• 제목/요약/키워드: Non-Newtonian

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협착부가 존재하는 혈관의 유동 특성에 관한 수치 해석적 연구 (A Numerical Analysis on the Hemodynamic Characteristics in the blood vessel with Stenosis)

  • 정훈;박찬국
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1987-1992
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    • 2004
  • Hemodynamics behavior of the blood flow is influenced by the presence of the arterial stenosis. If stenosis is present in an artery, normal blood flow is disturbed. In the present study, characteristics of steady and pulsatile flow of non-Newtonian fluid, the effects of stenosised geometry are analyzed by numerical simulation. One interesting point is that non-symmetric solutions were obtained at severity stenosis, although the stenosis and the boundary condition were all axisymmetric.

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혈관 내 폐 보조장치의 압력손실 예측을 위한 모델링기법에 관한 연구 (Study on the Modeling Technique for Prediction about Pressure Drop of an Intravenous Lung Assist Device)

  • 김기범;권대규;정경락
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.293-299
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    • 2003
  • 본 연구에서는 혈관 내 폐 보조장치(Vibrating Intravascular Lung Assist Device. VIVLAD)에서의 뉴우튼 유체와 비뉴우튼 유체의 압력손실관계에 대한 관계를 고찰하고자 하였으며, VIVLAD를 선계하기 위한 압력 강하를 예측할 수 있는 관계식을 결정하고자 하였다. 혈관 내 폐 보조장치를 정맥에 삽입하기 전, 모듈 설계를 위하여 압력손실을 예측하기 위한 설계조건을 실험적 모델을 통하여 연구하고자 하였다. 뉴우튼 유체로 증류수와 글리세롤/증류수 혼합용액을 이용하였으며, 비뉴우튼 유체는 혈액을 이용하여 실험을 수행하였다. 액체의 흐름은 중공사의 외부로 평행하게 흐르도록 하였다. 내경의 직경을 3cm로 고정한 관에 삽입되는 중공사 개수의 변화에 파른 압력손실을 측정하였으며 실험에 의하여 얻어진 압력손실과 중공사의 전면면적과의 상관관계를 curve fitting을 통하여 유도하였고 유도되어진 관계식을 이용하여 관내에 삽입되는 중공사 개수의 변화에 따른 압력손실을 예측하였다 그리고 실험을 통하여 예측되어진 값과 비교 검토하여 유사성을 찾고자 하였다. 실험결과 40%글리세롤 용액에서의 압력손실과 혈액에서의 압력손실과 마찰계수는 유사한 결과를 보였다. 이 실험에서 VIVLAD의 압력손실을 측정하는데 40%글리세롤 용액이 이용될 수 있음을 보였다 또한 장치 내에서의 압력손실과 마찰계수에 대한 관계식을 중공사 충진율의 함수로 관계식을 유도할 수 있었으며. 관계식에 의하여 압력손실을 예측할 수 있었다. 또한. 실험에 의한 압력손실과 비교하였을 때 유사한 경향성을 보여 줌으로써 압력손실 예측의 신뢰성을 얻을 수 있었다. 이와 같은 연구결과는 VIVLAD를 설계하는데 유용한 자료가 될 것이다.

복부대동맥 분기관에서의 벽면전단응력 분포 벽면운동과 임피던스 페이즈 앵글과 비뉴턴유체의 영향 (Wall Shear Stress Distribution in the Abdominal Aortic Bifurcation : Influence of wall Motion, Impedance Phase Angle, and non-Newtonian fluid)

  • 최주환;김찬중;이종선
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.261-271
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    • 2000
  • 벽면운동(wall motion)과 임피던스 페이즈앵글(impedance phase angle; 압력파와 유랑파 기아의 위상차)을 고려하여 맥동유동하에 있는 복부대동맥 분기관모델에서 2차원 전산유체해석을 수행하였다. 해석결과 분기광 근처에서응 전단응력의 크기가 매우 급격한 변화를 보임을 관찰하였고 벽면운동은 전단응력의 진폭을 감소시키는 효과를 가져왔다. 임피던스 페이즈 앵글이 음의 값을 향해 갈수록 시간 평균된 벽면 전단응력(mean wall shear stress)의 값은 감소하였으나 진폭(amplitude of wall shear stress)은 오히려 증가하였다. 페이즈앵글의 영향은 평균 벽면전단응력이 영에 근접하는 외벽(outer wall or lateral wall)의 바같쪽으로 휘어지는 부분(curvature site)에서 상대적으로 크게 나타났는데 $-90^{\circ}$ 페이즈앵글(혈류파가 혈압파를 1/4주기 앞서는 경우)일 경우에 $0^{\circ}$의 경우에 비해 평균은 $50\%$정도 감소하였고 진폭은 $15\%$정도의 상승를 나타내었다. 그러므로 고혈압 환자와 같이 큰 음의 페이즈앵글을 갖는 경우, 벽면전단응력의 평균은 낮아지고 시간에 따라 변화량(진폭)은 증가하므로 low and oscillatory wall shear stress 이론에 의하면 동맥경화에 더 민감하게 된다. 비뉴턴유체로 모델링한 경우에는 뉴턴유체의 경우에 비해 벽면전단응력의 평균값이 증가하므로서 동맥경화에 덜 민감하게 된다.

