空間性과 形象性을 통한 狀況表現에 관한 연구

최욱 弘益大學校 1992 국내석사

전산유체역학을 이용한 달착륙선 하강엔진의 배기가스-월면 상호작용 영향 연구

최욱 세종대학교 2017 국내석사

달착륙선은 임무수행지점으로의 안정적인 착지를 위해 추진시스템을 통해 달 표면으로 배기가스를 사출시켜 그에 대한 반작용으로 감속기동을 실시한다. 하지만, 배기가스가 월면에 충돌할 때 발생하는 표토입자의 분산 현상과 하강엔진 노즐에서 고진공 우주환경으로 사출되는 배기가스의 후방유동 현상은 착륙선 및 탑재체의 기계적 손상 및 내구성 저하 등의 문제를 발생시킬 수 있으므로 달착륙선 설계 및 개발 단계에서 반드시 고려해야할 요소이다. 해외 우주 선진국에서는 달착륙선 하강엔진에 대한 연구가 이미 활발히 진행되었으며 하강엔진에서 사출되는 배기가스 거동 및 표토입자 분산에 대한 연구도 상당부분 진행되었다. 반면 국내의 경우, 2020년 달착륙선 개발 계획에 따라 지상모델에 대한 성능시험 등 개념설계 수준의 연구개발이 진행되고 있지만 하강엔진의 배기가스 거동에 대한 본격적인 연구가 수행되지 않은 상태이다. 따라서 본 연구에서는 한국형 달착륙선 개발에 필요한 핵심기술을 확보하기 위하여 하강엔진에서 사출된 배기가스의 거동을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 방법을 이용하여 예측해 보고자 하였다. 본 연구에서는 진공영역에서의 배기가스 거동을 해석하는데 적합한 전산유체해석 기법 선별 및 해석 절차 수립을 위해 대표적인 하강엔진으로 언급되는 아폴로 달착륙선 하강엔진(Apollo Lunar Module Descent Engine)에 대한 선행 해석 연구를 일차적으로 수행하였다. 해석 기법의 선별은 해석 결과의 타당성을 검증하는 방식으로 진행되었으며 이를 위해 진공의 희박영역 해석에 가장 일반적으로 사용되는 직접모사법(Direct Simulation Monte Carlo)과 연속체 영역 해석에 주로 사용되는 연속체 유동 모델(Continuum Flow Model)을 하강엔진 외부의 배기가스 거동 해석에 별도로 적용하고 그 결과를 비교 및 분석하였다. 그 결과, 직접모사법이 진공영역에서의 배기가스 거동을 가장 적절하게 예측하는 것으로 확인되었으며 이를 한국형 달착륙선 하강엔진의 배기가스 해석에 적용하였다. 특히, 한국형 달착륙선 하강엔진 연구에서는 하강엔진의 작동고도, 추력의 크기, 가상 충돌 크레이터 모사와 같은 다양한 조건을 적용하여 배기가스 해석을 수행하였으며 그 결과, 각 조건에서의 배기가스 거동 특성 및 달착륙선에 가해지는 열적하중과 교란 힘/토크, 달 표면에서의 압력 및 전단력 등 배기가스-월면 상호작용으로 인한 영향을 최종적으로 예측할 수 있었다. The lunar lander exhaust the plume gas to the lunar surface via the propulsion system for stable landing to the landing site, and as a reaction to it, carries out a deceleration maneuver. However, dispersion of regolith particles phenomena generated when the exhaust gas collides with the moon surface and backflow of the plume gas exhausted from a descent engine nozzle into a high vacuum space environment can cause problems such as the deterioration of durability and mechanical demage of the lander and the payload, so it is an important factor to be considered at the stage of the design and development of the lunar lander. In overseas space developed countries, researches on lunar lander descent engines have been already actively carried out, and studies on exhaust gas behavior and regolith particles dispersion have been considerably advanced. On the other hand, in the domestic case, based on the development plan of the lunar lander being executed by 2020, the conceptual design level research and development such as the performance test of the ground model in under way, but there is not enough research done for the exhaust gas behavior of the descent engine. Therefore, in this study, in order to secure the core technology necessary for the development of the korean lunar lander, the behavior of the plume gas exhausted by the descent engine was predicted using the CFD method. In the present study, to select the CFD method and establish the analysis procedure, suitable for analyzing the exhaust gas behavior in the vacuum region, the preliminary analysis study of the apollo lunar module descent engine referring to a typical descent engine was conducted. Selection of analysis method was performed by a method of verifying the validity of the analysis results, and for this, the DSMC method, which is the most commonly used for the rarefied region analysis of vacuum, and the continuum flow model mainly used for calculating the continuum region were individually applied to exhaust gas behavior outside the descent engine analysis to compared an analyzed of the results. As a result, it was confirmed that the DSMC method predict the behavior of the exhaust gas in the vacuum region appropriately, thus, this was applied to the analysis of the plume gas of the korean lander descent engine. Particularly, in the study of the descent engine of the korean lunar lander, exhaust gas analysis was conducted by applying various conditions such as operation height of the descent engine, magnitude of thrust, simulation of the crater, and it was possible to predict the plume gas behavior at each condition and the plume gas-lunar surface interaction, including the thermal load, disturbance force/torque applied to the lander, the pressure and shear stress on the lunar surface.

