• 제목/요약/키워드: Transport in porous media

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자갈 다공성매질에서 수리평균반경과 수리분산 매개변수의 상관성에 관한 실험적 연구 (An experimental study on the correlation of hydraulic mean radius and hydrodispersive parameters in rockfill porous media)

  • 한일영;이재정;김규범
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권11호
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    • pp.863-873
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    • 2021
  • 다공성 매질에서 오염물 이동에 지배적인 기작인 역학적 분산은 공극 내 유속 차이에 의해서 발생한다. 종분산계수와 종분산지수는 이송확산 모형의 수리분산 매개변수이며, 실험을 통하여 얻어야만 한다. 수리평균반경은 공극 내 물의 흐름 양의 크기와 강도를 표현할 수 있으며, 매질의 물리적 특성인자를 이용하여 계산할 수 있다. 본 연구는 순간주입 추적자실험을 통하여 자갈 다공성매질에서 수리평균반경을 이용하여 종분산지수를 구할 수 있는 거듭제곱형의 경험식을 도출하였다. 경험식은 스케일상수 계산식이 포함되어 있어 이동거리에 따른 종분산지수의 산정이 가능하며, 소규모 유량의 균질한 자갈로 구성된 수로에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

Evolution of reaction zones in reactive barriers consisting of calcite and glass beads

  • Jeong Gon, Kim;Gwang Man, Lee;Ik Hwan, Go
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.19-22
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    • 2004
  • Two-dimensional modeling studies using TOUGHREACT were conducted to investigate the coupling between flow and transport developed as a consequence of differences in density, dissolution/ precipitation, and medium heterogeneity. The model includes equilibrium reactions for aqueous species, kinetic reactions between tile solid phases and aqueous constituents, and full coupling of porosity and permeability changes resulting from precipitation and dissolution reactions in porous media. Generally, the evolutions in the concentrations of the aqueous phase are intimately related to the reaction-front dynamics. Plugging of the medium contributed to significant transients in patterns of flow and mass transport.

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Electro-osmotic pump in osteo-articular tissue engineering: A feasibility study

  • Lemonnier, Sarah;Naili, Salah;Lemaire, Thibault
    • Advances in biomechanics and applications
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    • 제1권4호
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    • pp.227-237
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    • 2014
  • The in vitro construction of osteo-articular large implants combining biomaterials and cells is of great interest since these tissues have limited regeneration capability. But the development of such organoids is particularly challenging, especially in the later time of the culture, when the extracellular matrix has almost filled the initial porous network. The fluid flow needed to efficiently perfuse the sample can then not be achieved using only the hydraulic driving force. In this paper, we investigate the interest of using an electric field to promote mass transport through the scaffold at the late stage of the culture. Based on the resolution of the electrokinetics equations, this study provides an estimation of the necessary electric driving force to reach a sufficient oxygen perfusion through the sample, thus analyzing the feasibility of this concept. The possible consequences of such electric fields on cellular activities are then discussed.

불포화 토양내에서 가스상 오존 측정을 위한 광섬유센서의 적용

  • 정해룡;최희철
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.111-114
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    • 2003
  • A new monitoring system has been developed for in-situ and realtime measurement of ozone transport in unsaturated porous media using a fiber optic sensor. The calibration of the fiber optic transflection dip probe (FOTDP) system was successfully carried out at various ozone concentrations using a column with length of 30 cm and diameter of 5 cm packed with glass beads, which don't react with gaseous ozone. The breakthrough curves (BTCs) of ozone was obtained by converting the normalized intensity into ozone concentration. The FOTDP system reflected the ideal transport phenomena of gas phase ozone at various flow rates. The FOTDP system worked well for in-situ monitoring of gas phase ozone at various water saturations and in presence of SOM. However, the FOTDP system did not measure the ozone concentration at more than 70% water saturation.

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동역학적 흡착 관계식을 이용한 다공 매질에서의 유동세균에 의한 유기성 오염물의 가속이송 예측 모델 (Modeling Bacteria Facilitated Contaminant Transport in Porous Media with Kinetic Adsorption Relationships)

  • 김승현
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.22-29
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    • 1995
  • 유동 세균 입자는 지체계수를 감소시키므로써 지하수에서 소수성 오염물의 이동을 촉진시킨다. 그 크기와 표면의 적당한 물리화학적 조건으로 인하여 세균은 효율적인 오염물의 운반자가 될 수 있다. 이러한 운반자가 있을 때, 그 계는 액상, 입상, 그리고 고상의 3 상으로 해석되어야한다. 오염물은 각 상에 모두, 혹은 그 중의 일부에 존재할 수 도 있다. 본 연구에서는 세균이 있는 경우, 생화학적으로 분해 가능한 유기성 오염물의 다공매질에서의 거동을 물질수지에 기초하여 수학적 모델로 묘사한다. 세균의 액상과 고상사이의 물질 전이 및 오염물의 액상과 입상사이의 물질 전이는 동역학적 관계식으로 나타냈다. 모델 결과를 일반화하기 위하여 무차원화를 수행했고, 그 해를 구하여 세균에 의한 오염물의 가속이송 효과를 알 수 있었다. 모델 결과는 문헌상의 실험결과와 비교되었다. 모델 결과로부터 오염물은 그 계의 Damkohler I 수가 10 이상일 경우 국지 평형 가정을 할 수 있었으며, 세균의 성장율과 주입 농도 등이 오염물의 청소에 아주 중요한 요소임을 알 수 있었다.

