• 제목/요약/키워드: Effective diffusion coefficient

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해양 콘크리트 구조물의 염소이온 침투해석 (Analysis of Chloride ion Penetration of Marine Concrete Structure)

  • 한상훈;박우선;김동현
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.71-79
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    • 2003
  • 본 논문에서는 염소이온 침투해석에 사용되는 염소이온 확산계수. 염소이온 고정화 관계식, 증발가능 수량에 대한 일반 예측식들을 제시하였다. 이러한 식들을 염소이온 확산 모델링에 대입하여 그 식들의 유효성을 검토하였다. 상대습도와 양생온도의 염소이온 확산에 대한 영향은 주로 확산계수를 변화시켜 고려한다. 상대습도가 증가하면 염소이온 확산깊이는 증가하고 재령이 경과할수록 상대습도가 확산깊이에 미치는 영향은 커진다. 반면에, 양생온도가 증가하면 확산깊이가 조금 증가하지만 재령이 경과할수록 양생온도가 확산깊이에 미치는 영향은 감소한다. 한편, 염소이온의 고정화에 영향을 미치는 시멘트의 $C_3$A양이 증가하면 표면에서는 고정염소이온의 증가로 인해 전체 염소이온량이 증가하지만 깊이가 깊어질수록 확산되는 자유염소이온의 감소로 인해 전체 염소이온량이 감소한다. 물-시멘트비가 감소하면 염소이온의 확산깊이는 급격히 감소하고 염소이온의 확산을 막는 가장 효과적인 방법은 물-시멘트비를 감소시키는 것임을 알 수 있다

배치식 터널 건조기의 고추 건조 시뮬레이션 모델 연구 (Simulation Model for Drying Characteristics of Batch-type Tunnel Dryer)

  • 황규준;고학균;홍지향;김종순
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제25권2호
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    • pp.89-96
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    • 2000
  • In this study, experiments were performed for various drying air temperatures, air flow rates tray distance to analyze drying characteristics of batch type tunnel dryer. In comparison of tunnel drying with cabinet drying which is currently used in the farm, the results of drying simulation model of cabinet dryer was used and then the possibility of applying the drying simulation model of cabinet dryer to batch type tunnel dryer was investigated. The results showed that as the drying temperature increased, the drying rte and moisture difference in the direction of air flow increased and as the air flow rate increased, the drying rate increased and moisture differences decreased. In tunnel dryer, drying through bottom of the tray had large effect on drying rate and the effect was more significant when the drying temperature increased. As air flow rate increased, the difference of drying rates between tunnel and cabinet drying increased and drying rate of tunnel of drying was higher. The drying simulation model could estimate moisture content in tunnel more precisely by using modified effective moisture diffusion coefficient for air flow rate.

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Quantitative Label-free Terahertz Sensing of Transdermal Nicotine Delivered to Human Skin

  • Lee, Gyuseok;Namkung, Ho;Do, Youngwoong;Lee, Soonsung;Kang, Hyeona;Kim, Jin-Woo;Han, Haewook
    • Current Optics and Photonics
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    • 제4권4호
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    • pp.368-372
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    • 2020
  • We report the terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) of transdermal drug delivery in human skin. The time evolution of transdermal nicotine delivery in nicotine patches was assessed by detecting the transmission coefficient of sub-picosecond THz pulses and using a semi-analytic model based on the single-layer effective medium approximation. Using commercial nicotine patches (Nicoderm CQ®, 7 mg/24 h), THz transmission coefficients were measured to quantitatively analyze the cumulative amounts of nicotine released from the patches in the absence of their detailed specifications, including multilayer structures and optical properties at THz frequencies. The results agreed well with measurements by conventional in vitro and in vivo methods, using a diffusion cell with high-performance liquid chromatography and blood sampling respectively. Our study revealed the ability of the THz-TDS method to be an effective alternative to existing methods for noninvasive and label-free assessments of transdermal drug delivery, showing its high promise for biomedical, pharmaceutical, and cosmetic applications.

