Magnesium and its alloys are prone to be corroded, thus surface treatments improving corrosion resistance are always required for practical applications. As a surface treatment of magnesium alloys, plasma electrolytic oxidation (PEO), creating porous stable oxide layer by a high voltage discharge in electrolyte, enhances the corrosion resistance. However, due to superhydrophilicity of the porous oxide layer, which easily allow the penetration of corrosive media toward magnesium alloys substrate, post-treatments inhibiting the transfer of corrosive media in porous oxide layer are required. In this work, we employed a hydrophobizing method to enhance the corrosion resistance of PEO treated Mg alloy. Three types of hydrophobizing techniques were used for PEO layer. Thin Teflon coating with solvent evaporation, self-assembled monolayer (SAM) coating of octadecyltrichlorosilane (OTS) based on solution method and SAM coating of perfluorodecyltrichlorosilane (FDTS) based on vacuum method significantly enhances corrosion resistance of PEO treated Mg alloy with reducing the contact of water on the surface. In particular, the vacuum based FDTS coating on PEO layer shows the most effective hydrophobicity with the highest corrosion resistance.
The homogenization of non-stationary Navier-Stokes equations on anisotropic heterogeneous media is investigated. The effective coefficients of the homogenized equations are found. It is pointed out that the resulting homogenized limit systems are of the same form of non-stationary Navier-Stokes equations with suitable coefficients. Also, steady Stokes equations as cell problems are identified. A compactness theorem is proved in order to deal with time dependent homogenization problems.
A biofilm reactor packed with porous media was investigated for nitrogen removal of synthetic wastewater. The effect of different loading rates on the nitrification was sustained to be steady state with stable efficiency of 50~60% in the range of $0.0083{\sim}0.017gNH_4-N/gMLVSS{\cdot}day$ of F/MN ratio and $1{\sim}2kgNH_4-N/m^3{\cdot}day$ of media volumetric loading rate. However, nitrification efficiency was rapidly decreased to 25~30% as F/MN ratio and media volumetric loading rate were increased to the range of $0.025{\sim}0.034gNH_4-N/gMLVSS{\cdot}day$ and $3{\sim}4kgNH_4-N/m^3{\cdot}day$, respectively. Also the consumption rate of alkalinity was higher under 8 hours of HRT than unter 6 hours of HRT. Accordingly the influent loading rate variation by detention time with influent flow influenced more on the nitrification efficiency than the influent loading rate variation by the influent concentration did. The temperature effect on the nitrification showed 25% higher in summer than in winter as the results reported by other researchers who reported that the nitrification efficiency in biofilm showed 20% increase from 55% to 75% when the temperature was raised from $20^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$. Denitrification with sulfur-media showed 90% removal efficiency under steady-state with no effect from the increase of influent concentration and empty bed contact time (EBCT) change such as EBCT was decreased from 8.4 hr to 4.3 hr and $NO_3-N$ loading rate was changed within the range of $0.1{\sim}0.4kgNO^3-N/m^3{\cdot}day$. Accordingly Denitrification with sulfur-media is feasible for post denitrification at the concentration less than $80mgNO^3-N/L$.
In this paper an algorithm is presented based on the additive Schwarz method for steady groundwater flow in a porous medium. The subproblems in the algorithm correspond to the problem on a coarse grid and some overlapping subdomains. It will be shown that the rate of convergence is independent of the mesh parameters and discontinuities of the coefficients, and depends on the overlap ratio.
Kim, Mi-Young;Park, Eun-Jae;Thomas, Sunil G.;Wheeler, Mary F.
대한수학회지
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제44권5호
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pp.1103-1119
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2007
We consider multiscale mortar mixed finite element discretizations for slightly compressible Darcy flows in porous media. This paper is an extension of the formulation introduced by Arbogast et al. for the incompressible problem [2]. In this method, flux continuity is imposed via a mortar finite element space on a coarse grid scale, while the equations in the coarse elements (or subdomains) are discretized on a fine grid scale. Optimal fine scale convergence is obtained by an appropriate choice of mortar grid and polynomial degree of approximation. Parallel numerical simulations on some multiscale benchmark problems are given to show the efficiency and effectiveness of the method.
The present study deals with the numerical modelling for the one dimensional contaminant transport through saturated homogeneous and stratified porous media using meshfree method. A numerical algorithm based on element free Galerkin method is developed. A one dimensional form of the advectivediffusive transport equation for homogeneous and stratified soil is considered for the analysis using irregular nodes. A Fortran program is developed to obtain numerical solution and the results are validated with the available results in the literature. A detailed parametric study is conducted to examine the effect of certain key parameters. Effect of change of dispersion, velocity, porosity, distribution coefficient and thickness of layer is studied on the concentration of the contaminant.
This paper presents the methodology for thermal hydraulic analysis of Pressurized Water Reactor (PWR) steam generators. Topics include porous media approach, governing equations, physical models and correlations for solid-to-fluid interaction and heat transfer and numerical solution scheme. Some details about the ATHOS3 code currently used widely for thermal hydraulic analysis of PWR steam generators in the industry are presented. The ATHOS3 code is applied to the thermal hydraulic analysis of steam generator in the Korea YGN 3&4 nuclear power plant and the computed results are presented.
An experimental study was conducted to investigate behavior of steel surface oxidation with characteristics of the combustion. The excess entalphy combustion in porous media system was applied to implement the direct radiation heating system. The surface oxidation thickness (SOT) of fuel-lean was thicker than the SOT of fuel-rich. Also, the SOT was increased by increasing residence time. Detailed explanations were given by SEM and EDS analysis.
The one of the most important factors we shoud consider in designing the processes using porous media such as activated carbon adsorber is the prediction of the breakthrough curve. In this study, the breakthrough curve of BAC process for the treatment of refractory pollutants was evaluated by simplified engineering analysis. Through the experiments, the slope of the breakthrough curve can be determined by retardation factor, R and apparent dispersion coefficient, $D_{app}$ which is determined by hydrodynamic dispersion, mass transfer effects and isotherm. Estimated concentration of effluent was agreed with the experimental values. Also, it is possible to use this method for predicting the breakthrough curve of the pollutants removal and tranport of pollutants in porous media.
A great deal of attention is focused on coupled Thermo-Hydro-Mechanical (THM) behavior of multiphase porous media in diverse geo-mechanical and geo-environmental areas. This paper presents general governing equations for coupled THM processes in unsaturated porous media. Coupled partial differential equations are derived from 3 mass balances equations (solid, water, and air), energy balance equation, and force equilibrium equation. Finite element code is developed from the Galerkin formulation and time integration of these governing equations for 4 main variables (displacement $\underline{u}$, gas pressure $P_g$, liquid pressure $P_l$), and temperature T). The code is validated with theoretical solutions for linear material with simple boundary conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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