• 제목/요약/키워드: 2단계 기포

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2-단계 기포(氣砲)의 성능 특성에 관한 연구

  • 최병철;허철준;탁정수;배기준;변영환;이재우
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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    • pp.19-19
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    • 2000
  • 항공 탄도학 분야에 있어서 여러 다양한 형태의 발사장치들이 제시된 바 있으나, 고속 분야에서 최고의 성능을 인정을 받은 것은 constant-base-pressure gun의 개념에서 나온 2-단계 기포(two-stage light gas gun)이다. 이러한, 2-단계 기포는 1, 2차 구동부와 피동부로 구성되며, 작동 원리가 간단하고 여러 작동 인자들의 변화를 통하여 성능 향상을 이룰 수 있다. 반면에 구조적인 강도 문제로 인한 작동 한계가 있으며 내부에서는 고온, 고밀도의 영향으로 추진기체에 Nonideality현상 등이 일어난다.

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수중 초미세기포에 의한 대장균 제거 및 딸기 성장 모니터링 (Removal of E.Coli and Strawberry growth monitoring by generated Ultra Fine bubble in water)

  • 김종규
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.199-199
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    • 2019
  • 친환경적인 산업기술인 초미세기포(Ultra Fine Bubble, 이하 UFB) 제조 기술은 농업, 수처리, 그리고 환경재생 등 다양한 분야에서 적용되고 있다. UFB는 1,000nm 이하의 크기를 가진 기포로서 용존산소를 통한 농작물 성장 촉진 및 수중의 대장균 및 세균제거 등 다양한 성질을 지니고 있다. 본 연구는 기존의 방식과는 다르게 자왜현상을 메카니즘으로 갖는 타격식으로 제조된 UFB 생성장치를 통해 생성된 200nm이하의 크기를 가진 UFB를 실제 딸기 농장에 적용하여 딸기의 성장을 모니터링하고 살균 성능을 가진 화학제품과 UFB를 대장균에 적용하여 대장균 제거효율을 비교하였다. 딸기농장에 기존에 사용되던 지하수 대신 UFB를 주입하여 딸기성장 초기단계의 DO농도를 측정하고 딸기 생식단계에 산소포화도에 대한 질산염의 농도를 측정하여 상관관계를 분석하였으며 각각의 딸기 열매를 수확하여 무게를 비교하였다. 또한 대장균이 함유되어있는 대변을 채취하여 살균 성능을 가진 화학제품과 UFB수를 각각 대장균이 포함된 실험원수와 반응시켜 배양하고 검출된 대장균 개체 수에 확인하여 제거효율을 비교분석 하였다. 딸기성장 초기단계의 DO농도 측정결과 DO농도가 6~9ml/L로 높게 유지되고 있음을 확인하였고 딸기 생식단계에서 산소포화도가 일정하게 유지되고 있음에 따라 질산염의 농도가 점차 감소하는 것을 확인하였다. 또한 수확한 열매의 무게는 각각 37g, 19g으로 UFB수를 통해 재배된 딸기가 약 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 수중의 용존산소가 딸기 성장 초기에 뿌리의 발육에 긍정적인 영향을 미치고 질산염을 원활하게 섭취하게 하여 딸기의 성장이 촉진되었고 열매의 무게가 증가하였다고 판단된다. 또한 대장균이 함유된 원수, 원수+화학제품, 원수+UFB를 접종하여 대장균과 반응시켜 배양하여 대장균 개체 수를 확인한 결과, 원수의 경우 약 600개의 대장균의 개체수가 나타났고, 원수+화학제품의 경우 검출된 대장균의 개체 수는 약 300개 정도로 나타났다. 이를 희석한 비율을 계산하여 대장균 개체 수를 나타내면 원수 약 6000개/ml, 원수+화학제품 약 6000개/ml로 비슷하게 나타난다. 반면, 원수+UFB 경우 검출된 대장균의 개체 수는 1개로 희석한 비율을 계산하여 대장균 개체 수를 나타내면 약 20개/ml로 나타난다. 이와 같은 결과를 통해 UFB는 99.9%의 대장균 제거효율을 보였으며, 화학제품은 대장균 제거효율을 보이지 않았다. 따라서 화학제품은 항균기능은 작용하지만 살균기능은 거의 없다고 판단하였고, UFB의 경우 기포가 소멸하면서 발생되는 초고온, 초고압을 형성하여 주변에 존재하는 대장균을 제거하였거나, 기포가 소멸할 때 발생되는 OH 라디칼을 통해 대장균의 세포를 화학적으로 분해시켜 대장균을 제거하였다고 보인다.

