KR101525512B1 - Method for simulating clogging of porous material and apparatus and method for evaluating permeability of porous material using the same - Google Patents
Method for simulating clogging of porous material and apparatus and method for evaluating permeability of porous material using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101525512B1 KR101525512B1 KR1020140080074A KR20140080074A KR101525512B1 KR 101525512 B1 KR101525512 B1 KR 101525512B1 KR 1020140080074 A KR1020140080074 A KR 1020140080074A KR 20140080074 A KR20140080074 A KR 20140080074A KR 101525512 B1 KR101525512 B1 KR 101525512B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- porous material
- pore
- image
- axis
- contaminant particles
- Prior art date
Links
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 246
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 230000035699 permeability Effects 0.000 title claims description 70
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 245
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 105
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 54
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 44
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 30
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 13
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 claims description 10
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 7
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 7
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims 1
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000002910 structure generation Methods 0.000 description 2
- 241000239290 Araneae Species 0.000 description 1
- 241000221931 Hypomyces rosellus Species 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Algebra (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 다공성 재료 수리 물성 평가에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다공성 재료의 투수 성능 평가 기법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
도시의 발달과 산업화의 영향으로 상당한 면적의 지반이 다공성 재료로 된 포장재로 포장되고 있고, 그러한 포장재들은 수많은 오염 물질에 노출되어 있다. 대부분의 오염 물질들은 우천 시에 하천으로 흘러 들어가지만, 일부 다양한 크기의 오염 물질 입자들은 포장재나 다공성 재료 내부로 침투하게 된다.Due to urban development and industrialization, a considerable area of ground is being packaged in porous materials, and these materials are exposed to a number of pollutants. Most contaminants flow into the river during rainfall, but some of the various sizes of contaminant particles penetrate into the packaging or porous material.
다공성의 지반이나 포장재 내에 침투한 오염물질은 흙 알갱이나 다공성 재료 입자에 부착 내지 흡착되거나 간극을 막으면서 고착된다. 이에 따라 지반이나 다공성 포장재의 수리적 특성이 변하고 시간에 따라 투수율이 변한다.Pollutants that penetrate into the porous ground or the packaging material are adhered to or adhered to the soil particles or the porous material particles or to the gap while blocking the gap. As a result, the hydraulic characteristics of the ground and the porous packaging material change, and the permeability varies with time.
기존에 다공성 포장재의 투수율을 평가하고 투수 성능의 지속성을 검증하기 위한 기법으로는 실제 시편에 오염 물질이 혼합된 물을 붓고, 투입한 물과 투수된 물의 양을 비교함으로써 경험칙에 근거하여 투수율을 추정하고 이를 반복함으로써 투수 성능의 지속성을 실험적으로 검증하는 기법이 국가 표준으로서 제안되어 있다.As a technique to evaluate the permeability of porous packaging materials and to verify the continuity of permeability, it is necessary to pour water mixed with contaminants into actual specimens and compare the amount of water to be poured to estimate the permeability And a technique for experimentally verifying the continuity of the permeability performance by repeating this is proposed as a national standard.
예를 들어 한국산업표준 건설분야 KS F "4419 보차도용 콘크리트 인터로킹 블록(2009.10.30 개정)"과 KS F 2494 "배수성 아스팔트 혼합물의 실내 투수 시험 방법(2012.12.17 개정)" 등에서 투수성 다공성 포장재의 투수성을 평가하는 실험적 기법에 대해 규정하고 있다. 또한 이러한 투수 성능 지속성 검증 시험은 공공 영역에 납품하기 위해서는 필수적으로 거쳐야 하는 과정이 되었다. 예를 들어, 한국등록특허 제10-1131767(2012.03.23)호 "투수포장재의 투수 성능 지속성 검증 시험 장치 및 방법"과 같은 실험적으로 투수 성능을 평가하는 기법을 거쳐야 한다.For example, KS F "4419 concrete block interlocking block (2009.10.30 amendment)" and KS F 2494 "Indoor permeability test method of mixed asphalt mixture (December 12, 2012 revision)" Of the permeability of the sample. In addition, this permeability performance persistence verification test has become a necessary process for delivery to the public domain. For example, the technique of evaluating the permeability of the permeable material should be performed experimentally such as the Korean Patent No. 10-1131767 (Mar. 23, 2012), "Apparatus and method for verifying the permeability performance continuity of the permeable packaging material ".
