• 한국가시화정보학회지
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• 제8권1호
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• pp.31-38
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• 2010

An experimental study to evaluate dynamic structures of flow and turbulence characteristics in bubble-driven liquid flow in a rectangular tank with a varying flow rate of compressed air is conducted. Liquid flow fields are measured by time-resolved particle image velocimetry (PIV) with fluorescent tracer particles to eliminate diffused reflections, and by an image intensifier to acquire enhanced clean particle images. Instantaneous vector fields are investigated by using the two frame cross-correlation function and bad vectors are eliminated by magnitude difference technique. By proper orthogonal decomposition (POD) analysis, the energy distributions of spatial and temporal modes are acquired. When Reynolds number increases, bubble-induced turbulent motion becomes dominant rather than the recirculating flow near the side wall. The total kinetic energy transferred to the liquid from the rising bubbles shows a nonlinear relation regarding the energy input because of the interaction between bubbles and free surface.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1546-1547
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• 2007

휴대용 면역진단 시스템을 구현하기 위하여 설계된 공기주입기로 구동되는 랩온어칩 내의 유체 유동을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 해석하고, 문제점을 보완할 수 있는 구조로 랩온어칩을 재설계하였다. 공기주입기에서 흘러나오는 공기를 이용해 완충액 저장고 내에 있는 완충액을 토출시킬 때 다량의 기포가 발생함을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있었다. 완충액 저장고의 내부에 계단형 구조를 삽입함으로서 완충액 이송 시 형성되는 기포를 상당히 억제할 수 있었다. 또한 계단형 구조는 유선을 역행 방지판 쪽으로 분산시켜 역행 방지판의 효율을 높일 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권3호
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• pp.96-104
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• 2002

탄체가속기용 초기 발사장치로 사용 가능한 건국대 초고속 발사장치가 개발되었다. 이는 2단계 기포 (gas gun) 형태의 발사장치로 공기를 작동 기체로 사용하여 무게 22g의 탄체를 750m/sec로 가속할 수 있 는 성능을 보인다. 초고속 발사장치의 성능 특성을 알아보기 위하여, 구동부의 압축 특성과 작동 특성에 대한 성능 실험을 수행하였으며 실험으로부터 피스톤에 의한 압축 이득과 1,2차 구동부간에 발사장치의 성능을 최상으로 유지할 수 있는 값들이 존재함을 확인하였다. 초고속 비행체의 공력 특성 및 주위의 유동 해석에 응용 가능한 고속 탄환체에 대한 흐름의 가시화를 수행하여 수치적 계산 결과와 비교하였으며, 향후 고속유동의 물리적 현상 해석에 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.817-824
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• 2015

본 논문은 수직 오리피스 노즐의 유동 및 물질전달 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 구동유체 및 부유체의 유량, 용존산소 농도 그리고 소비 전력을 측정하였으며, 고속 카메라를 이용한 직접 촬영 기법으로 수직 혼합유동의 가시화 이미지를 획득하였다. 측정자료를 이용하여 질량비, 총괄 산소전달 계수 그리고 물질전달 성능계수를 도출하였다. 구동압력이 증가하면 질량비는 약간 감소하는 반면에, 산소전달 계수와 소비전력은 증가하였다. 구동압력이 증가하고 질량비가 작아지면, 기포의 미세화가 촉진되고 확산도가 증대되기 때문에 산소 전달율이 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.61-69
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• 2015

본 논문은 수직 오리피스 이젝터의 혼합유동 및 산소전달 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 실험장치는 전동 모터-펌프, 오리피스 이젝터, 순환 수조, 공기압축기, 고속 카메라 시스템 그리고 제어 및 측정기기로 구성하였다. 측정된 구동유체 및 유입공기의 유량을 이용하여 유량비를 도출하였다. 이적터에서 분출된 혼합유동의 가시화를 통해 정성적 거동을 고찰하였으며, 용존산소 농도를 측정하여 총괄 산소전달계수를 도출하였다. 구동유체의 유량이 일정하고 압축기의 공기압이 높아지면 유량비와 산소전달계수는 증가하며, 압축기의 공기압이 일정하고 구동유체의 유량이 증가하면 유량비는 감소하지만 산소전달계수는 증가하였다. 기포의 크기에 따른 체류시간 및 확산도와 수직 혼합유동의 도달거리는 2 상의 접촉면적과 시간에 크게 영향을 미치기 때문에 산소전달율의 중요한 변수임을 유추할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권1호
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• pp.29-36
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• 2017

본 논문은 환형노즐 이젝터를 이용하여 세정수 공급과 기포생성을 동시에 할 수 있는 세정기술 개발을 위한 기초연구를 목적으로 한다. 환형노즐 이젝터의 피치변화에 따른 구동 및 부유체의 정량적 유동특성과 세정수조에 분출되는 분류의 정성적 가시화 이미지를 분석하였으며, 세정물의 농약 잔류물 성분의 농도를 검증하였다. 피치가 증가하면 구동유량은 증가하는 반면에, 유량비는 감소하였다. 피치가 증가하면 분류는 부력분류나 평형분류 거동을 나타내며, 잔류농약의 농도는 감소 후 증가하였다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제17권3호
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• pp.24-31
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• 2019

Recently, an air-lift bio-reactor operated by micro bubbles has been utilized to product hydrogen fuel. To enhance the performance, characteristics of hydrodynamics inside the bio-reactor were analyzed using a numerical simulation for two-phase flow. An Eulerian model was employed for both of liquid and gas phases. The standard k-ε model was used for turbulence induced by micro bubbles. A Population Balance Model was employed to consider size distribution of bubbles. A hollow cylinder was introduced at the center of the reactor to reduce a dead area which disturbs circulation of CO bubbles. An appropriate diameter of the draft tube and hollow cylinder were optimized for better performance of the bio-reactor. The optimum model could be obtained when the cross-sectional area ratio of the hollow cylinder to the reactor, and the width ratio of the riser to the downcomer approached 0.4 and 3.5, respectively. Consequently, it is expected that the optimum model could enhance the performance of the bio-reactor with the homogeneous distribution and higher density of CO, and more effective mixing.

• 한국가시화정보학회지
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• 제15권2호
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• pp.48-58
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• 2017

To analyze bubbles generated by an ABB (Air Bubble Barrier), we developed image processing procedure and statistical analysis method. Air was discharged from 5 mm nozzle as swarm form at the bottom of 1 m3 water tank. Flow rates of discharged air are ranged from 2 L/min to 20 L/min and these are corresponding to Reynolds number of 1766-17663. Rise velocity of bubble is extracted by using image process pretending intrusive method. Mean equivalent velocity was calculated using void fraction weighting factor. Bubble diameter is obtained and compared with correlations in the literature. Also, we present a correlation according to the result of this study. Mean velocity and mean diameter of bubbles increase with increasing gas Reynolds number. But these parameters show an asymptotic trend when they approach to high Reynolds number.