• Title/Summary/Keyword: 버블영역

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Experimental Study on Characteristics Air Bubble Flow Using the Image Analysis (영상분석을 이용한 기포유동특성 실험)

  • Sung Jung Kim;Chang Lae Jang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.317-317
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    • 2023
  • 수자원의 확보와 어류 서식 환경보전이라는 두 가지 측면은 수자원 이용이라는 목적하에 합의되기 어려운 문제를 가지고 있다. 점차적으로 수자원이 고갈되는 현시점에 효율적 물관리를 위해 최근에는 단절된 하천을 연결하기 위한 기술들이 개발되고 있으며, 이중 안정적인 물공급 시스템을 구축하기 위한 수중터널이 그러한 기술 중 하나이다. 수자원의 확보 측면에서는 의미가 있는 방법일 수 있으나 물리적으로 동떨어져 있던 서로 다른 환경을 연결하는 문제로 인한 부작용이 발생하는데 이중 외래어종 유입으로 인한 수중생물의 환경변화가 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 어류의 이동을 차단하는 기술 또한 개발되고 있으며 그물망, 버블스크린, 빛, 소리를 이용한 다양한 방법을 통해 어류의 접근을 방지하고자 노력하고 있다. 본 연구에서는 이러한 차단시설 중 기포를 이용한 버블스크린과 관련하여 효율성을 높이기 위한 방법을 모색하고자 실제 버블의 상승속도에 영향을 미치는 여러 가지 불확실성 인자들에 대한 상관성과 인과관계를 검토하고자 하였다. 이를 위해서 외부적 원인에 대한 오차요소를 확인하고 결과값에 영향을 미치는 여러 가지 변수에 대하여 검토하고자 하는 실험연구를 수행하였다. 버블실험을 위한 수로는 길이 15m, 폭 1.5m 의 제원을 가지는 직선수로에서 수행하였으며, 버블 발생을 위한 튜브는 PVC 재질이며, 5cm 간격으로 1mm 직경을 갖는 파이프를 제작하여 활용하였다. 실험의 분석은 이미지를 이용한 방법을 사용하였으며 분석위치 및 버블사이즈 그리고 해석격자 크기에 대한 상관분석 및 회귀분석을 통해 각각 인자들과의 관계를 규명하고자 하였다.

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Characteristic of Mixing and DO Concentration Distribution in Aeration Tank by Microbubble Supply (마이크로버블 공급에 의한 폭기조내 교반과 용존산소 분포 특성)

  • Lim, Ji-young;Kim, Hyun-Sik;Park, Dae-Seok;Cho, Young-Gun;Song, Seung-Jun;Park, Soo-Young;Kim, Jin-Han
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.17 no.5
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    • pp.251-259
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    • 2016
  • This study examined the DO concentration distribution and ORP distribution using microbubbles on pilot-scale aeration tanks. As a result of MLSS mixing and oxygen transfer phenomenon using microbubbles, different DO concentrations were observed depending on the circulation of the liquid with the microbubble supply location on the lateral of an aeration tank. The simulation results of CFD (computational fluid dynamics) program showed that MLSS mixed with a microbubble supply in the middle the reactor is much better than on the left side of the reactor. A single reactor containing an anaerobic, anoxic, and aerobic zone, was evaluated without partition according to the location of the microbubble supply based on the experiments and CFD analysis. MLSS was separated into solid-liquid by the microbubble supply in the aeration tank. Consequently, selecting the appropriate microbubble size is important for MLSS mixing and was maintained at the proper DO concentration for biological treatment.

A Performance Study of Vent Mixer with Geometric Characteristics in Supersonic Flow (초음속 유동 내 벤트 혼합기의 형상적 특성에 따른 성능 연구)

  • Kim, Chae-Hyoung;Jeung, In-Seuck
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.1
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    • pp.69-75
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    • 2009
  • This paper studies the aerodynamic performance that the vent mixer-new conceptual supersonic mixer-showed with its geometric characteristics. The hole is 2 mm with 2 mm's distance from the wall in case 1 and with no distance in case 2. In case 3 die hole is 1 mm. Case 1 and case 2 showed the same total pressure recovery ratio, of which the case 3 was lower than that. While cases 1-3 had the same reattachment length, the shear layer was thicker in cases 1 and 2 than in case 3. Within the recirculation zone, cases 1 and 2 had lower pressure loss and higher velocity gradient difference than case 3-they enhance mixing between air and fuel. Separation bubble which is developed by the inflow into the recirculation zone has a significant effect on the total pressure recovery ratio in the combustor. Also separation bubble influences pressure distributions and recirculation flows in the recirculation zone. Therefore, inflow rate of air into the recirculation zone mainly affects the performance of vent mixer.