Development and verification of PWR core transient coupling calculation software

  • Li, Zhigang;An, Ping;Zhao, Wenbo;Liu, Wei;He, Tao;Lu, Wei;Li, Qing
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권11호
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    • pp.3653-3664
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    • 2021
  • In PWR three-dimensional transient coupling calculation software CORCA-K, the nodal Green's function method and diagonal implicit Runge Kutta method are used to solve the spatiotemporal neutron dynamic diffusion equation, and the single-phase closed channel model and one-dimensional cylindrical heat conduction transient model are used to calculate the coolant temperature and fuel temperature. The LMW, NEACRP and PWR MOX/UO2 benchmarks and FangJiaShan (FJS) nuclear power plant (NPP) transient control rod move cases are used to verify the CORCA-K. The effects of burnup, fuel effective temperature and ejection rate on the control rod ejection process of PWR are analyzed. The conclusions are as follows: (1) core relative power and fuel Doppler temperature are in good agreement with the results of benchmark and ADPRES, and the deviation between with the reference results is within 3.0% in LMW and NEACRP benchmarks; 2) the variation trend of FJS NPP core transient parameters is consistent with the results of SMART and ADPRES. And the core relative power is in better agreement with the SMART when weighting coefficient is 0.7. Compared with SMART, the maximum deviation is -5.08% in the rod ejection condition and while -5.09% in the control rod complex movement condition.

반응표면법과 ANOVA 기반의 수소 누출에 대한 유효인자 분석 (Analyzing Effective Factors on Hydrogen Release Based on Response Surface Method and Analysis of Variance)

  • 이준서;오세현;안승효;김은희;마병철
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.712-721
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    • 2023
  • While hydrogen is widely used, it has a low minimum ignition energy, raising safety concerns when using it. This research studied which parameters are the key variables in the hydrogen release and diffusion. These parameters were divided into six process variables in the initial release and two environmental variables in the dispersion. One hundred and twenty cases were selected through design of experiment, and the end-point in each case were analyzed using PHAST. Afterwards, an end-point prediction model was developed using RSM and ANOVA, and the impact of each variable on the endpoint was analyzed. As a result, the influence of eight variables was graded. The nozzle diameter had the greatest influence on the end-point, while the pipe roughness coefficient had no effect on the end-point. It is expected that these results will be used as basic data to improve safety across all fields of hydrogen handling facilities.

1년 양생 조건의 Fly Ash를 혼입한 고성능 콘크리트의 시간의존적 염해저항성 평가 (Evaluation of Time-Dependent Chloride Resistance in HPC Containing Fly Ash Cured for 1 Year)

  • 윤용식;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.52-59
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    • 2018
  • 철근콘크리트 구조물의 대표적인 열화현상인 염해를 억제하고자 여러 가지 연구가 진행되었는데, 그 중에서 혼화재료를 콘크리트에 혼입하여 사용하는 방법이 대표적으로 알려져 있다. 본 연구에서는 대표적인 콘크리트 혼화재료인 플라이애시를 혼입한 콘크리트와 OPC 콘크리트에 대하여 3가지 수준의 물-결합재비(37%, 42%, 47%)를 고려해 내구성능 평가를 실시하였다. 각 목표 재령일에서 Tang's method에 준하여 촉진 염화물 확산계수 측정 실험을, ASTM C 1202에 준하여 통과전하량 측정 실험을, KS F 2405에 준하여 압축강도 실험을 실시하였다. 또한, 기존의 연구결과인 재령 28일의 실험결과를 참고하여 확산계수에 대한 시간의존성지수(m)를 도출하여 고찰하였으며, 장기재령의 압축강도와 시간의존성지수 간의 상관관계를 평가하였다. 재령 49일부터 플라이애시 혼입 콘크리트에서 OPC 콘크리트 대비 개선된 염해저항성능을 나타내었으며 이는 포졸란 반응에 의해 생성된 불용성의 수화물이 원인으로 사료된다. 플라이애시 혼입 콘크리트에서 OPC 콘크리트 대비 약 1.5배 높은 시간의존성지수를 나타내었으며, 압축강도와의 상관관계 평가 결과, OPC 콘크리트는 압축강도가 증가할수록 선형적으로 시간의존성지수가 증가하는 경향을, 플라이애시 콘크리트는 압축강도가 증가할수록 선형적으로 시간의존성지수가 약간 감소하는 경향을 나타냈다.

