• 제목/요약/키워드: Membrane Theory

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제올라이트 4A 분리막을 이용한 물/메탄올, 물/부탄올 혼합물의 투과증발 특성 연구: 실험 및 모형 (Pervaporation of binary Water/Methanol and Water/Butanol Mixtures through Zeolite 4A Membranes: Experiments and Modeling)

  • 오웅진;정재칠;여정구;이정현;김현욱;박영철;이동호;문종호;조철희
    • 멤브레인
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    • 제27권6호
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    • pp.487-498
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    • 2017
  • 본 연구에서는 (주)파인텍에서 제조한 제올라이트 4A 분리막을 이용하여 물/메탄올, 물/부탄올 혼합물의 투과증발실험을 수행하였다. 분리막을 투과한 기체분자들은 액체질소트랩을 이용하여 포집하였으며, 기체크로마토그래피(TCD)를 이용하여 혼합물의 조성을 분석하였다. 실험을 통해 물과 메탄올(분리계수 최대 250 이상), 물과 부탄올(분리계수 최대 1,500 이상)의 혼합물에서 선택적으로 물을 분리하는 것을 확인하였다. GMS (generalized Maxwell Stefan) 이론을 적용하여 2성분계의 투과증발 거동을 모사하였으며, 상수추정을 통하여 제올라이트 비지지체의 흡착상수 및 확산상수를 구하였다. 제올라이트 4A 분리막의 경우 기공의 크기가 물보다는 크고, 메탄올, 부탄올 보다는 작기 때문에, 알코올로부터 물을 분리시키는 공정에 적용시킬 수 있다. 바이오 에탄올 분리, 부탄올 분리, 막반응기, 하이브리드 반응-탈수 공정 등에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

신(新) 등가(等價) 곡선(曲線)보 이론(理論)에 의한 선체(船體) Corner부(部)의 응력(應力) 해석(解析) (Stress Analysis of the Corner Part of Ship Structures Using the New Equivalent Curved Beam Theory)

  • 장창두;나승수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.193-201
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    • 1992
  • 유한요소법(有限要素法)을 이용(利用)하여 선체(船體) corner부(部)의 구조(構造) 해석(解析)을 하기 위해서는 많은 mesh로 분할(分割)해야 하기 때문에 해석(解析) 시간(時間) 및 작업(作業) 시간(時間)이 막대(莫大)하게 소요(所要)되므로 최적(最適) 설계(設計)로 확장(擴張)하기 위해서는 유한요소법(有限要素法)의 비효율성(非效率性)을 배제(排除)하고 계산(計算) 시간(時間)이 적게 소요(所要)되는 새로운 해석방법(解析方法)의 개발(開發)이 절실(切實)하다. 지금까지 corner부(部)의 구조(構造) 해석(解析)을 하기 위한 이론적(理論的) 방법(方法)으로 등가(等價)의 곡선(曲線)보 이론(理論) 및 wedge 이론(理論)이 사용(使用)되어 왔으나 선체(船體)와 같이 비대칭(非對稱) 하중(荷重) 및 비대칭(非對稱) 구조(構造)를 갖는 구조물(構造物)에 대해서는 잘 맞지 않은 경향(傾向)이 있어 사용(使用)되고 있지 않는 실정(實情)이다. 본(本) 연구(硏究)에서는 이러한 점을 극복(克服)하기 위해 기존(旣存)의 등가(等價)의 곡선(曲線)보 이론(理論)에 비대칭(非對稱) 분포(分布) 하중(荷重)을 고려(考慮)하여 평형(平衡) 상태(狀態)에서 등가(等價)의 하중(荷重)이 되도록하고 비대칭(非對稱) 구조(構造)에 대해서도 대칭(對稱) 구조물(構造物)의 중첩(重疊)에 의해 등가(等價)의 강성(剛性)을 갖도록 치환(置換)하여 어떠한 하중(荷重) 및 구조물(構造物)이라도 응력(應力)을 근사(近似)하게 표현(表現)할 수 있는 신(新) 등가(等價) 곡선(曲線)보 이론(理論)을 정립(定立)하였으며 2부재(部材) 결합부(結合部) 및 3부재(部材) 결합부(結合部)에 대해 구조(構造) 해석(解析)을 수행(遂行)하고 membrane 요소(要素)를 사용(使用)한 유한요소법(有限要素法)의 결과(結果)와 비교(比較)하여 그 유용성(有用性을) 입증(立證)하였다.

