• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제21권4호
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• pp.289-297
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• 2009

We numerically analyzed flow characteristics of the polymer melt in the screw equipment using a proper modeling and investigated design parameters which have influence on the mixing performance as the capability of the screw equipment. We considered the non-Newtonian and non-isothermal flow in a single rotor equipment to investigate the mixing performance with respect to screw dimensions as shape parameter of the single rotor equipment and screw speed as process parameter. We used Bird-Carreau-Yasuda model as a viscous model of the polymer melt and the particle tracking method to investigate the mixing performance in the screw equipment and considered four mixing performance indexes: residence time distribution, deformation rate, total strain and particle standard deviation as a new mixing performance index. We compared these indexes to determine design parameters and object function. On basis of the analysis results, we carried out the optimal design by using the response surface method and design of experiments. In conclusion, the differences of results between the optimal value and numerical analysis are about 5.0%.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.81-89
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• 2009

In this experimental study, the effects of clean alternative fuels compatible with diesel combustion on nano-sized particle emission characteristics were investigated in a 0.5L auto-ignited single-cylinder engine with a compression ratio of 15. Because the number concentration of nano-sized particles emitted by automotive engine, that are suspected of being hazardous to human health and environment, might increase with engine fuel considerably and recently attracted attention. So a ultra-low sulfur diesel(ULSD), BD100(100% bio-diesel) and Di-Methyl Ether(DME) fuels used for this study. And, as a particle measuring instrument, a fast-response particle spectrometer (DMS 500) with heated sample line was used for continuous measurement of the particle size and number distribution in the size range of 5 to 1000nm (aerodynamic diameter). As this research results, we found that this measurements involving the large proportion of particles under size order of 300nm and number concentration of $4{\times}10^9$ allowed a single or bi-modal distribution to be found at different engine load conditions. Also the influence of oxygen content in fuel and the catalyst could be a dominant factor in controlling the nano-sized particle emissions in auto-ignited engine.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권5호
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• pp.425-433
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• 2015

본 논문에서는 외부에서 균일한 직류전기장이 인가될 때 점성유체에 자유롭게 잠겨있는 단일 입자가 근처의 비전도성 평면 벽과의 상호작용 때문에 유발되는 2차원 유전영동 운동에 대하여 수치연구를 수행하였다. 특히 입자-유체 경계면에서 불연속적으로 급격히 변화하는 전기전도도를 가진 Maxwell 방정식을 해석하고 전기장을 구한 후 Maxwell 응력텐서를 적분하여 입자에 작용하는 유전영동 힘을 계산하였다. 해석 결과 전기장이 벽과 평행하게 인가될 때 입자는 항상 반발력이 유도되어 벽으로부터 멀어지는 방향으로 유전영동 운동이 발생하였으며, 그 운동특성은 입자와 벽 사이 간격과 입자의 전도도에 따라 크게 달라졌다. 운동 강도는 입자와 유체의 전도도가 서로 같으면 사라지나, 전도도가 서로 다르면 그 차이가 클수록 강도는 증가하였다.

• 전기화학회지
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• 제10권2호
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• pp.145-149
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• 2007

본 논문은 마이크로전극 측정시스템을 사용하여 니켈수소전지의 전극 소재로 사용되고 있는 수산화니켈의 단일 입자에 대해 전기화학적 평가를 수행 하였다. 즉 Carbon fiber 마이크로전극을 수산화니켈 입자 한개 위에 전기적인 접촉을 이루도록 조정하고 전기화학적 평가를 수행하였다. Cyclic Voltammetry 실험 결과 수산화니켈의 산화 환원 반응과 산소 발생 반응(OER)이 명확하게 분리 되고 있음을 확인하였으며, 전위주사속도를 증가 시킬 경우 환원 전하량은 주사 속도에 의존하지 않고 거의 일정한 수치를 보여 주고 있으나, 산화 전하량은 환원 전하량 보다 크고 주사속도 구간에서 부반응인 산소발생이 증가하고 있음을 확인했다. 그리고 Calvanostat에 의한 정전류 충방전 실험의 결과 수산화니켈 단일 입자의 방전용량은 이론용량 289 mAh/g에 근접한 수치(약 250 mAh/g)를 보여 주었으며 또한 Potential Step에 의해 단일 입자내의 수소이온 확산계수($D_{app}=3{\sim}4{\times}10^{-9}\;cm^2/s$)가 얻어졌다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.103-111
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• 2004

화강풍화토는 특유의 파쇄성과 압축성이 높은 이유로 일반적으로 사용되는 산정식에 의해 지지력 등을 산출하기 곤란한 문제점이 있다. 이러한 화강풍화토의 공학적 특성을 보다 상세히 밝히기 위해서는 우선 미시적인 입자자체의 특성을 충분히 검토한 후, 입자 집합체의 거시적인 거동특성과의 관련성을 우선 규명하여 한다. 그러나 지금까지 지반공학 분야에서는 하나하나의 입자에 작용하는 응력상태의 중요성에 대한 인식이 없었고, 또한 일련의 법칙성을 발견하기 어렵다는 이유로 단일의 입자특성은 다루어지지 않았다. 그러나 특유한 입자파쇄성과 고압축성을 갖는 화강풍화토의 정확하고 자세한 역학특성을 밝히기 위해서는 미시적인 입자의 특성을 조사해 지반거동에 미치는 영향을 조사할 필요가 있다. 또한 지반내에서의 수분의 존재는 입자파쇄의 활성화를 촉진시키고, 그 결과 압축성의 증가와 전단강도의 저하를 일으키는 요인이 된다. 사실상 실제로, 화강풍화토를 재료로 한 성토지반에서 지반침하가 심각한 문제로 대두되는 경우는 주로 화강풍화토 지반의 함수비 변화에 따른 압축특성의 민감한 변화의 결과로 추정하고 있다. 본 연구에서는 현미경 관찰을 통한 미시적인 입자형상 분석과 단입자 강도시험을 통한 입자강도특성을 조사하여 화강풍화토의 압축특성과의 관련성 및 입자의 파쇄성과 화강풍화토의 압축특성에 미치는 수분의 영향에 대하여 조사하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.45-49
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• 2006

