• 제목/요약/키워드: Dynamic viscosity

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Development of a Time-Domain Simulation Tool for Offshore Wind Farms

  • Kim, Hyungyu;Kim, Kwansoo;Paek, Insu;Yoo, Neungsoo
    • Journal of Power Electronics
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    • 제15권4호
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    • pp.1047-1053
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    • 2015
  • A time-domain simulation tool to predict the dynamic power output of wind turbines in an offshore wind farm was developed in this study. A wind turbine model consisting of first or second order transfer functions of various wind turbine elements was combined with the Ainslie's eddy viscosity wake model to construct the simulation tool. The wind turbine model also includes an aerodynamic model that is a look up table of power and thrust coefficients with respect to the tip speed ratio and pitch angle of the wind turbine obtained by a commercial multi-body dynamics simulation tool. The wake model includes algorithms of superposition of multiple wakes and propagation based on Taylor's frozen turbulence assumption. Torque and pitch control algorithms were implemented in the simulation tool to perform max-Cp and power regulation control of the wind turbines. The simulation tool calculates wind speeds in the two-dimensional domain of the wind farm at the hub height of the wind turbines and yields power outputs from individual wind turbines. The NREL 5MW reference wind turbine was targeted as a wind turbine to obtain parameters for the simulation. To validate the simulation tool, a Danish offshore wind farm with 80 wind turbines was modelled and used to predict the power from the wind farm. A comparison of the prediction with the measured values available in literature showed that the results from the simulation program were fairly close to the measured results in literature except when the wind turbines are congruent with the wind direction.

용융중합에 의한 분지형 폴리카보네이트의 유변학적 특성 연구 (A Study on the Rheological Properties of Branched Polycarbonates by Melt Polymerization)

  • 최수정;윤경화;김희승;유승윤;김연철
    • 폴리머
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    • 제35권4호
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    • pp.356-362
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    • 2011
  • 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)에 화학적 구조가 다른 두 가지의 분지제를 첨가하여 용융중합으로 분지형 폴리카보네이트(branched PC, B-PC)를 합성하였다. 분지제의 함량은 0.001~0.005 mol% 내에서 조절하였다. 합성된 PC의 화학구조는 FTIR, $^1H$ NMR파 $^{13}C$ NMR 스펙트럼을 이용하여 확인하였으며, 분자량, 유리전이온도 및 분해온도는 GPC, DSC와 TGA를 이용하여 측정하였다. Phloro type의 분지제를 가지는 B-PC의 분자량에 낮은 값을 보여주었으며, 유리전이온도는 분자량에 따라 증가하였다. 두 형태의 B-PC 모두 선형 PC와 비교하였을 때 낮은 주파수(frequency) 영역에서 복합점도(complex viscosity)가 높게 나타났고, shear thinning 현상이 크게 나타났다. Shear thinning의 정도를 표시하는 power law index(n)는 선형회귀분석에 의해 계산되었고 0.483~0.996 범위의 값을 보여주었다. Phloro 타입의 B-PC가 높은 shear thinning 경향을 보였으며 이들 B-PC의 유변학적 특성은 동적유변측정기를 이용하여 측정하였다.

난류 유동을 갖는 가스 포일 저널 베어링의 성능 예측 (Performance Predictions of Gas Foil Journal Bearings with Turbulent Flows)

  • 문진혁;김태호
    • Tribology and Lubricants
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    • 제35권3호
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    • pp.190-198
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    • 2019
  • Gas foil bearings (GFBs) enable small- to medium-sized turbomachinery to operate at ultra-high speeds in a compact design by using ambient air or process gas as a lubricant. When using air or process gas, which have lower viscosity than lubricant oil, the turbomachinery has the advantage of reduced power loss from bearing friction drag. However, GFBs may have high Reynolds number, which causes turbulent flows due to process gas with low viscosity and high density. This paper analyzes gas foil journal bearings (GFJBs) with high Reynolds numbers and studies the effects of turbulent flows on the static and dynamic performance of bearings. For comparison purposes, air and R-134a gas lubricants are applied to the GFJBs. For the air lubricant, turbulence is dominant only at rotor speeds higher than 200 krpm. At those speeds, the journal eccentricity decreases, but the film thickness, power loss, and direct stiffness and damping coefficients increase. On the other hand, the R-134a gas lubricant, which that has much higher density than air, causes dominant turbulence at rotor speeds greater than 10 krpm. The turbulent flow model predicts decreased journal eccentricity but increased film thickness and power loss when compared with the lamina flow model predictions. The vertical direct stiffness and damping coefficients are lower at speeds below 100 krpm, but higher beyond that speeds for the turbulent model. The present results indicate that turbulent flow effects should be considered for accurate performance predictions of GFJBs with high Reynolds number.