프랑스의 아랍-무슬림 이민 통합문제 : 북아프리카 이민을 중심으로

최욱 韓國外國語大學校 大學院 2000 국내석사

중학생의 자유학기제 운동참여 동기가 진로결정효능감에 미치는 영향

최욱 한국교원대학교 2019 국내석사

본 연구는 중학생의 자유학기제 운동참여 동기가 진로결정효능감에 미치는 영향을 통하여 중학생의 운동참여 동기와 진로결정효능감이 성별과 학년 그리고 동기에 따라서 나타나는 집단의 특성을 이해하는 데 그 목적이 있다. 본 연구는 경기도의 A시에 위치한 1개 중학교 남·여 중학생을 비확률적 표집방법 중 연구 진행에 있어 연구의 편의를 위해서 임의로 표본을 추출하는 방법인 편의 표본추출방법을 이용하여 340명을 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 불성실한 응답 및 오류가 있는 설문지 44개를 제외한 최종 분석 296개의 설문을 대상으로 분석에 이용하였다. 첫째, 중학생의 일반적인 특성의 따른 운동참여 동기에 차이를 비교한 결과를 살펴보면, 성별에 따른 운동참여 동기의 차이는 남자가 여자보다 높은 것으로 나타났다. 운동참여 동기의 하위변인별 결과는 기술발달, 즐거움, 건강체력으로 유의미한 차이가 나타났으며, 기술발달과 즐거움이 건강체력 보다 유의미한 차이가 크게 나타났다. 학년에 따라서는 기술발달과 즐거움, 건강체력, 외적과시에서 2학년이 1학년보다 높게 나타났으며, 운동참여 동기의 하위변인별 결과는 즐거움이 기술발달 보다 높게 나타났으며, 유의미한 차이가 높게 나타났다. 참여종목에 따라서는 즐거움으로 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 사후 검증 결과 즐거움은 방송댄스가 배드민턴 보다 높으며 배드민턴은 탁구와 축구, 농구 보다 높은 것으로 나타났다. 둘째, 중학생의 일반적인 특성의 따른 진로결정효능감에 차이를 비교한 결과를 살펴보면, 성별의 따른 진로결정효능감에 차이는 남자보다 여자가 더 높은 것으로 나타났다. 진로결정효능감의 하위요인별 결과는 미래계획으로 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다. 학년에 따라서는 문제해결과 자기평가는 2학년보다 1학년이 더 높게 나타났으며, 직업계획과 목표선정, 미래계획에서 1학년 보다 2학년이 더 높게 나타났다. 진로결정효능감의 하위변인별 결과는 직업계획이 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다. 참여종목에 따라서는 직업계획과 자기평가 순서로 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 사후 검증 결과 직업계획은 축구가 배드민턴 보다 높고, 배드민턴이 방송댄스 보다 높으며, 방송댄스가 탁구, 농구 보다 높은 것으로 나타났다. 셋째, 운동참여 동기가 진로결정효능감에 미치는 영향에 대한 연구 결과를 살펴보면, 기술발달이 진로결정효능감의 하위요인들에 대한 차이는 미래계획이 통계적으로 유의한 차이가 있고 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 직업계획과 목표선정, 문제해결, 자기평가는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 즐거움이 진로결정효능감의 하위요인들에 대한 차이는 직업계획과 미래계획이 통계적으로 유의한 차이가 있고 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 목표선정과 문제해결, 자기평가는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 또한 건강체력이 진로결정효능감의 하위요인들에 대한 차이는 직업계획과 목표선정, 미래계획, 문제해결, 자기평가는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 외적과시가 진로결정효능감의 하위요인들에 대한 차이는 직업계획과 목표선정, 미래계획, 문제해결, 자기평가로 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 종합해보면 중학생의 운동참여 동기 요인인 즐거움만이 진로결정효능감에 미치는 영향이 긍정적이라고 할 수 있다. 본 연구는 자유학기제 체육활동 운동참여 동기에 따라 중학생의 진로결정효능감의 관계의 이면에 숨어있는 인과구조를 확인하고 싶었다. 그 결과 운동참여 동기 요인 중 즐거움 요인만 진로결정효능감에 정적인 영향을 보였으며 이것으로 자유학기제 시행 이전 큰 문제였던 중학생의 학업 스트레스를 낮추고 자존감과 삶의 만족도와 같은 행복지수가 높아질 것으로 판단되고 나아가 목표와 미래계획을 통한 꿈이 생길 것이라고 생각된다.

