• 한국추진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.1-9
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• 2017

초임계 환경에서 와류형 분사기의 극저온 질소 분무 동적 특성 분석을 위하여 3차원 LES 난류 모델을 적용하였다. 초임계 상태에서 질소의 상태량들을 정확하게 예측하기 위해 SRK 실기체 상태방정식을 사용하였고, 점성계수와 열전도도는 Chung의 고압 상태 혼합물에 대한 방정식, 그리고 확산 계수는 Fuller의 이론에 Takahashi의 보정식을 적용하였다. 질소 분무 결과, 분사기 내, 외부에서 유동장과 음향장 사이의 상호작용으로 복잡한 유동구조가 형성된다. 복잡한 유동 현상을 분석하기 위해 FFT, POD 그리고 DMD 기법을 적용하여 해석을 수행하였다. FFT 해석을 수행하여 분사기 내, 외부에서 나타나는 특정 주파수를 파악하였으며, POD와 DMD를 통해 각 주파수가 어떠한 유동 구조를 갖는지에 대한 연구를 수행하였다. 또한, DMD를 통해 각 주파수의 감쇠 계수를 파악하여 이를 실험 결과와 비교하였다.

• 천문학회보
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• 제43권2호
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• pp.42.1-42.1
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• 2018

Collisionless shocks with low sonic Mach numbers, M<4, are expected to accelerate cosmic ray (CR) protons via diffusive shock acceleration (DSA) in the intracluster medium (ICM). However, observational evidence for CR protons in the ICM has yet to be established. Performing particle-in-cell simulations, we study the injection of protons into DSA and the early development of a nonthermal particle population in weak shocks in high ${\beta}$ plasmas. Reflection of incident protons, self-excitation of plasma waves via CR-driven instabilities, and multiple cycles of shock drift acceleration are essential to the early acceleration of CR protons in supercritical quasi-parallel shocks. We find that only in ICM shocks with $M{\geq}2.3$, a sufficient fraction of incoming protons are reflected by the overshoot in the shock electric potential and magnetic mirror at locally perpendicular magnetic fields, leading to efficient excitation of magnetic waves via CR streaming instabilities and the injection into the DSA process. Since a significant fraction of ICM shocks have M < 2.3 CR proton acceleration in the ICM might be less efficient than previously expected. This may explain why the diffuse gamma-ray emission from galaxy clusters due to proton-proton collisions has not been detected so far.

• 플랜트 저널
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• 제9권2호
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• pp.42-45
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• 2013

이산화탄소로 대표되는 온실가스 저감이 세계적인 이슈가 됨에 따라, 이산화탄소 포집 및 저장(CCS: Carbon Capture & Storage)에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 연간 1만 톤급 이산화탄소의 지중저장용 파일럿 주입플랜트를 개발하였다. 주입플랜트의 핵심 구성품은 액상 이산화탄소를 주입조건으로 가압하는 가압펌프, 가압펌프 입구조건 확보를 위한 부스터 펌프, 초임계 상태로 이산화탄소를 승온시키는 인라인 히터 등이 있다. 개발된 구성품들을 바탕으로 전체 주입시스템을 설계, 제작하였다. 제작된 시스템의 시운전을 통하여, 인버터 조절에 따른 압력상승, 펌프 모터 회전수와 주입밸브 제어를 통한 주입압력 유지, PID 제어를 통한 온도확보가 적절히 이루어짐을 확인하였다. 전체 소비전력은 2,000 ~ 2,500 W로, 가압펌프의 소비전력이 75% 이상을 차지하였다. 본 이산화탄소 주입용 파일럿 플랜트는 향후 온실가스 저감 사업에 유일한 국산화 기기로서 다양하게 활용될 것으로 예상된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.333-338
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• 2022