본 논문은 마이크로 전극 시스템에 의하여 연료전지 및 Ni-MH 전지로의 응용을 가정한 $AB_5$계 수소저장합금인 $MmNi_{3.55}Co_{0.75}Mn_{0.4}Al_{0.3}$의 단일 입자에 대하여 전기화학적인 평가를 수행하였다. 즉 Carbon fiber 마이크로 전극을 합금 입자 한개 위에 전기적인 접촉을 이루도록 조정하고, 합금 입자 내에서 수소원자의 겉보기 화학적 확산계수를 계산하기 위하여 Potential-Step 실험을 실시하였다. 여기에서 사용되는 합금입자는 치밀하고 전도성이 있는 구형이므로 데이터 해석을 위해 구형확산 모델을 적용하였다. 실험결과로서 겉보기 확산계수($D_{app}$)는 수소 흡장 및 방출되는 전 과정에서 $10^{-9}$과 $10^{-10}[cm^2/s]$ 수준인 것으로 확인되었다. 마이크로 전극 측정 시스템에 의한 단일 입자의 전기화학적 평가는 기존의 Composite Film 전극에 비해 수소저장합금에 대해 보다 상세하고 정확한 정보를 쉽게 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.188-197
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• 2010

This paper presents experimental results of a series of 1-g shaking table model tests performed on end-bearing single piles and pile groups to investigate the effect of particle size on the dynamic behavior of soil-pile systems. Two soil-pile models consisting of a single-pile and a $4{\times}2$-pile group were tested twice; first using Jumoonjin sand, and second using Australian Fine sand, which has a smaller particle size. In the case of single-pile models, the lateral displacement was almost within 1% of pile diameter which corresponds to the elastic range of the pile. The back-calculated p-y curves show that the subgrade reaction of the Jumoonjin-sand-model ground was larger than that of the Australian Fine-sand-model ground at the same displacement. This phenomenon means that the stress-strain behavior of Jumoonjin sand was initially stiffer than that of Australian Fine sand. This difference was also confirmed by resonant column tests and compression triaxial tests. And the single pile p-y backbone curves of the Australian fine sand were constructed and compared with those of the Jumoonjin sand. As a result, the stiffness of the p-y backbone curves of Jumunjin sand was larger than those of Australian fine sand. Therefore, using the same p-y curves regardless of particle size can lead to inaccurate results when evaluating dynamic behavior of soil-pile system. In the case of the group-pile models, the lateral displacement was much larger than the elastic range of pile movement at the same test conditions in the single-pile models. The back-calculated p-y curves in the case of group pile models were very similar in both sands because the stiffness difference between the Jumoonjin-sand-model ground and the Australian Fine-sand-model ground was not significantly large at a large strain level, where both sands showed non-linear behavior. According to a series of single pile and group pile test results, the evaluation group pile effect using the p-multiplier can lead to inaccurate results on dynamic behavior of soil-pile system.

• 한국대기환경학회지
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• 제19권5호
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• pp.503-513
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• 2003

A single particle analytical technique, called low-Z electron probe X-ray microanalysis (low-Z EPMA) was applied to characterize atmospheric particles collected in Busan, Korea, over a daytime period in Dec. 2001. The ability to quantitatively analyze the low-Z elements, such as C, N, and 0, in microscopic volume enables the low-Z EPMA to specify the chemical composition of individual atmospheric particle. Various types of atmospheric particles such as organics, carbon-rich, aluminosilicates, silicon oxide, calcium carbonate, iron oxide, sodium chloride, sodium nitrate, ammonium sulfate, and titanium oxide were identified. In the sample collected in Busan, sodium nitrate particles produced as a result of the reaction between sea salt and nitrogen oxides in the atmosphere were most abundantly encountered both in the coarse and fine fractions. On the contrary, original sea salt particles were rarely observed. The fact that most of the carbonaceous particles were distributed in the fine fraction implies that their origin is anthropogenic.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권9호
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• pp.2271-2282
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• 1995

Numerical simulations for the effects of secondary flow and turbulence diffusion on the particle concentration distributions have been carried out for the single stage electrostatic precipitator. The electrohydrodynamic secondary flow, particle concentration distribution and collection efficiency have been evaluated as a function of dimensionless parameters such as Re, $N_{end}$, $P_{e}$ x. The results of simulations show that for increasing secondary flow intensity the concentration distribution is drastically deformed and collection efficiency is decreased which is more than due to turbulent diffusion.n.n.

• Coupled systems mechanics
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• 제10권6호
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• pp.491-507
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• 2021

The aim of this paper is to conduct a hydrodynamic analysis of fluid flow over different weir types using the analytical solution, the physical model taken from another article, and numericalsimulations through the Smoothed particle hydrodynamic method (SPH) using the compiled DualSPHysics source code. The paper covers the field of real fluid dynamics that includes a description of different proposed types of weirs in various flow regimes and the optimal solution for the most efficiency structure shape. A detailed presentation of the method, the structure and it's characteristics are included. Apart from the single stepped weir, two other weir types are proposed: a Divided type and a Downstream slopped type. All of them are modeled using the SPH method.