• Title/Summary/Keyword: 화학 반응 모델링

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Comparison of Air Quality Modeling Results from Different Chemical Reaction Mechanisms (화학반응 메커니즘에 따른 대기질 모델링 결과 비교)

  • 이시혜;김영성;김진영;김용표
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.103-104
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    • 2002
  • 가스상 물질만을 대상으로 하여도 대기 중에서 일어나는 화학반응은 20,000개를 넘고 관여하는 물질도 수천을 넘는다. 대기화학 반응이 대기질 모델링에 포함되기 시작한 이래 지난 20-30년간 이들 반응들의 특성을 보전하면서 모델링에서 취급이 가능한 형태로 축약하기 위한 노력이 계속되고 있다. 그러나 축약 자체가 불완전을 감수하면서 전체적인 효율을 추구하는 과정이기 때문에 관점에 따라 방법이 다를 수밖에 없고, 또한 실측 자료로써 메커니즘의 개발과 검증에 주로 이용되는 스모그 챔버 실험도 결국은 실제 대기 현상의 일부분을 대표한 것이기 때문에 메커니즘들은 각각 다른 특성을 지니게 되고 일정 부분 불완전함을 내포하고 있다. (중략)

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부산 동래온천수의 심부환경

  • 고용권;김건영;김천수;배대석;성규열
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2003.09a
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    • pp.583-586
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    • 2003
  • 부산 동래지역 지열수에 대한 지화학적 진화과정을 밝히기 위하여 지열수, 지하수 및 해수에 대한 수리화학 특성과 이들의 연관성을 고찰하였다. 또한 심부환경에서의 지화학 특성을 규명하기 위하여 각종 이온지질온도계와 다성분 지질온도계를 적용하였으며, 동위원소특성과 함께 지화학 모델링을 통하여 심부환경에서의 온천수의 지화학특성을 밝히고자 하였다. 동래 지열수의 수리화학적 특성은 해수의 영향을 받아 높은 이온함량을 보이며 Na-Cl형을 보여준다. 지열수는 주변 지하수와의 크게 혼합된 양상을 나타낸다. 지화학 모델링에 따르면 지열수는 심부에서 약 5% 영향을 받은 것으로 추정된다. 즉, 심부로 순환하는 지열수가 해수와 혼합되며, 이들이 지열에 의해 가열되면서 광물의 용해 및 침전, 이온 교환반응 등 물-암석 반응을 거치면서 심부지열수를 형성하였으며, 지열수가 천부환경으로 상승하는 과정에서 동래지역 주변 천부지하수와 다양하게 혼합되면서 현재 동래온천수의 화학조성을 갖는 온천수를 형성하는 것으로 지열수의 진화 과정을 설명할 수 있다.

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Computational Study of Intermetallic Reaction Propagation in Nanoscale Boron/Titanium Metallic Multilayers (보론/티타늄 나노박막다층 내 이종금속간 화학반응 전파특성 해석연구)

  • Kim, Kyoungjin;Park, Joong-Youn
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.21 no.3
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    • pp.10-17
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    • 2017
  • The analytical modeling has been established on the self-propagation of intermetallic reaction in the spanwise direction of highly reactive boron and titanium nanoscale multilayers. Assuming that the reaction obeys Arrhenius kinetics, two-dimensional computations are carried out for heat and atomic species diffusion with exothermic reaction model in order to simulate the self-propagation of intermetallic reaction. The effects of bimetallic layer thickness and thickness ratio on the reaction propagation speed are tested and discussed in addition to the assessment of pre-mixing zone effects.

