초록 ▼

1. 본 연구는 분리막 유동 해석 및 설계 플랫폼을 개발하고 그 산업적 응용 가능성을 확인하여 혁신 분리막 원천기술을 확보에 기여하는 것을 목적으로 함.
2. 상용 유동 해석 소프트웨어와 입자계 시뮬레이션 기법을 활용하여 분리막 상의 전단 응력 및 와류 형성 기작을 모사하고, 부유 입자의 적층 경향을 해석함.
3. 분리막 표면에서의 입자 적층 및 케이크 층의 형성과 관련된 추가적인 알고리즘을 개발하여 막 오염 양상을 보다 효과적으로 예측할 수 있게 됨.
4. 막 오염 양상의 예측 결과를 검증하기 위한 미세 유변학 방

1. 본 연구는 분리막 유동 해석 및 설계 플랫폼을 개발하고 그 산업적 응용 가능성을 확인하여 혁신 분리막 원천기술을 확보에 기여하는 것을 목적으로 함.
2. 상용 유동 해석 소프트웨어와 입자계 시뮬레이션 기법을 활용하여 분리막 상의 전단 응력 및 와류 형성 기작을 모사하고, 부유 입자의 적층 경향을 해석함.
3. 분리막 표면에서의 입자 적층 및 케이크 층의 형성과 관련된 추가적인 알고리즘을 개발하여 막 오염 양상을 보다 효과적으로 예측할 수 있게 됨.
4. 막 오염 양상의 예측 결과를 검증하기 위한 미세 유변학 방법론을 구축하고 활용사례를 확보함.
(출처 : 보고서 요약서 3P)

Abstract ▼

The preceding method for the development of membranes strongly depends on an accident and experience. It makes difficulty to guarantee international competitiveness and to lead the market with past approaches. Therefore, we should construct a flow analysis and design platform to develop leading-edge

The preceding method for the development of membranes strongly depends on an accident and experience. It makes difficulty to guarantee international competitiveness and to lead the market with past approaches. Therefore, we should construct a flow analysis and design platform to develop leading-edge membranes with fluid dynamics and rheological conception. To construct the flow analysis and design platform, a systematic and high quality study for the flow behaviors is essential. If computational fluid dynamics(CFD), flow analysis of particulate system and microrheology techniques, which are the main topic in our group, are combined and applied to the membrane system, sophisticated study of complicated flow behaviors is available to construct a new flow analysis and design platform for the membrane. Finally we expect to support membrane industries with development of a leading-edge membrane under new platform.

· It is essential to understand the flow behavior near the membrane surface and evaluate the design parameters on membrane fouling in order to construct a leading-edge membrane which features advanced purification flux with less energy consumption. We introduce CFD techniques which are avaliable to analyze the flow behavior with less time and cost. Also, we investigate the behavior of the suspended particles which is hard to observe with the current experimental devices.
· Particulate simulation techniques such as Brownian dynamics simulation and Self-consistent simulation are adopted to consider disturbed flow behavior induced by attachment of contaminants on the membrane surface, A new algorithm to consider particle deposition on the membrane surface is developed to simulate the behavior of the suspended particles in the vicinity of the membrane surface.
· The reliability of flow analysis and particle deposition simulation in the membrane channel is verified by comparing with a microrheological experiment. We develop the flow analysis and design platform for the membrane by combining computational fluid dynamics, flow analysis of particulate system and microrheology techniques.

The developed technique will lead to an epoch-making progress on the design and fabrication of membranes. Beyond the conventional approach based on experience, it will be helpful to understand the flow behavior near the membrane surface. Moreover, it takes the flow of suspended matters and their attachment on the membrane surface, which is essential knowledge to develop a leading-edge membranes with advanced performances. This study will promote the advances of related areas in both academical and technical point of view. It is highly expected that this study will help the progress and level-up of related industries. We will develop a leading edge membrane under a new platform, and support related industries to secure a case that platform is successfully applied.
(출처 : SUMMARY 10P)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 4SUMMARY ... 10CONTENTS ... 11목차 ... 13제1장 연구개발과제의 개요 ... 15 제1절 최종·단계 연구개발 목표 ... 15 1. 수치모사를 통한 분리막 유동 해석 기법 개발 ... 15 2. 입자계 유동 해석 기법을 통한 복잡 유동의 해석 ... 16 3. 오염물의 부착을 고려한 미세 유변학 방법론의 개발 ... 16 제2절 연구개발 성격 (기술준비도, Technology Readiness Level) ... 17 제3절 연차별 연구목표 및 내용 ... 17제2장 국내외 기술개발 현황 ... 18 제1절 국내외 연구동향 ... 18 1. 분리막 유동 해석(flow analysis on membrane)에 관한 연구 ... 18 2. 분리막 오염(membrane fouling)에 대한 모델링 연구 ... 19 제2절 국내외 연구동향 내 연구결과의 위상 ... 21제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22 제1절 추진전략 ... 22 제2절 연구방법 ... 23 1. 수치모사를 통한 분리막 유동 해석 기법 개발 ... 23 2. 입자계 유동 해석 기법을 통한 복잡 유동의 해석 ... 23 3. 오염물의 부착을 고려한 미세 유변학 방법론의 개발 ... 23 제3절 연구개발 내용 및 결과 ... 24 1. 수치모사를 통한 분리막 유동 해석 기법 개발 ... 24 2. 입자계 유동 해석 기법을 통한 복잡 유동의 해석 ... 37 3. 오염물의 부착을 고려한 미세 유변학 방법론의 개발 ... 50 제4절 연구개발성과 ... 55 1. 정량적 연구개발 실적 ... 55 2. 정성적 대표 연구개발 성과 ... 57제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 58 제1절 연구개발 목표 및 달성도 ... 58 제2절 관련 분야 기술발전에의 기여도 ... 59제5장 연구개발성과의 활용계획 ... 60 제1절 추가연구의 필요성 ... 60 제2절 다른 연구에의 응용 ... 60제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 62제7장 연구시설ㆍ장비 현황 ... 64제8장 참고문헌 ... 65끝페이지 ... 66