• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1089-1095
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• 2011

열전달 향상을 위한 방법으로 많이 사용되고 있는 마이크로 핀을 포함한 표면 위에서의 핵비등을 액상과 기상에서 질량 및 운동량, 에너지에 대한 지배 방정식을 풀어 수치해석을 수행하였다. 핵비등에서의 기포거동을 계산하기 위해 sharp-interface 레벨셋(level-set) 방법을 상변화 효과와 핀과 캐비티와 같은 잠긴 고체에서의 점착 조건 및 접촉각, 마이크로 액체층에서의 증발 열유속을 포함하도록 수정하였다. 핀과 캐비티를 포함한 표면에서의 기포 생성, 성장, 이탈에 대한 해석을 통하여 핀-캐비티 배열, 핀-핀 간격이 핵비등에서의 기포거동에 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.135-143
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• 1989

깊이 32m인 심층포기장치에서 기포(氣泡)의 형태(形態)와 거동(擧動)에 관하여 실험연구(實驗硏究)를 실시하였다. 연구(硏究) 결과(結果)에 의하면, 심층포기장치의 하향관(下向管)에 설치된 0.06cm의 단일(單一) 오리피스경(經)에서 발생되는 기포(氣泡)의 구체적(球體積) 상당경(相當經)(Dv)은 0.422-0.722cm이고 기포(氣泡)의 형상(形狀)은 타원체(橢圓體)이었다. 기포(氣泡) 체류량(滯留量) 기(氣)-액(液) 접촉면적(接觸面積)은 심층포기장치의 수심(水深) 증가(增加)할수록 감소(減少)하였으며, 기포(氣泡)의 하강속도(下降速度)는 액체(液體)의 순환(循環)유속보다 작고, 기포(氣泡)의 상승속도(上昇速度)는 액체(液體)의 순환(循環)유속보다 약간 크게 나타났다. 심층포기장치내의 기포분포(氣泡分布)는 거의 대수정정규분포(代數定定規分布)를 나타내고 있으며, 또한 기포(氣泡)의 갯수는 수심(水深)이 증가(增加)할수록 감소(減少)하며, 하향관(下向管)이 상향관(上向管)에 비하여 많았다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.710-716
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• 2013

대기 오염, 기후 변화 등 환경 문제와 자원 고갈로 인해 화석 연료를 대체할 에너지에 많은 관심이 집중되고 있다. 폐바이오매스의 에너지화 분야에서도 다양한 연구가 이루어지고 있다. 폐목질계 바이오매스의 급속열분해는 바이오매스 에너지화 기술 중 하나로 액상 연료를 생산할 수 있다. 바이오매스의 급속열분해에는 주로 기포유동층 반응기가 쓰이고 있으며, 기포유동층 급속열분해 반응기에서는 반응물에 열을 효과적으로 전달하기 위하여 고체입자의 유동매체를 이용한다. 이러한 기포유동층 반응기에서 유동층 내 고체 입자의 움직임과 혼합은 기포의 거동에 영향을 받는다. 이로 인해 열전달 현상이 달라지고 결과적으로는 폐목질계 바이오매스의 급속열분해 반응 속도가 변한다. 따라서 본 연구에서는 기포유동층 반응기 내부의 수력학적 특성과 폐목질계 바이오매스 급속열분해 반응에 관한 연구를 수행하였다. 반응기내의 기체-고체 유동에 대해 Eulerian-Granular 방법을 사용하여 반응기를 시뮬레이션 하였으며, two-stage semi-global reaction model로 폐바이오매스의 급속 열분해반응을 모사하였다. 결과를 살펴보면, 유동층 내에서 기포들이 생성되고 상승하면서 크기가 증가한다. 이러한 기포의 거동에 의해 기포 주위의 고체 입자는 여러 방향으로 움직이게 된다. 고체 입자상의 활발한 움직임으로 바이오매스 입자가 유동층에 골고루 퍼져 일차 반응이 유동층 전반에서 일어난다. 그리고 일차 반응 중 타르가 생성되는 반응 속도가 가장 높게 나타난다. 그 결과 기체상 생성물 중 타르가 약 66 wt.%로 가장 많이 발생한다. 반면 이차 반응은 유동층에서보다 freeboard에서 더 많이 일어난다. 따라서 기포의 거동이나 입자의 움직임에 의한 영향은 일차 반응보다 상대적으로 적을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1446-1452
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• 2009

