• 한국전산유체공학회지
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• 제21권2호
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• pp.81-89
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• 2016

Numerical simulations are carried out for the fluid flow and particle transport around two nearby circular cylinders in a side-by-side arrangement. The present study aims to understand the effects of the particle Stokes number and the spacing between two cylinders on particle dispersion and deposition characteristics. Simulations are based on an Eulerian-Lagrangian approach where the motion of particles is calculated by a Lagrangian approach based on one-way coupling. Results show that the flow structure is very different depending on the cylinder spacing, eventually affecting the overall pattern of particle dispersion significantly. It is also found that particles with smaller Stokes number tend to be distributed more uniformly in the wake of two cylinders, being located even inside the vortex cores. Meanwhile, particle deposition is analyzed in terms of the deposition efficiency and deposition location. The deposition efficiency of particles strongly depends on the Stokes number, whereas it is slightly affected by the cylinder spacing. The deposition location gets wider as the Stokes number increases, and it becomes asymmetric about the center of each cylinder as the cylinders get close.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.581-584
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• 2008

A generation of a particle beam is the key technique in a flow cytometry that measures the fluorescence and light scattering of individual cell and other particulate or molecular analytes in biomedical research. Recent methods performing this function require a laborious and time-consuming assembly. In the present work, we propose a novel device for the generation of an axisymmetrical focusing beam of microparticles (3-D focusing) in a single capillary without sheath flows. This work uses the concept that the particles migrate toward the centerline of the channel when they lag behind the parabolic velocity profile. Particle focusing of spherical particles was successfully made with a beam diameter of about 10 ${\mu}$m. Proposed device provides crucial solutions for simple and innovative 3-D particle focusing method for the applications to the MEMS-based micro-flow cytometry. We believe that this device can be utilized in a wide variety of applications, such as biomedical/ biochemical engineering.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.738-742
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• 2012

본 연구에서는 알루미나 나노 템플레이트(anodic alumina oxide; AAO)를 이용하여 신속하면서도 효과적으로 나노입자 및 바이오물질을 분리, 농축할 수 있는 나노필터 소자를 개발하였다. 본 연구에서 사용한 나노필터 소자는 유체의 주입 및 흐름이 가능한 미세유체채널(microfluidic channel)을 PDMS에 패터닝하였다. 위아래로 형성된 PDMS 미세유체채널 사이로, 다양한 크기의 나노 다공을 형성하고 있는 AAO 막을 삽입하여 크기에 따른 나노입자 및 바이오 물질을 분리할 수 있었다. 위아래로 PDMS 유체채널과 AAO 분리막을 집적하고, 최종적으로 아크릴레이트 플락스틱(acrylic plastic)으로 전체 소자를 고정하여 나노필터유체소자를 제작하였다. 완성된 나노필터소자를 이용하여 나노입자의 농축효율 및 은나노입자가 뭉쳐져있는 필터존(filtration zone)으로부터 뎅기 바이러스(dengue virus)를 표면증강라만(surface enhanced Raman scattering)분석법에 의해 검출할 수 있었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.1-13
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• 2020

본 논문에서는 흐르는 물에 의해 빙결 시뮬레이션 되어 방향성이 있는 얼음 형태를 안정적으로 모델링 할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. 제안하는 얼음 모델링 프레임워크는 빙결 시뮬레이션에서 중요한 얼음의 성장 방향에 점성이 있는 유체의 흐름을 고려한다. 물 시뮬레이션 해법은 암시적 비압축성 유체 시뮬레이션에 새로운 점성 기법을 적용한 방법을 이용하고, 얼음의 방향과 글레이즈(Glaze) 효과는 제안하는 비등방성한 빙결 해법을 이용한다. 물 입자가 얼음 입자로 상태변화하는 조건은 습도와 물의 흐름에 따른 새로운 에너지 함수에 따라 계산된다. 습도는 오브젝트 표면의 가상 수막(Virtual water film)으로 근사되며, 유체의 흐름은 얼음의 성장 방향을 가이드하기 위해 우리의 비등방성한 빙결 해법에 통합된다. 결과적으로 점성이 있는 물의 흐름 방향에 따라 글레이즈와 방향성 있는 빙결 시뮬레이션 결과를 안정적으로 보여준다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.11-20
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• 2018

