• 제목/요약/키워드: Transport in porous media

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Efficient removal of radioactive waste from solution by two-dimensional activated carbon/Nano hydroxyapatite composites

  • El Said, Nessem;Kassem, Amany T.
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제9권5호
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    • pp.327-334
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    • 2018
  • The nano/micro composites with highly porous surface area have attracted of great interest, particularly the synthesis of porous and thin film sheets of high performance. In this paper, an easy method of cost-effective synthesis of thin film ceramic fiber membranes based on Hydroxyapatite, and activated carbon by turned into studied to be applied within the service-facilitated the transport of radioactive waste such as $^{90}Sr$, $^{137}Cs$ and $^{60}Co$) as activated product of radioisotopes from ETRR-2 research reactor and dissolved in 3M $HNO_3$, across a thin flat-sheet supported liquid membrane (TFSSLM). Radionuclides are transported from alkaline pH values. The presence of sodium salts in the aqueous media improves in $HNO_3$, the lowering of permeability because the initial $HNO_3$ concentration is improved. The study some parameters on the thin sheet ceramic supported liquid membrane. EDTA as stripping phase concentration, time of extraction and temperature were studied. The study of maximum permeability of radioisotopes for all parameters. The pertraction of a radioactive waste solution from nitrate medium were examined at the optimized conditions. Under the optimum experimental 98.6-99.9% of $^{90}Sr$, 79.65-80.3% of $^{137}Cs$ and $^{60}Co$ 45.5-55.5% in 90-110 min with were extracted in 10-30 min, respectively. The process of diffusion in liquid membranes is governed by the chemical diffusion process.

심층 지하에서의 육가 크롬 확산 (Diffusion of Cr(VI) in Porous Media)

  • 현재혁
    • 지질공학
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    • 제3권2호
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    • pp.203-214
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    • 1993
  • 액체 산업폐기물을 심층지하에 방출시, 폐기물의 이동은 지하매체의 낮은 투수율로 인하여 분자확산에 의해 좌우된다. 하편 확산에 의한 이동은 Fick의 제2법칙으로 예측할 수 있다. 본 연구에서는 실험을 통한 Cr(VI)의 확산 이동계수를 구하였다. 다공질내에서의 Cr(VI)이동을 추적하기 위해 방사성 동위원소인 $^{51}Cr$을 사용하였으며, Fick의 제2법칙에 대한 해석해를 구해 Cr(VI)의 확산계수를 결정하였다. 본 연구에서는 온도, $^{51}Cr$의 양, 염소 이온의 양, 매체의 건조밀도를 환경적 변화인자로 이용하였다.

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Synthesis and Characterization of ZnO/TiO2 Photocatalyst Decorated with PbS QDs for the Degradation of Aniline Blue Solution

  • Lee, Jong-Ho;Ahn, Hong-Joo;Youn, Jeong-Il;Kim, Young-Jig;Suh, Su-Jeong;Oh, Han-Jun
    • 대한금속재료학회지
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    • 제56권12호
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    • pp.900-909
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    • 2018
  • A $ZnO/TiO_2$ photocatalyst decorated with PbS quantum dots (QDs) was synthesized to achieve high photocatalytic efficiency for the decomposition of dye in aqueous media. A $TiO_2$ porous layer, as a precursor photocatalyst, was fabricated using micro-arc oxidation, and exhibited irregular porous cells with anatase and rutile crystalline structures. Then, a ZnO-deposited $TiO_2$ catalyst was fabricated using a zinc acetate solution, and PbS QDs were uniformly deposited on the surface of the $ZnO/TiO_2$ photocatalyst using the successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) technique. For the PbS $QDs/ZnO/TiO_2$ photocatalyst, ZnO and PbS nanoparticles are uniformly precipitated on the $TiO_2$ surface. However, the diameters of the PbS particles were very fine, and their shape and distribution were relatively more homogeneous compared to the ZnO particles on the $TiO_2$ surface. The PbS QDs on the $TiO_2$ surface can induce changes in band gap energy due to the quantum confinement effect. The effective band gap of the PbS QDs was calculated to be 1.43 eV. To evaluate their photocatalytic properties, Aniline blue decomposition tests were performed. The presence of ZnO and PbS nanoparticles on the $TiO_2$ catalysts enhanced photoactivity by improving the absorption of visible light. The PbS $QDs/ZnO/TiO_2$ heterojunction photocatalyst showed a higher Aniline blue decomposition rate and photocatalytic activity, due to the quantum size effect of the PbS nanoparticles, and the more efficient transport of charge carriers.

