프랙탈 이송확산방정식은 정수 차수의 미분연산자로 구성된 고전적인 이송확산방정식과 비교하여 프랙탈 차수의 미분연산자로 구성된 보다 상위개념의 방정식으로써 정의된다. 지금까지의 프랙탈 이송확산방정식은 추계학적인 기법을 동원하여 푸리에-라플라스 공간에서 주로 해석되었으나, 본 연구에서는 실제 공간에서 유한차분개념을 도입하여 보다 직접적으로 하천에서의 오염물 이송확산에 관한 지배방정식을 유도하였다. 이러한 개념의 유도방법은 프랙탈 차수 및 관련 확산계수의 물리적인 추정에 관한 실마리를 제공할 수 있다. 고전적인 이송확산방정식과는 달리 프랙탈 이송확산방정식은 실제 하천에서 관측되는 오염물의 시간-농도 분포곡선의 왜곡현상과 분포곡선의 전후방부 농도를 보다 실제에 가깝게 모의할 수 있을 것으로 기대되어진다.
해안 지역에 시공된 철근 콘크리트 구조물은 해수 중의 염소 이온에 의해 내부 철근이 부식하게 된다. 특히 해안지역에서는 해수에 침지되는 경우뿐만 아니라 조수간만 및 비래염분의 영향을 받기 때문에 이에 대한 고려가 필수적이다. 본 연구에서는 3가지 수준의 노출 환경(침지대, 간만대, 비말대)과 노출기간 180일, 365일, 730일을 고려하여 해양환경노출실험을 실시하였다. 대상 배합은 3가지 수준의 물-결합재비 및 2가지 수준의 플라이애시 치환률(0 %, 30 %)을 고려하여 설정하였다. 모든 노출조건에서 플라이 애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 낮은 겉보기 염화물 확산계수를 나타내었으며, 이는 플라이애시의 포졸란 반응이 원인으로 사료된다. 플라이애시 배합은 노출 기간 180일에서는 플라이애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 최대 63 5 %의 감소율을, 노출 기간 730일 에서는 최대 55.8 %의 감소율을 나타내었다. 노출 조건에 따른 확산계수 거동을 평가한 결과, 플라이애시 치환 배합에서는 간만대, 침지대, 비말대 순으로 확산계수가 평가되었다. 간만대에서는 건습이 반복되어 염화물 이온의 침투가 빠르게 일어나는 것으로 보인다.
The air gap membrane distillation (AGMD) process was applied for water desalination. The main objective of the present work was to study the heat and mass transfer mechanism of the process. The experiments were performed on a flat sheet module using aqueous NaCl solutions as a feed. The membrane employed was hydrophobic PTFE of pore size 0.22 ${\mu}m$. A mathematical model is proposed to evaluate the membrane mass transfer coefficient, thermal boundary layers' heat transfer coefficients, membrane / liquid interface temperatures and the temperature polarization coefficients. The mass transfer model was validated by the experimentally and fitted well with the combined Knudsen and molecular diffusion mechanism. The mass transfer coefficient increased with an increase in feed bulk temperature. The experimental parameters such as, feed temperature, 313 to 333 K, feed velocity, 0.8 to 1.8 m/s (turbulent flow region) were analyzed. The permeation fluxes increased with feed temperature and velocity. The effect of feed bulk temperature on the boundary layers' heat transfer coefficients was shown and fairly discussed. The temperature polarization coefficient increased with feed velocity and decreased with temperature. The values obtained were 0.56 to 0.82, indicating the effective heat transfer of the system. The fouling was observed during the 90 h experimental run in the application of natural ground water and seawater. The time dependent fouling resistance can be added in the total transport resistance.
일반적으로 동수역학 모형은 마찰인자(조도계수 또는 Chezy계수)와 와점성계수를 필요로 하고 수치계산에서 이들 계수의 갑은 통상 가정 또는 반복계산을 통하여 결정된다. 수치모형에서 와점성계수는 물리적인 확산뿐만 아니라 수치점성의 효과도 가지고 있어서 수치계산의 안정성에 영향을 미치므로 이들 계수의 일관된 결정방법이 필요하다. 수위 및 유량자료, 1차원 모형인 HEC-2와 NETWORK, 2차원 모형인 SMS를 이용하여 한강하류 구간에 대한 조도계수의 산정결과와 와점성 계수의 산정식이 제시되었으며 실측수위와 비교를 통해 검증되었다.
In this study, a hydraulic model test, to which Particle Image Velocimetry (PIV) system applied, was used to determine the hydrodynamic characteristics of the advection-diffusion of saltwater according to bottom conditions (impermeable/permeability, diameter, and inclination) and the difference of the initial salt. Considering quantitative and qualitative results from the experiment, the characteristics of the density current were discussed. As an experimental result, the advection-diffusion mechanism of salinity was examined by the shape of saltwater wedge and the flow structure of density currents with various bottom conditions. The vertical salt concentration obtained from the experiment was used as quantitative data to calculate the diffusion coefficient that was used in the numerical model of the advection-diffusion of saltwater.
In this study, we estimated the performance of PEMFC's unit cell as changing operating temperature in different inlet humidity condition at cathode side but anode dry, and tried to match experimental results with 1-dimensional simulation. We used $Nafion^{\circledR}112$ membrane and a self-manufactured PEMFC with active area of $25cm^{2}$ was used in this study. The range of operating temperature was $40{\sim}70^{\circ}C$ and oxygen through bubbled humidity chamber was supplied $0{\sim}80$% humidity condition as changing water temperature in humidity chamber. For figuring out governing equations, represent water contents in electrolyte membrane, the linear forward difference method was applied about time progress and quadratic central difference method was used about space progress. It was assumed that pressure terms were linearly changed due to thin electrolyte membrane. In low operating temperature condition, $40{\sim}60^{\circ}C$, increasing temperature rarely effected cell performance but we can see performance drop at $70^{\circ}C$. By modifying Henrry's constant and/or diffusion coefficient, the modified one-dimensional model was accomplished for calculation.
