• Smart Structures and Systems
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• 제18권1호
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• pp.53-74
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• 2016

This paper presents an experimental study on constructing a tunable secondary suspension for high-speed trains using magneto-rheological fluid dampers (referred to as MR dampers hereafter), in the interest of improving lateral ride comfort. Two types of MR dampers (type-A and type-B) with different control ranges are designed and fabricated. The developed dampers are incorporated into a secondary suspension of a full-scale high-speed train carriage for rolling-vibration tests. The integrated rail vehicle runs at a series of speeds from 40 to 380 km/h and with different current inputs to the MR dampers. The dynamic performance of the two suspension systems and the ride comfort rating of the rail vehicle are evaluated using the accelerations measured during the tests. In this way, the effectiveness of the developed MR dampers for attenuating vibration is assessed. The type-A MR dampers function like a stiffness component, rather than an energy dissipative device, during the tests with different running speeds. While, the type-B MR dampers exhibit significant damping and high current input to the dampers may adversely affect the ride comfort. As part of an ongoing investigation on devising an effective MR secondary suspension for lateral vibration suppression, this preliminary study provides an insight into dynamic behavior of high-speed train secondary suspensions and unique full-scale experimental data for optimal design of MR dampers suitable for high-speed rail applications.

• 한국수산과학회지
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• 제36권6호
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• pp.716-722
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• 2003

This study determined the optimum dosage for coagulation reactions of red tide organisms (RTO) using a combination of ignited oyster shell powder (10sp) and loess and examined the electrokinetic and rheological characteristics of their flocs. Two kinds of RTO, Cylindrotheca closterium and Skeletonema costatum, were sampled in Masan Bay and cultured in the laboratory. Coagulation experiments were conducted using various concentrations of IOSP, loess, IOSP+1oess, RTO, and a jar tester RTO cell numbers were counted for both the supernatant and RTO culture solution. The removal rates increased rapidly with increasing IOSP concentrations up to 50 mg/L and loess concentrations up to 800 mg/L. A removal rate of $100\%$ was reached at 400 mg/L of IOSP and 6,400 mg/L of loess. The highest increment $(16.7\%)$ of the rates of coagulation reaction occurred using both IOSP and loess (50+200 mg/L) in comparison with IOSP alone. The rate of coagulation reaction using both IOSP and loess (50+200 mg/L), $90.6\%,$ was similar to employing either IOSP of 150 mg/L or loess of 3,200 mg/L. All of the coagulation liquids for RTO, IOSP (200 mg/L), loess (200 ma/L), and IOSP+1oess (200+200 mg/L) revealed non-Newtonian fluid properties and therefore their shear rate vs. shear stress curves were non-linear. The coagulation liquids revealed elastic body properties at a lower shear rate increasing in the following order: RTO, IOSP (200 mg/L), loess (200 mg/L), and IOSP+1oess (200+200 mg/L. IOSP+1oess (200+200 mg/L) especially demonstrated plastic flow properties at a lower shear rate.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.377-382
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• 2010

젤 추진제와 유변학적 특성이 유사한 모사 젤 추진제를 물, Carbopol 941, NaOH 농축액을 혼합하여 제작하였고, $Al_2O_3$ 나노 입자를 첨가하여 점도 특성을 비교하였다. 두 가지 모사 추진제의 물성치를 바탕으로 곡관 덕트 내에서의 유동특성을 수치모사하여 해석하였고 덕트에 Dean vortices가 발생하는 임계 Dean 수를 도출하였다. 젤-나노 추진제의 경우 비록 높은 겉보기 점성계수를 가지나 젤 추진제와 비교시 같은 범위의 임계 Dean 수가 도출되었다. 이는 Fellouah et al.[1]이 제시한 바와 같이 비슷한 값의 Power law 지수에 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제25권1호
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• pp.15-21
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• 1993

