• 제목/요약/키워드: 혼합현상

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P1 비순응 요소를 이용한 비압축성 유동 문제의 위상최적화 (Topology Optimization of Incompressible Flow Using P1 Nonconforming Finite Elements)

  • 장강원;장세명
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권10호
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    • pp.1139-1146
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    • 2012
  • P1 비순응 요소를 이용하여 정상 비압축성 Navier-Stokes 유동의 위상최적화 문제를 푸는 방법을 제시한다. 본 연구는 Stokes 유동의 위상최적화 문제에 P1 비순응 요소를 적용하여 그 수치적 효용성을 보인바 있는 이전 연구에 대한 후속 연구이다. 비압축성 물질 해석에서 잠김현상이 발생하지 않으며 선형형상함수를 가지는 P1 비순응 요소의 장점이 관성항을 가지는 유체 문제의 해석과 설계에도 유효한 지를 파악하고자 한다. 일반적으로 사용되는 혼합정식화법과 비교하여 P1 비순응 요소의 사용은 벌칙 함수를 이용하여 연속 방정식을 따로 사용하지 않고 운동방정식에 부과할 수 있기 때문에 자유도의 개수를 감소시킬 수 있다. 벌칙 파라미터가 해의 정확도에 주는 영향과 적정 범위는 수치적으로 검토하도록 한다. 또한 보통의 사각 비순응 요소들이 요소면의 중앙에 절점을 가지고 고차의 형상함수를 지니는데 비하여, 본 연구에서 제시하는 P1 비순응 요소는 요소의 꼭지점에 절점을 가지고 {1, x, y}의 P1 형상함수로 구성됨으로써 수치적인 구현의 용이함이 일반 선형 사절점 요소와 동일하다. 제안한 방법의 효용성을 다양한 레이놀즈수에 따른 유동최적화 문제들을 살펴봄으로써 검증하도록 한다.

바이오매스(우드펠릿) 혼소율 및 입자크기에 따른 연소 특성에 관한 연구 (Experimental Investigation into the Combustion Characteristics on the Co-firing of Biomass with Coal as a Function of Particle Size and Blending Ratio)

  • 락와더르지;김상인;임호;이병화;김승모;전충환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권1호
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    • pp.31-37
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    • 2016
  • 최근 바이오매스와 석탄의 혼소 기술이 화력 발전의 주요한 연소 기술 중 하나로 떠오르고 있다. 그러나 혼소는 실제 발전용 보일러 적용시 많은 검증들을 필요로 한다. 본 연구에서는 바이오매스 혼소시 연소 특성을 알아보기 위해 열중량 분석기(Thermogravimetric analyzer, TGA)와 하향분류층 반응기(Drop tube furnace, DTF)를 사용하였으며, TGA의 TG/DTG 분석을 통한 반응성과 DTF를 이용한 UBC를 측정하여 연소 특성을 분석하였다. 특히 석탄과 바이오매스 혼소율(Biomass blending ratio) 및 바이오매스 입자 크기 변화에 따른 특성을 분석하였다. 그 결과, 바이오매스의 혼소율이 증가함에 따라 산소 부족으로 인한 반응 특성이 나타났으며, 이는 바이오매스가 가진 초기의 빠른 연소 특성 때문이다. 또한, 본 연구 결과를 통해 바이오매스의 최적 혼소 조건(UBC 발생량 기준)은 5%로 나타났으며, 산소 부화 조건은 바이오매스 혼소시 발생하는 산소 부족 현상을 저감시켜 미연분 상승을 완화시켜줄 수 있다.

