• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.38-42
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• 2011

토석류는 산간지역에서 발생할 수 있는 가장 위험한 자연재해 중 하나로 입자-유체 혼합물인 토석류가 중력에 의해 매우 빠른 속도로 이동하는 현상을 의미한다. 산간지역에서의 토석류 발생은 도로의 횡단 배수 구조물의 통수능을 저하시키게 되며 그 결과 도로의 유실 등 막대한 피해를 발생시킨다. 잠재적인 토석류 발생 지역에서의 피해 저감을 위해서는 진보된 설계 기준이 마련되어야 하며 이를 위해 토석류의 횡단 배수구조물 내에서 토석류의 동적 거동 특성을 파악하는 것이 선행되어야 할 것이다. 이번 연구에서는 수리 실험을 통하여 횡단 배수구조물 내에서 토석류의 퇴적 특성을 파악하고자 한다. 수리 실험 장비는 폭이 일정한 사각형 수로로 접근 수로와 하류부 수로로 구성되어 있으며 접근수로의 상단부에서 일정한 유량의 토석류를 연속적으로 유입시켜 경사가 급변하는 하류부 수로 내에서의 토석류 퇴적 특성을 파악하였다. 실험 결과로 토석류의 거동 특성은 토석류의 체적 농도, 입자의 특성, 그리고 접근수로와 하류부 수로의 바닥 경사에 종속됨을 정량적으로 알 수 있었다. 또한, 토석류의 체적 농도나 수로 바닥경사 등과는 상관없이 토석류의 퇴적은 하류부 수로의 종단부인 자유 낙하 지점에서부터 시작되었고 시간이 경과함에 따라 퇴적 지점이 접근 수로 쪽으로 이동하며 퇴적량이 크게 증가하는 현상을 보였다. 이 때, 하류부 수로 내 퇴적된 토석류는 약 $12{\sim}15^{\circ}$의 경사를 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.500-509
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• 2013

SCR 머플러 입구와 촉매사이에 설치되는 다공튜브 형상변화에 따른 촉매 삽입형 urea-SCR 머플러 내부유동특성이 해석적으로 조사되었다. 다공튜브는 요소수 분무와 배기가스 혼합물의 공간분포 향상을 통한 $NO_x$ 저감율 증대 및 암모니아 슬립을 방지하기 위해 사용되는 장치이다. 다공튜브 오리피스 면적비 변화가 챔버 내부 유동 및 촉매 전후단의 속도분포에 끼치는 영향이 조사되었으며, 속도분포에 대한 균일도 지수가 최적설계 관점에서 평가되었다. 해석은 상용 유동해석 프로그램을 이용하여 정상상태에서 수행되었으며 요소수 분무와 배기가스 혼합물 대신 상온의 공기가 작동유체로 사용되었다. 해석결과로부터 다공튜브 형상은 머플러 입구와 촉매 전단 사이에 형성된 챔버 내 벌크 선회유동과 촉매 전후단 속도분포의 균일도지수에 큰 영향을 끼침을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권2호
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• pp.201-213
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• 2017

물이 포함된 원유는 oil separator 를 거쳐 물이 제거된다. 본 연구의 목적은 공기-물-기름 3상 혼합물에 대한 3차원 oil separator 의 분리성능을 예측하기 위하여 Eulerian 전산유체역학(CFD: computational fluid dynamics) 모델을 개발하는 것이다. 비압축성, 등온, 비정상상태 CFD 모델식은 공기상을 연속상으로, 물과 기름상을 분산상으로 정의하며, 운동량 보존식은 항력(drag force), 양력(lift force), 다공성매체 저항력을 포함한다. 또한, 난류현상으로 standard k-${\varepsilon}$ 모델이 이용된다. 물과 기름 출구압은 oil separator 의 액위를 결정하는 중요한 인자이며, 정상운전상태 액위 25 cm를 맞추기 위하여 측정압은 각각 6.3 kPa, 5.1 kPa으로 결정되었다. 시간에 따른 공기, 물, 기름의 부피분율의 변화를 조사하였고, 정상상태에 도달하였을 때, 물과 기름상의 침강속도를 oil separator의 종축 길이에 따라 분석하였다. 본 연구에서 제시된 CFD 모델로부터 얻은 oil separator의 기름분리성능은 99.85%이며, 실험값과 거의 일치하였다. 비교적 단순한이 CFD 모델은향후 oil separator의구조를 변경하거나, 최적운전조건을 찾기위하여 유용하게사용될수있을 것이다.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.603-607
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• 2023