우리는 유체의 얇은 막을 명시적으로 표현하고 보존할 수 있는 CPU-GPU 이기종 컴퓨팅 기반의 유체 시뮬레이션 기법을 소개한다. 본 논문에서 가장 큰 기여는 얇은 유체표면에서 쪼개지거나 밀도가 높은 지점에서 붕괴되어 유체표면에 나타나는 Hole을 방지하는 입자 기반 프레임워크를 GPU를 활용한다는 것이다. 유체표면을 추적하는 기존의 방법과는 달리, 제안된 프레임워크는 CPU-GPU 프레임워크상에서 수치적 확산이나 꼬임문제 없이 안정적으로 토폴로지 변화를 처리할 수 있다. 얇은 표면의 특징은 이방성 커널(Anisotropic kernel)과 주성분 분석(Principal component analysis; PCA)을 GPU상에서 수행하여 유체의 방향성을 빠르게 찾고, 새로운 유체입자의 위치를 결정하기 위해 계산하는, 후보위치 추출 과정의 효율성을 CPU-GPU 이기종 컴퓨팅 기술 기반으로 빠르게 계산한다. 제안된 알고리즘은 직관적으로 구현되며, 병렬화가 쉽고 시각적으로 디테일한 액체의 얇은 표면을 빠르게 애니메이션 할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.139-144
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• 2022

본 연구는 미세유체기술을 기반으로 매우 간단하고 효율적인 단분산성 하이드로젤 마이크로 입자 제조 방법을 제안하였다. 구체적으로, 유리모세관 미세유체장치 내에서 형성된 이중에멀젼은 자외선기반 자유라디칼 중합에 의해 빠르게 고형화가 이루어진다. 수용액에 분산됨과 동시에 계면활성제의 부족으로 인해 얇은 오일쉘은 자발적으로 분리되어, 단분산성 하이드로젤 입자를 형성하였다(C.V.=1%). 본 연구의 결과는 water-in-oil (w/o) 단일에멀젼 기반의 제조 방법과 달리 오일 부피를 최소한으로 사용하여 크기 및 조성 제어가 가능한 단분산성 하이드로젤 입자의 제조가 달성될 수 있음을 보여준다. 마지막으로, 상도표를 기반으로 미세유체장치 내 유동 패턴에 대한 심층 연구는 상대적인 부피 유속들 간의 중요한 상관관계를 나타내며 하이드로젤 마이크로 입자의 안정적인 제조를 위한 실험적 근거를 제시하였다.

• Composites Research
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• 제21권2호
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• pp.15-24
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• 2008

본 연구에서는 Kevlar 직물에 전단농화 특성을 갖는 나노 실리카 입자를 함침시켜 저속충격 특성 및 마찰특성 실험을 수행하였다. 나노입자의 크기에 따른 영향력을 평가하기 위해 100nm, 300nm, 500nm 직경크기의 구형 실리카 입자를 충진한 전단농화유체를 제작하였으며 유변물성 시험을 통해 전단담화 현상 및 급격히 점성이 증가하는 전단농화현상을 확인하였다. 전단농화유체를 Kevlar 직물에 함침시켜 저속 낙하 충격시험을 수행한 결과 나노입자 처리를 한 Kevlar 직물에서 우수한 충격흡수 특성을 보였으며 특히 함침된 나노입자의 크기가 작을수록 충격흡수양이 증가하였고 변형의 양도 가장 적게 나타났다. Kevlar 직물 내에서의 얀의 Pull-out 실험과 직물간 마찰력 실험을 통해 나노입자의 크기가 작을수록 전단농화 현상으로 인한 마찰력의 증가가 더욱 크게 나타남을 확인하였다. 이러한 마찰력의 증가가 얀의 Pull-out 에너지를 증가시키게 되어 주요 충격흡수 메커니즘으로 작용하게 되는 것이다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권2호
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• pp.62-65
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• 2011

Characteristics of the pressure drop in an expanded bed have been compared to those in a packed bed for numerical study of the interphase drag in gas-particle flows. A numerical analysis of the pressure drop by the particle drag has been conducted according to the tube-to-particle diameter ratios and Reynolds numbers for comparison. As the tube-to-particle diameter ratios increase at the same Reynolds number, the pressure drop tends to converge. It has been confirmed that characteristics of the pressure drop in the expanded bed are similar to those in the packed bed.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.31-34
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• 2005

This article has investigated the spatial distribution of the solid particles in polymerization reactors using CFD analysis (FLUENT v. 6.2.1). The suspension of the solids in stirred reactors is affected by a number of parameters including particle diameter, vessel shape, impeller size, impeller speed, and rotating direction of stirrer. The degree of solids suspension in the vessel was quantified with a statistical average value, ${\sigma}^2$. The best stirring conditions were determined based on ${\sigma}^2$, which was found to depend on the vessel bottom shape.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.415-419
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• 2008

In this study, analysis of water mist behavior is performed using numerical simulation. Water mist is characterized by the droplet flow which is one of the multiphase flows and is discrete fluid droplets in continuous air. It is important to choose the proper diameter of droplet-size and the distance between the fire location and the position of water mist because it depends on the buoyancy from fire. Therefore the behavior of water mist with fire should be simulated by FLUENT, a commercial computational fluid dynamics(CFD) program, with Lagrangian discrete phase model. (DPM)