직경 340mm, 높이 195mm의 원심유동층에서 10.5${\mu}m$와 21.5${\mu}m$의 평균직경을 갖는 $Al_2O_3$를 유동물질로 하여 400, 600, 800, 1000rpm으로 기포의 거동을 규명하고자 2중사진 촬영에 의해 유동가시화현상을 실험하였다. 실험결과, 본 실험 범위에서 원심유동층에서 기포의 거동은 회전수에 영향을 받는 것을 알 수 있었으며, 회전수가 증가함에 따라 기포가 발생하기 시작하는 속도는 증가하였으나 기포의 직경은 감소하는 것을 알 수 있었고 기포의 크기는 상대적으로 작게 나타났다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.457-462
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• 1998

유동장에서의 기포거동 정보의 중요성 때문에 이를 정확히 측정하기 위한 실험방법이 여러 가지로 발전해 왔지만 아직까지도 기포분포에 대한 정확한 정보 추출에는 도달하지 못하고 있다. 본 연구에서는 원래 의공학분야에서 새로운 tomography 기술로 연구되고 있는 EIT(Electrical Impedance Tomography) 기술을 2상유동에서의 기포분포 측정방법 개발에 적용하기 위한 기초연구와 기포분포 가시화를 위한 전산실험을 수행하였다. 기포분포 가시화를 위해서는 EIT inverse problem solver로 많이 사용되는 iNR(improved Newton-Raphson) 계열의 EIT 염상복원 프로그램을 본 연구진이 유전알고리즘(Genetic Algorithm)과 fuzzy-based mesh grouping 방법을 추가하여 개선한 영상복원프로그램을 사용하였다. 전산실험 결과 본 영상복원프로그램으로는 12$\times$12의 분해능으로 모사되는 기포분포를 저항률 오차한도 $\pm$1%의 신뢰도로 PC상에서 복원이 가능함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권5호
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• pp.545-556
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• 2002

Algebraic reconstruction technique (ART)과 multiplicative algebraic reconstruction technique (MART)이라는 토모그래피 방법을 이용하여 2상유동에서 기포의 거동을 배침투적으로 분석하였다. 먼저, 컴퓨터 합성 영상장으로 환상유통과 기포유동을 제작하여 2차원 단면의 재건을 시도하였다. 2상유동의 보다 정확한 결과들을 얻기 위하여 두가지 토모그래피 방법이 비교되었다. 그리고, 2상유동에서 기포의 거동을 3차원으로 분석하기 위하여 2개와 3개의 기포가 존재하는 3차원 합성 영상장으로부터 2차원 단면에서 보다 정확한 결과를 보인 MART 재건법에 의해서 밀도 분포 해석을 수행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.272-277
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• 2005

직경이 0.152 m이고 높이가 3.5 m인 기-액 향류 흐름 기포탑에서 기포의 물성과 흐름의 거동을 고찰하고 진단하였다. 기체와 액체의 유속 그리고 기포의 분산형태(even, wall-side, central or asymmetric distribution)가 반응기 내부에서 기포의 크기, 빈도수, 상승속도와 체류량 등 기포특성에 미치는 영향을 이중 전기 저항 탐침법을 이용하여 측정 검토하였다. 기포의 크기, 빈도수와 체류량은 기체나 액체 유속의 증가에 따라 증가하였다. 기포의 상승속도는 기체 유속의 증가에 따라 증가하였지만, 액체 유속의 증가에 따라서는 감소하였다. 기포 크기 분포의 균일성이나 체류량은 기포 분산판에서 기포의 분산형태가 균일분포에서 벽면, 중앙 그리고 비대칭 분산으로 변화함에 따라 감소하였다. 기포의 체류량과 분포에 대한 균일성을 고려하면, 기포의 중앙 분산 형태가 비대칭 분산 형태보다는 유리하며, 벽면 분산형태분산보다는 좋지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.505-510
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• 2012

