• 물과 미래
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• 제29권4호
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• pp.187-198
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• 1996

난류전단 흐름에서의 비정상 수평 선오염원의 확산에 관한 수치모형을 개발하였다. 계산기법으로는 비정상 이송확산 방정식을 종방향 이송 및 연직방향 확산으로 분리하고, 이들 방정식을 방시간 간격에 대하여 번갈아 계산하는 단계분리 유한차분기법을 사용하였다. 종방향 이송방정식에 대해서는 Holly-Preissmann 기법을, 연직방향 확산방정식에 대해서는 Crank-Nicholson 기법을 각각 적용하였다. 개발된 모형을 난류전단 흐름에서의 정상 수평 선오염원의 확산 문제에 적용하여 계산결과를 반해석해와 비교함으로써 모형을 검증하였다. 또한 난류전단 흐름내로 순간적으로 방류된 면오염원의 확산문제에 계산모형을 적용하였다. 마찰계수에 대한 민감도 분석 결과, 동일한 무차원 시각에서의 혼합 정도는 마찰계수에 관계없이 거의 일정한 것으로 나타났다. 또한 동일한 정도의 혼합상태에 도달하는 데 소요되는 유하거리는 마찰계수의 제곱근에 반비례함을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권6호
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• pp.460-466
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• 2009

간이상수도 시스템에서 공급하는 식수는 일정한 잔류 약품(염소)량을 유지해야 하기 때문에 물과 약품의 혼합방법은 매우 중요하다. 본 연구에서는 물과 약품의 혼합방법을 최적화하기 위하여, 4가지 모델에 대한 농도분포 및 혼합지수를 구하였다. 그중 2가지 모델에 대해서는 혼합효과가 높게 나타났다. 하나는 지하수 공급 파이프 중앙에 약품을 공급하는 모델이고, 또 다른 하나는 약품공급 파이프 하류에 반원형태의 블록을 설치한 모델이다. 이러한 모델들은 유동의 확산 및 교란을 야기시켜 혼합효과를 증가시키는 결과를 가져왔다. 이와 같은 수치해석 결과는 최적의 혼합효과를 얻기 위한 시스템을 설계하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.146-152
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• 2007

An active micro-mixer, which was composed of an oscillating micro-stirrer in the microchannel to provide rapid, effective mixing at high flow, rates was analyzed. The effects of molecular diffusion and disturbance by the stirrer were considered with regard to two types of mixer models: the simple straight microchannel and microchannel with an oscillating stirrer. Two types of mixer models were studied by analyzing mixing behaviors such as their interaction after the stirrer. The mixing was calculated by Lattice Boltzmann methods using the D2Q9 model. In this study, the time-averaged mixing index formula was used to estimate the mixing performance of time-dependent flow. The mixing indices of the two models compared. From the results, it was found that the mixer with an oscillating stirrer was much more enhanced and stabilized. Therefore, an optimum design for a dynamic micro-mixer with an oscillating stirrer was performed using Taguchi method in order to obtain a robust solution. The design parameters were established as the frequency, the length and the angle of the stirrer and the optimal values were determined to be 2, 0.8D and ${\pm}75^{\circ}$, respectively. It was found that the mixing index of the optimal design increased 80.72% compared with that of the original design.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권2호
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• pp.139-144
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• 2012

매연 생성에 대하여 톨루엔의 영향을 알아보기 위하여 순수에틸렌 대향류 확산화염에 톨루엔을 소량 혼합하여 수치해석을 수행하였다. 톨루엔($C_7H_8$)의 혼합 비율은 3%, 5%, 10%, 및 20%로 하였다. 계산에는 CHEMKIN III 기반의 Senkin 코드와 oppdif 코드를 이용하여 0-D 계산과 1-D 계산을 수행하였다. 0-D의 Senkin 계산에서는 톨루엔의 혼합율이 증가할수록 메틸라디칼의 농도는 증가하고 이에 따른 벤젠의 농도도 증가하였다. 이는 순수 에틸렌 화염에 톨루엔을 혼합할 경우 더 많은 매연이 생성될 것이라는 걸 의미한다. oppdif 코드에 의한 1-D 계산에서는 10% 톨루엔 반응식으로부터는 H 라디칼의 생성율이 결정적인 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 위 결과들로부터 확산화염 내 매연 생성에 있어 메틸라디칼, 벤젠과 H 라디칼이 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권3호
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• pp.171-179
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• 2002

대기 중으로 방출된 방사성물질의 이동 확산 현상을 이해하기 위하여 3차원 장거리 확산 모델이 개발되었다. 모델은 수평방향으로 방출점으로부터 수천 키로 미터의 거리까지 공기중 농도와 지표면 침적을 계산하도록 설계되었다. 수직 난류운동은 혼합층 내와 혼합층 위로 분리하도록 고려하였다. 시험계산은 동북 아시아권의 영역을 고려하였고, 방출점은 중국의 동쪽 지점을 가정하였다. 계산된 농도분포는 바람장에 의해 방출점의 남동방향을 향해 주로 이동되었다. 개발된 모델은 원전 사고시 방사선 피해를 추정하기 위하여 이용될 것이며, 모델은 장거리 야외확산실험의 자료를 이용하여 비교 검증 연구를 통하여 보완될 것이다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.95-100
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• 2008