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원통으로 보강된 평판의 응력해석 (Stress analysis near a circular hole in a flat plate reinforced by a cylinder)

  • 정인승;이대희;이완익;윤갑영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.800-809
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    • 1987
  • 본 연구에서는 원통에 대하여는 Donnel 식과 Flugge식을 사용하여 원통의 유 한길이에 대한 일반적인 해를 구하였고, 평판에 대하여는 막이론과 굽힘이론을 사용하 여 일반해를 구한 후 중첩하였다. 평판과 원통에 발생하는 미정력계를 구하기 위하 여 가장 합리적이라고 생각되는 접합부에 모든 미정력계가 집중하여 작용한다고 가정 하고, 이 부분에서 평판과 원통의 각각에 대한 하중, 모우멘트, 기울기, 변위 등이 연 속하도록 접한조건식을 세웠다.그리고 이론해석의 타당성을 알아보기 위하여 S 45C 강재로 플러시타잎의 모델을 제작하여 실험을 행하였다.

Measurement of Effective Refractive Index of Anodic Aluminum Oxide Using a Prism Coupler

  • Gong, Su-Hyun;Cho, Y.H.;Stolz, Arnaud;Gokarna, Anisha;Dogheche, Elhadj;Ryu, Sang-Wan
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.195-195
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    • 2010
  • In recent years, Anodic aluminum oxide(AAO) has become popular and attractive materials. It can be easily fabricated and self-organized pore structures. It has been widely used as a biosensor membrane, photonic crystal for optical circuit and template for nanotube growth etc. In previous papers, the theory was developed that AAO shows anisotropic optical properties, since it has anisotropic structure with numerous cylindrical pores. It gives rise to the anisotropy of the refractive index called as birefringence. It can be used as conventional polarizing elements with high efficiency and low cost. Therefore, we would like to compare the theory and experimental results in this study. One method which can measure effective refractive index of thin film is the prism coupling technique. It can give accurate results fast and simply. Furthermore, we can also measure separately the refractive index with different polarization using polarization of the laser (TE mode and TM mode). We calculated the effective refractive index with effective medium approximations (EMAs) by pore size in the SEM image. EMAs are physical models that describe the macroscopic system as the homogeneous and typical method of all mean field theories.

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박막분산탐침(diffusive gradient in thin film probe)의 수중 생물학적 이용가능한 중금속 측정 적용 (The Theory and Application of Diffusive Gradient in Thin Film Probe for the Evaluation of Concentration and Bioavailability of Inorganic Contaminants in Aquatic Environments)

  • 홍용석
    • 한국물환경학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.691-702
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    • 2013
  • This review paper summarizes the theory, application, and potential drawbacks of diffusive gradient in thin film (DGT) probe which is a widely used in-situ passive sampling technique for monitoring inorganic contaminants in aquatic environments. The DGT probe employs a series of layers including a filter membrane, a diffusive hydrogel, and an ionic exchange resin gel in a plastic unit. The filter side is exposed to an aquatic environment after which dissolved inorganic contaminants, such as heavy metals and nuclides, diffuse through the hydrogel and are accumulated in the resin gel. After retrieval, the contaminants in the resin gel are extracted by strong acid or base and the concentrations are determined by analytical instruments. Then aqueous concentrations of the inorganic contaminants can be estimated from a mathematical equation. The DGT has also been used to monitor nutrients, such as ${PO_4}^{3-}$, in lakes, streams, and estuaries, which might be helpful in assessing eutrophic potential in aquatic environments. DGT is a robust in-situ passive sampling techniques for investigating bioavailability, toxicity, and speciation of inorganic contaminants in aquatic environments, and can be an effective monitoring tool for risk assessment.

