• 제목/요약/키워드: transport and diffusion

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2001년 7월과 11월의 한국남해 서부해역에서의 멸치(Anchovy, Engraulis Japonica) 어란과 자 · 치어의 분포 및 수송 특성 (Distribution and Characteristic of Transport Mechanism of Eggs and Larvae of Anchovy, Engraulis japonica, in the Southwestern Sea of Korea in July and November, 2001)

  • 김상현;방익찬
    • 한국수산과학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.331-341
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    • 2005
  • Distribution of anchovy (Engraulis japonica) eggs and larvae was studied in the southwestern sea of Korea in July and November, 2001. Anchovy eggs were found mainly in the oceanic fronts of the northern sea area which were formed in the offshore area of Chuja Is. Bogil Is. and Chungsan Is. from west to east. Anchovy eggs were also found in the surrounding sea of Cheju Is. in the southern sea front area. The waters were highly heterogeneous and the water masses were bordered based on temperature $(10.8-26.4^{\circ}C)$ and salinity (28.9-33.7 psu). The anchovy eggs were mostly found outside of the China Coastal Water, where salinity was below 31 psu. The anchovy eggs were not found in November. Abundance of the anchovy larvae were higher in July than November. Temperature ranged from $10.8^{\circ}C\;to\;25.9^{\circ}C\;and\;15.9^{\circ}C\;to\;20.5^{\circ}C$, and salinity ranged from 28.9psu to 34.1psu and 33.2psu to 34.1psu in July and November, respectively. Non-swimmable larvae were found throughout the whole area of the southwestern sea of Korea. The area beyond the oceanic front had anchovy eggs dispersed from the spawning grounds to offshore. Dispersion pattern showed that the eggs were transported from the spawning grounds with a process of advection and diffusion based on the flow pattern which were caused by winds. Distribution pattern of the anchovy eggs and larvae may be used for the prediction of oceanic currents in each area.

VAD공정 관련 회전하는 원판으로의 입자 부착 (Particle deposition on a rotating disk in application to vapor deposition process (VAD))

  • 송창걸;황정호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권1호
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    • pp.61-69
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    • 1998
  • Vapor Axial Deposition (VAD), one of optical fiber preform fabrication processes, is performed by deposition of submicron-size silica particles that are synthesized by combustion of raw chemical materials. In this study, flow field is assumed to be a forced uniform flow perpendicularly impinging on a rotating disk. Similarity solutions obtained in our previous study are utilized to solve the particle transport equation. The particles are approximated to be in a polydisperse state that satisfies a lognormal size distribution. A moment model is used in order to predict distributions of particle number density and size simultaneously. Deposition of the particles on the disk is examined considering convection, Brownian diffusion, thermophoresis, and coagulation with variations of the forced flow velocity and the disk rotating velocity. The deposition rate and the efficiency directly increase as the flow velocity increases, resulting from that the increase of the forced flow velocity causes thinner thermal and diffusion boundary layer thicknesses and thus causes the increase of thermophoretic drift and Brownian diffusion of the particles toward the disk. However, the increase of the disk rotating speed does not result in the direct increase of the deposition rate and the deposition efficiency. Slower flow velocity causes extension of the time scale for coagulation and thus yields larger mean particle size and its geometric standard deviation at the deposition surface. In the case of coagulation starting farther from the deposition surface, coagulation effects increases, resulting in the increase of the particle size and the decrease of the deposition rate at the surface.

유해 대기오염물질의 난류확산 수치모의에서 침적한과 부력항 추가에 따른 효과 (Addition Effect of the Deposition and Buoyancy Terms in Modeling Turbulence Diffusion of Hazardous Air Pollutants)

  • 원경미;이화운;지효은;김철희;송창근
    • 한국대기환경학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.73-84
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    • 2006
  • Hazardous Air Pollutants (HAPs) are characterized by being relatively heavier and denser than that of ambient air due to the various reasons such as higher molecular weight, low temperature and other complicated chemical transformations (Witlox, 1994). In an effort to investigate transport and diffusion from instantaneous emission of heavy gas, Lagrangian Particle Dispersion Model (LPDM) coupled with the RAMS output was employed. Both deposition process and buoyancy term were added on the atmospheric diffusion equations of LPDM, and the locations and concentrations of dense gas particle released from instantaneous single point source (emitting initially for 10 minutes only) were analyzed. The result overall shows that adding deposition process and buoyancy terms on the diffusion equation of LPDM has very small but detectable effect on the vertical and horizontal distribution of Lagrangian particles that especially transported for a fairly long traveling time. Also the slumping of dense gas can be found to be ignored horizontally compared to the advection by the horizontal wind suggesting that it was essential to couple the Lagrangian particle dispersion model coupled with the RAMS model in order to explain the dispersion of HAPs more accurately. However, during the initial time of instantaneous emission, buoyancy term play an important role on the vertical locations of dense particles for near surface atmosphere and around source area, indicating the importance of densities of HAPs in the beginning stage or short duration for the risk assessment of HAPs or management of heavy vapors during the explosive accidents.