저온 플라즈마 반응기에서의 수정충돌주파수를 이용한 실리콘 나노 입자 형성 모델링

  • Kim, Yeong-Seok;Kim, Dong-Bin;Kim, Hyeong-U;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.217.1-217.1
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    • 2014
  • 반도체 및 디스플레이 산업은 많은 공정들에서 저온 플라즈마 반응을 이용한다. 특히 소자 제작을 위한 실리콘 박막의 증착은 저온 플라즈마 공정의 주요 공정이다. 하지만 실리콘 박막을 합성하는데 있어서 저온 플라즈마에서 형성되는 실리콘 나노 입자는, 오염입자로써 박막의 특성을 악화시켜 소자생산 수율을 악화시키는 주요 원인이 되고 있다. 따라서 플라즈마에서 입자 형성의 원인이 되는 화학반응 및 입자들의 성장 매커니즘에 대한 연구는, 1980년대 플라즈마 공정에서 입자 합성이 보고된 이래 공정의 최적화를 위해 꾸준히 연구되어왔다. 이러한 매커니즘의 연구들은, 플라즈마 화학반응에 의해 실리콘 입자 핵을 만들어 내는 과정과 입자들이 충돌에 의해 성장해가는 과정으로 나눠진다. 플라즈마 화학 반응 과정은 아레니우스 방정식에 의해 정의된 반응계수를 이용하여 플라즈마 내 전자와 이온, 중성 화학종들이 전자 온도와 전자 밀도, 챔버 온도 등에 의해 결정되는 현상을 모사한다. 또한 이 과정에서 실리콘을 포함하는 화학종들의 반응에 의해 핵이 생성 되가는 양상을 모사한다. 생성된 핵은 충돌에 의해 입자가 성장해 가는 과정의 가장 작은 입자로써 이용된다. 입자들이 성장해가는 과정은 입자들이 서로 충돌하면서 다양한 입경의 입자로 분화되어가는 현상을 모사한다. 이 과정에 의해 다양한 입경분포로 분화된 입자들은 플라즈마 내 전자에 의해 하전되며, 이러한 하전 양상은 입경에 따라 다른 분포를 보인다. 본 연구에서는 입자의 하전 분포를 고려하여, 입자들의 성장의 주요 원인인 입자간의 충돌을 대표하는 충돌주파수를 수정하는 방식을 채택하여 보다 정밀한 입자 성장 양상을 모델링하였다. Inductively coupled plasma (ICP) 타입의 저온 플라즈마 반응기에서 합성된 입자들을 Particle Beam Mass Spectrometer (PBMS)와 Scanning Electron Microscope (SEM)를 이용하여 입경분포를 측정한 데이터와 모델링에 의해 계산된 결과를 비교하여 본 모델의 유효성을 검증하였다. 검증을 위해 100~300 mtorr의 챔버 압력 조건과 100~350 W의 입력 전력 조건들을 달리하며 측정한 결과와 계산한 데이터를 조건별로 비교하였다.

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Conceptual Geochemical Modelling of Long-term Hyperalkaline Groundwater and Rock Interaction (지구화학 모델을 이용한 장기간의 강알칼리성 지하수-암석의 반응 개념 모델링)

  • Choi, Byoung-Young;Yoo, Si-Won;Chang, Kwang-Soo;Kim, Geon-Young;Koh, Yong-Kwon;Choi, Jong-Won
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.5 no.4
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    • pp.273-281
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    • 2007
  • Hyperalkaline groundwater formed by groundwater-cement components and its reaction with bedrock in a nuclear waste repository were simulated by geochemical modeling. The result of groundwater-cement components reaction showed that the pH of water was 13.3 and the precipitated minerals were Brucite, Katoite, Calcium Silicate Hydrate(CSH1.1), Ettringite, Hematite, and Portlandite. The result of interaction between such minerals and groundwater sampled in Gyeongju area also showed that the pH of groundwater reached 12.4. Interaction between such hyperalkaline groundwater and granite was simulated by kinetic model during $10^3$ years. This result showed that the final pH of groundwater reached 11.2 and the variation of pH was controlled by dissolution/precipitation of silicate and CSH minerals. Groundwater quality was also determined by dissolution/precipitation of silicate, CSH, oxide minerals. Our results show that geochemical modeling of long-term hyperalkaline groundwater and rock interaction can contribute to the safety assessment of engineered barrier by predicting geochemical condition in repository site.

