• Title/Summary/Keyword: 유변학적 모델

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Modeling of Rheological Properties of Pectins by Side Branches (펙틴의 곁사슬에 의한 유변학적 성질에 대한 모델)

  • Shin, Hae-Hun;Hwang, Jae-Kwan
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.34 no.4
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    • pp.583-589
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    • 2002
  • The rheological properties of apple pectins and tomato pectins with different degrees of side branches (sample I and sample II) were investigated with wide range of shear rate by theological modeling. Among the Power law model, Cross model and Carreau model, the Carreau model was the best fitted to the experimental data. Increasing in branching of apple pectins resulted in higher zero-shear viscosity $({\eta}_0)$. But, tomato pectins that have a low degree of side branches were shown litte difference between sample I and sample II. It is concluded that side branches of pectins can result in significant difference in rheological properties. And, this is predicted by the Carreau model.

Effects of Interface on the Rheological Behaviors of PS/PP and EPDM/PP Polymer Blends (PS/PP와 EPDM/PP 블렌드의 유변학적 거동에 미치는 계면의 영향)

  • 이향목
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.10 no.1
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    • pp.14-23
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    • 1998
  • 비상용성 고분자 브렌드계인 PS/PP와 EPDM/PP의 유변학적 거동에 미치는 계면의 영향을 알아보았고 그실험 결과를 Park & Lee 모델과 비교하였다. PS/PP와 EPDM/PP 블 렌드계에서의 계면에 의한 전단응력과 법선 응력차에의 기여도는 $textsc{k}$와λ(1-$\mu$), 두 개의 변 수에 의해 잘설명되었다. 특히 계면의 탄성적인 효과와 관련있는 법선응력차 항이 전단 응 력 항보다 더 뚜렷하게 나타났다. 30PS/70PP 블렌드 조성에서는 블렌드의 유변학적 특성이 주로 연속상을 이루는 고분자의 의해 좌우된 반면에 50PS/50PP 블렌드조성에서는 계면에 의한 영향이 더두드러지게 나타났다. 이것은 50/50 블렌드 조성에서 계면의 넓이가 증가한 것과 관계 있다. 그러나 EPDM/PP 블렌드계에서 계면에 의한 응력 항들이 모두 PS/PP 블 렌드계의 그것보다 매우 큰 값을 가졌지만, 그 상대적인 비를 나타내는 $textsc{k}$값은 작았다. 이것 은 블렌드를 구성하고 있는 순수한 성분의 법선응력차 값의 차이가 크기 때문이다. 또한 PS/PP 블렌드계에 대한 동적 계면장력을 Park & Lee 모델을 이용하여 예측해 보았다.

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A Rheological Study on Creep Behavior of Clays (점토(粘土)의 Creep 거동(擧動)에 관한 유변학적(流變學的) 연구(研究))

  • Lee, Chong Kue;Chung, In Joon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.1 no.1
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    • pp.53-68
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    • 1981
  • Most clays under sustained load exhibit time-dependent deformation because of creep movement of soil particles and many investigators have attempted to relate their findings to the creep behavior of natural ground and to the long-term stability of slopes. Since the creep behavior of clays may assume a variety of forms depending on such factors as soil plasticity, activity and water content, it is difficult and complicated to analyse the creep behavior of clays. Rheological models composed of linear springs in combination with linear or nonlinear dashpots and sliders, are generally used for the mathematical description of the time-dependent behavior of soils. Most rheological models, however, have been proposed to simulate the behavior of secondary compression for saturated clays and few definitive data exist that can evaluate the behavior of non-saturated clays under the action of sustained stress. The clays change gradually from a solid state through plastic state to a liquid state with increasing water content, therefore, the rheological models also change. On the other hand, creep is time-dependent, and also the effect of thixotropy is time-function. Consequently, there may be certain correlations between creep behavior and the effects of thixotropy in compacted clays. In addition, the states of clay depend on water content and hence the height of the specimen under drained conditions. Futhermore, based on present and past studies, because immediate elastic deformation occurs instantly after the pressure increment without time-delayed behavior, the factor representing immediate elastic deformations in the rheological model is necessary. The investigation described in this paper, based on rheological model, is designed to identify the immediate elastic deformations and the effects of thixotropy and height of clay specimens with varing water content and stress level on creep deformations. For these purposes, the uniaxial drain-type creep tests were performed. Test results and data for three compacted clays have shown that a linear top spring is needed to account for immediate elastic deformations in the rheological model, and at lower water content below the visco-plastic limit, the effects of thixotropy and height of clay specimens can be represented by the proposed rheological model not considering the effects. Therefore, the rheological model does not necessitate the other factors representing these effects. On the other hand, at water content higher than the visco-plastic limit, although the state behavior of clays is visco-plastic or viscous flow at the beginning of the test, the state behavior, in the case of the lower height sample, does not represent the same behavior during the process of the test, because of rapid drainage. In these cases, the rheological model does not coincide with the model in the case of the higher specimens.