1g와 0g에서의 에틸렌 확산화염 내 매연 생성 특성에 관한 수치적 연구 (A numerical study on soot formation in ethylene diffusion flames under 1g and 0g)

  • 최재혁;박상균
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권8호
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    • pp.807-815
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    • 2013
  • 대기압에서의 층류 에틸렌 확산 화염 내 매연 생성에 대하여 부력의 영향에 대한 보다 나은 이해를 위해 0g와 1g 조건하에서 수치해석을 수행하였다. 수치해석을 위하여 가스상 메커니즘과 열 및 이송특성을 이용하였다. 매연의 생성과 성장 및 산화에 대하여 예측하기 위하여 간단한 매연 모델이 채택되었으며 이 모델은 가스상과 매연의 화학적 상호작용에 고려되었다. 수치 결과로서 보다 두꺼운 확산층과 축방향 속도의 감소로 인해 0g에서의 화염이 1g하의 화염보다 더 넓은 화염을 가진다는 알 수 있었다. 0g에서의 축방향 속도의 감소는 더 긴 체류 시간을 가지게 하고 그 결과로 더 많은 매연 체적분율을 나타나게 한다. 0g 하에서는 화염이 부력으로 인한 불안정성이 없어져 화염의 흔들거림이 사라졌다.

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.

강섬유 보강 콘크리트의 수송계수 및 부식저항효과 (Transport Coefficients and Effect of Corrosion Resistance for SFRC)

  • 김병일
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.867-873
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    • 2010
  • 이 연구에서는 강섬유로 보강된 철근콘크리트에서의 부식 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 먼저 강섬유의 보강콘크리트의 수송특성, 즉 공극률, 흡수성, 투과성 및 염소이온 확산성에 관한 실험을 수행하여 철근부식과 의 관계를 비교 평가 하였다. 강섬유의 보강으로 인해 약간의 압축강도 증가와 함께, 흡수성, 투과성 및 확산성에 관한 실험 결과에서도 콘크리트 내부로의 유해물질의 침투저항성이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 철근부식과의 관계에서는 예상된 결과와는 다르게 강섬유의 혼입이 철근부식을 가속화 시키는 경향이 나타났다. 염화나트륨 용액이 침투하는 노출면에서는 강섬유의 부식팽창으로 인한 표면박리현상이 관찰되었으며, 철근부위 절단면에서는 철근 주변에 강섬유의 부식이 국부적으로 관찰 되었다. 고온 및 고농도의 염화물 환경에서의 건습 싸이클링이 노출표면에 가까운 공극에서 지속적으로 염분결정체의 증가와 더불어 내부공극에서의 강섬유의 부식으로 증가된 압력이 표면 박리를 일으킨 것으로 보인다. 결과적으로는 노출면 부근에서의 미세균열을 증가가 물, 염화이온 및 산소의 침투를 보강근으로의 가속화를 진행 시킨 것으로 판단이 된다. 이 연구에서는 강섬유로 보강된 철근콘크리트에서 철근부식에 영향을 주는 명확한 메커니즘은 충분히 규명이 되지 않았으며, 보다 명확한 관계를 이해하기 위해서는 부식과정에서 강섬유의 잠재적인 부식팽창에 관한 보다 상세한 실험적 연구가 필요할 것으로 판단되어 진다.

Surface Segregation of Hydroniums and Chlorides in a Thick Ice Film at Higher Temperatures