섬지역 농촌관광이 관광객의 태도변화에 미치는 영향에 관한 연구 : 전남 신안군 중심으로

최욱 세한대학교 대학원 2019 국내박사

국가경제가 발전하고 국민소득이 증가하면 삶의 질이 개선되고 소비지출예산의 문화생활 비용은 양의 상관관계를 나타내는데 국내관광의 농촌관광은 도시화의 부작용으로 인해 그 수요가 날로 증가하고 있다. 한국농촌경제연구원의 “농업·농촌에 대한 2015년 국민의식 조사결과“에서 도시민 70%가 농업농촌의 다원적 가치를 인정했으며 2016년도에는 도시민 10명중 8명은 농업농촌이 우리사회를 지탱해온 근간이라고 답변하여 농촌관광을 매우 긍정적으로 전망했고 유형의 상품에서 무형상품으로 소비패턴이 이동 중에 있는 최근의 트렌드는 농촌관광의 지속가능성을 설명하고 있다. 한편 우리나라 농업농촌은 FTA 개방화로 농업환경은 날로 어려워지고 있으며 농가소득 감소, 고령화, 농가부채 등 위기의 농도전남은 그 중심에 서 있다. 위와 같은 어려움 속에서 섬들의 고향인 전남 신안군에서는 신안중부권이 연륙되고 흑산면에 공항건설계획이 예정되어 교육, 의료, 행정, 복지 등에서 많은 변화가 있을 것으로 기대되며 개선된 삶의 질은 신선한 활력소가 될 것으로 예상된다. 특히 신안군은 전체인구의 83%(2015년 기준)가 농업에 종사하는 전형적인 시골 농촌이지만 섬지역이라는 특수성 때문에 농어업(천일염) 복합영농에 종사하는 주민들이 다수 있다. 이와 같은 특수성은 차별화된 가치가 되어 육지의 도시민들에게는 새로운 관광지가 될 것이며 섬지역 주민들에게는 지역경제 활성화로 소득증대가 기대되기도 한다. 본 연구에서는 일반적인 농촌관광의 한계를 극복하는 섬지역 농촌관광을 다루고자 하며 여행를 경험한 관광객의 새로운 시각을 재해석하고 대의적으로 국가균형발전을 유도하고자 한다. 그리하여 광주전남 시도의 관광객들이 전남 곳곳에 있는 섬지역을 여행한 후에 해당 지역사회에 대한 태도변화가 있는가를 설문조사로 알아보았다. 첫째, 섬지역 농촌관광은 관광객의 태도변화에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 섬지역 농촌관광은 관광네트워크에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 관광네트워크는 섬지역 농촌관광과 관광객의 태도변화에 부분적으로 매개 역할을 하는 것으로 나타났다. 따라서 행정당국에서는 주민소득 증대 및 지역경제 활성화를 위해서 수요자중심의 농촌관광정책을 세워야 할 것이다. 우선 유무형의 관광인프라와 네트워크를 개선하고 1차산업이 2차, 3차, 4차(지식산업) 인문학 등 다양한 이종산업과 융복합하는 정책을 세워야 할 것이다. 또한 고령인구의 지역사회를 감안할 때 관광공급자를 전문인력으로 대체하고 현상이 유지되도록 재무적인 유동성을 지원해야 할 것이다.