그러나, 상술한 표준 KS F 4419나 상술한 특허는 시료 3 개에 대해 초 시계로 측정한 유출 수량을 기초로, 경험칙에 따른 소정의 추정식에 의해 투수 계수를 추정하는 기법이어서, 실험자의 숙련도, 시료의 모양, 시료 간의 편차, 불순물의 희석 상태 등에 따라, 즉 어떤 우연성에 따라 실험 결과에 큰 차이가 발생할 수 있다. 또한 기존의 기법들은 다양한 모양의 시료를 테스트할 수 없고 실험용 틀, 즉 "거푸기"의 형상에 정확히 맞춘 시료만을 테스트할 수 있다. 그 밖에, 투입된 물과 투수된 물의 양에 근거하는 투수 계수 추정식 자체의 신뢰성도 문제될 수 있다.However, the above-mentioned standard KS F 4419 or the above-mentioned patent is a technique for estimating the permeability coefficient by a predetermined estimation formula based on the empirical rule based on the flow rate measured with the second clock for three samples, Depending on the shape of the sample, the deviation between the samples, the dilution state of the impurities, and the like, there may be a large difference in the experimental results depending on the randomness. In addition, existing techniques can not test samples of various shapes and can only test specimens that match the shape of the experimental frame, the "tab". In addition, the reliability of the permeability coefficient estimation equation itself, which is based on the amount of water injected and the amount of water permeated, may also be a problem.
이에 따라, 물리적 실험에 불가피한 시간, 장소 및 우연성의 한계, 시료와 불순물의 오차, 투입된 물과 투수된 물의 양에 기초하는 기존의 투수 계수 추정식의 한계 등을 극복할 수 있는 투수 성능 평가 기법이 필요하다.Accordingly, a permeability performance evaluation technique that can overcome the limitations of conventional permeability coefficient estimation equations based on the time, place, and limit of inevitability in physical experiment, error of sample and impurity, amount of water supplied and water poured need.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a method for simulating a clogging phenomenon of a porous material.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법을 이용한 다공성 재료의 투수 성능 평가 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for evaluating the permeability of a porous material using a porous material clogging simulation method.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 물리적 실험에 불가피한 시간, 장소 및 우연성의 한계와 시료의 물리적 한계를 극복한 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법 및 이를 이용한 다공성 재료의 투수 성능 평가 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a method of simulating a clogging phenomenon of a porous material overcoming limitations of time, place and contingency inevitable in physical experiment and physical limitations of a sample, and an apparatus and method for evaluating permeability of a porous material using the method have.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 투입된 물과 투수된 물의 양에 기초하는 기존의 투수 계수 추정식의 한계를 극복한 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법 및 이를 이용한 다공성 재료의 투수 성능 평가 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a method of simulating a porous material clogging phenomenon that overcomes the limitations of existing permeability coefficient estimation equations based on the amount of introduced water and permeated water, and an apparatus and method for evaluating permeability of porous materials using the method There is.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면에 따른 컴퓨터가 수행하는 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법으로서,According to one aspect of the present invention, there is provided a method for simulating a clogging of a porous material,
(a) 다공성 재료를 구성하는 고형 입자들을 모사하는 고형 입자 매트릭스 및 고형 입자들 사이의 공극 구조를 모사하는 공극 구조 이미지를 획득하는 단계;(a) obtaining a pore structure image that simulates a pore structure between a solid particle matrix and solid particles that simulate solid particles constituting a porous material;
(b) 상기 공극 구조 이미지를 기초로 공극 중심축 구조를 획득하는 단계;(b) obtaining a pore center axial structure based on the pore structure image;
(c) 상기 공극 구조 이미지와 상기 고형 입자 매트릭스를 중첩하여 놓고 공극 내 각 지점과 고형 입자까지의 거리에 기초한 공극 크기 지도를 구축하는 단계;(c) constructing a pore size map based on the distance between each point in the pore and the solid particle, with the pore structure image and the solid particle matrix superimposed;
(d) 상기 공극 중심축 구조에서 입수면에 접한 공극 중심축을 출발점으로 하고 출수면에 접한 공극 중심축을 도착점으로 하는 공극 중심축들로 구성된 통과 경로들을 선정하는 단계; 및(d) selecting passage paths having the center axis of the gap, which is in contact with the inlet surface in the center axis configuration of the gap, as the starting point and the center axis of the gap with respect to the center axis of the gap in contact with the outlet surface; And
(e) 소정의 입도 분포를 가지는 가상의 오염 물질 입자들을 각각 선정된 통과 경로를 따라 이동시키면서, 상기 공극 크기 지도를 참조하여, 상기 오염 물질 입자의 입도를 공극 크기에 비교하고, 공극 크기보다 오염 물질 입자의 입도가 크다고 판정되는 공극 중심축 상의 위치에 오염 물질 입자를 고정하는 단계를 포함할 수 있다.(e) comparing the particle size of the contaminant particles with the pore size, referring to the pore size map, while moving virtual contaminant particles having a predetermined particle size distribution along a selected passage, And fixing the contaminant particles at a position on the center axis of the void determined that the particle size of the particle is large.