중학생들의 전해질과 이온에 관련된 입자 개념 표현의 일관성 분석 (Analysis of Coherence in Middle School Students' Representation of Particulate Concepts)

  • 윤회정;이윤하
    • 대한화학회지
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    • 제58권6호
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    • pp.580-589
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    • 2014
  • 학생들이 특정 내용 영역을 설명할 때 사용하는 개념은 맥락의 영향을 받기도 하며, 맥락과 관계없이 일관적으로 유지되기도 한다. 이 연구의 목적은 중학생들이 특정 내용 영역에서 사용하는 입자 개념을 살펴보고, 학생들의 입자 개념에 미치는 맥락의 영향을 알아보는 것이다. 이를 위하여 학생들이 고체 상태와 수용액 상태의 전해질을 설명할 때와 수용액 상태의 서로 다른 전해질이 혼합되어 고체 상태의 앙금을 형성하는 현상을 설명할 때 입자를 어떻게 표현하는지 알아볼 수 있도록 검사지를 제작하였다. 중학교 3학년 학생들을 대상으로 '전해질과 이온' 단원의 수업이 끝난 후에 검사를 실행하고, 개발한 분류틀에 따라 학생들의 응답을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 고체 상태와 수용액 상태의 전해질을 설명한 응답의 분석을 통해 학생들이 다양한 입자 개념을 가지고 각각을 설명하고 있음을 알 수 있었다. 둘째, 앙금 생성 반응을 설명하기 위해 학생들이 사용하는 입자 개념을 파악할 수 있었으며, 많은 학생들이 화학기호를 표현하는데 어려움을 갖고 있다는 것을 알 수 있었다. 셋째, 약 57%의 학생들이 과학적 개념을 일관적으로 적용하여 수용액 상태의 입자에 대해 전해질과 앙금 생성 반응을 설명하였고, 비과학적 개념을 가지고 있는 학생을 모두 포함했을 때 일관성 있는 설명을 제시한 학생들은 전체의 약 79%였다. 연구 결과를 바탕으로 학생들이 여러 맥락에서 입자에 대한 과학적 개념을 습득하는데 도움이 될 수 있는 방안을 제안하였다.

방조제 완공에 따른 호내부 수질변화 모의 (Simulation of Water Quality Changes in the Saemangeum Reservoir Induced by Dike Completion)

  • 서승원;이화영;유상철
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.258-271
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    • 2010
  • 방조제 완공 후 반폐쇄형 하구호 특성을 가지는 새만금호의 동수역학 및 수질변화를 이해하기 위하여 EFDC 모형에 상세격자를 적용한 수치모의를 실시하였다. 본 연구에서는 선행연구의 제한사항을 개선하고 배수갑문의 운영을 고려하였으며 수체-저질/대기간의 3상 모의가 수행되었다. Lagrangian 입자추적모의를 통해 새만금호 내부의 혼합이 갑문운영에 따른 영향보다는 만경·동진강의 하천유량에 지배되고 있음을 확인하였다. 방조제 완공 후 해수소통이 저하되면서 동진 유입부에서는 표층과 저층간 DO 농도 차이가 유발되며, 정체된 인공호 특성상 SOD도 호내빈산소 현상을 유발시켜 수질을 저해시키는 요인으로 작용하는 것이 확인되었다. 부영양화 상태를 나타내는 TSI 평가에 따르면 만경수로에서는 끝물막이 전·후에 상관없이 부영양화 가능성이 높게 나타나며, 동진수로에서는 방조제 완공 이후에 부영양화 발생 가능성이 높게 평가되었다. 배수갑문 운영과 연계된 수치모의 결과에 따르면 무작위적인 갑문운영이 내부 수질에 영향을 미치는 유의할만한 차이를 확인 할 수 있었다. 따라서 내부 개발 방안에 따른 최적의 수질확보에는 적절한 갑문운영이 수질관리에 중요한 인자로 작용한다.

한국동해 남부해역의 일차생산계 I. 생물량과 생산력 (Primary Production System in the Southern Waters of the East Sea, Korea I. Biomass and Productivity)