  • Lee, Du Hyeong;Bang, Jaehyeock;Kang, Heon
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.263-263
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    • 2013
  • This work examines the dynamic properties of ice surfaces in vacuum for the temperature range of 140~180 K, which extends over the onset temperatures for ice sublimation and the phase transition from amorphous to crystallization ice. In particular, the study focuses on the transport processes of excess protons and chloride ions in ice and their segregative behavior to the ice surface. These phenomena were studied by conducting experiments with a relatively thick (~100 BL) ice film constructed with a bottom $H_2O$ layer and an upper $D_2O$ layer, with excess hydronium and chloride ions trapped at the $H_2O$/$D_2O$ interface as they were generated by the ionization of hydrogen chloride. The migration of protons, chloride ions, and water molecules to the ice film surface and their H/D exchange reactions were measured as a function of temperature using the methods of low energy sputtering (LES) and Cs+ reactive ion scattering (RIS). Temperature programmed desorption (TPD) experiments monitored the desorption of water and hydrogen chloride from the surface. Our observations indicated that both hydronium and chloride ions migrated from the interfacial layer to segregate to the surface at high temperature. Hydrogen chloride gas desorbs via recombination reaction of hydronium and chloride ions floating on the surface. Surface segregation of these species is driven by thermodynamic potential gradient present near the ice surface, whereas in the bulk, their transport is facilitated by thermal diffusion process. The finding suggests that chlorine activation reactions of hydrogen chloride for polar stratospheric ice particles occur at the surface of ice within a depth of at most a few molecular layers, rather than in the bulk phase.

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Effects of Relative Humidity and Temperature on the Transport of Chloride in the Concrete

  • Nam Jin-Gak;Hartt William H.;Kim Ki-Joon
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.821-828
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    • 2005
  • To investigate the role of RH and temperature on the transport of chloride in the concrete, two groups of specimens were configured. For both groups, mix design was based on w/c=0.45, $400kg/m^3$ cement, $794kg/m^3$ fine aggregate and $858kg/m^3$ coarse aggregate. After specimen fabrication these were exposed to four different RH (35, 55, 75 and $95\%$ RH) and temperature (0, 20, 30 and $40^{\circ}C$) conditions. After 3 and 6 months $15\%$ NaCl exposure 5mm cores were taken. These cores were sliced and individual cores were ground to powder. In addition, to evaluate the effect of temperature on the chloride binding some powder samples were leached in the each of four temperature chambers. Chloride titration fur these was performed using FDOT acid titration method. Based upon the resultant data conclusions were reached regarding that 1) effective diffusion coefficient, $D_e$, increased with increasing exposure RH, suggesting that the size and number of water paths increased with elevated moisture content in the specimens, 2) $D_e$ increased with increasing temperature in the range of 0 to $40^{\circ}C$ possibly by elevated thermal activation of chloride ions and reduced chloride binding at higher temperature, 3) water soluble chloride concentration, $[Cl^-]_s$, increased with increasing temperature, and 4) chloride concentration profile for initially dry concrete specimens was higher than for the initially wet ones indicating pronounced capillary suction (sorption) occurred for the dry concrete specimens.

저레이놀즈수 k-$\varepsilon$난류모형 개선에 관한 연구 (A Study on the Development of Low Reynolds Number k-$\varepsilon$ Turbulence Model)

  • 김명호;신종근;최영돈
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권10호
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    • pp.1940-1954
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    • 1992
  • 본 연구에서는 가공기 자체의 파라메터와 성능에 관한 연구로서 출력 에너지 가 서로 다른 가공기를 사용하여 SUS 304 스테인리스 시험편을 관통, 절단하면서 출력 에너지와 최대 출력을 비교하여 보고, 시험편 관통시 주파수와 출력 에너지와의 관계, 시험편 관통시 응융 금속 제거량에 의한 절단 속도의 예측, 서로 다른 출력의 가공에 있어서 슬릿 절단 폭, 커프 폭, 드로스 길이, 절단면의 표면 거칠기 등을 비교하여 출 력차에 따른 가공 특성을 고찰하였다.

원전 사고를 대비한 장거리 대기 확산모델 개발 (Development of Long-Range Atmospheric Dispersion Model against a Nuclear Accident)

  • 서경석;김은한;한문희
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제27권3호
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    • pp.171-179
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    • 2002
  • 대기 중으로 방출된 방사성물질의 이동 확산 현상을 이해하기 위하여 3차원 장거리 확산 모델이 개발되었다. 모델은 수평방향으로 방출점으로부터 수천 키로 미터의 거리까지 공기중 농도와 지표면 침적을 계산하도록 설계되었다. 수직 난류운동은 혼합층 내와 혼합층 위로 분리하도록 고려하였다. 시험계산은 동북 아시아권의 영역을 고려하였고, 방출점은 중국의 동쪽 지점을 가정하였다. 계산된 농도분포는 바람장에 의해 방출점의 남동방향을 향해 주로 이동되었다. 개발된 모델은 원전 사고시 방사선 피해를 추정하기 위하여 이용될 것이며, 모델은 장거리 야외확산실험의 자료를 이용하여 비교 검증 연구를 통하여 보완될 것이다.