• 대한기계학회논문집B
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• 제27권8호
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• pp.1097-1104
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• 2003

The current study analyzes Langmuir slip boundary condition theoretically and it is tested in practical numerical analysis for separation-associated flow. Slip phenomenon at the channel wall is properly implemented by various numerical slip boundary conditions including Langmuir slip model. Compressible backward-facing step flow is compared to other analysis results with the purpose of diatomic gas Langmuir slip model validation. The numerical solutions of pressure and velocity distributions where separation occurs are in good agreement with other numerical results. Numerical analysis is conducted for Reynolds number from 10 to 60 for a prediction of separation at T-shaped micro manifold. Reattachment length of flows shows nonlinear distribution at the wall of side branch. The Langmuir slip model predicts fairly the physics in terms of slip effect and separation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권3호
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• pp.164-169
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• 2009

The slip velocity and the temperature jumps for low-speed flow in microchannels are investigated using Langmuir slip boundary condition. This slip boundary condition is suggested to simulate micro flow. The current study analyzes Langmuir slip boundary condition theoretically and it analyzed numerically micro-Couette flow, micro-Poiseuille flow and grooved microchannel flow. First, to prove validity for Langmuir slip condition, an analytical solution for micro-Couette flow is derived from Navier-Stokes equations with Langmuir slip conditions and is compared with DSMC and an analytical solution with Maxwell slip boundary condition. Second, the numerical analysis is performed for micro-Poiseuille flow and grooved microchannel flow. The slip velocity and temperature distribution are compared with results of DSMC or Maxwell slip condition and those are shown in good agreement.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.947-954
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• 2009

본 연구에서는 다화학종 희박유동의 해석을 위해, GH(Generalized Hydrodynamic) 방정식을 기반으로 한 축대칭 유동 해석이 가능한 다화학종 GH 수치해석 기법을 전산유체역학 수치해석자로서 개발하였다. 최초로 구현된 다화학종 GH 수치기법은 축대칭 형상의 물체 주위의 극초음속 희박유동을 대상으로 하여, DSMC(Direct Simulation Monte Carlo) 및 N-S(Navier-Stokes) 방정식의 결과와의 비교를 통해 정확도를 검증하고자 하였다. GH 해석자의 정확도 향상을 위해 고체 벽면에서의 여러 가지 slip-wall 경계조건을 적용하고 각각의 결과를 비교하였다. 또한, 높은 Knudsen 수의 1차원 수직 충격파 구조 문제를 통해 GH 방정식의 엔트로피 특성 및 정확성을 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권4호
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• pp.587-593
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• 2002

The present research proposes a pressure based approach along with Langmuir slip condition for predicting microscale fluid flows. Using this method, gaseous slip flows in 2 -dimensional microchannels are numerically investigated. Compared to the DSMC simulation, statistical errors could be avoided and computing time is much less than that of the aforementioned molecular approach. Maxwell slip boundary condition is also studied in this research. These two slip conditions give similar results except for the pressure nonlinearity at high Knudsen number regime. However, Langmuir slip condition seems to be more promising because this does not need to calculate the streamwise velocity gradient accurately and to calibrate the empirical accommodation coefficient. The simulation results show that the proposed method using Langmuir slip condition is an effective tool for predicting compressibility and rarefaction in microscale slip flows.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.430-435
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• 2001

This paper introduces a pressure correction method for microflow computation. Conventional CFD methods with no slip boundary condition fail to predict the rarefaction effect of the wall when simulating gas microflows in the slip-flow regime. Pressure correction method with an appropriate slip boundary condition is an efficient tool in analyzing microscale flows. The present unstructured SIMPLE algorithm adopts both the classical Maxwell boundary condition and Langmuir boundary condition proposed by Myong. The simulation results of microchannel flows show that the proposed method has an effective predictive capability for microscale flows.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.33-42
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• 2000

중금속은 토양 내에서 비보존성 화학물질로 작용하므로 흡착에 의해 지연효과가 발생할 수 있고 흡착은 pH에 영향을 받는다고 보고된 바 있다. 그러므로 토양 및 지하수 오염을 예방하고 복구하기 위해서는 다양한 pH조건에서 중금속의 이동형태를 파악하는 것이 중요한 연구과제가 된다. 본 연구에서는 사질토양에서 pH에 따른 중금속의 이동특성을 연구하기 위하여 배치실험과 주상실험올 수행하였다. 배치실험의 경우 초기농도별로 11가지의 $ZnCl_2$ 40 mL 용액과 사질토양 10g을 교반기에서 72시간 반응시켜 평형상태에 도달하게 한 후 용액을 채취하여 Zn, Ca, Mg의 세 가지 양이온을 ICP-AES로 분석하였다. 주상실험은 3가지 pH조건 (7.7, 5.8, 4.1)에서 10 g/L의 KCl과 $ZnCl_2$를 추적자로 사용하여 순간주입 (pulse injection) 형태로 토양시료 상부에 투입한 후 Time Domain Reflectometry (TDR)를 사용하여 10 cm 깊이에서 잔존수농도를, EC-meter와 ICP분석을 통하여 20 cm 깊이의 하부 경계면에서 침출수농도를 분석하였다. 배치실험 결과, Zn은 Ca, Mg와 이온교환의 형태로 흡착이 발생하였고 등온 흡착방정식의 각 모델 (Linear, Freundlich, Langmuir)별로 최저 1.2에서 최고 614.1의 지연계수를 나타냈다. 주상실험에서도 모든 pH조건에서 Zn이온이 이온교환을 하여 흡착이 발생하였으나, 잔존수와 침출수 형태의 파과곡선 모두에서 Zn이용의 첨두농도 도달시간이 K이온과 일치하여 지연효과는 발생하지 않은 것으로 나타났다. 이는 정상류 상태로 부과한 낮은 배경농도의 용탈수내에 Zn보다 강한 이온교환능을 가지는 원소가 존재하지 않아 Zn의 탈착이 발생하지 않았기 때문이다. pH가 낮을수록 Zn는 용액내 수소이온 ($H^+$)의 증가로 치환능이 감소하여 첨두농도가 높게 나타났고, 상대적으로 치환되는 Ca, Mg의 양은 줄어들었다. 따라서 본 연구에 적용된 배치실험과 주상실험의 조건하에서는 Zn이온이 이온교환반응에 의한 흡착이 발생하였으나 지연효과는 발생하지 않았고 가장 낮은 pH에서 첨두농도가 최고 12.7배까지 증가하였다.