  • 심재형;여환구;박종규
    • 한국해양학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.91-100
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    • 1992
  • 한국 동해 남부해역 일차생산계의 구조와 특성을 밝히기 위해 엽록소량, 식물플랑 크톤 현존량, 영양염 및 수리적 성분들을 C-14 방법에 의한 일차생산력 측정과 병행하 여 조사, 분석하였다. 그 결과 본는 구해역 일차생산력은 기존의 연구들에서 보다 높 은 284 - 4.574 mgC·m/SUP -2/·day/SUP -1/의 범위로 측정되었으며 평균값은 2,000 mgC·m/SUP -2/·day/SUP -1/로 계산되었다. 진광대 내의 일차생산자 현존량은 비교적 컸으나 해수중 무기 질소태 영양염은 높은 일차생산을 유지시키기는 어려운 낮은 농도 로 측정되었다. 따라서 질소태 영양염은 종속영양 생물과정과 수층의 수직혼합에 의한 상층으로의 유입에 의해 빠른 순환 공급이 예상된다. 표층하 엽록소량 최대 현상은 진 광대의 기저부에서 계속적으로 관찰되었으며 그 깊이는 등밀도 표면대 보다는 영양염 약층과 더 밀접한 관계를 보여 엽록소량 분포와 일차생산이 일차적으로 영양염 공급에 영향받는 것으로 보인다. 따라서 본 연구해역은 낮은 영양염 농도에서 불구하고 식물 플랑크톤 현존량과 생산량은 비교적 크고 자가영양 미소 및 초미소플랑크톤의 생산량 이 중요하였다.

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Alanine/ESR Spectroscopy에 의한 고에너지 전자선의 선량측정 (High Energy Electron Dosimetry by Alanine/ESR Spectroscopy)

  • 추성실
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제7권1호
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    • pp.85-92
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    • 1989
  • 물질에 방사선을 조사시키면 구성원자 또는 분자의 일부분이 전리되며 특수한 유기화합물은 장기간 free radical상태로 존재하고 그 밀도는 조사된 방사선량에 비례한다. Free radical상태의 물질에 마이크로파와 같은 전자파를 투과시키면 free radicl된 전자의 고유진동과 일치된 전자파를 흡수하는 전자스핀공명(Electron Spin Resonance)이 일어나며 흡수된 전파의 강도를 측정함으로서 조사된 방사선량을 추측할 수 있다. ESR를 이용한 free radical dosimeter로서 가장 잘 알려진 물질이 아미노산 alanine이므로 이것과 파라핀 $10\%$를 혼합하여 $0.4\times1cm$의 alanine dosimeter를 제작하였다. 측정 방법은 방사선 흡수선량을 직접 측정할 수 있도록 조직등가인 물 팬텀과 방수된 Alanine dosimeter holder를 제작하고 의료용 선형가속기에서 발생되는 $6\~21$ MeV전자선을 조사하면서 최대 흡수 선량과 깊이에 따른 선량분포를 측정하였다. 전자선 조사선량은 1 Gy에 60 Gy까지의 방사선 치료선량 범위를 선택하였으며 측정결과 전자선량 증가에 따라 ESR신호의 진폭이 선형비례적으로 증가하였다. 그러나 전자선량이 4 Gy이하에서는 alanine dosimeter의 선량 균일성 이 $\pm2\~4\%$ (표준편차)의 오차가 있었으며 4 Gy이상에서는 $\pm1\%$ 이하의 오차를 나타냄으로서 환자에 대한 전자선 조사량 범위인 1Gy에서 60Gy까지의 흡수선량을 정확히 측정할 수 있었다. 측정한 결과 전자선 에너지 12 MeV이하에서는 전리상으로 측정 계산된 선량과 일치하였지만 15 MeV이상에서는 표면에서 깊이 2cm까지의 흡수선량이 약$2\~5\%$가 높았다. 이와 같은 현상은 의료용 선형가속기의 전자선 방출구에 장착된 산란판과 조사면을 조정하는 cone에 의하여 발생되는 저 에너지 산란전자선이 alanine dosimeter에 측정된 것으로서 에너지가 증가될수록 오염 정도가 증가되었다. 본 실험을 통하여 지금까지 고에너지 전자선량계측에서 전리상에 의한 전기량 측정과 산란선이 없는 단일 에너지로만 간주하여 계산하였던 전자선 흡수선량 측정방법을 직접 흡수선량 측정이 가능한 Alanine/ESR dosimetry로서 교정하는 것이 바람직하다고 생각한다.

