• 제목/요약/키워드: Kinetic 모델

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저합금강의 용접 열영향부 미세조직 및 재직 예측 (Prediction model for the microstructure and properties in weld heat affected zone of low alloyed steel)

  • 이창희
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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    • pp.1-10
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    • 2010
  • 강재의 구조화에 필수적인 용접 공정 후의 저합금강 용접 열영향부 미세조직 및 재질 예측을 위해 가열 중 상변태 거동에 미치는 초기 결정립 크기의 영향, 석출물-free 오스테나이트 결정립 성장 예측 모델, 임계 석출물 크기의 영향을 고려한 용접 열영향부 석출물 조대화 예측 모델, 석출물의 Kinetics을 고려한 결정립 성장 모델, 초기 오스테나이트 결정립크기 및 냉각 속도의 영향을 고려한 용접 열영향부 상변태 모델, 용접 열영향부 경도 예측 모델 등에 대해 연구를 수행하였다. 이를 통해 작성된 최종 모델은 실 용접부와의 비교를 통해 신뢰성을 확인하였으며, 저합금강 용접 열영향부의 미세조직과 경도값을 잘 예측하는 것으로 판단된다. 따라서 본 연구를 통해 작성된 모델을 통하여 용접 열영향부에서의 용접부 품질을 확인하기 위한 시간적, 경제적 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

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니켈기반 촉매를 사용한 메탄가스-수증기 개질반응의 모사 (Kinetic Model of Steam-Methane Reforming Reactions over Ni-Based Catalyst)

  • 이홍진;김우현;이규복;윤왕래
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권6호
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    • pp.914-920
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    • 2018
  • 본 연구에서는 상용 니켈-알루미나 촉매를 이용한 메탄가스-수증기 개질반응에서의 고유반응속도 상수를 결정하였다. 반응메커니즘을 반영하기 위해 Langmuir-Hinshelwood chemisorption 이론에 기반한 반응속도식을 사용하였고 반응온도($630{\sim}750^{\circ}C$) 및 반응물의 분압(S/C ratio = 2.7~3.5)을 실험변수로 설정하였다. 실험을 통해 얻어진 데이터를 기반으로 효율적인 최적화 알고리즘을 이용하여 최적 고유반응속도상수들을 결정하였다. 최종적으로 제안된 이 수학적 반응 모델은 촉매반응기의 설계 및 운전조건 최적화에 활용 가능하다.

구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 고유 키네틱 데이터를 이용한 메탄올 수증기 개질반응의 고정층 반응기 CFD 시뮬레이션 (FBR CFD Simulation of Steam Methanol Reforming Reaction using Intrinsic Kinetic Data of Copper-impregnated Hydrotalcite Catalyst)

  • 이재혁;신동일;안호근
    • 한국가스학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.78-85
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    • 2023
  • 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 고유 키네틱 데이터를 이용하여 메탄올 수증기 개질 반응의 고정층 반응기 Computational Fluid Dynamics(CFD) 시뮬레이션을 수행하였다. 이전 연구결과로부터 얻어진 20wt%의 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 활성화 에너지는 97.4 kJ/mol, 전 지수 인자는 5.904 × 1010를 이용하였다. 그리고 고유의 키네틱 데이터를 사용하여 반응온도 (200-450 ℃) 및 메탄올과 물의 몰비 변화에 따른 전환율을 관찰하였다. 또한 위의 키네틱 상수를 power law 모델을 사용하여 Axial 2D Symmetry 시뮬레이션을 통해 상용반응기(I.D. 0.05 - 0.1 m, Length 1 m)의 열 및 물질유동해석을 예측하였다.

동역학적 흡착 관계식을 이용한 다공 매질에서의 유동세균에 의한 유기성 오염물의 가속이송 예측 모델 (Modeling Bacteria Facilitated Contaminant Transport in Porous Media with Kinetic Adsorption Relationships)

  • 김승현
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.22-29
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    • 1995
  • 유동 세균 입자는 지체계수를 감소시키므로써 지하수에서 소수성 오염물의 이동을 촉진시킨다. 그 크기와 표면의 적당한 물리화학적 조건으로 인하여 세균은 효율적인 오염물의 운반자가 될 수 있다. 이러한 운반자가 있을 때, 그 계는 액상, 입상, 그리고 고상의 3 상으로 해석되어야한다. 오염물은 각 상에 모두, 혹은 그 중의 일부에 존재할 수 도 있다. 본 연구에서는 세균이 있는 경우, 생화학적으로 분해 가능한 유기성 오염물의 다공매질에서의 거동을 물질수지에 기초하여 수학적 모델로 묘사한다. 세균의 액상과 고상사이의 물질 전이 및 오염물의 액상과 입상사이의 물질 전이는 동역학적 관계식으로 나타냈다. 모델 결과를 일반화하기 위하여 무차원화를 수행했고, 그 해를 구하여 세균에 의한 오염물의 가속이송 효과를 알 수 있었다. 모델 결과는 문헌상의 실험결과와 비교되었다. 모델 결과로부터 오염물은 그 계의 Damkohler I 수가 10 이상일 경우 국지 평형 가정을 할 수 있었으며, 세균의 성장율과 주입 농도 등이 오염물의 청소에 아주 중요한 요소임을 알 수 있었다.