Development of a test system for analysis of air bubble behavior (에어버블 거동 분석을 위한 실험장치 개발)

  • Lee, Hyo Sang;Chang, Hyung Joon;Lee, Ho Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.475-475
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    • 2016
  • 생활의 편의를 위하여 인간은 여러 종류의 시설을 만들고 있으며, 이에 필요한 전기를 공급하기 위하여 여러 종류의 발전소를 건설 운영하고 있다. 특히, 원자력 발전은 2014년을 기준으로 전체 전력생산량의 약 30%를 담당하고 있으며, 늘어나는 전력 수요를 감당하기 위하여 다수의 원자력 발전소 건설계획을 수립하고 있다. 원자력 발전소는 발전과정에서 생성되는 고열을 냉각시키기 위하여 다량의 물을 필요로 하기 때문에 연안에 위치한다. 물을 안정적으로 취수하는 것은 원자력 발전소의 안정성 확보에 큰 영향을 미치는 요소이다. 하지만, 유류 등의 오염 물질 또는 해파리 등의 생물체에 의하여 취수구가 마비되어 냉각수를 공급하지 못하는 사고가 종종 발생하고 있다. 원자력 발전소가 발전 중단이 되면 하루 약 10억원의 경제적 손실이 발생할 수 있고, 동일본 대지진의 예에서 확인할 수 있는 바와 같이 2차 피해가 발생하여 엄청난 재앙을 초래할 수 있다. 취수구로 유입되는 유류 등의 오염물질과 생물체를 차단하기 위하여 물리적인 방법과 생물학적 방법을 이용한 여러 가지 장치 및 기법이 고안되고 있지만, 생물학적인 방법은 개체군과 종류의 변화로 그 적용이 곤란하여 물리학적인 방법을 이용한 연구가 주를 이루고 있다. 대표적인 물리학적 장치는 해파리 제거용 그물이 있으나, 포집되는 해파리의 지속적인 제거를 위한 비용적인 문제와, 잠수부의 안전 문제가 발생하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 최근 가장 주목받고 있는 방법은 에어버블을 이용하여, 유해 물질과 생물체를 차단하는 방법이다. 에어버블은 수심조건에 영향을 받지 않고, 취수구가 설치된 영역으로 유해물질의 유입 자체를 방어할 수 있어 몇 몇 선진국에서는 실용화 단계에 접어들고 있다. 본 연구에서는 에어버블 거동을 특성을 파악하기 위해서는 에어버블의 상승속도, 특성, 압력 및 수심조건 등을 고려할 수 있는 실험 장치를 개발하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위하여 선행연구결과 및 현장조건을 고려하여, 취급이 간단하고, 실험조건 조절이 용이한 원통형 실험 장치를 개발하였다.

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Bubble-type Motion Detector Using a Pulsed-mode Oscillator and Delay Line (펄스 모드 발진기와 지연선로를 이용한 버블형 동작감지기)

  • Lee, Ik-Hwan;Kim, Dong-Wook
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.26 no.3
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    • pp.342-348
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    • 2015
  • This paper presents a new motion detector that has a bubble-layer detection zone using a pulsed-mode oscillator and delay line. The proposed motion detector controls the bubble-layer detection zone with pulse width of transmitted signals and creates IF signals only by reflected signals from the target within the detection zone whose position is determined by time delay of the delay line. The fabricated motion detector uses the pulsed-mode voltage controlled oscillator as a signal source which has a center frequency of 8 GHz, pulse width of 2 nsec and pulse period of 30 nsec. It successfully makes the bubble-layer detection zones at 1 m, 3 m and 5 m distant from itself using two delay lines with 7 nsec and 12 nsec delay, and is also demonstrated to detect the target within the detection zones.

Material Topology Optimization Design of Structures using SIMP Approach Part I : Initial Design Domain with Topology of Partial Holes (SIMP를 이용한 구조물의 재료 위상 최적설계 Part I : 부분적인 구멍의 위상을 가지는 초기 설계영역)

  • Lee, Dong-Kyu;Park, Sung-Soo;Shin, Soo-Mi
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.1
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    • pp.9-18
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    • 2007
  • This study shows an implementation of partial holes in an initial design domain in order to improve convergences of topology optimization algorithms. The method is associated with a bubble method as introduced by Eschenauer et al. to overcome slow convergence of boundary-based shape optimization methods. However, contrary to the bubble method, initial holes are only implemented for initializations of optimization algorithm in this approach, and there is no need to consider a characteristic function which defines hole's deposition during every optimization procedure. In addition, solid and void regions within the initial design domain are not fixed but merged or split during optimization Procedures. Since this phenomenon activates finite changes of design parameters without numerically calculating movements and positions of holes, convergences of topology optimization algorithm can be improved. In the present study, material topology optimization designs of Michell-type beam utilizing the initial design domain with initial holes of varied sizes and shapes is carried out by using SIMP like a density distribution method. Numerical examples demonstrate the efficiency and simplicity of the present method.