Computer based FEM stabilization of oxygen transport model for material and energy simulation in corroding reinforced concrete

  • Hussain, Raja Rizwan
    • Computers and Concrete
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    • 제12권5호
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    • pp.669-680
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    • 2013
  • This paper unveils a new computer based stabilization methodology for automated modeling analysis and its experimental verification for corrosion in reinforced concrete structures under the effect of varying oxygen concentration. Various corrosion cells with different concrete compositions under four different environmental conditions (air dry, submerged, 95% R.H and alternate wetting-drying) have been investigated under controlled laboratory conditions. The results of these laboratory tests were utilized with an automated computer-aided simulation model. This model based on mass and energy stabilization through the porous media for the corrosion process was coupled with modified stabilization methodology. By this coupling, it was possible to predict, maintain and transfer the influence of oxygen concentration on the corrosion rate of the reinforcement in concrete under various defined conditions satisfactorily. The variation in oxygen concentration available for corrosion reaction has been taken into account simulating the actual field conditions such as by varying concrete cover depth, relative humidity, water-cement ratio etc. The modeling task has been incorporated by the use of a computer based durability model as a finite element computational approach for stabilizing the effect of oxygen on corrosion of reinforced concrete structures.

연속시간 마코프 프로세스를 이용한 균열암반매질에서의 핵종이동 모델 (A Nuclide Transport Model in the Fractured Rock Medium Using a Continuous Time Markov Process)

  • 이연명;강철형;한필수;박헌휘;이건재
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제25권4호
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    • pp.529-538
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    • 1993
  • 이전에 제신된 시간 균일적인 경우의 모델[1]에 대한 확장으로 균열암반내 핵종이동에 관한 연속시간 마코프 프로세스를 이용한 통계적 방법에 의한 모델이 제시되었다. 단일 평판 균일을 갖는 암반매질에서 핵종이 균열로부터 알반조직내로 확산 이동하는 경우 더 이상 균열시간적인 마코프 모델을 적용할 수 없으므로 암반으로의 확산항을 시간에 따라 변화하는 과정으로 보아 모델을 제시한 후 기존의 결정론적 해석해와 비교하였다. 통계적모델의 최종 결과는 시간의 함수로서의 상태변수에 대한 기댓값과 그 분산치일 것이다. 핵종의 시간 종속적인 확률분포가 전이강도가 주어질 때 매질내의 특성이 균질하다고 볼 수 있도록 나누어진 암반매질의 각 구획에 대해 주어지게 된다. 이 모델은 매질공간에 대해 불연속적이므로 핵종이동에 영향을 주는 변수들이 쉽게 균열암반이나 다중매질 등과 같은 비균질한 매질에 적용되어 질수 있다. 매질을 나눈 구획수가 수치적 분산에 민감한 것으로 나타났지만 분산계수의 보정에 의해 해석해와 잘 일치되는 것을 알 수 있었다.

