• 멤브레인
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• 제12권2호
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• pp.90-96
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• 2002

멤브레인 여과 실험에서 얻어진 데이터 처리에 간단한 수치해석을 적용하여 삼투압(osmotic pressure) 과 구배확산계수(gradient diffusion coefficient)를 도출하는 새로운 방법론을 제시하였다. 삼투압과 구배확산계수는 이론 및 실험적으로 쉽게 구할 수 없는 물리적 특성치로서 멤브레인 여과의 특성 규명에 중요하다. 모델 라텍스 콜로이드의 여과시간에 따른 투과플럭스(permeate flux) 값과 이에 대한 수치적분과 수치미분 데이터로부터 분산된 입자농도의 함수인 삼투압 관계식을 구했다. 이로부터 계산된 열역학적 계수(thermodynamic coefficient)는 입자농도가 증가할수록 감소하는 거동을 보였고, 여기에 기존에 제시되어 있는 수력학적 계수(hydrodynamic coefficient)를 도입하여 구배확산계수를 산출하였다. 아울러, 본 연구에서 계산된 입자농도에 따른 구배확산계수의 결과와 동일한 멤브레인과 라텍스 콜로이드의 여과에 대해서 기존에 통계역학적 시뮬레이션으로 예측한 결과를 비교하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제3권1호
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• pp.63-72
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• 1998

The numerical simulations of flowfield and pollutant dispersion over two-dimensional hills of various shapes are described. The Reynolds-averaged Wavier-Stokes equations and concentration diffusion equation based on the gradient diffusion theory have been applied to the atmospheric shear flow over the bell-shaped hills which are basic components of the complex terrain. The flow characteristics such as velocity profiles of the geophysical boundary layer, speed-up phenomena, mean pollutant concentration profiles are compared with experimental data to validate the present numerical procedure and it has been found that the present numerical results agree well with experiments and other numerical data. It has been also found that the distributions of ground level concentration are strongly influenced by the source location and height.

• 한국전산유체공학회지
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• 제6권4호
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• pp.1-7
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• 2001

Wind flow perturbations, recirculations and turbulence generated by buildings often dominate air pollutant distributions around buildings. This paper describes dispersion of contaminants in the vicinity of a building by solving the concentration equation based on previously simulated wind flow field. Turbulence closure is achieved by using the standard k-ε two-equation model. The paper shows application of the CIP method for solving a species concentration equation of contaminant gas around a rectangular building for two different sources under conditions of neutral atmospheric stratification. Results have been compared to the experimental data and the previous numerical results by hybrid scheme. The computational results of concentration profiles by the CIP method agree well with experimental data.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.723-728
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• 2001

Wind flow perturbations, recirculations and turbulence generated by buildings often dominate air pollutant distributions around buildings. This paper describes dispersion of contaminants in the vicinity of a building by solving the concentration equation based on previously simulated wind flow field. Turbulence closure is achieved by using the standard k-e two-equation model. The paper shows application of the CIP method for solving a species concentration equation of contaminant gas around a rectangular building for two different sources under conditions of neutral atmospheric stratification. Results have been compared to the experimental data and the previous numerical results by hybrid scheme. The computational results of concentration profiles by the CIP method agree well with experimental data.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.828-836
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• 1987

본 연구에서는 유동장과 입자의 부착율과의 관계에 대해 고찰하기 위하여 부 착되는 고체 벽면의 형상을 원통형으로 하여 비등온 유동에서 열확산에 의한 미소입자 의 원주방향으로의 부착율을 측정하고, 원통 내부의 냉각장치를 이용하여 벽면과 고온 가스와의 온도 차이를 크게하여(약 400∼700˚K), 높은 온도구배 영역에서의 열확산 효과에 대해 실험적인 연구를 확장시킴으로써 폭넓은 온도구배 영역에서의 열확산 이 론의 타당성을 검토한다. 그리고 이러한 실험결과들은, 원통주위의 미소입자 전달에 관한 종래의 Levich 등의 해와 입자의 미소한 관성의 영향을 동시에 고려한 Fernandez de la Mora 등의 점근적인(asymptotic)이론과 비교될 것이다.

