• 한국전산유체공학회지
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• 제16권2호
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• pp.94-101
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• 2011

The fast pyrolysis characteristics of lignocellulosic biomass are investigated for a bubbling fluidized bed reactor by means of computational fluid dynamics (CFD). To simulate multiphase reacting flows for gases and solids, an Eulerian-Eulerian approach is applied. Attention is paid for the primary and secondary reactions affected by gas-solid flow field. From the result, it is scrutinized that fast pyrolysis reaction is promoted by chaotic bubbling motion of the multiphase flow enhancing the mixing of solid particles. In particular, vortical flow motions around gas bubbles play an important role for solid mixing and consequent fast pyrolysis reaction. Discussion is made for the time-averaged pyrolysis reaction rates together with time-averaged flow quantities which show peculiar characteristics according to local transverse location in a bubbling fluidized bed reactor.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권1호
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• pp.9-16
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• 2010

The characteristics of flow and heat transfer in a bubbling fluidized bed are investigated by means of computational fluid dynamics (CFD). To simulate two-phase flow for the gas and solid flows, Eulerian-Eulerian approach is applied. Attention is paid for a heat transfer from the wall to fluidized bed by bubbling motion of the flow. From the result, it is confirmed that heat transfer is promoted by chaotic bubbling motion of the flow by enhancement of mixing among solid particles. In particular, the vortical flow motion around gas bubble plays an important role for the mixing and consequent heat transfer. Discussion is made for the time and space averaged Nusselt number which shows peculiar characteristics corresponding to different flow regimes.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.233-236
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• 2003

The micro-stereolithography technology made it possible to fabricate a freeform 3D micro-structure. Using this technology, two kind of applications were fabricated and tested: micro-lens and micro-mixers. The focal length and f-number of the micro-lens were 5 mm and 2.5, respectively. The focusing ability of the micro-lens was verified by defocusing the He-Ne laser beam after passing the lens. Two mixers are Kenics micro-mixer and BEKM. BEKM is a modified Kenics micro-mixer by introducing barriers on the pipe walt periodically to enhance the mixing via the chaotic mechanism in the helical flow of Kenics micro-mixer. Experimental result shows good mixing performance of developed mixers. Especially, the BEKM shows better mixing performance then Kenics micro-mixer.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.99-102
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• 2005

This study was conducted for obtaining the optimized data to build the mixer or micro fluid device as measuring the three dimensions flow field in micro mixer. To acquire the rapid diffusion on the region of low Reynolds (Re < 100), the staggered herringbone mixer using chaotic advection was selected in this case. At first, by conducting the numerical analytical virtual experiment using CFD-ACE+, three dimensions flow field in the micro mixer was estimated As this flow field was proven using defocusing particle tracing method, the behavior of micro flow with three dimensional aspects could be analyzed. Numerical analysis and flow pattern in the micro mixer by experimental verification made to be able to analyze the chaotic advection. These can be important sources for building more optimized form. Verifying the information of three dimensional flow structure, these information can be used as the data for developing and improving the $\mu$ -TAS.

• 유변학
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• 제8권1호
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• pp.30-38
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• 1996

단축 압출 공정에서 혼합 증진 장치로 사용될수 있는 새로운 스크류가 본 연구를 통하여 개발되었다. 스크류의 체널을 따라가면서 정규유동에서 존재하는 폐쇄유선을 깨뜨리 기 위하여 배리어를 공간상에서 주기적으로 배치하여 카오스 혼합을 일으키는 것이 새로운 스크류 설계의 기본적인 아이디어이다. 본 논문에서는 단축 압축기상에서의 카오스 혼합에 관한 기본 역학 구조를 설명하였고 카오스 스크류를 사용하여 실험적으로 카오스 혼합을 관 찰하였다. 단축 압출기에서의 기존 스크류와 비교하여 카오스 스크류를 사용하였을 경우 혼 합성능이 월등하게 증진됨을 실험적으로 얻은 혼합형태로부터 알수 있었다. 또한 카오스 스 크류는 특허 출원된 다른 혼합장치들에 비하여 형상이 간단하여 제작비가 저렴하고 스크류 특성이 우수하며 수해석적 면에서 스크류특성, 체류시간, 변형척도등을 예측할수 있는 장점 이 가진다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제9권4호
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• pp.20-33
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• 2004