보리를 thermostable ${\alpha}-amylase$와 amyloglucosidase로 처리하여 ${\beta}-glucan$을 제조하였으며 이를 정제한 후, 보리 ${\beta}-glucan$의 여러가지 리올로지 특성치들을 측정하였다. 본 실험에서 제조한 ${\beta}-glucan$의 함량은 64%이었다. crude한 시료를 정제과정을 통해 순수한 ${\beta}-glucan$을 얻었으며 순수한 ${\beta}-glucan$의 고유점도는 2.290 dl/g 이었다. pH 의존성은 pH 7일 때, 고유점도가 2.290 dl/g로 최대값을 나타냈으며, 산성과 알칼리성이 강할수록 낮은 값을 보였다. 산성보다는 알칼리성이 pH 의존성이 크게 나타났다. 염농도의존성에서는 염을 가하지 않았을 때 보리 ${\beta}-glucan$의 고유점도는 2.290 dl/g이었으나, 염존재하에서는 고유점도가 급격히 감소하는 염농도의존성을 나타냈다. 10% glycerol 용액에서 보리 ${\beta}-glucan$의 고유점도는 1,360 dl/g이었으며 8 M urea 용액에서 고유점도는 4.114 dl/g로 나타났고, urea 제거후의 고유점도는 1.686 dl/g로 낮은 수치를 나타냈다. Chain stiffness는 0.05이었으며 온도에 대해서는 매우 안정하였다. Zero shear specific viscosity에서는 $C{\cdot}[{\eta}]=0.573$이었으며, specific viscosity는 0.327로서 0.573 g/dl농도 이상에서 entanglement가 시작되며, 보리 ${\beta}-glucan$의 농도의존성은 1.0 g/dl, 2.0 g/dl 농도용액에서 newtonian fluid 성질을 나타냈고, 3.0 g/dl 농도 이상일 때는 pseudoplastic behavior를 보여주는 동시에 thixotropic hysteresis가 일어나는 특성을 보였다. Dynamic 성질로서는 4.0 g/dl 용액에서 damping이 0.5 frequency에서 나타나며, 0.5 frequency 이하일 때는 viscous behavior 성질이 있고 0.5 frequency 이상일 때는 elastic behavior 성질을 나타냈다.

• 한국수산과학회지
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• 제30권5호
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• pp.859-867
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• 1997

오징어 가공중 부산물로 배출되는 오징어 연골의 효율적 이용을 위한 기초 단계로서 우리나라 연안산과 남미 포클랜드산 오징어 연골로부터 chitosan을 제조하여 그레올로지 특성을 조사한 결과를 요약하면 아래와 같다. 연안산 오징어 연골의 질소와 회분 함량은 각각 $11.4\%$와 $0.7\%$ 이었으며, 남미산 오징어 연골의 질소와 회분 함량은 각각 $12.1\%$와 $0.8\%$ 이었다. 그리고 chitosan에서 질소함량은 연안산이 $7.5\%$ 이었고, 남미산은 $7.8\%$ 이었다. 각 chitosan의 탈아세틸화도와 분자량은 각각 $90\%$, $1.08\times10^6$과 $90\%,\;1.20\times10^6$ 이었고, 수율은 각각 $26.4\%,\;25.7\%$ 이었다. pH 변화$(pH\;3.4\~5.4)$에 따른 연안산과 남미산 오징어 연골 chitosan의 고유점도의 변화는 pH가 증가할수록 두 chitosan의 고유점도는 감소하는 경향을 나타내었고, 연안산과 남미산을 비교해 보면 전체 pH 영역에서 남미산이 조금 높은 고유점도를 나타내었으나 pH 증가에 따른 고유점도의 강소 경향에는 차이는 없었다. NaCl의 농도가 증가할수록 두 시료 chitosan의 고유 점도는 감소하는 것으로 나타났다. 오징어 연골 chitosan의 $[\eta]\infty$는 연안산과 남미산 각각 $3.5970d\ell/g$ 및 $3.248d\ell/g$이었고, 사슬의 유연성 (B)은 두 시료 공히 0.11 이었다. 연안산 오징어 연골 chitosan $0.5\%$ 용액의 경우 유동 곡선은 항복응력이 없는 의가소성 유체로 분류할 수 있었다. 남미산 오징어 연골 chitosan 용액의 경우는 거의 직선에 가까운 유동곡선을 나타내어 뉴우튼 유체에 가까웠다. 연안산과 남미산 오징어 연골 chitosan의 각 온도별 유동지수는 농도가 낮아질수록 온도가 높아질수록 뉴우튼 유체의 거동에 가까워지고 있음을 나타내었다 농도에 따른 점조도지수 (K)의 변화에서 각 온도별 오징어 chitosan용액의 유동특성이 달라지는 임계농도는 연안산이 $0.15\~0.24\%$ 범위이었고, 남미산은 $0.21\~0.24\%$ 범위이었다. 각 농도에서 구한 활성화에너지는 $0.1\%$에서 $0.5\%$까지 순서대로 연안산 오징어 연골 chitosan은 각각 3.7, 6.3, 3.6, 4.0 및 4.1 kcal/g mol 이었고, 남미산 오징어 연골 chitosan은 각각 3.2, 3.1, 3.4, 3.8 및 3.6 Kcal/g mol 이었다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제21권4호
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• pp.269-280
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• 2009