순위 차 확산 필터를 이용한 스페클 잡음 제거 (Speckle Noise Removal by Rank-ordered Differences Diffusion Filter)

  • 예철수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.21-30
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    • 2009
  • 본 논문의 목적은 원격 탐사 영상에서 잡음을 제거하기 위해 중심 화소와 통계적으로 유사한 이웃화소들을 선택하늘 방법을 제시하고 이 결과를 평균 곡률 확산과 결합하는 방법을 제시하는데 있다. 균일한 밝기값 영역에 속하는 화소들을 검출하기 위해 이웃 화소들을 순차적으로 선택할 때 그 선택하는 순서에 따라 선택된 영역의 통계적 특성이 달라지므로 이웃 화소의 선택 순서는 매우 중요하다. 본 논문에서는 통계적으로 유사한 특성을 가지는 이웃 화소를 선택하기 위해서 중심 화소와 이웃 화소의 밝기값 차를 계산하고 이를 크기 순으로 정렬하여 얻어지는 순위 차 벡터(rank-ordered differences vector)를 이용하는 효과적인 방법을 제안한다. 순위 차 벡터의 항들을 영역 확장 방법을 이용하여 균일 순위 차 벡터(homogeneous rank-ordered differences vector)와 이상점 순위 차 벡터 (outlier rank-ordered differences vector)로 분할한다. 균일 순위 차 벡터의 항에 속하는 이웃 화소에 대해서만 중심 화소의 밝기값 갱신에 기여하도록 확산 계수를 선택적으로 할당하는 라인 프로세스를 평균 곡률 확산에 결합한다. 제안한 방법은 모든 이웃 화소를 이용하여 중심 화소의 밝기값을 갱신하는 기존의 잡음 제거 필터에 비해 잡음 제거 효과가 뛰어남을 항공 영상 및 TerraSAR-X 위성 영상을 이용한 실험을 통해 확인하였다.

탄산화에 노출된 GGBFS 콘크리트의 콜드 조인트 및 하중 재하를 고려한 확률론적 내구수명 해석 (Probabilistic Service Life Analysis of GGBFS Concrete Exposed to Carbonation Cold Joint and Loading Conditions)

  • 김태훈;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.39-46
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    • 2020
  • 탄산화는 콘크리트 내부로 이산화탄소가 확산되어 매립 철근에 부식을 유발함으로서 콘크리트 구조물의 구조적, 재료적 성능을 저하시키는 열화 현상이다. 결정론적인 방법을 통한 내구수명 평가는 일반적이지만, 하중 및 콜드 조인트 효과를 고려한 확률론적 내구수명 평가에 대한 연구는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 확률 변수를 피복 두께, 이산화탄소 확산계수, 외부 이산화탄소 농도, 내부 수화물 반응량으로 정의하고 취약부와 하중 조건을 고려한 확률론적 내구수명 도출을 MCS (Monte Carlo Simulation) 기법을 통해서 진행하였다. 각 확률 변수의 평균을 1.0 ~ 3.0배로 변화시키고, 변동계수를 0.1 ~ 0.2까지 변화시키면서 내구수명을 평가하였다. 분석한 결과 피복 두께에서 47.7%의 내구수명 감소율을, 이산화탄소 확산계수에서 11.4%의 내구수명 감소율을 나타내었다. 파괴 하중에 30% 및 60%의 압축 및 인장 하중을 고려한 결과, 콜드 조인트가 고려된 경우 GGBFS 콘크리트가 OPC 콘크리트보다 탄산화에 대한 높은 저항성을 보였으며, 인장 영역에서는 사용 재료에 상관없이 선형적으로 내구수명 감소가 평가되었다. 또한 압축 하중 60% 조건에는 미세 균열의 진전으로 인해, 모든 조건에서 빠르게 내구수명이 감소하였다.