일 실시예에 따라, 상기 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법은According to one embodiment, the porous material clogging simulation method
(f) 상기 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자를 새로운 고형 입자로 간주하고 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.(f) updating the solid particle matrix and the void structure image by considering the newly fixed contaminant particles at the position on the center axis of the gap as new solid particles.
일 실시예에 따라, 상기 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법은,According to one embodiment, the porous material clogging simulation method further comprises:
단계 (b) 내지 단계 (f)를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.And repeating the steps (b) to (f).
일 실시예에 따라, 상기 단계 (d)는According to one embodiment, step (d)
상기 공극 중심축 구조에서 입수면의 열린 공극들에 상응하는 공극 중심축들에서 출수면의 열린 공극들에 상응하는 공극 중심축들까지 최단 거리로 이동할 수 있는 공극 중심축들로써 구성된 경로들을 통과 경로로서 선정하는 단계를 포함할 수 있다.And a space center axis capable of moving in the shortest distance from the center axis of the air corresponding to the open pores of the inlet surface to the center axis of the air corresponding to the open pores of the outlet surface, And a selection step.
본 발명의 다른 측면에 따른 기록 매체는 컴퓨터에서 실시예들에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법을 수행하도록 구현된 프로그램이 수록된 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체일 수 있다.The recording medium according to another aspect of the present invention may be a computer-readable recording medium containing a program embodied in a computer to perform a method of simulating a porous material clogging phenomenon according to embodiments.
본 발명의 다른 측면에 따른 컴퓨터가 수행하는 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법으로서,As a further aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating the long-term water permeability of a porous material,
(i) 다공성 재료 시편으로부터 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 각각 생성하는 단계;(i) generating a solid particle matrix and a void structure image, respectively, from the porous material specimen;
(ii) 상기 공극 구조 이미지에 경계 조건으로서 입수 버퍼 공간, 출수 버퍼 공간 및 수밀 벽면을 부가하여 분석 도메인을 설정하는 단계;(ii) setting an analysis domain by adding an input buffer space, an outgoing buffer space, and a watertight wall surface as boundary conditions to the void structure image;
(iii) 상기 설정된 분석 도메인에 대해 투수 성능을 평가하기 위한 유체 수치 해석을 수행하는 단계;(iii) performing a fluid numerical analysis to evaluate permeability performance for the set analysis domain;
(iv) 상기 공극 구조 이미지를 기초로 공극 중심축 구조를 획득하는 단계;(iv) obtaining a void centering structure based on the void structure image;
(v) 상기 공극 구조 이미지와 상기 고형 입자 매트릭스를 중첩하여 놓고 공극 내 각 지점과 고형 입자까지의 거리에 기초한 공극 크기 지도를 구축하는 단계;(v) constructing a pore size map based on the distance between each point in the pore and the solid particle, with the pore structure image and the solid particle matrix superimposed;
(vi) 상기 공극 중심축 구조에서 상기 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 출발점으로 하고 상기 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 도착점으로 하는 공극 중심축들로 구성된 통과 경로들을 선정하는 단계; 및 (vi) selecting pass paths constituted by the center axes of the gap, which are located in the center of the gap central axis structure, with respect to the center axis of the gap, and centers of the gap centering on the center axis of the gap in the outflow buffer space; And
(vii) 소정의 입도 분포를 가지는 가상의 오염 물질 입자들을 각각 선정된 통과 경로를 따라 이동시키면서, 상기 공극 크기 지도를 참조하여, 오염 물질 입자의 입도를 공극 크기에 비교하고, 공극 크기보다 오염 물질 입자의 입도가 크다고 판정되는 공극 중심축 상의 위치에 오염 물질 입자를 새로 고정하는 단계를 포함할 수 있다.(vii) comparing the particle size of the pollutant particles with the pore size, referring to the pore size map, while moving virtual contaminant particles having a predetermined particle size distribution along a respective selected passage, And fixing the contaminant particles at a position on the center axis of the void determined to have a large particle size.