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벼짚의 사료가치(飼料價値) 향상(向上)을 위(爲)한 질소추비(窒素追肥) (Nitrogen Top Dressing for Improving Feed Value of Rice Straw)

  • 김영섭;박훈;박영선
    • 한국토양비료학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.179-183
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    • 1973
  • 수량저하(收量低下)를 가져오지 않고 벼짚의 단백질함량(蛋白質含量)을 증가(增加)시키는 질소추비(窒素追肥) 시험(試驗)을 IR667(수원(水原) 214)과 진흥(振興)을 사용(使用), 포장(圃場)에서 행(行)하고 벼짚의 사료가치(飼料價値)를 일반분석(一般分析)에 의(依)하여 비교검토(比較檢討)하였다. 1. 진흥(振興)보다 IR667은 조단백(粗蛋白), 조(粗)섬유 회분함량(灰分含量)이 높고 전탄수화물(全炭水化物)은 낮았으며 조지방(粗脂肪)은 큰 차이(差異)가 없었다. 2. 후기추비(後期追肥)로 질소시비량(窒素施肥量)이 증가(增加)할수록 조단백질(粗蛋白質)과 전탄수화물(全炭水化物)이 증가(增加)하나 조(粗)섬유 조지방(粗脂肪) 및 회분(灰分)은 감소(減少)하며 이러한 현상(現狀)은 IR667에서 뚜렷하였다. 3. 벼짚중 인산(燐酸) 함량(含量)은 질소시비량(窒素施肥量)의 증가(增加)에 따라 감소(減少)하는데 진흥(振興)에서 뚜렷하였다. 4. 질소시비량(窒素施肥量) 증가(增加)에 따라 현미중(玄米中) 단백질함량(蛋白質含量)이 크게 증가(增加)하며 Ca는 감소(減少)하는 경향(傾向)이었다. 5. 벼짚중 조단백질함량(粗蛋白質含量)의 전국평균치(全國平均値)는 4.06%로 혼합산야초(混合山野草)의 그것 (6.71%)보다 훨씬 낮으나 질소시비법(窒素施肥法) 개선(改善)으로 수량(收量)을 증가(增加)시키는 동시(同時) 산야초(山野草)를 증가(增加)시킬 수 있을 것으로 보였다.

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메추리알 초란의 이화학적 특성과 기호성 평가 (Studies on the Physico-chemical Properties and Sensory Evaluation of Pickled Quail Egg)

  • 양철영
    • 한국축산식품학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.472-477
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    • 2005
  • 메추리알과 감식초를 이용하여 15일간 담금 유지하면서, 물리, 화학적 변화와 완성 초란 시료에 부재료를 혼합하여 음료적 가치 평가를 위한 관능평가를 실시한 결과를 보면 다음과 같다. 메추리알의 중량 변화는 담금 5일에서 큰 증가율을 보이고, 15일 담금은 10일에 비해 약간의 감소현상을 나타내며, $20^{\circ}C$ 담금구가 $10^{\circ}C$ 담금구에 비해 약간의 중량 증가율이 높음을 볼 수 있었다. 영양 조성분은 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분은 각각 75.24, 12.13. 9.53, $1.20\%$로 측정되었고, 담금기간 중 조회분의 증가율이 높게 나타내고 있었다. 감식초액의 pH는 3.12, 3.24이었고 5일 담금구의 담금액의 증가가 큰 폭으로 보이나 초란 고형분인 난백과 난황은 낮아지는 경향을 보이는 것은 $10^{\circ}$$20^{\circ}$ 담금구에서 유사하게 나타내었으며 $10^{\circ}$ 담금이 $20^{\circ}$ 담금보다 약간의 높은 pH값을 보였다 난백중 수용성 질소물의 함량 변화는 $10^{\circ}$ 담금 5일에 감소량이 높고 10일, 15일 담금에서는 증가율이 적었다. 비단백태 질소물은 수용성 질소물에 비해 함량이 적게 측정되었으며 담금기간에 따라서 그 함량이 증가함을 보였다. 점도의 변화는 담금기간이 길어질수록 그 값이 증가함을 보이고 있는데 특히 5일 담금구에서 증가율이 높게 나타내고 있었다. 15일 담금된 초란의 관능평가는 전체 수용도로 보면 S-3>S-2>S-1의 순으로 높은 평가를 보이며 평가 요소 중 냄새 항목이 낮은 편이었다.

