• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1558-1563
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• 2004

A measurement technique for the void fraction and the bubble dynamics in gas-liquid two-phase flows has been proposed using a time-resolved two-phase PIV system. For the three-dimensional evaluation of the bubble information, both the images from the front and side views are simultaneously recorded into a high speed CCD camera by reflecting the side image into the front view with the help of a $45^{\circ}$ oriented mirror. Then, a stereo-matching technique is applied to calculate the void fraction, bubble size and shape. To obtain the rising bubble velocities, the 2-frame PTV method was applied. Consequently, the present technique shows good feasibility for the measurements of the volume fractions, mean diameters, aspect ratios and velocities of the bubbles at the three-dimensional point of view.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권11호
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• pp.904-911
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• 2007

A measurement technique fur void fraction has been proposed using a time-resolved two-phase PIV system and the bubble dynamics has been investigated in gas-liquid two-phase flows. For the three-dimensional evaluation of the bubble information, both the images from the front and side views are simultaneously recorded into a high speed CCD camera by reflecting the side view image on a $45^{\circ}$ oriented mirror to be juxtaposed with the front view image. Then, a stereo-matching technique is applied to calculate the void fraction, bubble size and shape. To obtain the rising bubble velocities, the 2-frame PTV method was adopted. The present technique is applied to freely rising bubby flows in stagnant liquid. The results show that the increase of bubble flow rate gives rise to the increase of bubble size and rising velocity at first. If it goes over a certain level, the rising velocity becomes constant and the horizontal velocity grows bigger instead due to the obstruction of other bubbles.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.246-250
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• 2001

In resin transfer molding (RTM), resin is forced to flow through the fiber perform of inhomogeneous permeability. This inhomogeneity is responsible for the mismatch of resin velocity within and between the fiber tows. The capillary pressure of the fiber tows exacerbates the spatial variation of the resin velocity. The resulting microscopic perturbations of resin velocity at the flow front allow numerous air voids to form. In this study, a mathematical model was developed to predict the formation and migration of micro-voids during resin transfer molding. A transport equation was employed to account for the migration of voids between fiber tows. Incorporating the proposed model into a resin flow simulator, the volumetric content of micro-voids in the preform could be obtained during the simulation of resin impregnation.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.157-167
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• 2008

본 연구에서는 직립 구조물 전면에서 발생하는 권파에 의한 월파의 기포분율을 수리모형실험으로 검토하였다. 구조물 직립벽 전면에서 쇄파되는 내습파랑은 쇄파와 월파 과정동안 기포를 연행하거나 액적화되며 강한 난류세기를 갖는 다위상흐름이 된다. 본 연구에서는 광섬유반사율계와 기포를 이용한 영상유속계기법으로 월파의 기포분율, 유속, 그리고 층두께를 측정하였다. 반복된 실험으로 얻어진 기포분율과 유속은 조화평균과 시간평균을 적용하여 분석하였다. 평균된 기포분율의 분포로부터 높은 기포분율은 주로 월파수괴의 전면부에서 발생하는 것을 알 수 있었으며, 구조물 상단표면에 접한 영역과 월파수괴의 후면부 영역은 상대적으로 낮은 기포분율을 보여주었다. 측정된 월파의 기포분율, 유속, 그리고 층두께로부터 월파의 흐름율과 운동량을 산정하였고, 실험결과로부터 기포분율이 중요한 인자임을 알 수 있었다. 수심평균된 기포분율, 유속, 두께의 상사적 분포특성을 이용하여 경험식을 제시하였고, 1차원적 경험식을 이용하여 흐름율과 운동량을 검토하였다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제21권1호
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• pp.71-79
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• 2009

The incomplete saturation and the void formation during the resin infiltration into fibrous porous media in the resin transfer molding process cause failure in the final product during its service. In order to better understand flow behavior during the filling process, a finite-element scheme for transient flow simulation across the micro-structured fibrous media is developed in the present work. A volume-of- fluid (VOF) method has been incorporated in the Eulerian frame to capture the evolution of flow front and the vertical periodic boundary condition has been combined to avoid unwanted wall effect. In the microscale simulation, we investigated the transient filling process in various fiber structures and discussed the mechanism leading to the flow fingering in the case of random fiber distribution. Effects of the filling pressure, the shear-thinning behavior of fluid and the volume fraction on the flow front have been investigated for both intra-tow and the inter-tow flows in dual-scale fiber tow models.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제20권1호
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• pp.7-14
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• 2008

The objective of this work is to propose a procedure to simulate the flow in the LCM (Liquid Composites Molding) processes by finite difference discretization in a curvilinear coordinate system adapted to the shape of the saturated zone. The numerical results obtained are compared with experimental results obtained by an experimental device elaborated at our laboratory. It allows to realize linear and radial injections for different porosities and to observe the flow front kinetics. Numerical and experimental results are then compared with those of the literatures and excellent agreements are noticed. Finally, we suggest a concept of the capillary number to explain the variations of the permeability obtained for pressure values lower than 0.25 Bar.