The development of a new type of functional fresh apple juice using prebiotic fibers, ginger extract, and cardamom essential oil: Antioxidant capacity and chemical analysis

  • Hamed Hassanzadeh;Mohammadyar Hosseini;Yaseen Galali;Babak Ghanbarzadeh
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.743-757
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    • 2023
  • The formulation of a novel functional fresh apple juice enriched with dietary prebiotic fiber (inulin or polydextrose), ginger extract (GE), and cardamom essential oil (CEO) was carried out based on a combined D-optimal design. In the first stage, sensory evaluation was performed to screen and select the optimum sample for further experiments. The sensory evaluation showed that the sample containing inulin 0.25 g/100 g GE and 0.03 g/100 g CEO had the highest organoleptic score. In the second stage, various chemical experiments, including pH, acidity, formalin index, total phenol, flavonoids, antioxidant capacity, and vitamin C content, were evaluated on the selected enriched apple juices. The addition of GE and CEO caused changes in nutritional characteristics, including antioxidant capacity, total phenol, flavonoids, vitamin C, and IC50, from 35 g/100 g, 350 mg GAE/g, 17 mg/L, 370 mg/kg, and 1,800 mg/kg to 45 g/100 g, 460 mg GAE/g, 21 mg/L, 420 mg/kg, and 1,200 mg/kg respectively. The steady shear flow and dynamic oscillatory shear rheological tests were also performed on the screened samples, and results showed that the addition of dietary fiber in apple juices increased the apparent viscosity, storage modulus, loss modulus, and complex viscosity. In general, adding plant extracts and processed essential oil to apple juice increased the nutritional-nutraceutical value and sensory attributes of apple juice.

쌀의 식미 관련 이화학 성분의 품종 및 작기간 변이와 상관 관계 (Varietal and Culture-Seasonal Variation in Physicochemical Properties of Rice Grain and Their Interrelationships)

  • 오용비
    • 한국작물학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.72-84
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    • 1993
  • 우리나라 주요 벼 장려품종들의 식미관련 이화학적 특성의 품종 및 작기간변이와 이들 특성간 상관관계를 밝히고자 1991년 작물시험장 벼 품종전시포에서 보통식 및 만직재배로 생산된 23품종 및 보통식 4개 품종과 일본에서 생산된 3개 품종에 대한 아밀로스함량 및 단백질함량을 위시하여 미식미계 검정치, 취반특성, 밥의 물성, 미분의 Viscogram 특성등을 검정한 결과를 분석 검토하였던 바 그 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 보통식에 비해 만직에서 아밀로스함량, 식미계의 맛치, 취반용출액 요-드 정색도 및 취반용출액 요-드 정색도 / 용출고형물량 비등은 유의하게 증가한 반면, 식미계의 점성치, Mg/KㆍN 치, 가열흡수률, 손실정접과 setback을 제외한 viscogram 특성치 등은 현저하게 감소하는 경향이였고 대부분의 특성에서 만식의 경우 보통식에 비해 품종간변이가 좁아지는 경향이었다. 2. 작기간 변이는 거의 무시할 정도로 작으면서 주로 품종간변이에 의해 좌우되었던 특성은 단백질함량, 밥 용적팽창률, 미분의 set back 치와 Rheolograh-Micro에 의해 측정된 모든 밥의 물리적 특성치였다. 특히 작기간변이가 컸던 특성은 아미노스함량, 식미계점성치, 가열흡수률, 취반용출액 요-드 정색도/용출고형물량 비 최고 및 최저 점도, breakdown치 등이었으며 품종$\times$작기간 교호작기용변이가 컸던 특성은 식미계의 맛치, 가열흡수률, 용출고형물량, 최종점도 및 setback치 등이었다. 3. 아밀로스함량은 조생종이 중생 내지 중만생종에 배해 낮은 편이었고 품종에 따라서 만식에 따른 함량변이정도가 달랐다. 취반용출액 요-드 정색도 / 용출고형물질 비는 일반적으로 조생종들이 작기에 따른 변화정도가 작았다. 4. 아미로스함량은 취반용출액 요-드 정색도 및 이와 용출고형물질간비와 식미계점성치는 Mg/KㆍN 치 및 맛치와 두 작기에서 모두 밀접한 상관성을 나타내었다. 또한 식미계점성치는 보통식에서 취반특성들과는 부, 손실정접과는 유의한 정상관을 나타내었으나 만식에서는 이러한 경향을 찾아 볼수 없었다. 5. 어느 작기산이든간에 취반용출액의 요-드 정색도가 높은 품종일수록 용출고형물량도 많아지는데 취반액요-드 정색도와 손실정접, 최고비도 및 breakdown치간의 필요한 상관성은 보통식에서만 유의성이 인정 되었다. 또한 취반액요-드 정색도 / 용출고형물량 비는 보통직에서 최고비도, breakdown 및 breakdown / setback치와, 만식에서 손실정접 및 동적빙성율과 고도의 부의 상관을 보였다. viscogram특성 상호간에는 두 작기에서 모두 서로 밀접한 상관성을 보였다. 6. 식미와 관련성이 높다는 이화학적 특성을 중심으로 집약분석법에 의해 공시품종들을 두 개 군으로 대별해 볼수 있었는데 한ㆍ일 양국의 양식미품종들이 서로 다른 군에 속했다.