수성막포(aqueous film forming foam, AFFF)는 함정 유류화재 대응에 핵심적인 역할을 하는 주요 소화약제 중 하나이다. 이 형태의 소화약제는 막 형성, 열 제거, 연소 억제, 그리고 화학 물질 혼합물을 이용하여 화재를 진압하는 데 효과적이다. 이러한 특성은 유류화재 대응에 있어서 큰 장점을 제공하지만, AFFF는 폼 형태로 분사되어 화재에 대응하는 과정에서 기존 유체와 차별점을 가진다. 따라서 AFFF 폼의 레오미터를 활용한 유변학적 특성 분석은 함정 유류화재 대응을 위한 AFFF 분사 특성 예측에 핵심적인 역할을 수행하며, 이는 효과적인 화재 진압과 밀접한 연관이 있다. 본 연구에서는 레오미터 실험을 통해 AFFF 폼의 비뉴턴 유체(전단박화) 거동을 확인하였으며, 폼의 안정성과 직결되는 데이터들을 얻을 수 있었다. 이러한 실험 데이터들은 AFFF를 활용한 소화 시스템의 효율성을 높이는데 기여할 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.617-624
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• 2015

용존공기부상법이란 오염물에 미세기포를 부착하여 수표면으로 부상시킴으로써 이를 제거하는 수처리 방법이다. 본 연구에서는 난류모델에 따른 용존공기부상조 내부 유동해석의 변화를 고찰하기 위해 물과 기포의 혼합물에 대한 2상 유동을 모사하였다. 이때, 주어진 용존공기부상조 형상 및 조건에 대하여 다양한 난류모델에 따른 용존공기부상법 내부의 미세기포 분포량, 계산시간 및 수렴성 등을 비교하였으며, 그 결과 기존에 주로 사용되었던 표준 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델이 타 난류모델과는 다른 거동을 예측하는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권9호
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• pp.885-894
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• 2012

마이크로채널 메탄 수증기 개질 반응기의 열 및 물질 전달 특성을 이해하기 위한 수치해석 연구를 수행하였다. Rh-촉매의 메탄 수증기 개질 반응과 Pt-촉매의 메탄 연소 반응을 함께 모델링하였다. 화학 반응의 반응 속도를 해석 모델에 적용하였다. 접촉시간, 평행류 대향류 등 유동 패턴, 채널 크기 등이 개질 성능과 온도 분포에 미치는 영향을 관찰하였다. 평행류와 대향류는 서로 반대되는 온도 분포를 갖게 되고, 그로 인해 서로 다른 반응 속도와 화학종 몰분율을 나타낸다. 접촉시간이 짧아지고 채널 크기가 증가할수록 촉매층과 혼합물 유동 사이의 물질 전달이 제한되어 개질 성능은 감소하게 된다.

• 한국광학회지
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• 제19권3호
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• pp.161-168
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• 2008

본 논문에서는 왼손(left-handed)과 오른손(right-handed) 방향으로 각각 $180^{\circ}$ 트위스트(${\pi}$-twist)된 액정상을 두 개의 안정상태로 가지는 쌍안정(bistable) 액정 디스플레이(liquid crystal display)를 제안한다. 제안된 소자는 액정과 자외선경화 폴리머 물질의 혼합물의 비등방성 상분리 방법으로 형성된 격벽에 의해 화소고립된(pixel-isolation) 구조를 가지며, 인가전압의 주파수에 따라 유전율 이방성의 부호가 바뀌는 이중주파수(dual-frequency) 특성의 네마틱(Nematic) 액정을 사용한다. 두 안정된 액정상 사이의 스위칭은 인가전압의 주파수를 연속적으로 변화시킴으로써 이루어지며, 주파수 변화에 따른 액정의 유체 효과에 의해 발생하므로 응답특성이 매우 빠르다. 두 액정상은 카이랄 도펀트(chiral dopant)가 아니라 격벽이 가지는 앵커링(anchoring)의 영향으로 안정화됐기 때문에 거의 동일한 탄성에너지(elastic free energy)를 가지게 되어 우수한 메모리 특성을 나타낸다. 또한, 위상지연필름을 이용한 투과형 광학보상을 통해 높은 정면 명암비(contrast ratio)를 가질 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제14권2호
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• pp.78-85
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• 1982