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공장에서 퍼지는 냄새에 관한 수치계산적 연구 (Numerical Simulation of the Odor Spreading in a Factory)

  • ;송은화;남현규;신춘식;김희동
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2540-2543
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    • 2008
  • Liquid crystal displays (LCD's) are continuously coated with some chemicals in the clean room of a factory. Spreading of these chemicals is causing serious problems both in controlling clean room quality as well as to the workers inside the factory. It is required to alleviate or properly control the offensive odor which is mainly composed of propylene glycol mono ethyl acetate, novolak resin and photo active compound. The control strategy employed is to bleed the offensive odor gas out the clean room. A full scale 3D CFD model was created with anisotropic porous media, chemical species transport with no volumetric reaction, and thermal diffusion with propane gas (tracer gas) to simulate the odor spreading. A segregated implicit solver with standard k-$\varepsilon$ model is employed. The detailed CFD analysis made it possible to develop an effective method of ventilating the coater room and optimizing their capacities.

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Computer Simulation 에 의한 매립지(埋立地)의 침출수해석(沈出水解析) (Computer and Experimental Simulation of Landfill Leachate)

  • 이정전;이우범
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.41-50
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    • 1987
  • 본(本) 연구(硏究)는 실제(實際) 매립지(埋立地)의 현장조사와 Lab-Lysimeter의 측정(測定)을 실시하여 침출수(浸出水)의 발생량(發生量)과 수질(水質)을 예측하기 위하여 수행되었다. 매립시간(埋立時間)의 경과에 따른 폐기물중(廢棄物中) 휘발성(揮發性) 고형물질(固形物質)(VS)의 함량(含量), 생분해가능물질(生分解可能物質)(biodegradable matter, BDM), 함수율(含水率)(moisture content), 수분저장능력(水分貯藏能力)(field capacity), 건조단위중량(乾燥單位重量)(dry density) 등(等)을 측정분석(測定分析)하여 매립지내(埋立地內)의 폐기물(廢棄物)의 성상(性狀) 및 분해(分解)정도를 파악하고, 매립지(埋立地)의 성상(城上)과 비슷한 Lab-Lysimeter를 제작하여 생폐기물(生廢棄物) 및 분해(分解)가 진행(進行)된 폐기물(廢棄物)을 투입하여 침출수(浸出水)의 발생량(發生量) 및 수질(水質)을 측정분석(測定分析)하였다. 또한 불포화(不飽和)흐름방정식(方程式)에 증발산량(蒸發散量)과 표면유출(表面流出)을 고려한 모델을 만들고, 분해요소(分解要素)를 적용하여 불포화분해이송식(不飽和分解移送式)으로 발전(發展)시켰으며, 유한차분법(有限差分法)(finite difference method)을 이용(利用)하여 computer program을 개발(開發)하였고 폐기물(廢棄物) 매립지(埋立地)에서 지수문학적(地水文學的) 요소(要素)와 폐기물(廢棄物)의 분해요소등(分解要素等)을 고려하여 simulation을 실시하였으며 실험결과(實驗結果)와 비교(比較) 검토(檢討)한 결과(結果), 본(本) 연구(硏究) 모델이 침출수(浸出水)의 발생량(發生量)과 수질(水質)을 예측하는데 적합하다고 판단되었다.

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물리.화학적 불균질 특성을 지닌 매질 내 오염운 이동시 보이는 종적률 변화 (Variations of Longitudinal Moments for a Contaminant Transport in Physically and Chemically Heterogeneous Media)

