송-확산을 잘 모의할 수 있는 것으로 나타났다.

• Korean Membrane Journal
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• 제2권1호
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• pp.36-47
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• 2000

This paper deals with the separation of MTBE-methanol mixtures using crosslinked Poly(vinyl alcohol)(PVA) membranes with sulfur-succinic acid(SSA) as a crosslinking agent by pervaporation and vapor permeation technique. The operating temperatures, methanol concentration in feed mixtures, and SSA concentrations in PVA membranes were varied to investigate the separation performance of PVA/SSA membranes and the optimum separation characteristics by pervaporation and vapor permeation. And also, for PVA/SSA membranes, the swelling measurements were carried out to study the transport phenomena. The swelling measurements were carried out for pure MTBE and methanol, and MTBE/methanol=90/10, 80/20 mixtures using PVA/SSA membranes with varying SSA compositions. There are two factors of the membrane network and the hydrogen bonding. In pervaporation separation was also carried out for MTBE/methanol=90/10, 80/20 mixtures at various temperatures. The sulfuric acid group in SSA took an important role in the membrane performance. The crosslinking effect might be over the hydrogen bonding effect due to the sulfuric acid group at 3 and 5% SSA membranes, and this two factors act vice versa on 7% SSA membrane. In this case, the 5% SSA membrane shows the highest separation factor of 2,095 with the flux of 12.79g/㎡$.$hr for MTBE/methanol=80/20 mixtures at 30$^{\circ}C$ which this mixtures show near the azeotopic composition. Compared to pervaporation, vapor permeation showed less flux and similar separation factor. In this case, the flux decreased significantly because of compact structure and the effect of hydrogen bonding. In vapor permeation, density or concentration of methanol in vaporous feed is lower than that of methanol in liquid feed, as a result, the hydrogen bonding portion between the solvent and the hydroxyl group in PVA is reduced in vapor permeation. In this case, the 7% SSA membranes shows the highest separation factor of 2,187 with the flux of 4.84g/㎡$.$hr for MTBE/methanol=80/20 mixtures at 30$^{\circ}C$.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.466-473
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• 2011

온배수의 수중 방류 시 강한 방류 모멘텀 플럭스와 부력 플럭스에 의해 수중제트 인근에는 부력제트가 지배적인 근역이 형성되며, 이러한 근역을 해석하는 도구로써 비정수압 RANS 방정식을 적용한 전산유체역학(CFD) 모델을 이용하여 근역에 대한 적용성을 검토해 보았다. 과거 연구된 바 있는 원형 부력제트 수리실험과 유사한 조건으로 모델을 구성하고 정류시의 수평 부력 제트 경우와 가로흐름시 수직 부력 제트 경우에 대해 수치 실험을 수행하였다. CFD 수치실험의 결과는 수리실험 및 해석해 모델(CorJET)의 결과와 무차원화한 중심 궤적 및 희석율에 대해 비교 검증하였는데, 실제 수리실험의 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. CFD 모델은 현재 근역 해석해 모델과 광역 준3차원 해수유동 모델이 가지고 있는 한계를 모두 보완할 수 있어 수중방류 온배수 영향해석에 적합한 모델이며, 본 연구를 통해 근역해석의 적합성을 확인하였으므로 향후 계산효율이 확보된다면 수중방류 온배수의 이동 및 확산 해석 도구로써 널리 활용될 것으로 기대된다.

• 전기화학회지
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• 제14권3호
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• pp.138-144
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• 2011

본 연구에서는 순환전위법으로 발생되는 전기화학적 신호를 모사하기 위한 전산프로그램을 구현하여, 전극주변에서 발생하는 전자 및 이온의 전달현상을 해석하였다. 물질확산이 지배적인 계에 대하여 반무한 확산모델과 전극반응만을 고려하여 지배방정식과 경계조건을 설정하였다. 순환전위법의 수치해를 구하기 위하여 양함수 유한차분법을 적용하였으며, MATLAB을 이용하여 프로그램을 작성하였다. 10 mM의 $K_3Fe(CN)_6$와 0.1 M KCl 전기화학계를 이용하여 ITO glass 전극에서 순환전위법을 실시하여 실험의 결과와 수치해를 비교하였다. 본 연구에서 구현된 프로그램은 실험 결과를 전반적으로 잘 예측하고 있으며, 특히 주사속도가 낮을수록 실험결과들이 수치해에 보다 근접하고 있었다. 주사속도에 부가하여 순환전위법에서 전극면적, 전극반응속도상수 그리고 전자이동수의 영향들을 정량적으로 고려할 수 있었다.

• 펄프종이기술
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• 제34권3호
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• pp.17-24
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• 2002

An unsteady-state moisture diffusion through cellulosic fibers in paper was characterized from the moisture sorption experiment and the mathematical modeling. The sorption experiment was conducted by exposing thin dry paper specimens to a constant temperature-humidity environment. Oven dried blotting papers and filter papers were used as test samples and the gains of their weights were constantly monitored and recorded as a function of sorption time. For a mathematical approach, the moisture transport was assumed to be an one-dimensional diffusion in thickness direction through the geometrically symmetric structure of paper. The model was asymptotically simplified with a short-term approximation. It gave us a new insight into the moisture uptake phenomena as a function of square root of sorption time. The fiber-phase moisture diffusivities(FPMD) of paper samples were then determined by correlating the experimental data with the unsteady-state diffusion model obtained. Their values were found to be on the order of magnitude of $10^{-6}-10^{-7}cm^2$/min., which were equivalent to the hypothetical effective diffusion coefficients at the limit of zero porosity. The moisture sorption curve predicted from the model fairly agreed with that obtained from the experiment at some limited initial stages of the moisture uptake process. The FPMD value of paper significantly varied depending upon the current moisture content of paper. The mean FPMD was about 0.7-0.8 times as large as the short-term approximated FPMD.