This study was executed to find the applicability of press drying of tree disk by investigating the shrinkage and drying defect and to form appropriate model by comparing the actual moisture content(MC) and internal temperature in respect of drying time with calculated values based computer simulation to which was applied finite difference method. In press drying disk, heating period, constant drying rate period maintained plateau temperature at 100$^{\circ}C$ and falling drying rate period were significantly distinguished. Actual MC and internal temperature were analogous to those calculated at comparing points. Heat transfer model formed by Fourier's law using specific heat of moist wood and conduction coefficient considering fractional volume of each element of wood cell wall, bound water, free water and air showed applicability as basic data to developing heat expansion, shrinkage and drying stress during press drying. Also mass transfer model formed by Fick's diffusion law using water vapor diffusion coefficient showed applicability. Longitudinal shrinkage was developed by pressure of hot press and tangential shrinkage was restrained by hygrothermal recovery. The heart check, surface check and ring failure were occurred differently in species, but V-shaped crack didn't develop.
Al-Amoudi, Omar S. Baghabra;Ahmad, Shamsad;Khan, Saad M.S.;Maslehuddin, Mohammed
Advances in concrete construction
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제8권2호
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pp.119-126
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2019
This paper reports an experimental investigation conducted to evaluate the durability performance of concrete mixtures prepared utilizing blends of Type I Portland cement (OPC) and natural pozzolans (NPs) obtained from three different sources in Saudi Arabia. The control concrete mixture containing OPC alone as the binder and three concrete mixtures incorporating NPs were prepared keeping water/binder ratio of 0.4 (by weight), binder content of $370kg/m^3$, and fine/total aggregate ratio of 0.38 (by weight) invariant. The compressive strength and durability properties that included depth of water penetration, depth of carbonation, chloride diffusion coefficient, and resistance to reinforcement corrosion and sulfate attack were determined. Results of this study indicate that at all ages, the compressive strength of NP-admixed concrete mixtures was slightly less than that of the concrete containing OPC alone. However, the concrete mixtures containing NP exhibited lower depth of water penetration and chloride diffusion coefficient and more resistance to reinforcement corrosion and sulfate attack as compared to OPC. NP-admixed concrete showed relatively more depth of carbonation than OPC when subjected to accelerated carbonation. The results of this investigation indicates the viability of utilizing of Saudi natural pozzolans for improving the durability characteristics of concrete subjected to chloride and sulfate exposures.
콘크리트의 탄산화는 콘크리트 구조물의 내구성과 관련하여 매우 중요한 부분을 차지하고 있으며, 시간에 따른 탄산화 정도는 이산화탄소 확산계수의 영향을 크게 받는다. 이에 따라 본 연구에서는 콘크리트에 대한 이산화탄소 확산계수 실험을 통해 합리적인 실험식을 도출하고자 하였다. 실험은 상대습도에 따른 이산화탄소 확산계수 영향 실험 이외에 공극률 측정실험을 병행하였으며 이를 통해 이론적으로 산정한 공극률과 비교하였다. 실험결과 측정된 공극률은 이론적인 결과와 유사하게 나타났다. 한편, 상대습도에 따른 이산화탄소 확산계수 변화량은 물-시멘트비가 낮을수록 감소하였다. 본 연구에서 도출한 콘크리트 중의 이산화탄소 확산계수에 대한 실험식은 상대습도, 공극률 및 골재-시멘트비를 매개변수로 하였으며 본 실험결과와 비교적 일치하는 결과를 나타내었다. 한편, 본 연구에서 도출한 결과와 타 연구자의 연구에 의한 이산화탄소 확산계수 실험식을 비교한 결과 콘크리트, 모르타르 및 시멘트 페이스트에 대해 서로 다른 식을 사용하는 것이 합리적일 것으로 판단되었다. 본 연구에서 수행한 이산화탄소 확산계수에 대한 연구결과를 통해 콘크리트 구조물의 탄산화 과정에 대한 연구가 더욱 합리적으로 이루어질 수 있을 것으로 사료된다.
In this paper, the effects of matrix hygrothermal aging and residual stress changes on $Avimid^{(R)}$ K3B/IM7 laminates in $80^{\circ}C$ water were studied. The factors causing the $80^{\circ}C$ water to degradation of the laminates could be the degradation of the matrix toughness, the change in residual stresses. After 500 hours fully saturated aging of the neat resin, the weight gain was 1.55% increase with the diffusion coefficient $7{\times}10^{-6}m^2/s$ and the fracture toughness was decreased about 41%. After 100 hours fully saturated aging of the $[+45/0/-45/90]_s$ K3B/IM7 laminates in $80^{\circ}C$ water, the weight gain was 0.41% increase with the diffusion coefficient $1{\times}10^{-6}m^2/s$ and the loss of the microcracking fracture toughness was 43.8% of the original toughness. To see whether the residual stress influenced the fracture toughness, two ply $[90^{\circ}/0^{\circ}]$ laminates were put in $80^{\circ}C$ water from 2 hours to 8 hours. The changes in residual stress in 8 hours are less than 3MPa. Because the 3MPa change is not sufficient to degrade the laminates, the main factor to degrade the microcracking fracture toughness was the degradation of the matrix fracture toughness.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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