  • 서병민;정준오;김영우;황승민
    • 지질공학
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    • 제19권1호
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    • pp.81-88
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    • 2009
  • 물리 화학적 불균질 특성을 가진 매질 중 K 임의장과 $K_d$ 임의장이 정(+)의 상관관계를 가지는 경우, 매질 내 이송되는 오염운이 보이는 적률변화를 알아보기 위해 등방매질 내 이송되는 비반응성 오염운에 대한 2차원 몬테카를로 시뮬레이션이 시행되었다. 흡착성이 증가함에 따라 변화하는 이차적률들을 관찰하기 위해 1, 2, 5의 지연요소가 설정되었다. 지연된 종이차공간적률, ${Z_{11}}^{'R}(t',l')$은 오염운의 이송이 진행됨에 따라 증가하며 초기 오염운의 크기가 증가함에 따라 증가한다. 또한 지연요소가 증가함에 따라 감소하며, 일차분석해에 의한 이론적 결과와 비교적 잘 일치함을 보인다. 지연된 종오염운중심분산, ${Z_{11}}^{'R}(t',l')$은 초기오염원의 크기, $l_2'$가 증가할수록 감소하며 설정된 시뮬레이션에 의해서는 아직 에르고딕 이송상태에 도달하지 않았음을 지시해준다. 지연요소가 증가함에 따라 현저히 감소하여 오염운 중심점에 대한 불확실성이 감소함을 보인다. 지연된 단일입자종이송분산, ${X_{11}}^{'R}(t')$은 세 가지 다른 등급의 지연요소에 대해서 모두 일차근사법에 의한 이론적 결과와 비교적 잘 일치한다. 따라서 종방향의 지연된 이차적률들은 추계론적 시뮬레이션에 의해 산출될 수 있으며, 일차근사법에 의한 분석해는 종방향의 지연된 적률들에 대해 상당히 정확한 근사값을 제공하고 있음을 결론지을 수 있다.

불투과 잠제 전면에서 파랑 작용 하의 세굴 해석을 위한 수치모델의 개발 (Development of Numerical Model for Scour Analysis under Wave Loads in Front of an Impermeable Submerged Breakwater)

  • 허동수;전호성
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권5B호
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    • pp.483-489
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    • 2011
  • 본 연구에서는 잠제 주변의 세굴 및 퇴적현상을 수치적으로 모의하기 위해 기존의 수치 파동 모델에 모래입자의 거동 해석을 위한 lagrangian 입자 모델을 결합한 새로운 수치모델을 개발하였다. 수치 파동 모델로서는 파랑에 의한 해저지반 내의 모래입자의 이동과 유동화 해석을 위해 투수성 매체 내부의 유체저항(관성저항, 층류저항 및 난류저항)을 고려할 수 있는 수치모델에 LES 난류모델을 도입한 수치해석기법(허와 최, 2008)을 이용하였다. 또한, 모래입자의 이동해석을 위한 lagrangian 입자 모델로서는 많은 개개의 입자들의 동적해석에 탁월한 개별요소법(Cundall and Strack, 1979)을 적용하였다. 개발된 해석기법을 이용하여 불투과 잠제 전면의 세굴에 대한 수치시뮬레이션을 실시한 후, 기존의 수리모형실험과 정성적으로 비교하면서 그 적용성을 검토하였다.

연료전지 가스확산층(GDL) 내의 물질거동에 대한 연구 (Analysis of Mass Transport in PEMFC GDL)

  • 정희석;김정익;이성호;임철호;안병기;김찬중
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권10호
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    • pp.979-988
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    • 2012
  • 연료전지 GDL 내의 물질전달에 관한 연구를 위하여 실제 GDL 을 고해상도 3 차원 스캐닝 장비를 활용하여 GDL의 다공 구조를 실측하였다. 측정된 Data의 노이즈를 제거하고 GDL의 Carbon-fiber 구조를 전산해석이 가능한 모델로 자동적으로 형성하는 알고리즘을 개발하였으며, 이 모델을 활용하여 스택 체결 시 압축에 의한 GDL 구조 변형을 예측하고, Carbon-fiber의 정렬 방향에 따른 변형 특성을 파악하였다. 또한, CFD 기법 중 하나인 VOF 모델과 Pore-network 모델을 이용하여 GDL 내부의 물거동 및 반응기체의 물질거동을 예측하였다. 마지막으로 상사실험을 통하여 해석 결과에 대한 검증을 실시하였다. 이를 통하여 실제 체결에 의하여 압축 변형된 GDL 내에서의 물질거동을 좀 더 정확히 예측할 수 있는 방법을 마련하고, GDL 체결 방향 및 최적 MPL 두께 선정 등의 실제 설계에 활용할 수 있었다.