• Geomechanics and Engineering
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• 제15권4호
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• pp.957-964
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• 2018

In this study, a method of electrochemical consolidation is applied. This method utilizes electro-osmosis, which is an effective ground improvement technique for soft clays, and soil treatment using lime, which is the oldest traditional soil stabilizer. The mechanism of lime treatment for soil involves cation exchange, which leads to the flocculation and agglomeration. Five representative laboratory tests-an electro-osmotic test and four electrochemical tests with various proportions of lime-were performed on dredged marine clay. The objectives of this study are to investigate the effect of electrochemical treatment and to determine the optimum dose for optimal consolidation performance of dredged marine clay. The results show that a better consolidation effect was achieved in terms of current, temperature, and vane shear strength by using electrochemical treatment. The best results were observed for the electrochemical test using 4% lime content.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.338-343
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• 2019

고분자전해질 연료전지에서 전해질막의 물이동과 함수율은 고분자막의 성능에 많은 영향을 미친다. 본 연구에서는 간단한 방법에 의해 물이동에 관한 고분자막의 물성(전기삼투계수, 물 확산계수)을 측정하고 이들을 이용해 막을 통한 물의 이동량과 이온전도도를 모델식에 의해 모사한 후 실험값과 비교하였다. 물이동의 구동력은 전기삼투와 확산만이 라고 본 1차원 정상상태 지배방정식을 매트랩으로 수치해석하였다. $144{\mu}m$ 두께의 고분자막의 전기삼투계수를 수소펌핑셀에서 구한 결과 1.11을 얻었다. 물확산계수를 상대습도의 함수로 나타냈고 물확산에 대한 활성화에너지는 $2,889kJ/mol{\cdot}K$였다. 이들 계수를 적용해 모사한 물이동량과 이온전도도 결과는 실험값과 잘 일치함을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.379-383
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• 2011

본 연구에서는 두 종류의 다공성 유리막을 이용하여 전기삼투 펌프를 제작하였다. 전기삼투 펌프의 성능은 탈이온수와 1 mM 나트륨 테트라붕산염 데카수화물 완충액을 이용하여 최대유량, 최대전류 그리고 최대압력의 항으로 표현하였다. 최대유량과 최대전류는 ROBU 사의 다공성 유리막의 높은 공극률에 기인하여 DURAN 사의 다공성 유리막 보다 높은 값을 가졌다. 그러나 최대압력은 비슷하였다. 열역학적 효율은 ROBU 사의 다공성 유리막이 DURAN 사의 다공성 유리막보다 2 배 정도 높은 값을 가졌으며, 최대유량당 최대전류 역시 ROBU 사의 다공성 유리막이 높은 값을 가졌다. 그러나 최대압력당 최대전류는 DURAN 사의 다공성 유리막에서 더 높은 값을 가졌다. 본 연구에서는 ROBU 사의 다공성 유리막은 낮은 출력으로 높은 유량을 구현할 수 있고, DURAN 사의 다공성 유리막은 낮은 출력으로 높은 압력을 구현할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
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• pp.163-166
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• 2006

This paper presents numerical results of fluid flows and mixing in a microfluidic device for AC electroosmotic flow (AC-EOF) with coplanar electrodes on top and bottom walls. Differently from previous EOF a channel which attached a couple of coplanar electrodes can be utilized to mix a target liquid with a reagent. In this study we propose a method of controlling fluid flows and mixing enhancement. To obtain the flow and mixing characteristics, numerical computations are performed by using a commercial code, CFX10. It was found that the flow near the coplanar electrodes is of 3-D complex flows and vortices between the other electrodes, and as a consequence the AC-electroosmotic flow on the electrodes plays an important role in mixing the liquid.

• 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.

• 한국가시화정보학회지
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• 제8권4호
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• pp.13-18
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• 2010

This paper presents an experimental study on the performance of a micro-mixer using AC electro-osmotic flow. The microchannel is made of PDMS for the side and top walls and glass patterned with ITO for the bottom wall. We first investigated the effect of the applied potential as well as the frequency on the slip velocity. We have found that the slip velocity is roughly proportional to the applied voltage in line with the Helmholtz-Smoluchowski equation and there is an optimum frequency at which the slip velocity becomes maximized. To find the optimum parameters for mixing device we tested our device for various design parameters. It turned out that the best mixing effect is obtained approximately when the electrode angle is $30^{\circ}$, electrode width $200\;{\mu}m$, and the frequency of power supply 700 Hz.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.593-597
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• 2016