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Methane carbon dioxide reforming for hydrogen production in a compact reformer - a modeling study

  • Ni, Meng
    • Advances in Energy Research
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    • 제1권1호
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    • pp.53-78
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    • 2013
  • Methane carbon dioxide reforming (MCDR) is a promising way of utilizing greenhouse gas for hydrogen-rich fuel production. Compared with other types of reactors, Compact Reformers (CRs) are efficient for fuel processing. In a CR, a thin solid plate is placed between two porous catalyst layers to enable efficient heat transfer between the two catalyst layers. In this study, the physical and chemical processes of MCDR in a CR are studied numerically with a 2D numerical model. The model considers the multi-component gas transport and heat transfer in the fuel channel and the porous catalyst layer, and the MCDR reaction kinetics in the catalyst layer. The finite volume method (FVM) is used for discretizing the governing equations. The SIMPLEC algorithm is used to couple the pressure and the velocity. Parametrical simulations are conducted to analyze in detail the effects of various operating/structural parameters on the fuel processing behavior.

지하다공질(地下多孔質) 매체(媒體)속에서의 오염물질이동(汚染物質移動) 해석(解析)을 위한 지하수(地下水)흐름 모형(模型) (Groundwater Flow Model for the Pollutant Transport in Subsurface Porous Media Theory and Modeling)

  • 조원철
    • 대한토목학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.97-106
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    • 1989
  • 본(本) 연구(硏究)는 유한요소법(有限要素法)(FEM)을 이용(利用)하여 2차원(次元) 지하수(地下水) 흐름모형(模型)을 확립(確立)한 것으로 지하수계(地下水界)에서의 오염물질이동(汚染物質移動)에 관한 종합적(綜合的)인 동적(動的)시스템 모형(模型)을 개발(開發)하는 연구(硏究)의 첫 단계(段階)이다. 이 흐름모형(模型)은 보다 많은 실재문제(實在問題)를 다를 수 있는 융통성(融通性)과 유연성(柔軟性)을 가지도록 하고 있다. 시간(時間)의 함수(函數)로 나타나는 Sources/Sinks, Dirichlet 형(形)의 경계조건(境界條件), Neumann 형(形) 혹은 Cauchy 형(形)의 유동(流動) 경계조건(境界條件), 누수성피압상(漏水性被壓床) (leaky confining beds) 등(等)의 조건(條件)을 가진 지하수(地下水)흐름을 모의발생(模擬發生 수 있으며, 또 복잡(複雜)한 경계조건(境界條件)을 잘 나타내기 위하여 삼각형요소(三角形要素)와 사각형요소(四角形要素)를 혼합(混合)하여 쓸 수 있는 지하수(地下水)흐름 FEM 모형(模型)을 확립(確立)한 것이다.

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A Nuclide Decay Chain Transport Model by the Method of Characteristics

  • Lee, Youn-Myoung;Kang, Chul-Hyung;Hahn, Pil-Soo;Chun, Kwan-Sik
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제29권4호
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    • pp.320-326
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    • 1997
  • The nuclide transport in the one-dimensional porous medium is considered as a first step in developing a decay chain transport in multidimensional inhomogeneous media. A method of solving conventional advection-dispersion equation with decay chain of arbitrary length by using the method of characteristics (MOC) is introduced. In specific cases where the advection are dominant rather than dispersion, the method is known to be useful : one of the most distinctive advantages in applying the model is that the MU minimizes the numerical dispersion, which is distinguished in such common numerical schemes as finite element method and finite difference method. The suggested model is considered to be effective through several illustrations for the case that decay chain of arbitrary length is involved during transport which is difficult to solve by standard numerical solutions if the medium becomes more complicated.

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수증기-메탄개질용 Ni 촉매의 유용도에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on the Effectiveness Factor of Ni Catalyst Pellets for Steam-Methane Reforming)

  • 최종균;남진현;신동훈;정태용;김영규
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.63-66
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    • 2007
  • Reformers which produce hydrogen from natural gas are essential for the operation of residential PEM fuel cells. For this purpose, steam-methane reforming reactions with Ni catalysts is primarily utilized. Commercial Ni catalysts are generally made to have porous pellet shapes in which Ni catalyst particles are uniformly dispersed over Alumina support structures. This study numerically investigates the reduction of catalyst effectiveness due to the mass transport resistances posed by porous structures of spherical catalyst pellets. The multi-component diffusion through porous media and the accurate kinetics of reforming reaction is fully considered in the numerical model. The preliminary results on the variation of the effectiveness factor according to different operation conditions are presented, which is planned to be used to develop correlations in future studies.

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