In this study a stretching-mapping method is proposed for calculating the materials' stretching exponents, which are to be used in quantification of the mixing effect. In this method, the mapping tensor associated with the deformation of each fluid material is first obtained. Then deformations of a lot of materials are obtained by applying the mapping tensor. The local stretching rates and their space-average values are next computed with the mapped deformations. Application to a simple time-periodic flow within a cavity shows that the method is indeed effective compared with the conventional method; i.e. the mapping method is fast and yields the same results as the conventional one.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.138-142
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• 2007

본 연구는 고점도 유체의 혼합을 위한 교반기 설계의 기초연구로서 스크류 형상의 임펠러(또는 헬리컬 임펠러)를 가지는 교반기 내의 유동과 이에 따른 유체혼합 특성을 수치해석을 통해 가시화한 것이다. 이와 더불어 양호한 혼합효과를 가져다 줄 것으로 예상되는 엇갈림형 스크류 임펠러의 모델을 제안하였다. 수치해석상의 유체는 고점도의 Newton유체로 가정하였으며 임펠러의 회전속도는 6[rpm]으로 아주 작게 하여 저 레이놀즈수(약 Re=3)에서 혼합효과를 연구하였다. 또한 각종 설계 파라미터를 변화시켜 혼합 양상의 차이를 분석하여 설계에 반영하고자 하였다.

• 유변학
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• 제10권3호
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• pp.121-130
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• 1998

본 연구에서는 카오스 스크류에 대해 비선형 동력학적 모델을 도입하여 카오스가 일어나는 경로를 밝히고 이를 수치적으로 증명하였다. 배리어가 계속존재하는 경우를 적분 가능계로 정의하고 공간주기적 상공간에서 두 개의 호모클리닉 궤도를 포함하는 원환체를 적분가능계의 모델로 도입하였다. 주기적으로 삽입된 배리어 없는 영역을 교란 으로 취급하 여 해 사상을 도입하여 면적 보존의 포인카레 단면을 정의 하였다. 호모클리닉 궤도가 깨어 져 칸토로 집합을 이룸을 설명했고 내부의 원환체는 공진띠와 KAM띠를 이루며 혼합을 방 해함을 설명했다. 다변유한요소를 이용한 완전 3차원수치해석을 통해 회전수 x/3에 해당하 는 공진띠의 존재를 보이고 교란이 큰 경우에는 거의 모든 영역이 무작위적인 혼합을 보여 주는 카오스 영역으로 바뀜을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권1호
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• pp.53-59
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• 2010

본 논문에서는, 자기유체역학(MHD)을 기반으로 마이크로 채널 내부에 다중 와류 유동을 발생시키는 새로운 형태의 카오스 마이크로 믹서를 제안한다. 제안된 마이크로 믹서의 마이크로 채널 내부에는 양측면과 바닥면에 전극들이 배치되어 있다. 배치된 전극들에 인가되는 전압 조건에 따라 다양한 형태로 로렌츠 힘이 유도되며, 이렇게 유도된 로렌츠 힘은 마이크로 채널 내부 유체의 추진 및 혼합을 야기할 수 있다. 제안된 MHD 마이크로 믹서의 혼합 양상을 평가하기 위해 3 차원 전산유체역학 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 통해 다양한 유동 조건에 대해 MHD 마이크로 믹서의 혼합 성능을 평가하였다.

• 유변학
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• 제8권1호
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• pp.39-48
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• 1996

최근에 본 연구자에 의하여 기존 스크류의 간단한 수정을 통해 단축 압출공정에서 의 혼합성능을 증진시키는 카오스 스크류를 개발하였고, 단축압출기에서의 기존스크류와 비 교하여 카오스 스크류를 사용하였을 경우 혼합성능이 월등하게 증진됨을 실험적으로 얻은 혼합형태로부터 알수 있었다. 본논문에서는 카오스 스크류에서 일어나는 카오스 유동을 집 중적으로 수치모사 하였으며 그결과를 중요한 무차원 변수에 대하여 입자 궤적,포인카레 단 면 본 논문에서 제안한 쉘사상법을 통하여 나타내었다. 쉘사사아법은 혼합형태와 불변체군 을 얻기에 매우 효과적인 방법이며 수치해석으로 얻은 불변체군은 실험결과와 잘 일치하였다.