An active micro-mixer, which is composed of an oscillating micro-stirrer in the micro-channel to provide effective mixing was optimized. The effects of molecular diffusion and disturbance by the stirrer were considered with regard to two types of mixer models: the simple straight micro-channel and micro-channel with an oscillating stirrer. Two types of mixer models were studied by analyzing mixing behaviors such as their interaction after the stirrer. The mixing was calculated by Lattice Boltzmann methods using the D2Q9 model. In this study, the time-averaged mixing index formula was used to estimate the mixing performance of time-dependent flow. The mixing indices of the two models were compared. From the results, it was found that the mixer with an oscillating stirrer was much more enhanced and stabilized. Therefore, an approximate optimization of an active micro-mixer with an oscillating stirrer was performed using Kriging method with OLHD(Optimal Latin Hypercube Design) in order to determine the optimal design variables. The design parameters were established as the frequency, the length and the angle of the stirrer. The optimal values were obtained as 1.0346, 0.66D and $\pm45^{\circ}$, respectively. It was found that the mixing index of the optimal design increased by 88.72% compared with that of the original design.

• 한국해양학회지
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• 제12권1호
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• pp.7-12
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• 1977

Vertical mixing in the ocean affects the formation of water masses as well as the vertical distribution of nutrients and dissolved substances. this study is to investigate the effect of stability on the intensity of vertical transfer in the case of shallow and straitfied channel. It is found that the relation of the stability and vertical turbulent diffusion is given by K$\sub$z/ = -${\beta}$-(c+${\beta}$) / ${\alpha}$(E-1/${\alpha}$) where K$\sub$z/ and E denotes the vertical turbulent diffusion coefficient and stability, respectively. The empirical coefficients ${\alpha}$, ${\beta}$ and c depend on the magnitude of vertical components and stability, i.e., through thermocline intensity. The study indicates that the diffusivity of the surface mixed layer is (K$\sub$z/)=300∼1,200$\textrm{cm}^2$/sec, the thermocline layer is (K$\sub$z/)= 50∼200$\textrm{cm}^2$/sec and the cold layer is (K$\sub$z/)=200∼600$\textrm{cm}^2$/sec based on near- minimum least-squares error estimates from the regression analysis. An important result of our study comes out that the model is in accordance with the general trends of the effect of stability on the vertical turbulent diffusion coefficients in the case of shallow and strongly stratified channel.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.178-185
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• 2005

The synergistic effect of ethylene/propane mixture on soot formation is studied experimentally using a concentric co-flow diffusion burner, which provides the stratified fuel mixture. The soot volume fraction, soot particle diameter, number density and PAH concentrations are measured with various fuel supply configurations and compared to the homogeneously mixed case. When propane is supplied through the inner nozzle, an increase of soot formation is observed. However, when propane is supplied through the outer nozzle, a decrease is observed. The reaction path of PAH's formed from the pyrolysis process of propane is likely to be responsible to the observed differences. When propane is supplied through the outer nozzle, PAH's are formed in the relatively near oxidation region and exposed to the oxidization environment; on the other hand, when propane is supplied through the inner nozzle, PAH's are not likely to be oxidized and thus get involved in soot formation process. The synergistic effect in ethylene/propane diffusion flames is found to be affected not only by the com position of the mixture but also by the way of mixing.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권1호
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• pp.29-33
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• 1999

Verneuil 법에 의해 성장된 무색 sapphire {0001}, ${10\bar{1}0}$ 결정면에 전이금속 Cr을 확산시키고, 물리적, 전기적, 광학적 특성을 개선하였다. 확산분말은 금속산화물 분말과 금속분말을 혼합한 후 사용하였다. 혼합분말을 사용하였을 때 확산은 오랜시간 높은 온도를 필요로 하며 상대적으로 서서히 이루어 졌다. 금속분말은 $1{\times}10^{-4}$ torr, $2050^{\circ}C$의 조건에서 1차 기화하였고 이후 $2050~2150^{\circ}C$, 질소가압 6 atm의 확산조건에서 유지하였다. 사파이어의 표면밀도는 0.2254(c)와 $0.1199\;atom/{\AA}^2(a)$이었다. 확산이 이루어진 sapphires는 붉은색으로 변하였다. 고용반응은 ${10\bar{1}0}$ 결정면이 {0001} 보다 더욱 깊게 확산되었고, 면밀도가 확산효과를 결정하는 주요인자이었다.

• 에너지공학
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• 제2권2호
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• pp.194-199
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• 1993

인산형 연료전지에서 cathode 및 anode 전극의 반응 면적을 넓혀 전극성능을 향상시키고자 전극 촉매층에 가스 확산로를 도입하였다. 촉매층의 제작은 기체확산로로 이용하고자 제조된, 촉매가 담지되어 있지 않은 PTFE/carbon과 10w/o의 촉매가 담지된 Pt/carbon을 혼합 비율을 달리하면서 촉매 분말법으로 제작하였다. PTFE를 60w/o 담지한 PTFE(60 w/o)/carbon 분말과 Pt(10 w/o)/carbon분말을 7 : 3의 비율로 혼합하여 제조된 전극이 가장 우수한 성능을 보였다. 이들 조성을 변화시키면서 전극의 다공성과 전극성능을 비교 검토하여 본 결과 전극성능은 기체 확산로로 이용되는 macro pore와 전해질의 침투로 이용되는 micro pore 모두가 많이 형성됨에 따라 향상되었음을 알 수 있었다. 이때 전극에 담지된 백금 촉매의 양은 0.2mg/$\textrm{cm}^2$이었으며 PTFE함량은 42w/o이었다. 작동온도 15$0^{\circ}C$, 단자전압 0.7 V에서 전류밀도는 220 ㎃/$\textrm{cm}^2$이었다.