쉐도우그래프(Shadowgraph) 기법을 통해 케로신의 대체 물질인 데칸/메틸사이클로헥산 혼합연료를 사용하는 단일 제트(jet)를 초임계 환경으로 분사하여 제트의 거동을 가시화하였다. T_r = 0.484인 연료 제트의 분사 차압 ∆P는 0.5 MPa로 일정하게 유지하였고 혼합연료의 임계점 이상에서 실험을 진행하였으며 챔버 내부 환산온도 T_r(=T/T_c)를 1.00~1.23, 환산압력 P_r(=P/P_c)을 1.00, 1.38로 변화하여 실험결과를 분석하였다. 초임계 환경으로 분사되는 제트의 밀도감소 지표로써 후처리 된 제트 이미지의 밝기 강도를 챔버 내부 온도와 압력을 변화시켜 관찰하였다. 챔버 내부 온도가 상승할 때 제트의 밝기 강도 감소 폭이 커지는 것을 확인하였으며, 동일 온도일 때 챔버 내부 압력이 높을 경우 제트의 밝기 강도 감소가 지연되는 것을 확인하였다. 챔버 내부 압력이 높을 경우 연료의 유사 임계온도(pseudocritical temperature)가 증가하고 연료 제트의 밀도감소에 필요한 온도가 상승하여 밝기 강도 변화가 지연되는 근거로 판단하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.58-68
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• 2011

전기 및 탄성파 탐사를 이용한 이산화탄소 지중저장의 모니터링의 기초연구로써, 수포화 암석시료에 $CO_2$주입시 비저항과 P파속도를 측정하였다. 암석시료는 Berea사암이며, $CO_2$는 초임계상태 (10 MPa, $40^{\circ}C$)로 주입하였다. 초임계 $CO_2$주입에 의해 비저항의 증가 및 P파속도와 진폭이 감소하였다. P파 속도 토모그램은 암석시료에 주입한 초임계 $CO_2$의 거동양상을 보여주었다. 비저항과 탄성파속도는 $CO_2$거동 모니터링하는데 유용하다. 그러나 P파 속도는 비저항 변화에 비해 $CO_2$포화도가 20% 이상 일때 변화를 보이지 않았다. 비저항으로부터 $CO_2$포화도 예측은 탄성파 속도로부터 $CO_2$포화도 예측의 어려움을 보완할 수 있다. 비저항과 탄성파 속도의 동시측정에 의해 암석시료에 주입한 초입계 $CO_2$ 거동 및 $CO_2$포화도 분포를 예측할 수 있다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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• pp.173-178
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• 2007

Time-lapse electrical resistivity measurements have been made in a scale model experiment for geological $CO_2$ sequestration in aquifer. Three types of $CO_2$ injection are tested in a water tank filled with glass beads. These are $CO_2$ dissolved into filtered tap water, $CO_2$ gas, and mineral oil. The mineral oil is a substitute for liquid phase of supercritical $CO_2$. For reconstructing three-dimensional resistivity images, we measure potential differences at 32 potential dipoles on the top surface of the tank due to two current dipoles on the front and back sides. The resultant resistivity images clearly show the movement of injected $CO_2$ in aquifer.

• 천문학회보
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• 제46권2호
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• pp.51.1-51.1
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• 2021

Merger shocks with M_s < ~ 3 - 4 have been detected in galaxy clusters through radio observations of synchrotron radiations emitted from cosmic-ray (CR) electrons. The CR electrons are believed to be produced by the so-called diffusive shock acceleration (DSA) at the merger shocks. To describe the acceleration of electrons, the injection into DSA has to be understood. Recent studies have showed that electrons could be energized through stochastic shock drift acceleration (SSDA), a mechanism mediated by multi-scale plasma waves at shock transition zone. However, such preacceleration process seems to be effective only at the supercritical shocks with M_s > ~ 2.3, implying that further studies should be done to explain radio relics with weaker shocks. In this talk, we present the results obtained by fully kinetic 2D particle-in-cell (PIC) simulations, which include pre-existing suprathermal electrons possibly ejected from active galactic nuclei (AGNs) or produced by previous episodes of turbulence/shocks. The simulations indicate that the pre-existing electrons enhance the upstream plasma waves in shocks with M_s < ~ 2.3. However, the wavelength of such waves is not long enough to scatter off suprathermal electrons and energize them to the injection momentum for DSA. Hence, we conclude that preexciting suprathermal electrons alone would not solve the problem of electron acceleration at radio relic shocks.