정상상태의 플라즈마의 이론적 해석을 통해서 플라즈마의 회전과 동위원소 분리기로서의 적합성을 분석하였다. 이 장치는 두개의 동심원통형 전극과 이들 사이의 원통형 공동으로 구성되었으며, 축 방향으로 외부자장이 걸려 있다. 두 전극사이에 생성되는 전류밀도는 전기방전의 형태로 동위원소 혼합물로부터 플라즈마를 생성하고, 자장과 교차되어 발생하는 Lorentz힘에 의해서 플라즈마를 회전시킨다. 자기 유체역학 방정식을 바탕으로 이 계를 설명하는 두개의 연립편미분방정식을 얻었고, 네 경계조건을 사용하여 Fourier-Bessel로 표현된 이차원적 전류밀도와 속도분포의 해를 얻었다. 실제로 가능한 조건하에서 플라즈마 회전속도는 $10^4$m/sec 정도에 달하고, Hartmann수가 커짐에 따라 플라즈마회전 속도도 커진다. 이 같은 고속의 회전속도를 감안해 볼때 플라즈마 원심분리기는 기계적으로 회전되는 가스원심분리기보다 훨씬 높은 효율을 가지게 될 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.289-294
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• 2022

생활 폐수나 산업 폐수에 포함된 오일이나 해양 유출유 등은 수질오염 및 생태계 파괴 등의 심각한 환경오염 문제를 야기하고 있다. 대표적인 유수분리기술인 필터(또는 멤브레인)를 사용하는 경우에 분리막의 파울링, 낮은 처리용량 등의 기술적 제약이 있다. 본 연구에서는 원심력을 이용하여 유체내의 입자상 물질이나 밀도가 다른 액체-액체 혼합물을 분리하는 장치인 하이드로사이클론의 장점을 활용하며, 동시에 분리 효율을 증대시키 위하여 고해상도의 3D 프린팅 기술을 도입하여 스케일 다운된 마이크로하이드로사이클론을 제작하였다. 본 연구에서 개발한 마이크로하이드로사이클론을 통해 탈이온수와 올리브유로 이루어져 있는 수중유상 에멀젼을 효과적으로 분리할 수 있음을 증명하였다.

• KSBB Journal
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• 제10권1호
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• pp.63-70
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• 1995

실험실에서 자체 제작한 자유유통 전기이동 장치 에서 등전집속법을 이용한 대두 단백질의 분리를 통 해 운전 조건들이 분리에 미치는 영향을 조사하였 다. 매 실험마다 pH, 전기전도도, uv 흉광도 (280nm) 등을 측정하였고 시료의 순도는 SDS­P PAGE 분석을 통해 점검하였다. Tris와 boric acid로 처리한 대두단백질 추출액에 g glutamic acid, histidine, argmme, glycine 등 아 미노산 각 ImM과 dipeptide로 glycyl-glycine 2mM, 배경 전해액으로서 KCI ImM로 구성된 시료 의 완충액을 혼합하여 시료로 사용하였다. 분리막을 셀룰로오스 아세테이트를 사용할 경우 pH는 양극쪽에서 3, 음극쪽에서 8 정도의 값을 보였으며 2개의 변곡점을 나타내었다. 가해준 전압은 3 300V에서 lOOOV의 범위였으며 전압이 높을수록 더 나은 분리도를 얻었으나 전압을 더 높일 경우 과도한 Joule열의 발생으로 인해 한계가 있었다. 시간이 지남에 따라 단백질들은 분리조 중앙 부근에서 집속이 일어났으며 pH와 전기전도도의 변화로부터 분리 조내의 이온들이 막을 통해 전극쪽으로 이통해 가고 있음을 알 수 있었다. 완충용액의 농도를 5배로 증 가시킬 경우 300V에서 좋은 집속을 얻었으냐 10배 이상으로 농도를 높일 경우에는 분리조 입구와 출구 의 유체 온도차가 $25^{\circ}C$ 이상이 되어 단백질의 변성 이 일어날 수 있어 더 높일 수 없었다. 이온교환막을 사용할 경우 이온의 분극화현상을 일으켜 U자 형태 의 전기전도도 분포를 나타내었다. 아미노산 혼합물 대신 상용의 ampholyte를 사용하더라도 분리도에 있어 큰 차이가 없었다.