• 유변학
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• 제10권4호
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• pp.185-194
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• 1998

수지이동 성형공정에서 섬유직조가 수지에 의해 함침될 때 발생하는 기공 또는 나쁜 젖음성은 최종 성형품의 물성 저하에 심각한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 함침공정에서의 수지 유동특성을 파악하고 기공 형성기구를 규명하기 위하여, 빔 형태의 금형을 대상으로 실리콘 오일과 평직형태의 유리섬유를 사용하여 미시적인 유동가시화 실험을 수행하였다. 시간과 압력에 따른 수지의 침투길이를 측정함으로써 섬유직조의 기공률에 따른 비정상상태의 투과계수와 모세관압을 측정하였고, 낮은 조업압력과 낮은 기공률에서는 모세관압이 함침공정에서 중요한 가공변수임을 확인할 수 있었다. 비디오 카메라를 이용하여 유동전단면의 이동을 근접 확대 촬영하여 기공이 형성되는 과정을 미시적으로 관찰함으로써, 섬유와 수지의 표면에너지에 의해 발생되는 모세관압이 기공의 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 수지충전을 유발하는 전체 구동압력에서 모세관압이 상대적으로 클수록 기공은 더욱 쉽게 생성되는 것으로 나타났다. 또한 수지의 점도와 섬유직조의 기공률이 각각 변화할 때, 모세관수에 따른 기공의 함량을 화상 해석 기법(image analysis technique)을 사용하여 정량적으로 측정하였다. 수지가 섬유직조 내로 함침될 때 임계모세관수(Ca~2.75$\times$$10^{-3})이상에서는 기공이 형성되지 않았으며, 그 이하에서는 모세관수가 감소함에 따라 기공의 함량이 지수적으로 증가하였다. 생성된 기공의 함량은 점도에 관계없이 유사한 변화 경향을 보였으며, 모세관수가 동일한 조건에서는, 기공률이 감소함에 따라 기공의 함량이 감소하였다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제18권4호
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• pp.217-224
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• 2006

Rapid flow advancement without void formation is essential in the liquid composite molding (LCM) such as resin transfer molding (RTM) and vacuum assisted resin transfer molding (VARTM). A highly permeable layer in multi-layered preform has an important role in improvement of the flow advancement. In this study, a multi-layered preform which consists of three layers is employed. Radial flow experiment is carried out for the multi-layered preform. A new analytic model for advancement of flow front is proposed and effective permeability is defined. The effective permeability for the multi-layered preform is obtained analytically and compared with experimental results. Compaction test is performed to determine the exact fiber volume traction of each layer in the multi-layered preform. Transverse permeability employed in modeling is measured experimentally unlike the previous studies. Accurate prediction of flow advancement is of great use for saving the processing time and enhancing product properties of the final part.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.155-158
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• 2004

In resin transfer molding, the preform similar to product shape is placed into a mold cavity. Rapid flow front without void formation is important for the composites processing. Multi-layered preform of sandwich is selected. Experiments is carried out using redial flow. An analytical modeling is performed and compared with experimental results. Accurate prediction of flow advance in the preform is of use for reducing the time consumption in the process and enhancing product properties of the final part.

• Composites Research
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• 제16권6호
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• pp.10-15
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• 2003

RTM 공정에 의하여 생성된 제품은 microvoids의 함유량에 의하여 기계적인 물성치에 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 이러한 microvoid의 형성과 이동을 실험적으로 관찰할 수 있는 방법을 제시하였다. Vacuum assisted RTM공정에서 유동선단에서의 microvoid의 형성과 이동을 DV camera로써 관찰을 한 후, 그것에서 void의 함유량을 구하고, 실험에서 얻어진 결과로 microvoid model에 필요만 factor들을 얻어낼 수 있었다. 이렇게 하여 얻어진 결과를 다시 실험적인 결과와 비교함으로써 서로 일치하는 결과를 얻어낼 수 있었다. 이번 연구에서 얻어진 결과를 수학적인 모델에 대입함으로써 VARTM 공정 중 microvoid의 함유량을 예측할 수 있다.