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The Effect of SEBS as a Compatibilizer on the Physical Properties of Immiscible PP/PS Blends and the Determination of SEBS Optimum Concentration (상용화제 SEBS가 비상용 PP/PS 블렌드계의 물성에 미치는 영향과 최적 상용화제 농도의 결정)

  • 정인재
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.5 no.1
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    • pp.76-84
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    • 1993
  • 비상용 고분자 PP/PS 블렌드계에서 상용성을 높이기 위하여 상용화제 SEBS 블록 공중합체를 첨가하였다. 상용화제의 첨가량에 따른 유변학적 그리고 기계적 물성은 상용화 제를 첨가하지 않은 조성보다 물성의 향상을 가져왔다. 형태학적으로 분산상 크기 감소, 분 산분포와 유변학적 성질의 에멀젼 모델을 이용하여 상대적 계면장력을 계산하여 상용화제으 최적 농도를 조사하였다. 또한 상용화제가 더 이상 기계적 물성에 영향을 미치지 않는 농도 를 조사하였다. 형태학적, 유변학적 그리고 기계적 물성조사에 나타난 상용화제의 최적 농도 는 약 1wt%이었다.

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Rheological Characteristics and Debris Flow Simulation of Waste Materials (광산폐석의 유변학적 특성과 토석류 흐름특성 분석)

  • Jeong, Sueng Won
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.34 no.4
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    • pp.1227-1240
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    • 2014
  • Abandoned mines often cause environmental problems, such as alteration of landscape, metal contamination, and landslides due to a heavy rainfall. Geotechnical and rheological tests were performed on waste materials corrected from Imgi waste rock dump, located in Busan Metropolitan City. Debris flow mobility was examined with the help of 1-D BING model which was often simulated in both subaerial and subaqueous environments. To determine flow curve, we used a vane-penetrated rheometer. The shear stress (${\tau}$)-shear rate (${\dot{\gamma}}$) and viscosity(${\eta}$)-shear rate (${\dot{\gamma}}$) relationships were plotted using a shear stress control mode. Well-known rheological models, such as Bingham, bilinear, Herschel-Bulkley, Power-law, and Papanastasiou concepts, were compared to the rheological data. From the test results, we found that the tested waste materials exhibited a typical shear shinning behavior in ${\tau}$-${\dot{\gamma}}$ and and ${\eta}$-${\dot{\gamma}}$ plots, but the Bingham behavior is often observed when the water contents increased. The test results show that experimental data are in good agreement with rheological models in the post-failure stage during shearing. Based on the rheological properties (i.e., Bingham yield stress and viscosity as a function of the volumetric concentration of sediment) of waste materials, initial flowing shape (5 m, 10 m, and 15 m) and yield stress (100 Pa, 200 Pa, 300 Pa, and 500 Pa) were input to simulate the debris flow motion. As a result, the runout distance and front velocity of debris flow are in inverse propositional to yield stress. In particular, when the yield stress is less than 500 Pa, most of failed masses can flow into the stream, resulting in a water contamination.

Rheological Models for Simulations of Concrete Under High-Speed Load (콘크리트 재료의 동적 물성 변화를 모사하기 위한 유변학적(Rheological)모델 개발 및 평가)

  • Hwang, Young Kwang;Lim, Yun Mook
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.35 no.4
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    • pp.769-777
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    • 2015
  • In this study, the rheological models were introduced and developed to reflect rate dependent tensile behaviour of concrete. In general, mechanical properties(e.g. strength, elasticity, and fracture energy) of concrete are increased under high loading rates. The strength of concrete shows high rate dependency among its mechanical properties, and the tensile strength has higher rate dependency than the compressional strength. To simulate the rate dependency of concrete, original spring set of RBSN(Rigid-Body- Spring-Network) model was adjusted with viscous and friction units(e.g. dashpot and Coulomb friction component). Three types of models( 1) visco-elastic, 2) visco-plastic, and 3) visco-elasto- plastic damage models) are considered, and the constitutive relationships for the models are derived. For validation purpose, direct tensile test were simulated, and characteristics of the three different rheological models were compared with experimental stress-strain responses. Simulation result of the developed visco-elasto-plastic damage(VEPD) model demonstrated well describing and fitting with experimental results.

Steady Shear and normal Stresses of Immiscible Polymer Blends (비상용성 고분자 블렌드의 전단응력과 법선응력)

  • 이항목
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.9 no.2
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    • pp.81-87
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    • 1997
  • 비상용성 고분자는 그 계면의 특성에 의해서 복잡한 유변학적 거동을 갖는데 그러 한 거동을 해석하기 위해서 최근에 제안된 구성방정식을 토대로 소폭 진동 전단 흐름장에서 의 유변학적 물성과 몰폴로지 전개를 예측한 바 있다. Takahashi[2]등은 이런 흐름하에서의 계면은 거의 변하지 않음을 보여주었고 따라서 이경우는 상대적으로 쉬운편이었다. 본연구 에서는 정상전단흐름장하에서의 몰폴로지 전개에 대한 구성방정식을 간단한 형태로 표현함 으로써 실제 산업계에서 이용될수 있도록 하였다. 그러한 해석을 통하여 원래의 모델에서 제시되었던 3개의 실험변수를 2개로 줄일수 있었으며 계면의 특성을 잘 나타내 주는 새로운 변수($textsc{k}$)를 도입하였다. 계면의 특성을 잘 나타내 주는 이새로운 변수를 통하여 그 계면의 영향을 예측할수 있었다. 한편 분산상의 파괴, 변형, 합체 메카니즘을 모델에 제시되었던 변 수값들을 통하여 해석하였고 이를 실험적인 데이터와 비교해 보았다.