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고발포 소화약제 발포력 검증을 위한 실험실적 측정방법 연구 (A study of expansion performance test of high expansion foam concentrate for measurement techniques in laboratory)

  • 김하영;장재순;이동호
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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    • pp.75-78
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    • 2010
  • 고발포 소화약제의 발포력은 화재시 포소화약제의 성능을 검증하는데에 중요한 요소이다. 이러한 발포력 검증은 한국소방산업기술원의 "포소화약제의 형식승인 및 검정기술기준(KOFEIS 0103)"에서 제시하고 있는 표준발포기를 이용한 측정법을 통해 검증한다. 본 연구에서는 기존 방법의 제작 비용 및 측정의 번거로움을 보완하기 위한 약제 개발단계에서의 포소화약제 발포력 검증을 위한 실험실적인 측정법을 고안하여 적용성을 분석한다. 측정은 1000ml 시험관내에 3%의 수용액 $100m{\ell}$를 첨가하여 수용액 내부에 정량펌프를 통해 일정한 기포량 및 기포크기로 분사하여 발포시켰으며, 기포의 노즐은 거품의 정확도를 향상시키기 위해 마이크로 피펫팁 $0.2m{\ell}$ 용량을 사용하여 적용성을 분석하였다.

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고강도(高强度) 콘크리트에서 기포조직(氣泡組織) 및 강도특성(强度特性)이 연결융해저항(連結融解抵抗)에 미치는 영향(影響) (Effect of Air Void and Strength Characteristics with Freezing and Thawing Resistance on High Strength Concrete)

  • 김생빈;문제길;김동신
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.13-24
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    • 1993
  • 본(本) 연구(硏究)는 고강도(高强度) 콘크리트가 외부(外部)로부터의 수분(水分)의 공급(供給)을 받으면서 상온(常溫)에서 저온(低溫)까지의 가혹한 기상작용을 되풀이 받을 때 고강도(高强度) 콘크리트의 연결융해(連結融解)저항에 미치는 기포조직(氣泡組織) 및 강도특성(强度特性)의 영향에 대한 실험적(實驗的) 연구(硏究)이다. 이 연구(硏究)를 위하여 1단계 실험(實驗)에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용한 AE콘크리트와 non-AE 콘크리트에 대해 물 시멘트비와 공기량을 중심(中心)으로 내연해성(耐連害性)과 기포조직과의 관계를 규명하고, 2단계 실험(實驗)에서는 non-AE 콘크리트의 내연해성(耐連害性)을 향상(向上)시키기 위해 공시체(供試體) 제작시 진동다짐으로 세심한 주의를 기울이고, 또 동결융해 시험시의 초기강도를 높이기 위해 조강(早强)포틀랜드 시멘트를 사용하여 고수밀성(高水密性)의 콘크리트를 제작하여 실험하였다. 이때 수밀성(水密性)를 투수시험(透水試驗)에 의한 투수계수(透水係數)를 측정하여 판단하고 아울러 고수밀성(高水密性) 콘크리트의 기포조직(氣泡組織)도 측정하였다.