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그래핀 옥사이드(GO)의 환원정도가 PC-GO 화학반응 및 물성에 미치는 영향 (Effects of the Degree of GO Reduction on PC-GO Chemical Reactions and Physical Properties)

  • 박주영;신진환;김연철
    • 공업화학
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    • 제26권1호
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    • pp.53-58
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    • 2015
  • 3 phr의 그래핀 옥사이드(GO)를 포함하는 폴리카보네이트(PC)/GO를 클로로포름에서 용액 혼합하여 응고물 침전한 후 240, 260, $280^{\circ}C$의 이축압출기를 이용하여 PC/GO 복합체를 제조하였다. DSC와 TGA 측정결과 PC/GO 복합체의 유리전이 온도($T_g$)의 변화는 거의 없었고, 분해거동을 통해 확인한 열안정성의 경우 $260^{\circ}C$ 압출시편이 우수하게 나타났다. 동적기계적분석(DMA)을 이용한 저장탄성률 측정결과 PC 대비 PC/GO 복합체의 값이 크게 나타났으며 압출온도별로는 큰 차이가 없는 것을 확인하였다. 이들 결과로부터 환원시간에 따른 PC/RGO 복합체의 압출온도를 $260^{\circ}C$로 고정하였다. GO의 환원시간에 따른 PC/RGO 복합체의 화학반응 정도는 $3000cm^{-1}$ 부근에서 나타나는 C-H 신축진동피크를 통해 확인하였고, 환원시간이 1 h일 때의 GO와 유사한 화학반응 정도를 나타내었다. GO의 환원시간에 따른 PC/GO 복합체의 복소점도(complex viscosity)가 감소하는 것을 확인하였으며, 이는 PC-GO 사이의 화학반응에 의한 분산성에 기인한 것으로 주사전자현미경(SEM)을 통해 확인하였다.

고유동 자기충전 콘크리트의 압축 강도수준별 배합특성 (Properties of Mixing Proportions with Compressive Strength Level of High Flowing Self-Compacting Concrete)

  • 최연왕;정재권;정우용
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권2A호
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    • pp.163-169
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    • 2009
  • 본 연구에서는 3수준의 강도 변화에 따른 고유동 자기충전 콘크리트를 제조하여 콘크리트의 유변학적 특성 및 역학적 특성 평가하기 위하여 석회석 미분말, 플라이애시 및 고로슬래그를 2성분계 및 3성분계 배합으로 제조된 콘크리트의 유동 및 강도 실험을 실시하였다. 실험 결과 30 MPa급의 고유동 자기충전 콘크리트는 품질확보, 강도 및 점성 조절용으로 석회석 미분말 20% 및 플라이애시 30% 배합이 요구성능을 만족하였으며, 50 MPa급의 고유동 자기충전 콘크리트는 고로슬래그 미분말 10% 및 플라이애시 20%를 사용한 배합이 소요의 유동 및 강도 특성을 만족하였다. 또한 분체량이 많은 70 MPa급의 경우 유동성 향상 및 점성 감소용으로 고로슬래그 20% 및 플라이애시 10% 배합이 요구성능을 만족하였으며, 모든 배합에서 플라이애시의 사용이 점성확보 및 시멘트 절감효과를 위하여 사용 될 수 있을 것으로 판단된다. 이상의 실험 결과를 통하여 압축 강도수준별 고유동 자기충전 콘크리트는 2성분계 배합의 경우 보다 플라이애시를 포합한 3성분계 배합이 적합한 것으로 판단된다.