석탄바닥재가 포함된 인공골재의 경량화에 미치는 적니 영향 (Influence of red mud additive on lightening of artificial aggregates containing coal bottom ash)

  • 강민아;강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.41-46
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    • 2011
  • 폐기물인 석탄바닥재와 준설토가 70 : 30(wt%)으로 혼합된 배치분말에 적니를 0~30 wt% 첨가하고 $1050{\sim}1250^{\circ}C$에서 10분 직화 소성하여 인공골재를 제조하고 그 물성을 평가하였다. 특히 인공골재의 발포특성에 미치는 적니 첨가량 효과를 분석하기 위해 비중 및 흡수율을 측정하고, 그 결과를 미세구조 결과와 연계하여 고찰하였다. 제조된 인공골재는 소성온도 및 적니 첨가량이 증가할수록 발포성이 향상되어 경량화 되는 특징을 나타내었다. $1050{\sim}1150^{\circ}C$ 범위로 소결된 대부분의 인공골재는 잘 형성된 블랙코어 구조를 가졌으나, 적니가 첨가되고 $1200^{\circ}C$ 이상으로 소결된 시편들은 $Fe_2O_3$의 환원에 의한 과량의 가스 방출 및 액상 형성으로 인하여 블랙코어 부분이 시편 표피를 뚫고 나오는 현상이 나타났다. 특히 적니 30 wt%를 함유한 시편은 $1100^{\circ}C$ 이상으로 소결하면 폭발되어 여러 조각으로 흩어졌다. 본 연구에서 $1200^{\circ}C$에서 소결된 시편의 부피비중은 적니가 첨가되지 않은 것은 1.2, 적니가 20 wt% 첨가된 것은 1.0 이하의 경량골재 특성을 나타내었다.

Aspergillus spp.를 이용한 Sardine Meal Koji제조에 관한 연구 (Studies on the Processing of Sardine Meal Koji Using Aspergillus spp.)

  • 김동수;김영명;구재근;이영철;우상규
    • 한국수산과학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.69-76
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    • 1990
  • 액젓 또는 어간장 제조시 발효기간의 단축과 향미를 개선할 목적으로 최근들어 soy sauce용 koji를 많이 이용하고 있으나 본 연구에서는 soy sauce용 koji를 대체하기 위하여 어육을 기질로 한 koji의 제조 가능성을 검토하였다. 마쇄한 정어리육과 전분을 혼합한 후 살균 처리한 다음 Aspergillus awamori(KFCC. 11439), Aspergillus guercinus (KFCC. 11595), Aspergillus niger(KFCC. 11239), Aspergillus oryzae(KFCC. 32343) 및 Aspergillus sojae(KFCC. l1559)의 곰팡이균을 각각 접종하여 배양 시간에 따른 생육특성을 조사하고 우수한 균주를 선정하여 정어리육을 기질로 한 koji의 효소적 특성을 조사하였다. 생육특성을 조사한 바 $30^{\circ}C$에서 48시간 배양한 후 곰팡이의 포자가 형성되었으며 protease 및 lipase activity는 배양 72시간까지 계속 증가하는 현상을 보였고 trimethylamine생성은 배양 96시간까지 Aspergillus awamori와 Aspergillus niger를 접종한 처리구를 제외하고는 모두 감소되었으며 5종의 Aspergillus spp중 Aspergillus oryzae와 Aspergillus sojae가 비교적 우수한 균주로 선발되었고 적정 배양시간은 72시간이었다. 이 균주를 대상으로 적정 koji의 제조조건을 검토하기 위하여 pH의 변화, 전분의 첨가양 및 배양온도에 따른 protease및 lipase activity를 조사한 바 protease activity는 Asp. oryzae를 접종한 경우 pH 9 부근에서 Asp. sojae의 경우는 pH $6\~7$에서 가장 높은 활성을 나타냈고 lipase activity는 pH $6\~7$ 범위에서 가장 높았다. 전분의 첨가양은 어육중량의 $20\%$(w/w), 배양온도는 Asp. oryzae는 $30\~35^{\circ}C$ 범위에서 Asp. sojae는 $35^{\circ}C$ 부근에서 이들의 활성도가 가장 높게 나타나 어육을 기질로 한 koji의 제조 가능성을 확인할 수 있었다.

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