Study on seismic response of a seismic isolation liquid storage tank

  • Xiang Li;Jiangang Sun;Lei Xu;Shujin Zhang;Lifu Cui;Qinggao Zhang;Lijie Zhu
    • Earthquakes and Structures
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    • 제26권5호
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    • pp.337-348
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    • 2024
  • This paper presents a new seismic isolation design for liquid storage tank (LST). The seismic isolation system includes: LST, flexible membrane, sand mat and rolling seismic isolation devices. Based on the mechanical equilibrium theory, the symmetric concave rolling restoring force model of the isolation device is derived. Based on the elasticity theory and restoring force model of the seismic isolation, a simplified mechanical model of LST with the new seismic isolation is established. The rationality of the seismic isolation design of LST is explored. Meanwhile, the seismic response of the new seismic isolation LST is investigated by numerical simulation. The results show that the new seismic isolation tank can effectively reduce the seismic response, especially the control of base shear and overturning moment, which greatly reduces the risk of seismic damage. The seismic reduction rate of the new seismic isolation storage tanks in Class I, II, and III sites is better than that in Class IV sites. Moreover, the seismic isolation device can effectively control the ground vibration response of storage tanks with different liquid heights. The new seismic isolation LST design provides better isolation for slender LSTs than for broad LSTs.

개선된 자연변형률 쉘 요소를 이용한 판의 진동해석 (Dynamic Analysis of Plates using a Improved Assumed Natural Strain Shell Element)

  • 이원홍;한성천;박원태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.2284-2291
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    • 2010
  • 본 논문에서는 회전관성과 전단변형이 고려된 8절점 쉘 요소를 이용한 판의 진동해석을 연구하였다. 면내 잠김과 전단 잠김 현상을 극복하기 위하여 가정자연변형률 방법을 이용하였다. 8절점 쉘 요소의 성능 향상을 위해 새로운 보간점의 조합을 이용한 가정변형률 방법을 사용하였다. Reissner-Mindlin 이론에 근거한 개선된 1차 전단변형이론을 적용하여 회전관성을 고려하였으며 전단보정계수를 사용하지 않았다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 직사각형 판의 동적 해석결과를 제시하였다. 해석결과는 참고문헌의 결과와 잘 일치하였다. 또한 감쇄효과가 고려된 판의 진동해석을 수행하였다.

가변 샌드위치 구조물의 형상최적설계 (Shape Optimal Design of Variable Sandwich Structure)

  • 박철민;박경진;이완익
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권9호
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    • pp.2162-2171
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    • 1993
  • Geneal Structure optimization is utilized to minimize the weight of structures while satisfying constraints imposed on stress, displacements and natural frequencies, etc. Sandwich structures consist of inside core and outside face sheets. The selected sandwich structures are isotropic sandwich beams and isotropic sandwich plate. The face sheets are treated as membrane and assumed to carry only tensions, while the core is assumed to carry only transverse shear. The characteristic of the varying area are considered by adding the projected component of the tension to the transverse shear. The bending theory and energy method are adopted for analyzing sandwich beams and plates, respectively. In the optimization process, the cost function is the weight of a structure, and a deflection and stress constraints are considered. Design variable are thickness and tapering coefficients which determine the shape of a structure. An existing optimization code is used for solving the formulated problems.

연료전지 Z-소스 능동전력필터의 병렬운전 시스템 (A Parallel Operation System of the Z-Source Active Power Filter with Fuel Cells System)

  • 엄준현;정영국;임영철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.372-375
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    • 2006
  • This paper proposes a parallel operation system of the Z-source active power filter using one fuel cells(FC) system. The proposed system is composed of two Z-source inverters operating in parallel only one PEM(Polymer Electrolyte Membrane)FC system. Also, as the control algorithm of the active power filter, a single phase P-Q theory and PI control are adopted. The effectiveness of the proposed the system is verified by the PSIM simulation in the steady state and the transient state.

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A Study for the Measurement of a fluid Density in a ripe Using Elastic Waves

  • Kim, Jin-Oh;Hwang, Kyo-Kwang;Bau, Haim-H.
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.583-593
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    • 2003
  • The effect of liquid confined in a pipe on elastic waves propagating in the pipe wall was studied theoretically and experimentally. The axisymmetric motion of the wave was modeled with the cylindrical membrane shell theory. The liquid pressure satisfying the axisymmetric wave equation was included in the governing equation as a radial load. The phase speed of the wave propagating in the axial direction was calculated, accounting for the apparent mass of the liquid. Experiments were performed in a pipe equipped with ring-shaped, piezoelectric transducers that were used for transmitting and receiving axisymmetric elastic waves in the pipe wall. The measured wave speeds were compared with the analytical ones. This work demonstrates the feasibility of using pipe waves for the determination of the density and, eventually, the flow rate of the liquid in a pipe.