• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.282-288
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• 2022

코로나 팬데믹 시대에서 비말(respiratory droplet)을 통한 감염 및 확산을 막기 위해 마스크는 없어서는 안 될 생활 필수품이 되었다. 본 연구에서는 두 가지 다른 타입의 마스크(KF-94 마스크와 덴탈 마스크)가 비말 차단에 얼마나 효과적인지를 파악하기 위하여, i) 각각의 마스크를 구성하고 있는 필터의 젖음성(wettability) 특성을 분석하고, ii) 필터 표면에 빠른 속도로 충돌하는 미소 액적의 동적 거동 특성을 실험적으로 관찰하였다. 각 필터의 구성 재료에 따라 상반된 젖음성 특성, 소수성(hydrophobicity) 또는 친수성(hydrophilicity)을 보임을 확인하였다. 또한, 일정 체적을 갖는 미소 액적을 안정적으로 토출하는 공압 조건을 탐색하고 액적의 충돌 속도 변화에 따른 액적 충돌 거동 변화를 분석하였다. 마스크를 구성하고 있는 필터의 종류와 액적 충돌 속도에 따라 i) 필터를 통과하지 못하거나(no penetration), ii) 필터에 포획(capture)되거나, iii) 필터를 통과(penetration)하는 등의 다른 충돌 후 거동을 보임을 확인하였다. 이러한 결과들은 비말 차단용 마스크 디자인에 있어 매우 기본적이고 유용한 정보를 제공할 뿐만 아니라, 다양한 다공성 표면에서의 액적 거동에 대한 학문적 연구에도 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권4호
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• pp.14-19
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• 2016

재실자가 부속실로 피난할 때 부속실 송풍기가 작동하기 전 단계에서는 방화문 개방과 더불어 실내화재로 인한 풍속이 발생하고 화재로 인해 발생된 연소생성물이 부속실을 오염시켜 피난에 어려움을 가져올 수 있다. 스프링클러가 화재풍속에 미치는 영향을 확인하기 위하여 수치해석을 진행하였고 스프링클러의 유무와 분사되는 액적크기에 따른 화재풍속을 비교하였다. 해석은 실제 공동주택의 형상과 치수를 반영해서 진행하였다. 수치해석 결과, 스프링클러가 설치되었을 때 화재풍속이 감소된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 액적이 작을수록 화재풍속이 작은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제11권3호
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• pp.14-21
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• 2006

A numerical simulation of the binary collision dynamics of water drops for size ratios of 1 and 0.75, for the Weber number range of 5 to 100, and for all impact parameter is reported. Two different types of separating collisions, namely reflexive and stretching separations, are identified. A numerical method is based on a fractional-step method with a finite volume formulation and the interface is tracked with Volume of Fluid(VOF) method, including surface tension. Numerical results for size ratios 1 and 0.75 are reasonablely compared with Ashgriz and Poo's experimental results.

• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.284-284
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• 2006

Electrospray deposited films of poly(vinylidene fluoride) were prepared with various conditions. A model has been developed, which provides the state of the electrosprayed droplet at impact. With a combination of the experimental films and the model calculations, it can be shown that growth rate, the increase of the sprayed solution on the substrate per second, defines the film morphology in electrospray deposition. Growth rate indicates which factors play the main role in the film formation process. The most important factors are liquid flow, surface tension and shear rate. The model can calculate the shear rate and it is shown that PVDF, and most likely polymers in general, has a large range of growth rates, where the morphology only depends on the shear rate of the depositing droplet. This method can also be used to describe electrospray deposition of other compounds.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권4호
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• pp.107-112
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• 2016

본 논문에서는 나노임프린트 리소그래피 기술을 이용하여 다양한 발수 표면을 제작하였으며, 발수기능의 안정성을 향상시키기 위해 액적의 충돌 거동에 대하여 평탄한 단위면적에 대한 구조물의 면적비인 표면 변수의 영향에 대한 연구를 수행하였다. 액적의 충돌 거동을 연구하기 위해 액적 충돌 시험을 통하여 충돌한 액적이 되튐에서 분산으로 천이 되는 임계높이를 측정하였다. 높은 표면 변수에서는 낮은 임계높이가 관찰되었으나, 낮은 표면변수에서는 임계높이가 증가하는 경향을 관찰하였다. 그러나, 표면변수가 더욱 감소할 경우 임계높이가 다시 감소하는 경향을 보였다. 관찰된 결과는 높은 임계높이를 위해서는 최적의 표면 형상 설계가 요구됨을 제시하고 있다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제5권4호
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• pp.221-238
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• 2004