일 실시예에 따라, 상기 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법은,According to one embodiment, a method for evaluating the long-term water permeability of the porous material,
(viii) 상기 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자를 새로운 고형 입자로 간주하고 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.(viii) considering the newly fixed contaminant particles at the position on the center axis of the gap as new solid particles and updating the solid particle matrix and the pore structure image.
일 실시예에 따라, 상기 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법은,According to one embodiment, a method for evaluating the long-term water permeability of the porous material,
단계 (iv) 내지 단계 (viii)를 반복함으로써 다공성 포장재의 막힘 현상을 모사하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step (iv) to (viii) may be repeated to further simulate the clogging of the porous packaging material.
일 실시예에 따라, 상기 단계 (viii)는,According to one embodiment, the step (viii)
오염 물질 입자들의 고정으로 무효화된 통과 경로들의 수가 전체 통과 경로들의 소정 비율을 초과하면, 공극 중심축 상의 위치에 고정된 오염 물질 입자들에 의해, 상기 고형 입자 매트릭스 및 상기 공극 구조 이미지를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.Updating the solid particle matrix and the void structure image by contaminant particles immobilized at a location on the vacancy central axis if the number of passage paths invalidated by the fixation of contaminant particles exceeds a predetermined percentage of the total passage paths . ≪ / RTI >
일 실시예에 따라, 상기 유체 수치 해석은 투수 계수를 산출하는 연산을 포함하며,According to one embodiment, the fluid numerical analysis comprises an operation of calculating a permeability coefficient,
x 축 방향의 투수 계수
에 기초하여 산출되고,Is calculated,
여기서
에 기초하여 산출되고Lt; RTI ID = 0.0 >
여기서,
일 실시예에 따라, 상기 유체 수치 해석은 격자 볼츠만 기법에 기초할 수 있다.According to one embodiment, the fluid numerical analysis can be based on a lattice Boltzmann technique.
일 실시예에 따라, 상기 단계 (vi)는According to one embodiment, step (vi)
상기 공극 중심축 구조에서 상기 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축들에서 상기 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축들까지 최단 거리로 이동할 수 있는 공극 중심축들로써 구성된 경로들을 통과 경로로서 선정하는 단계를 포함할 수 있다.And selecting vacant center axes which are capable of moving in the shortest distance from the vacant center axes adjacent to the incoming buffer space to the vacant center axes adjacent to the outgoing buffer space as the passing path .
일 실시예에 따라, 상기 단계 (i)는,According to one embodiment, the step (i)
다공성 재료 시편을 엑스선 단층 촬영 이미징하여 3차원 스택 이미지를 획득하는 단계; 및X-ray tomographic imaging of the porous material specimen to obtain a three-dimensional stack image; And
상기 3차원 스택 이미지를 이진화하여 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 각각 생성하는 단계를 포함할 수 있다.And binarizing the three-dimensional stack image to generate a solid particle matrix and a void structure image, respectively.