고분자전해질 연료전지에서 전해질막의 이온전도도에 미치는 상대습도, 전류밀도, 온도의 영향에 대해 연구하였다. 전해질막의 물의 함량과 물의 이동은 이온전도도에 많은 영향을 미친다. 전기삼투와 역확산만으로 물 이동을 모사하고 해석하였다. 이온전도도는 셀 밖에서 측정 장비로 막 상태에서 그리고 막전극합체로 구동상에서 측정되었다. 상대습도 증가에 따라 막 내 물 함량이 증가하였고 물 함량 증가에 따라 이온전도도도 상승하였다. 전류밀도 증가에 따라 전기삼투와 역확산에 의한 물의 양이 증가해 물 함량이 선형적으로 증가하였고 그 결과 전류밀도 증가에 따라 이온전도도가 선형적으로 상승하였다. 온도가 $50^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$C로 증가함에 따라 이온전도도는 약 40% 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권5호
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• pp.397-403
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• 2015

본 연구는 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC)의 성능에 매우 중요한 영향을 미치는 물의 분포를 실험적으로 측정하였다. 내부에서 일어나는 활발한 화학반응과 물질전달 특성 때문에 PEMFC 내부에서 수분의 분포가 불균일하며 그 분포를 실험적으로 측정하기가 용이하지 않아 그 동안 간접적인 측정이 많이 이루어졌다. 본 연구에서는 초소형 온습도 센서를 연료전지의 채널에 직접 삽입하고 채널을 따라 흐르는 반응가스의 습도를 측정하였다. 수소극과 공기극 중 한곳만 가습하며, 가습하지 않은 곳에서 습도를 측정하여 멤브레인을 통한 물의 이동을 연구하였다. 가습기의 온도가 증가할수록 양극의 물농도 구배가 커져서 확산이 증가하나 높은 전류밀도에서는 전기삼투항력의 영향이 더욱 커졌다.

• KSBB Journal
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• 제11권3호
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• pp.360-366
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• 1996

전기장에서의 유기산의 이동성향을 파악하기 위하여 아세트산을 대상으로 하여 한외여과막과 이온교 환막을 사용한 전기투석에 대해 연구하였다. 전기장에 의한 한외여과막에서의 전기적 삼투흐름은 전반적으로 anodic side에서 cathodic side로 진행되었다. 막을 통한 이온의 순수이동은 전기척 삼투흐름 에 대한 전기적 이동속도로부터 결정되였으며, 실험 에서의 순수 전기적 삼투흐름방향은 아세트산의 이 동에 많은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 격막을 통한 전기척 삼투흐름에 의해 특성화된 한외여과막의 표면전하는 모두 음전하를 띠었다. 각기 재질이 다른 regenerated celiuloseCYM series)와 polysul foneCPM series) 재질의 한외여과막을 사용한 실험에서 아세트산이온의 이통양상에 매우 다르게 나타 났으며 전반적으로 YM series의 한외 여과막에서 아세트산이옹의 이동이 원할한 것으로 나타났다. 이는 전기적 삼투흐름측정에 따르면 YM series의 격막에 비해 PM series의 격막이 전해질용액에셔 상대적으로 큰 음전하를 띠는 것으로 추측된다. 아세트산 이온의 이동은 전기장의 세기, 전극사이 의 거리, 전극표면적, 이온세기, 온도, 격막의 pore 크기등에 영향을 받았으며, 일정한 전류장의 조건에서 이온교환막에서의 아세트산 이온의 이통은 한외 여과막에 비하여 1.5 에서 3배 수준이였다. 전기장 펄스형성에 의한 이온교환막에서의 아세트산이온의 이동은 10sec/hr의 펄스전기장에서 약 10%의 증가 를보였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제11권3호
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• pp.46-51
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• 2006

This paper presents the numerical results of fluid flow and mixing in a microfluidic device for electro-osmotic flow (EOF) with an trapezoidal electrode array on the bottom wall (ETZEA). Differently from previous EOF in a channel which only transports fluid in colloidal system. ETZEA can also be utilized to mix a target liquid with a reagent. In this study we propose a method of controlling fluid flow and mixing enhancement. To obtain the flow and mixing characteristics, numerical computations are performed by using a commercial code, CFX-10, and a self-made code LBM-D. It was found that the flow near the trapezoidal electrode in the ETZEA is of 3-D complex flows due to the zeta potential difference between the trapezoidal electrode and channel walls, and as a consequence the hetrogeneous zeta potential on the electrodes plays an important role in mixing the liquid.