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A study on the Gasifier Modeling using a Chemical Equilibrium (화학평형을 이용한 가스화기 모델링에 관한 연구)

  • 정근모;임태훈;오인환;박명호
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.2 no.3
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    • pp.276-284
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    • 1993
  • This study is to obtain some basic data which are prerequisite for the conceptual design of gasification process based on entrained-bed type gasifier. The Gibbs free energy minimization method is used to analyze the chemical equilibrium in the gasifier. The modeling results which consider the conventional mass balance and heat balance are compared with the experimental data published by Electric Power Research Institute. The analysis shows that the reaction in a entrained-bed gasifier is influenced mainly by the amount of oxidant, by the temperature of gasifier and by the type of coals.

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Computational Modeling of Cyclic Voltammetry on Multi-electron Electrode Reaction using Diffusion Model (확산모델을 이용한 다중전자 전극반응에 대한 순환전위법의 전산모델링)

  • Cho, Ha-Na;Yoon, Do-Young
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.15 no.3
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    • pp.165-171
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    • 2012
  • Here is implemented MATLAB program to analyze the characteristic curves of cyclic voltammetry which involves the multi-electron electrode reaction considered as key processes in electrochemical systems. For the electrochemical mass-transfer system, Fick's concentration equation subject to semi-infinite diffusion model for the boundary condition was discretized and solved by the explicit finite difference method. The resulting concentration values were converted into currents at each node by using Butler-Volmer equation. Based on the good agreement between the present numerical solution and the existing experimental results, effects of kinetic constants and CV scan rates on the reaction mechanism in multi-electron transfer processes were investigated effectively.

Conventional Fluid Dynamics and CFD Modeling for the Systematic Analysis of the Inside Flow of the Fischer-Tropsch Packed Bed Reactor (전통적인 유체역학 방법론과 CFD 결합을 통한 Fischer-Tropsch 고정층 반응기 내부 흐름의 체계적 모델링)

  • Kim, Hyunseung;Cho, Jaehoon;Hong, Gi Hoon;Moon, Dong Ju;Shin, Dongil
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.20 no.4
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    • pp.65-77
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    • 2016
  • Modeling for complex reacting flow in Fischer-Tropsch reactor is one of the challenges in the field of Computational Fluid Dynamics (CFD). It is hard to derive each and every reaction rate for all chemical species because Fisher-Tropsch reaction produces many kinds of hydrocarbons which include lots of isomers. To overcome this problem, after analyzing the existing methodologies for reaction rate modeling, non-Anderson-Schulz-Flory methodology is selected to model the detailed reaction rates. In addition, the inside flow has feature of multi-phase flow, and the methodologies for modeling multi-phase flow depend on the interference between the phases, distribution of the dispersed phase, flow pattern, etc. However, existing studies have used a variety of inside flow modeling methodologies with no basis or rationale for the feasibility. Modeling inside flow based on the experimental observation of the flow would be the best way, however, with limited resources we infer the probable regime of inside flow based on conventional fluid dynamics theory; select the appropriate methodology of Mixture model; and perform systematic CFD modeling. The model presented in this study is validated through comparisons between experimental data and simulation results for 10 experimental conditions.

Study of Soot Formation in Fuel Rich Combustion (농후 연소 추진제의 Soot 생성 특성에 관한 연구)

  • Yu, Jung-Min;Lee, Chang-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.143-147
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    • 2007
  • Kerosene and diesel are compounded fuels with various types of hydrocarbon elements and difficult to model the chemical kinetics. This study focuses on the prediction of the non-equilibrium reaction of fuel-rich combustion with detailed kinetics developed by Dagaut using PSR(perfectly stirred reactor) assumption. In Dagaut's surrogate model for kerosene and diesel, chemical kinetics consists of 2352 reaction steps with 298 chemical species. Also, Frenklach's soot model was implemented along with detailed kinetics to calculate the gas properties of fuel rich combustion efflux.

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