The drop formation dynamics of a shear thinning, elastic, yield stress ($\tau_o$) fluid (Carbopol 980 (poly(acrylic acid)) dispersions) in silicone oil has been investigated in a flow-focusing microfluidic channel. The rheological character of each solution investigated varied from Netwonian-like through to highly non-Newtonian and was varied by changing the degree of neutralization along the poly (acrylic acid) backbone. We have observed that the drop size of these non-Newtonian fluids (regardless of the degree of neutralisation) showed bimodal behaviour. At first we observed increases in drop size with increasing viscosity ratio (viscosity ratio=viscosity of dispersed phase (DP)/viscosity of continuous phase (CP)) at low flowrates of the continuous phases, and thereafter, decreasing drop sizes as the flow rate of the CP increases past a critical value. Only at the onset of pinching and during the high extensional deformation during pinch-off of a drop are any differences in the non-Newtonian characteristics of these fluids, that is extents of shear thinning, elasticity and yield stress ($\tau_o$), apparent. Changes in these break-off dynamics resulted in the observed differences in the number and size distribution of secondary drops during pinch-off for both fluid classes, Newtonian-like and non-Newtonian fluids. In the case of the Newtonian-like drops, a secondary drop was generated by the onset of necking and breakup at both ends of the filament, akin to end-pinching behavior. This pinch-off behavior was observed to be unaffected by changes in viscosity ratio, over the range explored. Meanwhile, in the case of the non-Newtonian solutions, discrete differences in behaviour were observed, believed to be attributable to each of the non-Newtonian properties of shear thinning, elasticity and yield stress. The presence of a yield stress ($\tau_o$), when coupled with slow flow rates or low viscosities of the CP, reduced the drop size compared to the Newtonian-like Carbopol dispersions of much lower viscosity. The presence of shear thinning resulted in a rapid necking event post onset, a decrease in primary droplet size and, in some cases, an increase in the rate of drop production. The presence of elasticity during the extensional flow imposed by the necking event allowed for the extended maintenance of the filament, as observed previously for dilute solutions of linear polymers during drop break-up.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.21-26
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• 2018