기포탑 반응기에서의 기체 체류량은 기포의 크기 분포 및 상승 속도와 밀접한 연관성을 갖는다. 따라서 많은 연구자들에 의하여 기포탑 반응기 내에 기포의 크기를 제어하기 위한 연구들이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 스파져 이외의 영역에서도 기포의 거동을 제어하고 기체 체류량을 증진시키기 위하여 다단형 기포탑 반응기를 사용하였다. 특히, 3 종류의 서로 다른 크기의 반응기를 사용하여 다단 다공판이 기포의 유동 특성에 미치는 효과를 확인하였다. 나아가 개별 기포가 다공판을 통과하였을 때의 쪼개짐 빈도수 및 크기 분포 변화에 대하여 관찰함으로써 다공판의 영향에 대한 이해를 넓혔다. 또한 다양한 다공판 배치 형태에 따른 유동 특성을 관찰함으로써 다단형 기포탑 반응기에서의 다공판 설치에 대한 기준을 제시할 수 있었으며, 이를 바탕으로 높이 22 m, 직경 0.36 m의 벤치 스케일 다단형 기포탑 반응기를 제작하여 그 성능을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권7호
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• pp.605-612
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• 2016

버블젯 타입 마이크로 엑츄에이터의 설계변수에 따른 유동특성에 관한 수치해석적 연구를 수행하였다. 수치 모델은 저장소로 부터의 잉크 유동과 기포의 성장 및 소멸, 노즐을 통한 액적의 토출과 리필 과정을 포함한다. 기포의 거동은 전체 엑츄에이터의 성능에 중요한 영향을 미치는 요소이기 때문에, 본 연구에서는 open pool 해석을 통하여 기포의 성장과 소멸 및 소멸시의 캐비테이션 현상에 대해 살펴보았다. 또한 마이크로 엑츄에이터의 노즐 형상의 변화, 챔버와 리스트릭터의 기하학적 변화에 따른 액적의 토출과 잉크 리필과정에 대한 수치예측을 수행하였다. 설계변수의 변화에 따른 수치해석의 결과는 마이크로 엑츄에이터의 성능특성을 예측할 수 있으며 또한 마이크로 엑츄에이터의 최적설계에 유용하리라 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.397-406
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• 2004

본 논문은 경량형강으로 제작한 프레임에 경량기포모르터를 채운 경량합성벽체의 전단 거동에 대한 실험 결과와 전단 강도 및 강성 평가를 제시한 것이다. 경량기포모르터는 스틸하우스 벽체의 구조 성능 및 단열 성능의 향상과 마감에 대한 시공성 개선을 위해 도입되었다. 연구 결과 단열 성능에 대한 기여도는 낮으나, 경량기포모르터의 슬러리 비중이 0.8 이상인 경우 구조 성능의 향상과 마감성이 좋은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 전단 거동에 미치는 경량기포모르터의 영향을 알아보기 위해 경량기포모르터의 비중(0.6, 0.8, 1.0, 1.2) 벽체의 스터드 배치간격(450mm, 600mm, 900mm), 마감재(경량기포모르터, OSB, 석고보드) 및 브레이싱 등을 변수로 한 14개의 경량합성벽체를 제작하였고 비교를 위해 대표적인 스틸하우스 벽체 3개를 제작하였다. 면내전단 실험결과, 경량기포모르터를 타설한 경량합성벽체가 기존의 스틸스터드 벽체에 비해 최대 내력은 1.15~5.38배, 초기강성은 1.45~13.7배 증가한 것으로 나타났다. 또한 벽체 내부의 스터드를 900mm까지 확장하여도 무리가 없는 것으로 나타났다. 그러나 이와 같은 결과는 건조수축 균열이 억제되지 않은 상태에서 나온 것으로 경량합성벽체의 내력을 향상시키기 위해서는 경량기포모르터의 초기 건조수축균열을 억제하고 스터드와 경량기포모르터 사이의 부착력을 확보하는 것이 무엇보다도 중요한 것으로 나타났다.