Model setup and optimization of the terminal rise velocity of microbubbles using polynomial regression analysis (다항식 회귀분석을 이용한 마이크로 버블의 종말상승속도 모델식 구축 및 운전조건 최적화)

  • Park, Gun-Il;Kim, Heung-Rae;Cho, Il Hyoung
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.35 no.4
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    • pp.1393-1406
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    • 2018
  • In this study, three parameters (Pressure ($X_1$), Airflow rate ($X_2$), Operation time ($X_3$)) were experimentally designed and the predicted model and optimal conditions were established by using the terminal rise velocity of the microbubbles as the response value. The polynomial regression analysis showed that the optimum value for the terminal rise velocity at the Pressure ($X_1$) of 4.5 bar, Airflow rate ($X_2$) of 3.3 L/min and Operation time ($X_3$) of 2.2 min was 5.14 cm/min ($85.7{\mu}m/sec$). Also, the highest microbubble diameter size distribution in the range of 2 to $5{\mu}m$ and 25 to $50{\mu}m$ was confirmed by using a laser particle counting apparatus.

A Study on the Flow Characteristics of an Axial Flow Fan by Unsteady Pressure Measurement (비정상 압력측정을 통한 축류휀 유동특성에 관한 연구)

  • Kang, Chang-Sik;Shin, You-Hwan;Kim, Kwang-Ho;Lee, Du-Yeol
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.5 no.3 s.16
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    • pp.15-24
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    • 2002
  • This paper presents an experimental study on the unsteady flow phenomena such as leakage flow and rotating stall which have influences on the performance and stability of an axial flow fan. For this study, unsteady pressure were measured using high frequency pressure transducers mounted on the easing wall of rotor passage and analyzed by Double Phase-Locked Averaging Technique. As the flow rate was reduced to near stall point, the pressure difference between the pressure and the suction side of the blade was increased especially new the leading edge and the lowest pressure zone of suction side was gradually developed. From the result of unsteady pressure field on the casing wall, one period of rotating stall was divided into three zones and the flow characteristics on each zone were described in detail.

Asymmetric Effects of US Housing Price Inflation on Optimal Monetary Policy (미국 주택 가격 상승률의 비대칭성과 최적통화정책)

  • Kim, Jangryoul;Kim, Minyoung;Lim, Gieyoung
    • International Area Studies Review
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    • v.13 no.2
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    • pp.66-88
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    • 2009
  • This paper studies optimal discretionary monetary policy in the presence of uncertainty in the housing sector. In particular, we allow two possible regimes regarding the evolution of housing price inflation and the effects of housing price inflation on the aggregate demand. Estimation results with the US data confirm the presence of two distinctive regimes, one 'normal' and the other more akin to the housing price 'bubble' state. The optimal policy is 'asymmetric' in that the optimal responses in the 'normal' regime require the central bank to lean against the wind to inflationary pressure from CPI and housing inflation, while the central bank is recommended to accommodate it in the other regime.

ROI Extraction Method for Lesion Detection in Contrast-Enhanced Ultrasonography (조영증강 초음파 동영상에서 병변 탐색을 위한 ROI 추출기법)

  • Gwak, Seong-Hoon;Kang, Ji-Hyeon;Lee, Hye-Min;Kim, Ho-Joon
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2013.11a
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    • pp.1312-1314
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    • 2013
  • 본 연구에서는 조영증강 의료 초음파 영상에서 효과적인 병변 탐색을 위한 방법론을 고찰한다. 병변 영상을 포함하는 ROI 추출을 위하여 조영효과의 전이 형태에 대한 단계 분할 기법과 동적 프로젝션 데이터의 분석 기법을 제안한다. 프레임간 유사도 척도의 분석을 통하여 비정상 프레임을 제거한 후 조영제의 도달시간(AT: Arrival Time)과 확산구간을 추출하여 탐색 대상 데이터의 양을 감소시킨다. 대상구간에서 초음파 영상의 수평방향 및 수직방향 프로젝션 데이터에 대한 동적 특성을 분석함으로써 후보영역을 추출하며 마이크로 버블의 추출, 조영효과의 증가속도 및 비율 등의 요소를 고려하여 ROI 를 선별하고 그 형태를 재조정한다. 부수적으로, 대상영역에서의 각 픽셀정보에 대하여 명도변화곡선(TIC) 특성분석을 통하여 영상을 재구성하고 병변영상의 형태와 윤곽선을 추출하게 된다.