녹말에 가소제인 글리세롤을 혼합하여 열가소성 녹말 (thermoplastic starch, TPS)을 제조하였다. 혼합된 글리세롤은 20-35 wt.%의 비율이었고 TPS는 이축 압출기에서 제조하였다. 제조된 TPS의 전단 점도, 열적 성질 및 기계적 강도를 시험하였다. 제조된 TPS는 전단 속도가 증가할수록 점도가 감소하는 전형적인 고분자의 점도 거동을 보였다. 가소제인 글리세롤의 함량이 증가할수록 power index, n은 증가하여 1에 가까운 값을 보였다. 이는 뉴톤성 유체인 글리세롤의 함량이 증가할수록 제조된 TPS의 점도 거동이 뉴톤성 유체에 가까워지기 때문이다. TPS의 열적 거동을 관찰한 결과 녹말과 글리세롤이 한 상(single phase)을 보임을 확인 할 수 있었다. 또한 TPS를 상온에 하루 이상 방치하면 부분적 상용성을 보이는 것으로 관찰되었는데 이는 공기 중의 습기의 작용인 것으로 추정된다. TPS의 기계적인 성질은 가소제의 함량에 크게 의존하는 것을 볼 수 있었는데 가소제의 함량이 증가할수록 인성과 강성 모두 증가하는 것을 관찰하였다. 가소제의 함량이 증가할수록 강성이 증가하는 특이한 현상은 습도와 높은 아밀로즈 함량이 복합적으로 작용하여 생긴 결과임을 DSC 분석을 통해 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제37권3호
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• pp.438-442
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• 2005

전분의 가열, 호화과정에서 ohmic heater를 이용하여 가열속도를 변화시키면서 가열속도가 전분현탁액의 팽윤특성 및 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 3% 옥수수 전분현탁액을 가열속도를 변화시키면서 $90^{\circ}C$까지 가열한 후 냉각시키고 현미경 관찰과 입도분포를 측정한 결과 생옥수수 전분입자의 평균 직경은 $13.7{\mu}m$이었으며 $0.6^{\circ}C/min$의 가열속도로 가열했을 경우 $30.97{\mu}m$, $16.4^{\circ}C/min$로 가열한 경우는 $37.88\;{\mu}m$로 평균직경이 급속히 증가하였으나 $16.4^{\circ}C/min$ 이상의 가열속도에서는 완만히 증가하여 $45.5^{\circ}C/min$일 때는 $41.56\;{\mu}m$로 증가하였다. 즉, 가열속도는 전분입자의 팽윤에 영향을 주며, 가열속도의 증가는 전분입자의 팽윤을 촉진하는 것으로 나타났다. $7.5^{\circ}C/min$ 이하의 낯은 속도로 가열한 3% 옥수수 전분현탁액은 Newtonian fluid에 가까운 유동곡선 특성을 보였다. 그러나 가열속도 $16.4^{\circ}C/min$ 이상에서는 전분현탁액이 pseudoplastic fluid의 거동을 나타내었으며, yield stress가 현저히 증가되었다. 또한 겉보기 점도는 가열속도가 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. 15%의 옥수수전분현탁액을 각각 다른 가열속도로 $90^{\circ}C$까지 가열한 후, 전분겔을 조제하여 가열속도에 따른 전분겔의 견고성(hardness)을 측정한 결과, 완만 가열하여 제조한 전분겔의 견고성은 높은 값을 나타내었으며, 가열속도가 증가함에 따라 차츰 감소하다가 가열속도 $9.4-23.2^{\circ}C/min$의 범위에서는 거의 일정한 값을 나타내었다. 그러나 이후에는 가열속도가 증가함에 따라 전분겔의 견고성이 다시 증가하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권1호
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• pp.24-29
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• 1999

