• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.29-37
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• 2014

Non-Newtonian fluid mechanics takes charge of an important role in the oil industries. Especially in the oil well drilling process, the drilling fluid such as mud keeps the drill bit cool and clean during drilling, with suspending drill cuttings and lubricating a drill bit. The purpose of this study is to examine the effect of fluid mud rheological properties to predict different characteristics of non-Newtonian fluid in the mud mixing tank on offshore drilling platforms. In this paper, ANSYS fluent package was used for the simulation to solve the hydrodynamic force and to evaluate mud mixing time. Prediction of the power consumption and the pumping effectiveness has been presented with different operating fluid models as Newtonian and non-Newtonian fluid. The comparison between Newtonain mud model and non-Newtonian mud model is confirmed by the CFD simulation method of drilling mud mixing tank. The results present useful information for the design of the drilling mud mixing tanks and provide some guidance on the use of CFD tool for such non-Newtonian fluid flow.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.330-336
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• 2014

연속교반탱크반응기, 담수화 플랜트, 증류탑, pH 중화 프로세스 등을 포함한 많은 산업용 프로세스들은 높은 비선형성과 시변 특성으로 인해 제어가 까다로워 보다 정밀하고 안정된 성능을 가지는 제어기를 설계하려는 많은 노력들이 있어 왔다. 본 논문에서는 기존 연구의 단점을 개선한 CSTR 프로세스의 농도제어용 PID 제어기를 동조하는 문제를 다룬다. 액추에이터 포화 문제를 극복하기 위해 PID 제어기에는 적분기 안티와인드업 피드백 루프가 구성되며, PID 제어기의 파라미터는 전체 제어 프로세스가 만족스러운 설정치 추종 성능을 가지도록 진화연산(EA)에 의해 동조된다. 제안하는 방법은 시뮬레이션을 통해 설정치 추종 성능, 외란 억제 성능과 파라미터 변동에 대한 강인성을 확인한다.

• 미생물학회지
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• 제37권1호
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• pp.66-71
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• 2001

1.5 L 교반 탱크반응조에서 이미 그 특성 이 밝혀진 TNT 분해세균인 Stenorophomonas maltophilia의 배양을 이용하여 dinitrotoluenes (DNTs) [2,4-dinitrotoluene (2,4-DNT), 2,6-dinitrotoluene (2,6-DNT)]를 호기적 조건하에서 미생물학적으로 제거하는 시험을 하였다. 2,4-DNT와 2,6-DNT는 각각 10일과 14일의 배양기간 중에 완전히 분해되었다. 이차 탄소는 DNT리 분해에 필수적이었으며 이차 탄소가 없는 상태에서는 거의 분해되지 않았다. DNTs의 분해에 이차 탄소가 미치는 효과에 대하여 조사하였다. 이차 질소원이 없는 상태에서 DNTs는 완전히 분해되었으나 이차 탄소원이 첨가된 배지에서는 부분적으로 분해되었다. HPLC와 GC-MS가 잔존 DNTs와 중간대사산물을 확인하기 위하여 사용되었다. 그 결과, HPLC와 GC-MS chromatograms은 대상 화합물인 2,4-DNT와 2,6-DNT, 그리고 각각의 중간대사산물인 2-amino-4-nitrotoluene과 2-amino-6-nitrotoluene을 성공적으로 확인할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권2호
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• pp.111-118
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• 2014

In drilling process of oil wells, the drilling fluid such as mud keeps the drill bit cool and clean during drilling, with suspending drill cuttings and lubricating a drill bit. In this paper, a commercial CFD package(ANSYS Fluent 15.0) was used to solve the hydrodynamic force and evaluate mud mixing time in the mud mixing tank on offshore drilling platforms. Prediction of power consumption in co-rotating and counter-rotating models has been compared with results of Nagata's correlation equation. This research shows the hydrodynamic effect inside the two phase mud mixing tank according to rotating directions(co-rotating and counter-rotating). These results, we can conclude that the co-rotating direction of the two shafts with mixing blade in the mud mixing tank can be a preferable in power consumption and mixing time reduction.

• KSBB Journal
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• 제13권6호
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• pp.700-705
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• 1998

Studies were made to investigate effects of the scale-up of stirred tank bioreactors on cell growth and alkaloids production for suspension cultures of Eschscholtzia californica. In the 1.5 L STR, cell lysis was observed at 110 rpm or higher agitation speed. The agitation speed of 30 L STR was 43.7 rpm to maintain the same shear stress developed in 1.5 L STR of 100 rpm. As a result of scale-up from 1.5 L to 30 L STR, the specific growth rate was decreased from 0.12 to 0.07 day-1. The alkaloids productivity was also decreased from 0.24 to 0.14 mg/L-day. Changes of mixing performance and oxygen transfer were studied to explain the decrease of cell growth and alkaloids production. Decreased oxygen transfer rate coefficient(KLa) and increased mixing time by the scale-up was observed at various aeration rates.