高爐슬래그를 骨材로 使用한 콘크리트의 配合에 관한 硏究

최욱 漢陽大學校 大學院 1985 국내석사

사람 자궁조직내 aspartate aminotransferase isozyme활성에 미치는 barbital 화합물의 영향에 관한 실험적 연구

최욱 慶熙大學校 大學院 1988 국내박사

초고속응집침전 (URC) 공정에서 응집제 종류에 따른 인 제거 특성 연구

최욱 서울과학기술대학교 2013 국내석사

본 연구는 공공하수처리시설의 고도처리를 위한 초고속 응집침전(ultra rapid coagulation, URC) 공정의 적용과 함께 다양한 응집제의 침전효율을 평가함으로써 법적 방류수질 기준의 달성여부 및 부가적으로 소요되는 약품의 주입량을 평가하여 응집제 최적 주입조건을 제시하고 동시에 응집제 및 화학약품의 과도한 사용을 방지하기 위하여 수행되었다. 본 연구를 통해서 URC 공정 운영과정에서 보다 효과적인 운전인자를 도출하고, 공정에 이용되는 처리약품 (응집제, 폴리머, 가중응집제, 가성소다 등)의 최적화된 투입량을 산출함으로써, 2012년 강화된 총 인의 배출기준을 달성하기 위한 운전조건 및 약품 투입량을 산출하였다. 응집제 종류별 최적 주입량 산정을 위한 Lab scale Jar-test를 실험한 결과 약품사용량은 유입하수량 및 유입수 T-P 농도에 따라 변동이 있었으나, Amfloc 153은 평균 59.0mg/L, NaOH 소요량 21.2mg/L, 가중응집제 2.4mg/L, A-폴리머 0.9mg/L가 소요되는 것으로 산정되었고, 이는 고양시 소재 공공하수처리장에 총인강화 전 약품량 산정기준대비 강화된 수질기준 준수를 위해서는 Alum (7%)을 기존 사용량 대비 141.1 %로 증가되어야 하는 것으로 나타났으며, 그에 따라 사용되는 화학약품인 NaOH (20%)는 595.8 %가 추가적으로 소요될 것으로 평가되었다. 그에 반해 Amfloc 153은 당초대비 14.8 %, NaOH (20%) 231.2 % 증가하며, 가중응집제 14.2 %, A-폴리머는 25.2 % 감소하여 Alum (7%)를 사용 할 때보다 사용량이 적은 것으로 나타났다. Alum (7%)보다 Amfloc 153의 염기도가 높아 T-P 및 PO4-P 제거 효율이 높았으며, 이로 인해 전체적인 약품 사용량이 줄어 연간 약 61,676 천원의 약품비를 절감할 수 있고, 그 외에 부수적인 기계들의 사용량이 줄어들어 에너지비용 또한 절감할 수 있을 것으로 판단된다. This study was conducted 1) to evaluate the coagulation efficiencies with various coagulants for the compliance of discharge water quality standard, 2) to suggest the optimal dosage and conditions of chemicals, and 3) to avoid overuse of chemicals in the ultra rapid coagulation process for the advanced sewage treatment system. In this study, the more effective parameters were obtained for URC process such as optimal dosage of chemicals (coagulant, polymer, weighted flocculation agent, and pH adjustments) to satisfy the stringent water quality standard for total phosphorous concentration. Through this study, the optimal parameters for the efficient URC process were obtained. The amount of chemicals used in the coagulation and sedimentation process could be reduced in the sewage treatment plant. According to the lab scale Jar-test results, the optimal dosage of two coagulants (Alum 7%, and Amfloc 153) to maintain the enhanced the total phosphorous concentration standard were that the quantity of Alum 7% and Amfloc 153 increased about 141 % and 14.8 %, respectively. Consequently, removal efficiency of PO4-P and T-P of Amfloc 153 were higher than that of Alum 7%, because of the basicity of Amfloc 153 higher than Alum 7%. In order to obtain the enhanced total phosphorus concentration of effluent discharge, use of coagulant and collaterally chemicals were expected to increase from the lab scale experiment and pilot test. However, the use of Amfloc 153 showed that the quantity of coagulants could be reduced 47.6 %, NaOH also was reduced 47.6 %, weighted coagulant 80 %, and A-Polymer 69 %, compared with Alum 7%. According to the results of calculations, chemicals requirements of the daily average was 11,303 kg-Amfloc 153, 4,601 kg-NaOH(20%), 460 kg–weighted coagulant, and 172 kg–A-Polymer, when Amfloc 153 was used. From this result, the amount of coagulant dosage, chemicals and consumption of energy for operating the facility could be decreased (about 61,676 thousand won per year), through the use of Amfloc 153.