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확산속도에 따라 한계경화도를 갖는 에폭시/탄소섬유 복합재료의 경화반응 속도 연구 (Diffusion-controlled Cure Kinetics of High Performance Epoxy/Carbon Fiber Composite Systems)

  • 박인경;금성우;이두성;김영준;남재도
    • 폴리머
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    • 제24권1호
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    • pp.105-112
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    • 2000
  • 본 연구에서는 항공기 구조용 재료로 쓰이는 탄소섬유/에폭시 복합재료 프리프레그(DMS 2224)를 모델시스템으로 하여 등온환경과 등속도 가열환경에서 경화반응 속도를 연구하였다. 이 복합재료의 공정온도에서의 가공공정을 묘사할 수 있는 현상학적인 반응속도 모델을 differential scanning calorimetry (DSC)와 이론을 통하여 제안하였다. 등온환경에서의 실험으로부터 반응특성곡선을 관찰한 결과 경화반응이 1차 반응함수임을 확인하였고, 활성화 에너지는 78.43 kJ/mo1을 얻었다. 이 프리프레그는 경화온도에 따라 한계경화도를 보여주어 유리화가 존재함을 확인하였고 이를 1차 반응속도 모델에 적용시킨 결과, 유리화 이후의 확산우세현상을 포함한 반응속도 모델을 제안하였다. 제안된 모델식을 이용하여 등온/등속도 가열환경을 포함한 실제 경화공정을 성공적으로 표현할 수 있었다.

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농업용 포크리프트의 구동력 및 운동저항 예측을 위한 모델링 기법 개발 (Development of Modeling Technique for Prediction of Driving Force and Kinetic Resistance of Agricultural Forklift)

  • 조재현;김준태;정진형;장영윤;박원엽;이상식
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.299-305
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    • 2019
  • 본 연구는 고령화와 젊은층의 이탈로 인한 농경사회에서 고령 및 여성 인력의 애로사항을 해결해주기 위해 시작되었다. 기존에 나와있는 농업용 고소리프트의 경우 전문 자격증 및 조작의 어려움과 평지가 아닌 불균형적인 도로 혹은 작업환경에 노출된 위험성과 여성들도 쉽고 효율적으로 생산적 농업을 할 수 있도록 하기 위하여 선행연구를 바탕으로 진행하였다. 먼저 농업용 포크리프트의 목적인 물체를 이용한 견인 성능 예측 모델을 통하여 시뮬레이션을 진행하고, 견인 성능 모델 수식을 이용하여 실험이 진행되고 있는 경남 김해시의 토양(점착력 34.125kPa, 내부마찰각 35.294deg, 외부마찰각 13.620deg, 부착력 5.750kPa, 평균 원추지수 0-15cm cl, 1001.8kPa)에 맞추었다. 시뮬레이션용 포크리프트의 경우 농업용 전동식 포크리프트의 구동력 및 운동저항 예측 모델링을 수식화하고 이를 바탕으로 모터 제어 드라이브는 AC모터 전용 드라이브인 1232E 모델을 적용, 프로그래밍을 통해 두 개의 드라이버를 각각 마스터와 슬레이브로 구분지어 구동할 수 있도록 하였고 메인 PCB에는 모터구동, 유압구동, 각종 출력을 제어할 수 있도록 시뮬레이션용 모델을 제작하였다. 제작된 시뮬레이션용 모델은 현재 지속적인 시뮬레이션과 수정 및 보완을 진행하고 있으며, 추후 본 연구를 바탕으로 보다 안전하고 효율성이 뛰어난 농업용 전동식 포크리프트의 개발을 위하여 연구를 지속할 예정이다.

사장교 케이블의 실시간 손상평가를 위한 센서 배치의 최적화 (Optimization of Sensor Location for Real-Time Damage assessment of Cable in the cable-Stayed Bridge)

  • 방건혁;허광희;이재훈;이유재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.172-181
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    • 2023
  • 본 연구에서는 케이블의 손상에 대한 사장교의 실시간 손상평가를 진행하였다. 사장교의 실시간 손상평가를 위한 센서는 가속도 센서를 사용하였으며, KEOT(Kinetic Energy Optimization Techniques)를 이용하여 센서의 위치와 수량에 대한 최적의 조건을 선정했다. KEOT는 구조물이 외력에 의해서 진동할 때, 최대변형에너지의 값을 계측하여 최적 계측 위치와 센서의 수량을 결정한다. 본 연구에서의 손상 조건은 케이블의 파단으로 제한하였으며 사장교를 4개의 구간으로 나누어 구간별 케이블 손상을 주었다. 사장교 케이블의 실시간 손상평가 방법은 FE 구조해석을 통하여 실제 모델과 유사한 가상의 모델을 만들었다. 생성된 가상 모델과 모형 구조물에 랜덤 가진파를 가한 이후 모형 구조물의 케이블 손상을 주었다. 가상 모델에서 출력되는 응답을 무손상 상태의 응답으로 정의하고 실제 모델에서 계측되는 응답을 손상 상태의 데이터로 정의하여 두 데이터를 비교하였다. 무손상 상태의 사장교의 데이터로부터 손상 상태의 사장교의 데이터를 IMD(Improved Mahalanobis Distance) 이론에 적용하여 손상의 정도를 평가하였다. IMD 이론으로 손상을 평가한 결과 구간별 손상을 실시간으로 적절하게 찾아내어 실시간 모니터링에 적용할 수 있는 유용한 손상평가 기술로 확인되었다.