• 자원환경지질
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• 제45권6호
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• pp.661-672
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• 2012

국내 육상 이산화탄소 지중저장 후보지 중 하나로 거론되고 있는 경상분지 사암에 대하여 초임계$CO_2$ 주입에 의한 사암의 용해반응을 규명하는 실내 실험을 실시하였다. 초임계$CO_2$로 존재하는 지중저장 온도/압력조건(100 bar와 $50^{\circ}C$)을 재현한 스테인레스 셀(용량 110 ml) 내부에 지하수를 주입한 후, 공극률이 다른 3 종류의 경상분지 사암 시료에 대하여 슬랩으로 제작하여 표면을 폴리싱한 후 고압셀 하부에 고정시켜 지하수에 잠기게 하였으며, 초임계$CO_2$를 주입한 후 60 일 동안 지하수 용존 이온 농도 변화, 질량 변화, 광물의 평균 표면 거칠기 변화를 측정하였다. 사암의 물성 변화 실험에서는 채취한 3 종류의 경상분지 사암들을 원통형 코어 형태로 가공하여 대형 고온고압탱크(2 liter 용량)에 고정시켜 30 일 동안 반응 시킨 후 공극률, 건조밀도, 탄성파 속도, 일축압축강도 등을 측정하여 용해반응에 의한 사암의 물성변화를 규명하였다. 반응 시간에 따른 사암 코어의 무게를 측정하여 질량 변화에 따른 1차 용해반응 상수값($k_d$)을 계산하였으며, 이 용해상수를 이용하여 단위면적($cm^2$) 당 1 g의 사암시료가 완전히 용해되는데 걸리는 용해시간을 계산하였다. 사암 슬랩을 이용한 지중저장 조건에서 초임계$CO_2$-사암-지하수 반응 실험 결과 $Ca^{2+}$, $Na^+$의 용해반응이 활발하게 일어나는 것으로 나타나, 이들 함량이 높은 사장석, 방해석 등을 중심으로 사암의 용해반응이 일어남을 알 수 있었으며, 반응 30 일 후 초기 A사암 슬랩 무게의 0.66%가 반응에 의해 용해되었다. 경상분지 사암의 물성 변화 실험 결과, $CO_2$ 반응 30 일 동안 B사암과 C사암의 공극률은 초기 공극률 기준 16.2%와 7.4% 증가하는 반면, 건조밀도, 탄성파 속도 그리고 일축압축강도는 감소하는 경향을 보였으며, 이 결과는 초임계$CO_2$와 반응하여 암석의 용해반응에 의한 물성변화가 짧은 시간 동안 활발히 일어나고 있음을 의미한다. 계산된 용해반응상수값($k_d$)으로부터 B사암과 C사암의 경우 사암에 주입된 $CO_2$에 의하여 단위면적($cm^2$)당 1 g이 용해되는데 각각 평균 1,532 년과 329 년이 걸리는 것으로 나타나, $CO_2$ 지중저장 시 사암의 용해반응이 짧은 시간동안 활발히 일어날 수 있음을 입증하였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권4호
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• pp.212-230
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• 2001

Recent advances in recombinant DNA technology have resulted in development of many new protein drugs. Due to the unique properties of protein druges, they have to be delivered by parenteral injection Although delivery of protein drugs by other routes, such as pulmonary and nasal routes, has shown some promises, to date most protein drugs are administered by par-enteral routs. For long-term delivery of protein drugs by parenteral administration, they have been formulated into biodegradable microspheres. A number of microencapsulation methods have been developed, and the currently used microencapsulation methods are reviewed here, The microen-capsulation methods have been divided based on the method used. They are: solvent evapora-tion/extraction; phase separation (coacervation);spray drying; ionotropic gelation/polyelectrolyte complexation; interfacial polyumerization and supercritical fluid precipitation. Each method is de-scribed fro its applications, advantages, and limitations.

• 천문학회보
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• 제45권1호
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• pp.55.2-55.2
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• 2020

Radio relics in the outskirts of galaxy clusters are interpreted as synchrotron radiation due to the relativistic electrons produced via diffusive shock acceleration (DSA) in shocks with low sonic Mach numbers, Ms ≤ 3 in high beta ICM plasma. Electron injection into the DSA process at such weak shocks is one of the key elements, which has yet to be fully understood. In this study, we explore the nature of kinetic microinstabilities excited in weak quasi-perpendicular shocks through 2D particle-in-cell simulations. We find Alfven-ion cyclotron (AIC), whistler, and mirror instabilities can be triggered by ion and electron temperature anisotropy in the immediate downstream of supercritical shocks with Ms > Mcrit ~ 2.3. In particular, AIC instability causes rippling of the shock surface, which in turn generates plasma waves on multi-scales and faciliates the electron preacceleration. Our results may contribute to understanding the origins of radio relics.