• 전기화학회지
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• 제4권2호
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• pp.70-76
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• 2001

본 연구는 Pd박막 전극에서 수소 확산시 발생되는 응력해석에 대한 레이저 빔 디플렉션 방법의 응용에 대해 기술하였다. 우선, 탄성에 의한 확산 (고스키 효과) 및 확산에 의한 탄성 현상에 대해 간략히 설명하였고, 주어진 초기 및 경계 조건하에서 Fick 방정식의 해와 Vegard 및 Hooke의 법칙으로부터 확산에 의한 탄성 현상의 모델을 이론적으로 유도하였다. 다음으로 레이저 빔 디플렉션 방법이 수소 확산으로 인해 발생되는 응력해석에 어떻게 사용될 수 있는지 실험 장치 및 시편에 대해 소개하였다 마지막으로, 수학적으로 계산된 디플렉션 시간 추이 곡선과 실험적으로 얻어진 곡선의 비교로부터, 시간에 따른 인장 디플렉션의 변화를 시간에 따른 전극 내부의 수소 농도 구배의 변화 및 수소 확산계수의 차이로 설명하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권2호
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• pp.108-116
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• 1997

유전알고리즘은 진화원리에서 발견된 몇몇 특징들을 컴퓨터 알고리즘과 결합시켜 복잡한 최적화 문제를 해결하려는 도구로서 1975년 미국의 Holland 교수에 의해 처음으로 개발되었다. 주어진 문제에서 탐색환경이 다변수 또는 다봉(multi-modal)이 되어 대단히 복잡하거나 또는 부분적으로 알려질 경우는, 구배(gradient)에 기초한 재래식 방법을 사용하여 최적화하는 것은 매우 어렵게 되고 경우에 따라서는 불가능할 수도 있다. 이러한 이유로 유전알고리즘과 같은 강인한 탐색법이 요구된다. 유전알고리즘의 장점은 연속성(continuity), 미분가능성(differentiability), 단봉성(unimodality) 등과 같이 탐색공간에 대한 제약으로부터 자유롭다는 것이다. 다시 말하면 목적함수 외 탐색공간에 대한 사전지식을 필요로 하지 않고, 매우 크고 복잡한 공간일지라도 전역해 쪽으로 수렴해 갈수 있다는 것이다. 이러한 특성 때문에 유전알고리즘은 실제 환경에서 많은 복잡한 최적화 문제를 해결하는 방법으로 인정을 받고 있으며, 함수의 최적화, 신경회로망의 학습, 동적시스템의 식별및 제어, 신호처리등 여러 분야에 성공적으로 응용되고 있다. 이러한 중요성에 비해 유전알고리즘에 대한 연구는 국내적으로는 아직 미진한 수준이나 최근 이에 대한 관심이 고조되고 있으며, 또한 그 응용분야도 점점 넓어져 이론 개발과 실질적인 응용에 확산되리라 생각된다. 따라서 본 해설기사는 유전알고리즘의 원리와 응용 사례를 살펴봄으로서 최적화 문제를 해결하려는 독자들에게 조금이나마 도움을 주고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.505-513
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• 2010

삼지화염 구조는 화염 선단의 구조로서 다루어져 왔으며, 많은 연구자들에 의해 해석적인 방법과 실험적인 방법으로 연구가 되어왔다. 그러나 연료의 종류에 따른 가연한계의 차이가 삼지화염의 구조에 미치는 영향에 대한 연구는 깊이 있게 다루어지지 않았다. 본 연구에서는 화염 구조에 대한 비대칭 가연한계의 영향을 예혼합화염과 확산화염에 관한 몇 가지 층류화염 이론에 근거한 간단한 수치 기법을 통해 연구하였다. 고정된 유동장이 사용되었으며, 예혼합 화염 가지에서의 경계조건이 연계되었다. 예혼합 화염 후류의 확산화염의 형성과 소멸을 성공적으로 모사할 수 있었다. 비대칭 가연한계 조건과 열손실에 따른 확산화염의 변화가 연구되었다. 본 연구는 화염의 기초 구조에 대한 이해를 도울 수 있으며, 이후의 연구를 위한 기초로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.187-207
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• 2019