비정상 고압 디젤분무 주위의 유동 및 공기유입 특성

최욱 全南大學校 大學院 2003 국내박사

디젤엔진의 연소성능을 좌우하는 분무의 공기활용도 면에서 우수한 잠재성을 보유하고 있는 커먼레일 (common-rail) 고압 디젤분사시스템의 채용이 점차 확대되고 있다. 디젤엔진의 연소단계 중, 예혼합연소는 비정상 분무 성장기간 동안의 예혼합기 형성과정에 직접적인 영향을 받기 때문에, 이 시기의 유동장 및 분무의 공기 유입특성에 관해 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 차량에 장착되는 시스템과 동일한 고압 분사장치를 구성하여, 정적분사실과 직분식 가시화 디젤엔진으로 분사환경을 변경해 가면서, 고압 디젤분무 주위의 유동장 및 분위기 유입특성을 검토하였다. Mie 산란 영상 (Mie Scattering Image)를 통해 분무 성장에 관한 거시적인 정보를 취득하며, PIV 계측법을 적용하여 분무 주위의 유동장을 해석하고 속도 성분을 추출하였다. 그리고 유동장 해석 결과를 바탕으로 분위기 유입에 관한 정성적인 특성 및 정량적인 변화를 검토하여, 비정상 고압 디젤분무의 분위기 유입 기구를 도출하였다. 정적분사실 환경에서의 해석의 시간적 범위는 실제 연소과정 중 예혼합연소 초반까지의 분사과정을 상정하여, 분무선단관통거리의 변화율이 급격히 감소(평균 10 % 이하)하는 범위 (t/th_(inj)≤0.4)로 설정하였다. 또한, 비증발 분사조건 (T_(amb)=298 K)하에서 내부의 분위기 밀도 및 분사압력을 실제 엔진 연소실과 유사한 범위 (P_(a)=8.8~25 kg/㎥, P_(inj)=76~137 MPa, N_(2)) 내에서 변화시켰다. 분위기의 주요 특성 중 하나인 분러지 점성의 영향을 파악하기 위해, 동일 분위기 밀도 (P_(a)=15.6kg/㎥) 하에서 분위기 조성을 변화(CO_(2), Ne) 시켰다. 직분식 가시화 디젤엔진 분사환경인 경우, 분사압력 (P_(inj)=76 MPa), 엔진 회전수 600 rpm에서, 분사 이전의 압축과정 (ATDC 220˚~340˚) 및 분사 기간 (BTDC 12˚~4˚)의 분무 주위 유동장을 파악하여, 이상화된 분무 주위의 유동 특성 및 유입 모델의 타당성에 대해 정성적으로 검토하였다. 분무 주위의 유동장은 분무의 성장과 밀접한 관련이 있으며, 고속의 분무일수록 전단마찰 보다는 분무 측면의 압력구배에 의해 유동이 유발된다. 속도 성분 중, 축방향 위치별 편차가 큰 성분은 반경 방향 성분이며, 속도 크기 또한 주로 반경 방향 속도 성분에 의해 좌우된다. 분무 선단속도가 빠른 조건 (높은 분사 압력, 낮은 분위기 밀도, 점성)일수록 전반적인 속도 수준은 상승하며, 분무 축 방향 성장에 대한 저항이 큰 조건 (낮은 분사 압력, 높은 분위기 밀도, 점성)일수록, 전반적인 속도 수준은 저하되며, 반경방향의 속도성분에 비해 축방향의 속도성분 감소가 뚜렷하게 나타난다. 분무구조 천이 이전의 분위기 유입율은 축 방향 위치에 따른 편차가 적은 편이지만, 분무 구조 천이 이후에는 하류로 갈수록 급격히 증가한다. 분사 압력, 분위기 밀도, 그리고 분위기 점성이 클수록 질량유입율, 유입량, 그리고 유입효과비는 증가한다. 분위기 유입에 지배적인 영향을 미치는 인자는 분사압력 및 분위기 밀도이며, 분위기 점성은 이들에 비해 영향력이 적은 편이다. 분사압력과는 달리, 분위기 밀도의 정량적인 영향은 주로 주어진 분사 환경에 따라 좌우된다. 기존의 비정상 고압 디젤분무의 분위기 유입기구에 관한 연구에서는 측면부의 유입만 주로 언급되지만, 본 연구에서는 분무 선단부의 항력이 높을수록 선단부를 통해 많은 양의 기체가 유입될 수 있음을 추정하고, 비정상 고압 디젤분무의 분위기 유입 기구를 정립하였다. 직분식 단기통 가시화 디젤엔진 연소실 내의 분무 주위 유동장의 변화를 살펴 본 결과, 이상적인 분무 주위 유동 모델과는 달리, 개별 분무에 대한 유동의 비대칭성, 주위 분무의 간섭, 외부 유동, 벽면 충돌의 영향이 크게 나타났다. 이러한 유동간의 간섭은 분무 선단부에서 비롯되는 재순환 측면 유입의 흐름을 저해하는 원인이 된다. 따라서, 이상화된 공기유입모델에 정성적인 오류가 있기 보다는, 정량적으로 최대 유입율을 갖는 경우의 모델이라는 추정이 보다 타당하리라 생각된다. 실험 결과를 총괄하기 위해 기존 연구들과의 비교를 통해 종합적인 고찰을 수행 하였으며, 본 연구의 결과는 정성적 그리고 정량적인 면에서도 일반적인 경향에서 크게 벗어나지 않음을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과들은 실제 엔진 분사조건에 비해 단순화된 조건에서 얻은 결과들임에도 불구하고, 고압 디젤분무의 본질적인 공기유입기구 및 분사 환경을 좌우하는 주요 변수들의 영향을 파악함으로써, 향후 확장 연구의 기반이 될 수 있을 것이다. The adoption of common-rail injection system, which has a great potential in air utilization for a better quality of diesel combustion, has been gradually expanded. Since the premixed combustion stage over the entire diesel combustion period is directly affected by the mixture preparation state, it is necessary to understand the flow field and air entrainment characteristics during that period. The air flow and entrainment characteristics around the transient high pressure diesel spray were studied by setting up the same injection system as the commercial one, with the variation of injection environment; a constant volume injection chamber and an optical single cylinder Dl diesel engine. Information on the spray growth were gathered through Mie scattering inlages. The PIV analysis was introduced to the successive image pairs to investigate the ambient flow field. Based on such visualization, the air entrainment mechanism was derived by considering the qualitative and quantitative features in the ambient flow field. Temporal range of analysis was set to be t/ti_(nj)<0.4 during which the variation of spray tip penetration falls below 10%, assumed