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비뉴턴 유체를 이용한 스마트 과속방지턱 소재 개발 (Development of Smart Speed Bump Using Non-newtonian Fluid)

  • 정인준;김은정;유웅열;나원진
    • Composites Research
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    • 제35권4호
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    • pp.277-282
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    • 2022
  • 본 연구에서는 저가 재료인 전분과 물 기반의 현탁액을 이용하여 과속방지턱에 응용 가능한 스마트 소재를 개발하고 물성을 평가하였다. 유변물성측정기를 이용하여 전단율에 따른 점도 및 전단력을 측정하여 전분 농도별 전단농화 발생 현상을 확인하였다. 물체의 낙하 시험과 5-25 km/h의 주행 속도로 충격 후 진동을 측정한 자전거 주행 시험을 통해 거시적인 전단농화현상을 확인하였고, 과속방지턱의 적용 가능성을 확인하였다. 점도 측정 결과, 초기에 전단담화 구간에 이어 전단농화가 발생하였고, 전단농화 현상을 유발하는 임계 변형률은 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 전분 농도 증가에 따라 점도와 전단력이 크게 증가하였다. 낙하시험과 자전거 주행시험 결과 현탁액이 단시간에 고체 상태로 바뀌었고 충격 에너지가 유체에 흡수되었다. 유체의 농도와 가하는 충격(속도)이 증가할수록 전단농화현상이 쉽게 발생하였다. 최종적으로 물과 전분 기반의 비뉴턴 유체로 5-25 km/h 범위에서 구동하는 스마트 과속방지턱 재료의 개발을 제안하였다.

PERISTALTIC PUMPING OF AN ELLIS FLUID IN AN INCLINED ASYMMETRIC CHANNEL

  • A. SMALL;P. NAGARANI;M. NARAHARI
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제41권1호
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    • pp.51-70
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    • 2023
  • The flow of an incompressible Ellis fluid in an inclined asymmetric channel, driven by peristaltic waves was studied under low Reynolds number and long wavelength assumptions. The wave on each side of the channel are assumed to be an infinite train of sinusoidal waves, both having the same constant wave speed and wavelength however, they vary in wave amplitude, channel half width and phase angle. We derived expressions for the axial and transverse velocities, volume flow rate, pressure rise per unit wavelength and streamlines. The effects of varying the wave amplitudes, the phase angle, the channel width, the angle of inclination of the channel as well as the fluid parameters on the flow were analyzed. Trapping conditions were determined and the presence of reflux highlighted using the streamlines for the necessary channel and fluid conditions. By varying the fluid parameters, changes in the fluid that deviated from the Newtonian case resulted in a reduction in the axial velocity in the neighborhood of the center of the channel and a simultaneous increase in the velocity at the periphery of the channel. A nonlinear relation was observed with the pressure rise and the volume flow rate. This nonlinear relation is more pronounced with an increase in the absolute value of the volume flow rate. For Newtonian fluids a linear relation exists between these two variables. The fluid parameters had little effects on the streamlines. However, variations of the wave amplitudes, volume flow, channel width and phase angle had greater effects on the streamlines and hence the trapped region.

윌리엄 블레이크와 지식의 네트워크 -시와 과학의 소통을 중심으로 (William Blake and the Network of Knowledge: Centering on the Communication of Poetry and Science)