열변형으로 인한 틸팅패드 저널베어링의 예압 변화 (Thermal Deformation Induced Preload Changein the Tilting Pad Journal Bearing)

  • 서준호;황철호
    • Tribology and Lubricants
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    • 제32권1호
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    • pp.1-8
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    • 2016
  • This paper focuses on the thermal deformation induced preload change in the tilting pad journal bearing, using a three-dimensional (3D) thermo-hydro-dynamic (THD) approach. Preload is considered as a critical factor in designing the tilting pad journal bearing. The initial preload measured under nil external load and nil thermal gradient is influenced by two factors, namely, the thermal deformation and elastic deformation. Thermal deformation is due to a temperature distribution in the bearing pads, whereas the elastic deformation is due to fluid forces acting on the pads. This study focuses on the changes induced in preload and film clearance due to thermal deformation. The generalized Reynolds equation is used to evaluate the force of the fluid and the 3D energy equation is used to calculate the temperature of the lubricant. The abovementioned equations are combined by establishing a relationship between viscosity and temperature. The heat transfer within the bearing pads, the lubricant, and the spinning journal is calculated using the heat flux boundary condition. The 3D Finite Element Method (FEM) is used in modeling the (1) heat conduction in the spinning journal and bearing pads, (2) thermal gradient induced thermal distortion of the spinning journal and pads, and (3) viscous shearing, and heat conduction and convection in a thin film. This evaluation method has an increased fidelity, and it can prove to be a cost-effective tool that can be used by designers to predict the dynamic behavior of a bearing.

레벨셋 기법을 이용한 전기습윤 현상의 동적 거동에 대한 해석 및 물성 보간 방법에 대한 고찰 (ANALYSIS OF ELECTROWETTING DYNAMICS WITH LEVEL SET METHOD AND ASSESSMENT OF PROPERTY INTERPOLATION METHODS)

  • 박준권;강관형
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.551-555
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    • 2010
  • Electrowetting is a versatile tool to handle tiny droplets and forms a backbone of digital microfluidics. Numerical analysis is necessary to fully understand the dynamics of electrowetting, especially in designing electrowetting-based devices, such as liquid lenses and reflective displays. We developed a numerical method to analyze the general contact-line problems, incorporating dynamic contact angle models. The method is based on the conservative level set method to capture the interface of two fluids without loss of mass. We applied the method to the analysis of spreading process of a sessile droplet for step input voltages and oscillation of the droplet for alternating input voltages in electrowetting. The result was compared with experimental data. It is shown that contact line friction significantly affects the contact line motion and the oscillation amplitude. The pinning process of contact line was well represented by including the hysteresis effect in the contact angle models. In level set method, in the mean time, material properties are made to change smoothly across an interface of two materials with different properties by introducing an interpolation or smoothing scheme. So far, the weighted arithmetic mean (WAM) method has been exclusively adopted in level set method, without complete assessment for its validity. We viscosity, thermal conductivity, electrical conductivity, and permittivity, can be an alternative. I.e., the WHM gives more accurate results than the WAM method in certain circumstances. The interpolation scheme should be selected considering various characteristics including type of property, ratio of property of two fluids, geometry of interface, and so on.

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결맞는 X-선 산란을 이용한 박막의 표면 거동 연구 (Coherent x-ray scattering to study dynamics in thin films)

  • 김현정
    • 한국진공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.143-146
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    • 2005
  • 본 연구에서는 결맞는 x-선을 이용하여 표면의 거동 현상을 관찰할 수 있는 새로운 실험 방법인 x-선 상관 분광법(x-ray photon correlation spectroscopy)을 소개하고 이를 이용하여 측정한 고분자 박막에서의 거동 현상에 대한 결과를 보고하고자 한다. 이 방법은 파장이 짧은 x-선 영역에 동역학 광산란(dynamic light scattering) 원리를 적용하여 나노 스케일의 동역학 현상을 관찰할 수 있다. 또한 x-선 산란을 이용하므로 동역학 현상과 동시에 구조 특성을 측정할 수 있다. 본 논문에서는 글래스 전이보다 높은 온도에서, 기판에 코팅된 고분자 박막의 표면 거동현상을 온도와 파수의 함수로 측정하였다. 박막의 두께가 두꺼울 때에는 점성이 높은 액체에서와 계산된 이론에서와 같은 표면 거동 현상이 관찰되었고, 얇은 박막에서는 갇힘 현상에 의한 효과를 관찰하였다.