고성능 해양모델을 개발하기 위하여 적시 컴파일(Just-In-Time) 언어인 줄리아 언어를 사용하였고, 운동량 방정식의 해를 구하기 위해 연속완화법으로 푸아송 방정식을 푸는 코드를 작성하였다. 다음으로, 줄리아 계산 코드를 시험하기 위하여 두 가지의 모델을 구축하였다. 첫 번째로, 일정한 유량의 생성/소멸(source/sink) 조건을 시험하기 위해 단순한 수로 형태를 모델링하였고, 두 번째로, 조석 외력(tidal forcing) 및 전향력(Coriolis force), 난류확산계수로 인한 효과 등을 시험하기 위해 황해(Yellow Sea)를 단순화하여 모델링하였다. 모델은 두 가지 시나리오 안에서 총 8개의 실험안으로 테스트되었다. 테스트 결과, 시나리오 1에서 3가지 실험안의 수심 평균된 유속은 이론 값에 완벽하게 수렴하였고, 해저마찰로 인한 수직적 유속 구배를 잘 보여주었다. 또한 시나리오 2에서는 황해의 무조점과 우리나라 서해 중부와 남부 연안의 조석 특성을 잘 재현하였고, 전향력과 수직 난류확산계수에 따른 결과의 차이를 잘 보여주었다. 따라서, 줄리아 언어를 이용한 해양모델을 개발하는 데에 성공하였다고 판단되며, 이는 해양모델이 고전적인 컴파일 언어에서 적시 컴파일 언어로 성공적으로 넘어가는 단계에 오게 됐다는 것을 시사한다.

• 산업식품공학
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• 제23권1호
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• pp.7-15
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• 2019

연화 및 기능성 강화를 위한 함침기술 개발의 일환으로 돈육을 소금 용액에 함침시키는 공정에서 물과 용질의 이동에 미치는 함침 용액 농도의 영향과 Fickian model을 이용하여 이동 현상을 수식화하였고, 함침 후 시료의 전단력과 물성을 측정하였다. 소금 농도 6%를 기점으로 2.5%와 5%에서는 팽윤에 따른 수분의 이동으로 수화가 일어났으며, 10%에서는 수축이 동반되어 수화가 줄어들다가 결국 15%에서는 수분 이동 방향이 전환된 탈수가 확인되었다. 이러한 사실을 분석한 결과, 물질이동 방향은 11-14% 사이에서 전환되는 것으로 예측되었다. 즉, 5%에서 6시간 함침 후 수분함량은 12.68 g/100 g으로 가장 높았다. 용질의 이동은 함침액 농도와 함침 시간에 따라 증가하였다. 확산에 관한 Fick's의 제 2 법칙의 해석해를 이용하여 물과 용질에 대한 유효확산계수를 산출한 결과, 소금의 유효확산계수는 함침액 농도에 따라 증가하며 그 값은 2.43×10^-9에서 3.53×10^-9 m²/s 이었다. 반면 수분의 유효확산계수는 1.22×10^-9에서 1.88×10^-9 m²/s이었으나 농도에 따른 정확한 상관관계를 예측할 수 없었다. 즉, 확산모델은 용질의 이동에 대하여는 R²이 0.91 이상으로 잘 일치하지만 수분 이동에 관하여는 적합하지 못함을 알 수 있었다. 따라서 농도구배에 의한 구동력에 bulk flow의 원인이 되는 구동력을 포함하는 이론식이나 경험식의 연구가 필요하다고 사료된다. 함침 공정에 의해 대조군에 비하여 모든 농도에서 낮은 경도, 씹힘성 및 전단력 값을 나타내었고, 수분 보유가 가장 큰 5% 용액으로 함침 하였을 경우에 가장 낮은 값을 나타내어 함침 공정에 의한 연화 효과를 확인하였다.