as the injection period up to the initial part of premixed combustion. Under the non-evaporating condition (T_(umb)=298 K), the ambient densities and injection pressures were varied within a similar range (p_(a)=8.8~25 kg/㎥, P_(inj)=76~137 MPa, N_(2)) to the actual engine condition. For finding the effect of ambient viscosity, the ambient gases were changed from N_(2) to CO_(2) and Ne under the same ambient density (р_(a)= 15.6 kg/㎥). In case of the engine environment, the in-cylinder flow fields during a compression process (the pre-injection period (ATDC 220˚~340˚), the injection period (BTDC 12˚~4˚)) were investigated at 600 rpm with an injection pressure of 76 MPa. The validities of idealized surrounding air flow characteristics and entrainment model were examined in a qualitative manner. The flow field surrounding the spray is closely related to the spray development. Air flow is induced by local ambient pressure gradients rather than viscous action on the eriphery, even more for faster spray. Of the velocity components, the radial component shows greater axial deviation and also dominates the velocity magnitude. Under the favorable conditions to make spray tip speed higher (higher injection pressure, lower ambient density and viscosity), the speed levels get higher. On the other hand, under the resistant condition against the spray growth (lower injection pressure, higher ambient density, viscosity), the overall speed levels become down through a salient decrease in axial velocity components rather than radial ones. The air entrainment rate greatly increases along the downstream after the transition of spray structure, while the axial deviation in air entrainment rate is generally retained in the lower level. The conditions of higher injection pressure, ambient density and ambient viscosity generally show a higher entrainment rate, entrainment effciency and greater entrained mass. The dominant parameters that affect the air entrainment are injection pressure and ambient density, rather than ambient viscosity. However, the quantitative effect of ambient density is sensitive to a given condition, unlike the injection pressure. Former researches on the air entrainment mechanism of diesel spray almost have focused only on the lateral entrainment. But this study renews the air entrainment mechanism appropriate to the transient high pressure diesel spray by examining the possibility of entrainment through the front tip. Not like the idealized surrounding air flow models, an asymmetry of flow pattern around the individual spray, the interference of neighboring spray, externally driven flow and re-bouncing flow from the wall were frequently seen in the engine environment. Such interference gives a negative effect on the lateral air entrainment by obstructing the re-entraining flow originated from the spray tip part. Thus, the idealized air flow and entrainment model should be considered as the case with the maximal air entrainment, not having a qualitative fault. The overall discussions are given to check the pertinence and consistency of the experimental results by comparing the current results with some previous works in the literatures. The majority of the results in this study are proved reasonable either in a qualitative or quantitative manner. Though this research was carried out under somewhat simplified test conditions, the current results, through a close examination with some major parameters on the flow field and entrainment, will be a firm base for an extended future research.