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Steady Flow Analyses of Blood and the Blood Analogue Fluids in the Stenosed Circular and bifurcated Tubes (협착이 발생된 원관과 분기관내 혈액과 혈액대용유체의 정상유동해석)

  • 유상신
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.7 no.2
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    • pp.150-157
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    • 1995
  • 본 논문의 목적은 협착이 발생괸 원관과 분기관내 혈액과 혈액대용유체의 유동문제 에 수치해석방법을 적용하여 유동특성을 파악하는데 있다. 혈액대용유체로서는 Separan AP-273 500wppm 수용액과 Carpobol 934 1.0w% 수용액을 사용하였다. Carbopol 수용액의 유변학적 성질은 수정멱법칙모델, 그리고 혈액과 Separan 수용액의 유변학적 성질은 Carreau 모델로 나타내었다. 협착관유동에서 Carbopol 수용액의 재부착거리는 혈액이나 Separan 수용액의 경우보다 길고 협착으로 인한 압력강하는 Carbopol 수용액, 혈액, Separan 수용액의 순으로 작게 나타난다. 분기관유동에서 Separan 수용액의 압력손실은 혈 액과 Carbopol 수용액보다 작게 나탄나고 협착이 발생괸 부기관내에서 혈액과 Separan 수 용액의 압력손실은 협착이 없는 분기관의 압력손실보다 크게 증가한다.

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Rheological Implications of mesomorphic Order in the Lyotropic Liquid Crystalline Polymer Systems (유방성 액정고분자계에 있어서 중간상의 분자배열 규칙성의 유변학적 해석)

  • 김병철
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.9 no.4
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    • pp.200-205
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    • 1997
  • 등방상에서는 폴리파라페닐렌테레프탈아미드(PPD-T)와 히드록시 프로필 셀룰로오 스(HPC)가 비슷한 유변학적 거동을 보였다. 그러나 이방성에서는 네마틱상을 형성하는 PPD-T와 콜레스테릭상(또는 꼬인 네마틱상)을 형성하는 HPC는 상이한 유변학적 특성을 나타냈다. 이방상을 나타내는 임계농도(C*)이상의 농도에서 Herchel-Bulkey 모델에 의해 얻 어진 항복응력을 보면 HPC의 경우 농도에 관계없이 거의 일정한 값을 나타낸 반면PPD-T 의경우에는 농도증가와 더불어 항북응력값이 크게 증가하였다. 또한 PPD-T가 일\ulcorner거으로 HPC보다 큰값의 항복응력을 나타냈다. 진동수 1 rad/s 에서는 PPD-T와 HPCahen 탄성계 수 G'/2G"가 농도의 증가와 더불어 증가하엿다. 그러나 100rad/s 에서는 HPCdmlruddn 임계농도이상의 농도에서 농도증가와 더불어 탄성계수값이 단순감소한 반면 PPD-T의 경우 에는 포화농도(B-point)이상의 농도에서 농도증가와 더불어 탄성계수값이 계속적으로 증가 하였다. HPC의 경우 저장탄성률이 변형정도의 영향을 받지 않았으나 PPD-T의 경우에는 저장탄성률이 변형정도에 매우 민감하였다.

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Rheological Models for Describing Fine-laden Debris Flows: Grain-size Effect (세립토 위주의 토석류에 관한 유변학적 모델: 입자크기 효과)

  • Jeong, Sueng-Won
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.27 no.6
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    • pp.49-61
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    • 2011
  • This paper presents the applicability of rheological models for describing fine-laden debris flows and analyzes the flow characteristics as a function of grain size. Two types of soil samples were used: (1) clayey soils - Mediterranean Sea clays and (2) silty soils - iron ore tailings from Newfoundland, Canada. Clayey soil samples show a typical shear thinning behavior but silty soil samples exhibit the transition from shear thinning to the Bingham fluid as shear rate is increased. It may be due to the fact that the determination of yield stress and plastic viscosity is strongly dependent upon interstructrual interaction and strength evolution between soil particles. So grain size effect produces different flow curves. For modeling debris flows that are mainly composed of fine-grained sediments (<0.075 mm), we need the yield stress and plastic viscosity to mimic the flow patterns like shape of deposition, thickness, length of debris flow, and so on. These values correlate with the liquidity index. Thus one can estimate the debris flow mobility if one can measure the physical properties.