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논문 : 초고속 발사장치의 개발 및 성능에 관한 연구 (Papers : A Study on the Development and Performance of Hypervelocity Launcher)

  • 최병철;허철준;탁정수;배기준;변영환;이재우;장조원
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.96-104
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    • 2002
  • 탄체가속기용 초기 발사장치로 사용 가능한 건국대 초고속 발사장치가 개발되었다. 이는 2단계 기포 (gas gun) 형태의 발사장치로 공기를 작동 기체로 사용하여 무게 22g의 탄체를 750m/sec로 가속할 수 있 는 성능을 보인다. 초고속 발사장치의 성능 특성을 알아보기 위하여, 구동부의 압축 특성과 작동 특성에 대한 성능 실험을 수행하였으며 실험으로부터 피스톤에 의한 압축 이득과 1,2차 구동부간에 발사장치의 성능을 최상으로 유지할 수 있는 값들이 존재함을 확인하였다. 초고속 비행체의 공력 특성 및 주위의 유동 해석에 응용 가능한 고속 탄환체에 대한 흐름의 가시화를 수행하여 수치적 계산 결과와 비교하였으며, 향후 고속유동의 물리적 현상 해석에 이용될 수 있음을 확인하였다.

고강도콘크리트의 동결융해저항에 미치는 기포조직의 영향 (Effect of Air Void System of High Strength Concrete on Freezing and Thawing Resistance)

  • 김생빈
    • 콘크리트학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.89-96
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    • 1992
  • 콘크리트의 내동해성은 일반적으로 공기량이나 기포조직 및 분포에 따라 크게 영향을 받으며 콘크리트의 강도와도 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 고강도콘크리트의 동결융해 저항성에 미치는 공기량 및 기포조직 특히 간격계수의 영향에 관한 실험적 연구로서 우선 압축강도는 Non-AE콘크리트를 대상으로 400-500kg/$\textrm{cm}^2$를 목표로 하였고, 실험결과 내구성지수가 10~20%정도에 불과하므로 다음단계로 공기량 2~12%인 AE콘크리트로 하여 내구성 향상을 도모하였다. 이 때 단위시멘트량, 물\ulcorner시멘트비등을 변화시킨 20종류의 콘크리트 배합에 대해 500cycle까지 동결융해시험을 실시하였다. 결론적으로 동결융해의 저항성은 물\ulcorner시멘트비 보다는 공기량과 더 밀접한 관계가 있었고 임계내구성지수에 대응하는 간격계수는 물\ulcorner시멘트비에 따라 다르다는 사실을 알 수 있었다.

Reynolds-averaged Navier-Stokes 해석과 기포동역학 모델을 이용한 날개 끝 와류 공동 소음의 수치적 고찰 (Numerical investigation of blade tip vortex cavitation noise using Reynolds-averaged Navier-Stokes simulation and bubble dynamics model)

  • 구가람;정철웅;설한신
    • 한국음향학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.77-86
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    • 2020
  • 본 연구에서는 날개 끝 와류 공동(Blade-Tip Vortex Cavitation, BTVC)과 이에 기인한 유동 소음을 예측하기 위하여 Eulerian/Lagrangian 연성 해석기법을 제안하였다. 제안한 방법은 크게 연속적인 4단계로 구성되며, 각각 전산유체역학을 이용한 유동장 모사, 와류모델을 이용한 날개 끝 와류의 재구성, 기포 동역학 모델을 이용한 BTVC의 생성, 그리고 음향상사법을 이용한 음향파 예측이다. 일반적으로 전산유체역학 자체가 지니는 고유한 수치감쇠와 과도한 난류 강도로 인해 와류 강도를 심각하게 작게 예측하므로, 유동방향의 날개 끝 와류는 와류모델을 사용하여 재생하였다. 다음으로 Reyleigh-Plesset 방정식에 기반한 기포 동역학 모델을 사용하여 BTVC의 발생과 변화를 모사하였다. 마지막으로 BTVC에 의한 유동소음을 각각의 구형 버블을 그 부피 시간변화율의 변화율에 크기가 비례하는 홀극원으로 모델링하여 예측하였다. 제안한 수치 방법의 유효성을 예측값과 측정값을 비교하여 검토하였다.