Wall interactions of direct injection spray were investigated using laser-sheet imaging, shadowgraphy, wetted footprint and phase Doppler interferometry techniques. A narrow-cone high-pressure swirl injector is used to inject iso-octane fuel onto a plate, which has three different impact angles inside a pressurized chamber. Heated air and plate conditions were compared with unheated cases. Injection interval was also varied in the heated case to compare dry- and wet- wall impingement behaviors. High-speed macroscopic Mie-scattering images showed that presence of wall and air temperature has only minor effect on the bulk spray structure and penetration speed for the narrow-cone injector tested. The overall bulk motions of the spray plume and its spatial position at a given time are basically unaffected until a few millimeters before impacting the wall. The surface properties of the impact surface, such as the temperature, the presence of a preexisting liquid film also have a small effect on the amount of wetting or the wetted footprint; however, they have strong influence on what occurs just after impact or after a film is formed. The shadowgraph in particular shows that the plate temperature has a significant effect on vapor phase propagation. Generally, 10-20% faster horizontal vapor phase propagation is observed along the wall at elevated temperature condition. For impingement onto a preexisting film, more splash and evaporation were also observed. Contrary to some preconceptions, there is no significant splashing and droplet rebounding from surfaces that are interposed in the path of the DI gasoline spray, especially for the oblique impact angle cases. There also appears to be a dense spray front consists of large sac spray droplets in the oblique impact angle cases. The bulk of the spray is not impacted on the surface, but rather is deflected by it The microscopic details as depicted by phase Doppler measurements show that the outcome of the droplet impaction events can be significantly influenced. Only droplets at the spray front have high enough Weber numbers for wall impact to wet, splash or rebound. Using the sign of vertical velocity, the time-resolved downward droplets and upward droplets are compared. The Weber number of upward moving droplets, which seldom exceeds unity, also decreases as the impact angle decreases, as the droplets tend to impact less and move along the wall in the deflected spray plume.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권3호
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• pp.342-347
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• 2011

본 연구에서는 폴리프로필렌(PP)과 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO)를 생분해성 고분자인 폴리카프로락톤(PCL)과 각각 블렌드할 경우 상용화제의 효과에 대하여 연구하였다. 본 연구에 사용한 TPO는 PP(80 wt%), EPDM(15 wt%) 그리고 Talc(5 wt%) 로 구성된 혼합체이며, 상용화제로는 maleic anhydride grafted polypropylene(PP-g-MAH)와 maleic anhydride grafted styrene-(ethylene-co-butene)-styrene copolymer(SEBS-g-MAH)를 사용하였다. PP/PCL 그리고 TPO/PCL 각각의 블렌드에서, PP-g-MAH 를 상용화제로 첨가한 경우 인장강도가 향상되는 것을 알 수 있었으며, 충격강도의 경우에는 rubber 를 포함하고 있는 SEBS-g-MAH를 상용화제로 사용하였을 때 향상되는 것을 알 수 있었다. PP/PCL 블렌드에 PP-g-MAH 상용화제를 첨가한 결과 PCL의 droplet 크기가 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 유변물성 측정결과 상용화제 첨가에 따라 각각 블렌드에서 복합점도 변화가 작음을 알 수 있었는데 이것은 상용화제가 블렌드의 상용성 변화에 미치는 영향이 작아 용융점도에 미치는 영향이 미미하기 때문으로 사료된다. 요약하면, 블렌드의 기계적 물성, 모폴로지 및 유변학적 물성 측정 결과 PP/PCL과 TPO/PCL 각각의 블렌드에서 PP-g-MAH 상용화제는 PCL droplet 크기를 감소시켜 인장강도를 향상시키는 역할을 하였으며, SEBS-g-MAH 는 충격강도를 향상시키는 보강제로서의 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권8호
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• pp.47-53
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• 2006

The purpose of this study was to investigate the significant characteristics in spray of industrial etch-nozzle for the design of process. The experiment was carried out with different spray pressure and industrial nozzle in wet etch. The characteristics of liquid spray, such as axial velocity and sauter mean diameter measurements were obtained by PDA. And impact force was calculated from spray characteristics. It was found that the fluid with higher spray pressure resulted in the smaller SMD and the higher droplet velocity and impact force. The depth of etch was increased in case of high spray pressure. In the case of injection angle oscillated between $20^{\circ}$, the result indicated constant effect of etch. The correlation between the spray characteristics and etch ones were analyzed. The depth of etch had good positive correlation with axial velocity and impact force. The result clearly shows that the characteristics in wet etch are strongly related to the spray characteristics with process.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1097-1103
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• 2011

액적충돌침식은 증기나 공기에 포함된 액적이 금속 소재에 고속으로 충돌할 때 모재가 손상되는 현상이다. 액적충돌침식 손상은 증기터빈이나 빗방울과 부딪치는 항공기에서 주로 발생되어 왔으나 최근에는 원전 배관에서도 발생하고 있다. 원전 배관 중에서도 특히 높은 압력강하가 발생하고 2상 증기가 흐르는 배관에서 주로 발생한다. 실제 2011년 초반 국내 한 원전에서는 2상 증기가 흐르는 배관에서 액적충돌침식 손상으로 인한 누설이 발생한 바 있다. 본 논문에서는 액적충돌침식 손상이 발생한 배관에 대하여 손상을 억제할 수 있는 설계변경 방안에 관한 연구를 수행하였다. 설계변경은 유체 유동측면에서 분석하였으며, 상용 수치해석 코드인 FLUENT를 이용하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.633-638
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• 2012

최대 액막 직경은 액적이 표면에 충돌한 이후에 최대로 퍼질 수 있는 정도를 의미하며, 분무기술과 관련된 다양한 응용분야에서 분무성능을 결정하는 중요한 인자 중의 하나이다. 본 연구에서는 고체표면에 충돌하는 뉴턴 액적에 대한 기존의 최대 액막 직경 모델들을 $4{\leq}Re{\leq}11700$, $23{\leq}We{\leq}786$, $37.9^{\circ}{\leq}{\theta}_s{\leq}107.1^{\circ}$ 범위에 해당하는 본 연구의 실험결과와 비교하여 검토하였다. 실험결과, 유체의 점도 및 충돌속도에 비하여 표면 젖음성이 최대 액막 직경에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 한편, 기존의 모델 중에서 Roisman (2009) 모델은 최대 액막 직경에 대한 실험데이터의 80%를 ${\pm}5%$ 이내로 예측함으로써 가장 우수한 예측성능을 보였다.