• KSBB Journal
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• 제8권3호
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• pp.243-255
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• 1993

In this study, it was observed that hydrogen Productivity varied with stirrer speed, bead radius, input glucose concentration and dilution rate in a continuous stirred tank reactor in which immobilized R. rubrum KS-301 was used as a hydrogen-producing bacterium The mass transfer resistance due to cell immobilization was also studied. In order to estimate an effectiveness factor, Des of glucose was first obtained, which was subsequently represented by the correlation equation between Dos and Xb, As a result external mass transfer resistance could be neglected for stirrer speeds greater than 400rpn With bead radius increasing, the hydrogen productivity and internal effectiveness factor decreased. With input 91ucose concentration increasing, the hydrogen productivity and interval and external effectiveness factor increased. Although an Internal effectiveness factor was not affected, hydrogen productivity Increased with dilution rate increasing. An overall effectiveness factor remained nearly constant for the dilution rates investigate4 but increased with input 91ucose concentration increasing.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권4호
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• pp.468-480
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• 1998

A flow measurement system which is able to measure the instantaneous three-dimensional velocity components and the pressure distribution of fluid flows is developed using a digital image processing system and the stereoscopic photogrammetry. This system consists of two TV cameras a digital image processor and a 32-bit microcomputer. The capability of the developed system is verified by a preliminary test in which three-dimensional displancements of moving particles arranged on a rotating plate are tracked automatically. The constructed system is through the measurement and spatial pressure distribution is also obtained. The measurement uncertainty of this system is evaluated quantitatively. The present technique is applicable to the measurement of an unsteady fluid phenomenon especially to the measurement of three-dimensional velocity field of a complex flow.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.633-641
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• 2015

선박, 발전소, 석유화학 등의 분야에서 운전되고 있는 많은 프로세스들은 강한 비선형성을 보일 뿐만 아니라 동시에 시변 특성도 가지고 있다. 이런 프로세스에 기존의 고정-파라미터 PID 제어기를 적용하면 성능이 나빠지고 경우에 따라서는 불안정해질 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 프로세스를 제어하기 위한 비선형 PID 제어기를 제안한다. 제안되는 제어기의 이득은 오차와 오차의 변화율의 비선형 함수로 기술되며, 사용자 파라미터들은 ITAE를 최소로 하는 관점에서 유전알고리즘으로 동조된다. 제안된 방법은 열분해반응 또는 촉매를 이용한 고분자합성에 널리 사용되는 연속 교반탱크반응기를 대상으로 시뮬레이션을 실시하며, 그 유효성을 보이기 위해 다른 두 비선형/적응 제어법과 비교한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권3호
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• pp.243-249
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• 2008

본 연구에서는 지표흐름 습지의 수질관리를 위하여 습지 내 오염물질을 적절히 모의할 수 있는 연속교반탱크반응기(CSTR) 모델을 구축하였다. 이 모델은 4차 Runge-Kutta법을 사용하고, 실측치와 계산치의 차이를 최소화 하는 최적화 기법으로 해를 구하며, 미국 EPA 습지 데이터베이스에 수록된 자료중 수질 및 수리자료가 충분하며, 분석이 용이한 하나의 수생대를 갖는 습지를 선택하여, 수질항목중 관심도가 높은 BOD, TSS (Total Suspended Solid)의 모의에 적용하였다. 습지의 체적이 일정할 경우와 체적 및 유량이 일정할 경우 각각에 대해 반응속도상수만을 고려할 경우, 물질흐름양만을 고려할 경우 및 반응속도상수와 물질흐름양 모두를 고려할 경우로 나누어 모의를 실시하였다. 모의 결과 기존의 반응속도상수만을 고려한 경우보다 반응속도상수 및 물질흐름양 모두를 고려하는 것이 실제현상을 잘 나타냈으며, 습지의 TSS 침강속도는 $0.3{\sim}0.4\;m/d$의 값을 나타내는 것으로 파악되었다. 이 모델은 습지의 수질관리에 적절히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권6호
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• pp.510-516
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• 1988

본 연구는 균주로 Rhodospirillum rubrum KS-301, 증식 제한 기질로 글루코오스, 고정화 담체로 Ca alginate를 사용한 고정화 생물 반응기를 조작할 때 담체에 의해 형성되는 물질전달 저항에 대한 도입 기질의 농도, 희석속도의 영향을 고찰하였다. 또한 효율인자를 평가하기 위해 속도식 변수를 구하였다. 충전층 반응기의 경우 외부 액막 물질전달 저항보다는 내부 물질전달 저항이 우세함을 알 수 있었고 총괄 효율인자는 희석속도의 증가에 따라 감소하였다. 연속 교반 탱크 반응기의 경우 외부 액막 물질전달 저항은 무시할 수 있으며 총괄 효율인자는 희석속도에 영향을 받지 않았다. 희석속도 0.2/h, 비드 반경 0.15cm, 초기 글루코오스 농도 1.0g/L의 실험조건에서 총괄 효율인자는 충전층 반응기와 연속 교반 반응기에서 각각 0.70과 0.77이었다.