Modeling for Drying of Thin Layer of Native Cassava Starch in Tray Dryer

  • Aviara, Ndubisi A.;Igbeka, Joseph C.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제41권4호
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    • pp.342-356
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    • 2016
  • Purpose: The drying of a thin layer of native cassava starch in a tray dryer was modeled to establish an equation for predicting the drying behavior under given conditions. Methods: Drying tests were performed using samples of native cassava starch over a temperature range of $40-60^{\circ}C$. We investigated the variation in the drying time, dynamic equilibrium moisture content, drying rate period, critical moisture content, and effective diffusivity of the starch with temperature. The starch diffusion coefficient and drying activation energy were determined. A modification of the model developed by Hii et al. was devised and tested alongside fourteen other models. Results: For starch with an initial moisture content of 82% (db), the drying time and dynamic equilibrium moisture content decreased as the temperature increased. The constant drying rate phase preceded the falling rate phase between $40-55^{\circ}C$. Drying at $60^{\circ}C$ occurred only in the falling rate phase. The critical moisture content was observed in the $40-55^{\circ}C$ range and increased with the temperature. The effective diffusivity of the starch increased as the drying temperature increased from 40 to $60^{\circ}C$. The modified Hii et al. model produced randomized residual plots, the highest $R^2$, and the lowest standard error of estimates. Conclusions: Drying time decreased linearly with an increase in the temperature, while the decrease in the moisture content was linear between $40-55^{\circ}C$. The constant drying rate phase occurred without any period of induction over a temperature range of $40-55^{\circ}C$ prior to the falling rate period, while drying at $60^{\circ}C$ took place only in the falling rate phase. The effective diffusivity had an Arrhenius relationship with the temperature. The modified Hii et al. model proved to be optimum for predicting the drying behavior of the starch in the tray dryer.

콜드조인트 및 재하 응력을 고려한 탄산화에 노출된 OPC 콘크리트의 확률론적 내구수명평가 (Probabilistic Service Life Evaluation for OPC Concrete under Carbonation Considering Cold Joint and Induced Stress Level)

  • 권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.45-52
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    • 2019
  • 이산화탄소 농도가 높은 도심지의 경우 탄산화로 인한 철근부식이 발생하기 쉬우며 이는 콘크리트 구조물의 내구수명을 감소시킨다. 콘크리트 구조물의 경우 다양한 구속조건을 가지며 항상 외부의 재하하중을 받고 있다. 도입된 응력수준은 이산화탄소와 같은 유해인자의 확산을 변화시키며 탄산화 깊이의 변동성을 야기한다. 본 연구에서는 응력재하수준에 따른 탄산화 변동성을 정량화하였으며, 이를 이용하여 탄산화 예측식을 도출하였다. 내구성 설계인자인 피복두께, 이산화탄소 확산계수, 탄산화 반응 수화물, 그리고 외부 이산화탄소 농도를 확률변수로 정의하였으며, MCS을 통하여 영향인자의 변동성에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 응력수준에 따라 변화하는 내구수명을 도출하였으며, 이를 결정론적인 방법의 결과와 비교하였다. 피복두께 및 내부 수화물 생성이 내구수명 변동성에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 응력수준을 고려한 내구수명평가는 유지관리 우선순위 설정에 합리적으로 적용할 수 있다.