본 발명의 다른 측면에 따른 기록 매체는 컴퓨터에서 일 실시예에 따른 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법을 수행하도록 구현된 프로그램이 수록된 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체일 수 있다.The recording medium according to another aspect of the present invention may be a computer readable recording medium containing a program embodied in a computer to perform the method of evaluating the long term water permeability of a porous material according to an embodiment.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 장치는,According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for evaluating a long-
다공성 재료 시편으로부터 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 각각 생성하는 3차원 이미지 생성부;A three-dimensional image generating unit for generating a solid particle matrix and an air gap structure image from the porous material specimen, respectively;
공극 구조 내에 오염 물질 입자의 점진적 고착에 따라 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신하는 막힘 시뮬레이션부;A clog simulation unit for updating the solid particle matrix and the pore structure image according to the progressive fixation of the contaminant particles in the pore structure;
상기 3차원 이미지 생성부 또는 상기 막힘 시뮬레이션부에 주어진 상기 공극 구조 이미지에 경계 조건으로서 입수 버퍼 공간, 출수 버퍼 공간 및 수밀 벽면을 부가하여 분석 도메인을 설정하는 분석 도메인 설정부; 및An analysis domain setting unit for setting an analysis domain by adding an input buffer space, an outgoing buffer space, and a watertight wall surface as boundary conditions to the void structure image given to the three-dimensional image generating unit or the clogging simulation unit; And
상기 설정된 분석 도메인에 대해 투수 성능을 평가하기 위한 유체 수치 해석을 수행하는 유체 수치 해석부를 포함할 수 있다.And a fluid numerical analysis unit for performing a fluid numerical analysis for evaluating the permeability performance for the set analysis domains.
일 실시예에 따라, 상기 막힘 시뮬레이션부는According to one embodiment, the clog simulation unit
상기 공극 구조 이미지를 기초로 공극 중심축 구조를 획득하는 공극 중심축 구조 생성부;A cavity center axis structure generating unit for acquiring a cavity center axis structure based on the cavity structure image;
상기 공극 구조 이미지와 상기 고형 입자 매트릭스를 중첩하여 놓고 공극 내 각 지점과 고형 입자까지의 거리에 기초한 공극 크기 지도를 구축하는 공극 크기 지도 생성부;A pore size map generator for superimposing the pore structure image and the solid particle matrix on each other, and constructing a pore size map based on distances between each point in the pore and the solid particles;
상기 공극 중심축 구조에서 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 출발점으로 하고 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 도착점으로 하는 공극 중심축들로 구성된 통과 경로들을 선정하는 통과 경로 선정부; 및A pass path selecting unit that selects pass paths having the center axis of the gap adjacent to the input buffer space and the center axis of the gap centering on the center axis of the gap adjacent to the outgoing buffer space in the center core axis structure; And
소정의 입도 분포를 가지는 가상의 오염 물질 입자들을 각각 선정된 통과 경로를 따라 이동시키면서, 상기 공극 크기 지도를 참조하여, 오염 물질 입자의 입도를 공극 크기에 비교하고, 공극 크기보다 오염 물질 입자의 입도가 크다고 판정되는 공극 중심축 상의 위치에 오염 물질 입자를 새로 고정함으로써, 상기 고형 입자 매트릭스와 상기 공극 구조 이미지를 갱신하는 입자 통과 판정부를 포함할 수 있다.The virtual particle contaminant particles having a predetermined particle size distribution are moved along the selected passage, and the particle size of the contaminant particles is compared with the pore size with reference to the pore size map, And a particle passage determining unit for updating the solid particle matrix and the void structure image by newly fixing the contaminant particles at a position on the center axis of the void determined to be large.
일 실시예에 따라, 상기 입자 통과 판정부는,According to one embodiment, the particle passage judging section judges,
오염 물질 입자들의 고정으로 무효화된 통과 경로들의 수가 전체 통과 경로들의 소정 비율을 초과하면, 공극 중심축 상의 위치에 고정된 오염 물질 입자들에 의해, 상기 고형 입자 매트릭스 및 상기 공극 구조 이미지를 갱신하도록 동작할 수 있다.And to update the solid particle matrix and the void structure image by contaminant particles fixed at a location on the vacancy central axis if the number of passageways that have been invalidated by the fixation of contaminant particles exceeds a predetermined percentage of the total passage paths can do.