새로운 저열량 감미료인 tagatose를 식품에 적용하기 위해 여러 가지 이화학적 특성을 조사하였다. Tagatose 용액은 Bingham 유체의 점성 특성을 보여주었고 용액의 농도가 $25^{\circ}C$에서 10%에서 50%로 증가할수록 점도가 1.65 cp에서 5.14 cp로 증가하여 비교적 저 점도를 보여주었다. 또한, 온도가 $15^{\circ}C$에서 $55^{\circ}C$로 증가함에 따라 점도가 4.59 cp에서 2.33 cp로 감소함을 보여주었다. Differential scanning calorimetry에 의하여 용융 특성을 조사한 결과 tagatose의 용융 개시 온도는 $130.4^{\circ}C$, 흡열 엔탈피는 -202.3 J/g이었다. 수분활성도는 60% 농도에서 tagatose는 0.892, sucrose는 0.957로 tagatose가 더 낮은 수분활성도를 보여주었다. 흡습성은 상대습도 85%에서 100%까지 tagatose가 sucrose보다 높았다. $20^{\circ}C$에서 $70^{\circ}C$까지의 온도 변화에 따른 용해도를 보았을 때는 tagatose가 sucrose보다 낮았다. pH 2에서 pH 12까지 조정한 용액을 3일 후 관찰하였는데 pH에 대하여 안정하였다. 또한 $154^{\circ}C$까지 4시간 열처리하였을 때 거의 변성이 되지 않았다. 그러나 높은 온도에서 열처리를 한 경우 육안으로 보이는 갈변화에 의하여 흡광도가 증가하는 것으로 나타났다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제32권4호
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• pp.365-373
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• 2007

구강건조증 환자에서 자주 발생하는 구강 연조직과 경조직의 손상은 구강건조증 환자의 삶의 질에 심각한 문제를 일으킨다. 타액선의 기능을 완전히 상실한 구강건조증 환자의 경우 인공타액은 유일한 처치법임에도 불구하고, 현재 통용되고 있는 인공타액은 환자들의 기대치에 비해 많이 부족한 실정이다. 본 연구는 CMC 용액과 인공타액의 점도와 습윤성을 비교함으로써 향후 이상적인 인공타액의 개발에 필요한 정보를 얻고자 시행되었다. CMC를 타액모방완충용액(simulated salivary buffer, SSB)과 증류수에 용해시켜 동물 mucin 용액을 완성한 후, 이를 인체 전타액, 인체 개별 타액선 타액, 그리고 CMC를 주성분으로 하는 인공타액인 Salivart 및 Moi-Stir와 비교 분석하였다. 점도는 cone-and-plate digital viscometer로 검체 당 6개의 전단율에서 측정하였고, 습윤성은 아크릴릭 레진과 Co-Cr alloy 표면 위에서의 접촉각 측정을 통해 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. CMC 용액의 점도는 CMC 농도에 비례하여 증가하였으며, 0.5% CMC 용액의 점도는 비자극성 전타액의 점도와 유사하였다. 반면에 CMC 용액의 접촉각은 점도와는 반대로 CMC 농도를 증가시킴에 따라 감소하였다. 2. 인체 타액의 점도는 전단율 증가에 따라 감소하는 non-Newtonian fluid의 특성을 나타내었다. 다양한 전단율에서의 평균 점도는 자극성 이하선 타액, 자극성 전타액, 비자극성 전타액, 자극성 악하선-설하선 타액의 순으로 증가하였다. 3. 인체 타액의 접촉각은 점도와는 반대로 자극성 이하선 타액, 자극성 전타액, 비자극성 전타액, 자극성 악하선-설하선 타액의 순으로 감소하였다. 4. 타액모방완충용액에 용해시킨 CMC를 가열하여 변성시킨 경우 점도가 감소하였다 (P < 0.01, 전단율 $90s^{-1}$). 5. 인체 타액의 아크릴릭 레진 표면에서의 접촉각은 인체 타액의 Co-Cr alloy 표면에서의 접촉각보다 유의하게 작은 것으로 나타났다 (P < 0.01). 6. 인체 타액의 아크릴릭 레진 표면에서의 접촉각은 CMC 용액의 아크릴릭 레진 표면에서의 접촉각보다 유의하게 작은 것으로 나타났다 (P < 0.01). 이번 연구에서 CMC 용액의 유동학적 성질을 객관적으로 확인할 수 있었으며, 이상의 결과를 종합하여 보면 CMC는 향후 효과적인 인공타액의 개발에 있어서도 중요한 역할을 수행 할 것으로 기대된다.