준설 실트질 점토를 이용한 경량기포혼합토의 압축강도 특성 (Compressive Strength Characteristics of Light-weight Air Foamed Soil Using Dredged Silty Soils)

  • 김동규;윤여원;윤길림
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.27-33
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    • 2017
  • 본 연구에서는 실트질 점토와 동물성 기포제 및 시멘트로 제작한 경량기포혼합토의 공학적 특성을 고찰하는 시험을 수행하였다. 현장의 경량기포혼합토는 도로를 위한 연약지반상 성토 및 기존도로의 확장 구간에 성토재료로 사용되어 왔다. 현장에서는 주로 제작 직후의 단위중량과 흐름치를 측정하여 품질관리를 하고 있으며, 실내 시험을 통해 압축강도시험으로 확인한다. 본 연구의 주목적은 경량혼합토의 다른 특성과 흐름치 관계와 더불어 흐름치로부터 시방서에서 요구하는 압축강도를 예측하고자 하는 것이 주요 목적이다. 연구 결과, 준설토의 함수비가 클수록 높은 유동성으로 인해 흐름치가 증가하였고 재료분리로 인해 타설 깊이에 따른 단위중량이 증가하였다. 60cm의 시료 하부는 상부에 비하여 약 2배의 압축강도를 나타내었다. 현장에서의 품질관리는 주로 흐름치에 의존하게 되므로 흐름치와 혼합토의 압축강도를 선행적으로 예측할 수 있도록 Yoon & Kim(2004)이 제시한 정규화계수와의 상관관계를 제시함으로써 흐름치로부터 압축강도를 예측할 수 있도록 하였다. 또한, 흐름치와 정규화계수와의 관계를 제시하였으며 이관계로부터 정규화계수를 산정하고, 이로부터 계산한 압축강도와 실내시험 압축강도를 비교한 결과, 준설토의 초기함수비가 높을수록 유사한 관계가 나타났다. 따라서, 흐름치와 정규화계수의 상관관계를 통해 압축강도를 사전에 예측하여 설계 단계에서 반영할 필요성이 있다고 판단된다.

2-단계 기포(氣砲)의 성능 최적화에 관한 연구 (Performance Optimization of the Two-Stage Gas Gun Based on Experimental Result)

  • 이진호;배기준;전권수;변영환;이재우;허철준
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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    • pp.145-150
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    • 2003
  • The present study aims to optimize the performance of the Two-Stage Gas Gun by using the experimentally obtained data. RSM(Response Surface Method) was adopted in the optimization process to find the operating parameter than can maximize the projectile speed with the minimum number of tests. To decide the test points which results can consist of the response surface, 3$^{k}$ full factorial method was used, and the design variables were chosen with piston mass and 2$^{nd}$ driver fill pressure. The response surface was composed by nine test results and consequently the optimization was done with GENOCOP III, inherently GA code, in order to seek the optimal test point. The optimal test condition from the response surface was verified by the experiment. Results showed that the optimization process with response surface can successfully predict the test results fairly well. This study shows the possibility of performance optimization for the experimental facilities using numerical optimization algorithm.

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진동기의 단계별 조절이 모형 제작시 기포발생에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study to Effect on the Porosity when Model Making for Control of Vibrator)

  • 이도경
    • 대한치과기공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.15-19
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    • 1991
  • This study was made to effect on the porosity when model making for control of vibrator. Samples of total 600 were made by plaster and stone divided low, medium and high which is 100 each. The following results were obtained to observation porosity of surface by eyes. 1. Second stage was fewer than third stage, first stage was fewer than third stage in porosity number of plaster model. 2. Second stage was fewer than first stage in porosity number of stone model. 3. Stone model was fewer than plaster model in porosity number of third stage.

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