• 한국해양학회지
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• 제21권4호
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• pp.203-210
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• 1986

선형, 평행 수송모델을 세우고 이상적인 항해에 적용하였다. 이 간단한 해석 모델로서 지금 까지 예지되어 온 황해 남부의 역풍류 현상을 적절히 설명할 수 있 다. 수심이 임계수심(본모델 바다에서는 Hc=53m임)보다 깊은 해역에서는 압력 경도 력이 바람응력보다 우세하여 역풍류를 야기시킨다. 추정된 역풍류 속도는 풍속과 함께 증가하며 최대 역풍류는 황해의 깊은 골을 따라나타난다. 하계의 전형적인 남 풍속도 5-10노트에 대해서 황해골을 따른 역풍류(남향류)속도는 1-5cm s$^{-1}$로 추정된다. 반면에 동계의 전형적인 북풍속도 10-15노트에 대해서는 역풍류(북향류) 속도는 5-12cm s$^{-1}$ 이다. 이와 같은 속도 범위는 각각 하계의 황해 저층냉수 와 동계의 황해난류의 잠입속도에 대한 개략적인 추정치로서 사용될 수 있다.

• 에너지공학
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• 제20권4호
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• pp.278-285
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• 2011

본 연구에서는 리튬이온 전지의 충 방전 특성에 관한 모델링과 전산모사를 수행하였다. 전지의 시스템 구성은 단순화된 2차원 형태의 단일셀에 대하여 모델링하였고, 공학적 편미분방정식 풀이자인 FEMLAB을 이용하여 288 K와 318 K 범위내에서 충방전 특성에 대한 열적 모델링을 수행하였다. 모델링에 채택한 물성치 변수들에 대하여 온도특성을 고려하였으며, 이를 통하여 전지의 특징적인 충방전의 사이클 변화와 충방전 전하량의 변화를 체계적으로 전산모사하였다. 그 결과 충방전 속도에 상관없이 충방전의 주기가 온도가 낮아질수록 짧아짐을 정량적으로 해석할 수 있었다. 이에 부가하여 전지내에서 리튬이온의 물질전달 현상을 해석하여, 전지의 충방전 특성과의 상관관계를 고찰하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.60-66
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• 2012

One of commonly physical phenomena encountered in pump sump systems in which its significant influence to the hydraulic performance of pump system plays an important role in the field of fluid engineering, is the appearance of free surface and submerged vortices. In this paper, a study of the vortices behavior and their formative mechanism of asymmetry is considered in this paper by using numerical approach. The Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and k-omega Shear Stress Transport turbulence model used to describe the properties of turbulent flows, in company with VOF multiphase model, are implemented by Fluent code with multi-block structured grid system. In the numerical simulation, the calculated elevation of air-water interface and vortex core contours are used to classify visually surface vortices as well as submerged vortices. It is shown that the free surface vortex is identified by the concavity of liquid region from the free surface and swirling flow at that own plane. To investigate the distinctive behavior of these vortices corresponding to each given flow rate at the same water level, some numerical testing of them are considered here in such a manner that the flow pattern of surface vortex are obtained similarly to the obtained results from experiment. Furthermore, the influence due to the change of grid refinement and the variation of depth of the concavity are also considered in this paper. From that, these influential factors will be implemented to design a good pump sump with higher performance in the future.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제13권1호
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• pp.51-60
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• 2005

This paper reviews the studies on the pressure drop and the heat transfer in microchannels. Although a lot of studies about the single-phase flow have been done until now, conflicting results are occasionally reported about flow transition from laminar flow to turbulent flow, friction factor, and Nusselt number. Some studies reported the early flow transition due to relatively greater wall effect like surface roughness, but the other studies showed that the flow transition occurred at the Reynolds number of about 2300 and the early flow transition might be due to less accurate measurement of the channel geometry. Also, there have been arguments whether the conventional relation based upon continuum theory can be applied to the fluid flow and the heat transfer in microchannels without modification or not. The studies about the two-phase flow in microchannels have been mostly about investigating the flow pattern and the pressure drop in rectangular channels using two-component, two-phase flow like air/water mixture. Some studies proposed correlations to predict two-phase flow pressure drop in microchannels. They were mostly based on Lockhart-Martinelli model with modification on C-coefficient, which was dependent on channel geometry, Reynolds number, surface tension, and so on. Others investigated the characteristics of flow boiling heat transfer in microchannels with respect to test parameters such as mass flux, heat flux, system pressure, and so on. The existing studies have not been fully satisfactory in providing consistent results about the pressure drop and the heat transfer in microchannels. Therefore, more in-depth studies should be done for understanding the fundamentals of the transport phenomena in the microchannels and giving the basic guidelines to design the micro devices.

• 대한화학회지
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• 제37권1호
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• pp.10-21
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• 1993

2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA)을 중합한 P(HEMA)막을 통하여 10가지 아미노산들의 확산계수, 분배계수 및 투과도를 용액의 pH 변화하에서 조사 연구하였다. 아미노산의 투과도는 각 아미노산들의 분자형태, 분자크기 및 전하량에 따라 다른 값을 나타냄을 확인하였으며, 특히 용액의 pH에 따라 전하량이 변화하는 각 아미노산은 P(HEMA)막을 통하여 투과시킬 때 모든 아미노산이 중성영역용액에서 가장 많이 투과되고 이때 막은 미세공막으로 작용하며, 염기성영역용액에는 산성영역용액보다 더 많이 투과되고 막은 분배막으로 작용함을 알았다.