마이크로 캔틸레버의 기계적 공진특성을 이용한 나노 독성물질 검출 기법 연구

최욱 高麗大學校 大學院 2013 국내석사

최근 나노 크기(Nano scale)의 연구와 산업이 급성장함에 따라 나노 독성물질이 인체와 환경에 미치는 잠재적인 영향에 대하여 과학적 측면이나 공공의 문제로 대두되고 있다. 대표적으로 많이 사용되는 물질은 은(silver)이며, 은(silver)은 배터리(battery), 베어링(bearing), 납땜제품(soldering production), 자동차 산업 등 광범위하게 사용되는 대표적인 물질이다. 또한, 은(silver)은 전자(electronics), 사진(photography), 영상(imaging), 의료과학(medical science) 및 제약 산업(pharmaceutical industries) 등 나노 크기(Nano scale)의 응용제품에서 매우 광범위하게 사용되고 있다. 하지만, 은(silver)은 유해 금속 오염 물질의 하나이며, 주변 공기, 물, 토양, 심지어 음식에도 오염이 되어있다. 또한, 주변환경에 배출되는 은(silver)의 양은 매년 2500t 정도로 추정되며, 이중 150t 정도는 산업폐수이며, 80t 가량이 표층수(surface water)에 방출된다고 보고 있다. 또한, 이렇게 방출되어진 은 나노 입자 (silver nanoparticle) 는 하수도, 강물, 수돗물 등 액상에 분산이 되어있을 때, 쉽게 이온화 (ionized) 된다고 보고되었다. 은 이온(silver ion)은 박테리아, 바이러스, 조류, 곰팡이 균에 대하여 매우 높은 독성을 갖고 있으며, 세포 내에 존재하는 여러 효소와 단백질의 구성성분인 설프히드릴(sulfhydryl)의 기능장애를 초래하며, 인체에 축적이 된다. 이렇게 심각한 문제를 초래할 수 있는 위험성이 존재하므로 은 이온(silver ion)을 검출할 수 있는 고감도 방법이 필요하게 되는 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존의 검출방법과는 달리 은 이온(silver ion)과 특이적 결합(specific binding)을 하는 염기(nucleotide)를 마이크로 공진기(silver-specific nucleotide-coated oscillator)에 고정화(immobilization)를 하여 새로운 방식의 고감도 은 이온(silver ion) 검출방법을 연구하였다. 본 연구의 검출 기반은 시토신과 시토신 사이에 은 이온이 결합을 함에 따라 변하게 되는 공진주파수를 이용하여 검출하는 것이다. 또한 공진주파수의 변화를 증폭시키기 위하여 시토신 단분자(single cytosine molecule)를 이용하여 1nM 미만의 저 농도에서도 검출을 가능케 하였다. 본 연구에서 사용된 염기 기반의 공진기는 독성물질 조기 검출에 있어 중요한 역할을 하는 배위화학을 통찰하였으며, 이것은 앞으로 생체 결합 센서를 활용하고 개발한다면 새로운 수질정화의 기준점을 제시할 수 있으리라 사료된다.