  • 이성범
    • 영어영문학
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    • 제58권4호
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    • pp.723-752
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    • 2012
  • Although his mythic poetry deals with the fall and resurrection of Albion as the origin of humankind, William Blake (1757-1827) simultaneously links it to the professionalization and unification of disciplinary knowledge itself. He particularly takes a great interest in the cross-referential relation of poetry to science. He argues for the communication of poetry and science on equal footing with each other without the former's prioritization over the latter, or vice versa. In his works Vala, or The Four Zoas (1797-1807) and Jerusalem: The Emanation of the Giant Albion (1804-1820), on which I focus in this essay, Blake's primary problematic is to display strong conflicts among different systems of knowledge. I approach this issue in light of the ideological clash of Newtonian thought, Romantic thought, and postmodern thought. In his poetry, Blake thematizes the very clashes of these different thought patterns. From the standpoint of Romantic thought, first of all, Blake problematizes Newtonian Enlightenment. He criticizes abstract universalization both in poetry and science, which Urizen, one of four Zoas, propagates. Protesting against Urizen's Newtonism, Los values "living form." Thus, Blake demonstrates, through this figure, that poetic imagination and scientific organicism are discursively communicative. Blake, however, also questions the network of Romantic science and Romantic poetry so as to suggest what current critics would call postmodern thought. Blakean postmodernism pursues the self-similarity of organic structure in science and poetry. Precisely, Blake sees polypus as a proliferation of organic body; he arranges four Zoas' self-repetitive stories in a non-linear way. Blake aspires for the conflicting coexistence of different thought patterns.

Rheological Properties of Exopolysaccharide EPS-R Produced by Marine Bacterium Hahella chejuensis KCTC 2395

  • Ahn, Se-Hun;Yim, Joung-Han;Kim, Sung-Jin;Lee, Hong-Kum
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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    • pp.808-811
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    • 2001
  • The rheological properties of exopolysaccharide(EPS-R) produced by marine bacteria Hahella chjuensis KCTC 2395 was investigated. EPS-R solution showed a characteristic non-Newtonian behavior fluid properties. In aqueose dispersions of EPS-R 1%, consistency index(K) and flow behavior index(n) were 1,410 cp and 0.73. EPS-R solution was pseudoplastic fluid by power-low model. Rheological propertie of EPS-R was found to be influenced by the concentration of salt, pH, temperature and ionic compounds.

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비탄성 비뉴톤성 유체의 애뉼라다이 팽창 (Annular Die Swelling of inelastic Non-Newtonian Fluids)

  • 서용석;김광웅
    • 유변학
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    • 제1권1호
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    • pp.46-53
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    • 1989
  • 유한요소법을 이용하여 애뉼라다이 팽창현상을 수치 해석학적으로 분석하였다. 이보 고는 계속적인 연구의 일부로써 비탄성 비뉴토니안 유체인 지수법칙형의 유체에 대한 모사 이다. 이지수법칙형의 유체는 간단하나 고분자 공정 연구에 많이 쓰이는 구성식으로써, 분석 결과는 환형압축체의 두께는 지수법칙 지수에 비례하여 증가하였다. 높은 전단응력 감소유 체의 경우 두께는 증가하지 않고 감소하였다. 비등온 유체 및 여러 다른 형태의 압출형에 대한 수치해석 결과도 예시하였다.

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Migration in concentrated suspension of spherical particles dispersed in polymer solution

  • Kim, Chongyoup
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제13권1호
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    • pp.19-27
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    • 2001
  • In this symposium paper, the migration and hydrodynamic diffusion of non-colloidal, spherical particles suspended in polymer solutions are considered under Poiseuille or torsional flows. The migration phenomena in polymer solutions are compared with those in Newtonian fluids and the effect of fluid elasticity is discussed. The experimental results on particle migration in dilute polymer solution reveal that even a slight change in the rheological property of the dispersing medium can induce drastic differences in flow behavior and migration of particles, especially in dilute and semi-concentrated suspensions.

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비뉴우튼유체의 유동현상

  • 유정열
    • 기계저널
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    • 제25권4호
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    • pp.312-319
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    • 1985
  • 유탁액(emulsion), 현탁액(suspension), 고분자용액(polymer solution) 및 고분자 용식물(polymer melt) 등의 유동에 대하여는 응력과 속도구배 사이에 선형적인 관계가 성립되지 않는다. 이런 유체들은 뉴우튼유체들의 경우와는 달리 단한번의 점성계수 측정만으로는 완전한 유변학 적(rheological) 특징을 파악할 수 없으므로 이들을 통털어서 비뉴우튼유체(non-Newtonian fluid )라고 한다. 이들의 응력과 속도구배 사이의 비선형적인 관계를 고찰하는 비뉴우튼유체역학은 최근에 빠르게 발전하고 있는 유체역학의 한 분야이며, 고분자 공정, 식품, 생물공학 및 유전등의 여러 산업부문에서 많은 관심의 대상이 되고 있다. 여기서는 뉴우튼유체에서 관찰될 수 없는 비뉴우튼유체의 독특한 유동 현상에 대한 이해를 증진시킴으로써, 비뉴우튼유체역학의 여러 문 제들을 취급하는데 필요한 기본지식을 제공하고자 한다.

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