반응매질로서의 영가철 및 블랙셰일에 용존무기 인산염 흡착 (Sorption of Dissolved Inorganic Phosphorus to Zero Valent Iron and Black Shale as Reactive Materials)

  • 민지은;박인선;고석오;신원식;박재우
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권9호
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    • pp.907-912
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    • 2008
  • 본 연구는 지표수나 호소수 등에서 유기 및 무기오염물질의 저감을 위해 반응매질로서 사용되는 black shale 및 영가철의 수중의 무기인산염을 흡착제거하는 데 있어서의 정량적 특성을 알아보았다. 무기인산염의 회분식 흡착실험에는 갯벌에서 마련한 퇴적토, black shale, 영가철이 흡착제로 사용되었으며 인산염의 흡착에 미치는 영향을 공존 칼슘이온의 농도를 0, 1, 5 mM로 변화시켜 실험하였다. 칼슘이온의 공존과 함께 세 흡착제에 대한 인산염 농도감소를 빠른 흡착계수(k$_f$), 느린 흡착계수(k$_s$)과 침전계수(k$_p$)로 구성된 kinetic model을 이용하여 해석하였다. 등온흡착의 결과는 Langmuir와 Freundlich 모델을 적용하였으며 퇴적토, black shale, 영가철에 대한 Freundlich 모델의 K$_f$값은 각각 1.141, 7.721, 그리고 4.873였다. 공존하는 칼슘이온과의 침전가능성으로 인하여 kinetic model에서는 칼슘농도와 침전제거간의 상관관계가 있었으나 등온흡착식에서 인산염의 최대흡착량에는 칼슘농도가 영향을 미치지 않았다.

고정화된 이온성 액체 촉매를 이용한 디메틸카보네이트 합성 반응에 대한 속도론적 고찰 (A Kinetic Study on the Synthesis of Dimethylcarbonate by Using Immobilized Ionic Liquid Catalyst)

  • 김동우;김동규;김철웅;고재천;박대원
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권3호
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    • pp.332-336
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    • 2010
  • 이미다졸염 형태의 이온성 액체를 구조유도체를 사용하지 않고 솔-젤 법으로 무정형 실리카에 담지시켜 고정화된 이온성 액체 촉매를 제조하였다. 이 촉매를 에틸렌카보네이트와 메탄올과의 에스테르 교환반응에 의한 디메틸카보네이트(DMC)의 합성 반응에 사용한 결과 우수한 촉매 활성을 나타내었다. DMC 합성 반응을 두 단계의 반응식으로 가정한 모델을 설정하여 반응온도와 촉매량을 변화시켜 실험한 결과와 비교한 속도론적 연구에서 실험 결과가 반응모델에 잘 일치하는 것을 알 수 있었다. 이로부터 계산한 유사 활성화 에너지 값은 67.4 kJ/mol 이었다.

기계의 움직이는 정서에 대한 조형 연구 (The animated soul of the machine The development of kinetic elements in installation art, eastern and western positions)

  • 베른트 할프헤르;최한준
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권49호
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    • pp.537-561
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    • 2017
  • 기계나 로봇은 인류의 실존적인 기반에 질문을 던진다. 기계들은 인간의 사고방식에 영향을 주었으며, 사회철학과 가치체계까지 변화시켜왔다. 이와 동시에 기계들은 줄곧 다양하고, 매력적인 특징들을 함유해왔다. 기계기술의 발전은 인류의 발전이라는 상징적 의미와 동시에 인간 존재를 위협하는 위험성이라는 상징적 의미를 함께 가지고 있다. 이러한 기계의 양가적인 특징들을 현대조각의 키네틱 요소에서도 발견할 수 있다. 필자는 조각적인 작품 중에서도 기계나 기계의 메커니즘을 활용하는 조각에 초점을 맞추었다. 이를 역사적인 발전과정을 통해 검토하였으며, 현대미술의 특정 예시들을 당대의 대표 모델로 논하였다. 본 연구는 키네틱아트와 설치미술 분야에서 두각을 나타내는 두 명의 젊은 동시대 작가인, 최우람(Choe u-ram)과 예페 하인(Jeppe Hein)을 대표모델로 선정하였다. 두 작가는 기계나 기계의 메커니즘을 사용하는 동양과 서양의 작가로서, 두 작가의 표현방식의 차이가 존재한다. 예시로 몇 가지 작품을 제시하고, 비교를 통하여 두 작가의 문화적 차이와 시각 언어의 차이가 나타나는 이유에 대하여 분석하였으며, 이를 바탕으로 글로벌화된 세계에서도 지역적 특징이 항상 남아있음을 결론으로 제시한다.