일 실시예에 따라, 상기 통과 경로 선정부는,According to an embodiment, the passage selecting unit may select,
상기 공극 중심축 구조에서 상기 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축들에서 상기 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축들까지 최단 거리로 이동할 수 있는 공극 중심축들로써 구성된 경로들을 통과 경로로서 선정하도록 동작할 수 있다.And a cavity center axis capable of moving in the shortest distance from the center center axes adjacent to the inlet buffer space to the center clearance centers adjacent to the upstream buffer space in the center core axis structure, .
일 실시예에 따라, 상기 유체 수치 해석부는,According to one embodiment, the fluid numerical analysis unit comprises:
격자 볼츠만 기법에 기초하여 상기 유체 수치 해석을 수행하도록 동작할 수 있다.And to perform the numerical fluid analysis based on the lattice Boltzmann technique.
일 실시예에 따라, 상기 3차원 이미지 생성부는,According to one embodiment, the three-
다공성 재료 시편을 엑스선 단층 촬영 이미징하여 3차원 스택 이미지를 획득하고, 상기 3차원 스택 이미지를 이진화하여 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 각각 생성하도록 동작할 수 있다.X-ray tomographic imaging of the porous material specimen to obtain a three-dimensional stack image, and binarizing the three-dimensional stack image to produce a solid particle matrix and a pore structure image, respectively.
본 발명의 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법을 이용한 다공성 재료의 투수 성능 평가 장치 및 방법에 따르면, 물리적 실험에 불가피한 시간, 장소 및 우연성의 한계와 시료의 물리적 한계를 극복할 수 있다.According to the apparatus and method for evaluating permeability of a porous material using the porous material clogging simulation method of the present invention, it is possible to overcome limitations of time, place and contingency unavoidable in physical experiment and physical limitations of the sample.
본 발명의 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법을 이용한 다공성 재료의 투수 성능 평가 장치 및 방법에 따르면, 투입된 물과 투수된 물의 양에 기초하는 기존의 투수 계수 추정식의 한계를 극복할 수 있다.According to the apparatus and method for evaluating the permeability of a porous material using the porous material clogging simulation method of the present invention, it is possible to overcome the limitations of the existing permeability coefficient estimation equation based on the amount of water supplied and water permeated.
본 발명의 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법을 이용한 다공성 재료의 투수 성능 평가 장치 및 방법에 따르면, 다공성 투수성 재료의 내부 구조에 대한 명확한 성능 평가를 위한 근거를 마련할 수 있다.The apparatus and method for evaluating permeability of a porous material using the porous material clogging simulation method of the present invention can provide a basis for a clear performance evaluation of the internal structure of the porous water permeable material.
본 발명의 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법을 이용한 다공성 재료의 투수 성능 평가 장치 및 방법에 따르면, 다공성 투수성 재료의 투수 성능을 높이고 내부 구조를 개선할 수 있도록 좀더 직관적이고 객관적인 통찰을 제공할 수 있다.According to the apparatus and method for evaluating permeability of a porous material using the porous material clogging simulation method of the present invention, more intuitive and objective insights can be provided so as to improve permeability and improve internal structure of the porous permeable material.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법을 예시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서, 시간에 따라 공극 구조 내의 공극이 오염 물질 입자에 의해 막히는(clogging) 현상을 시뮬레이션하기 위해, 공극 구조 이미지 내에서 오염 물질 입자가 고형 입자 사이의 공극들 사이를 지나갈 가능성이 높은 통과 경로를 획득하기 위한 절차들을 예시한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서, 통과 경로를 따라 소정 크기 분포를 가지는 오염 물질 입자가 통과하는 동안 고형 입자 사이를 통과하거나 또는 통과하지 못함에 따라 다공성 포장재의 막힘 현상을 모사하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서, 오염 물질 입자가 고형 입자들 사이에 고착됨에 따라 해당 통과 경로가 무효화되고 그 여파로 새로운 통과 경로들이 획득되는 것을 예시한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 측면에 따른 다공성 재료의 투수 성능 평가 방법을 예시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서 3차원 공극 이미지를 얻기 위해 다공성 재료 시편을 엑스선 CT 이미징하는 절차를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서 CT 이미징을 통해 얻은 3차원 스택 이미지, 이진화를 거쳐 얻은 고형 입자 매트릭스(solid matrix) 및 공극(pore space) 구조 이미지를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서 공극 구조 이미지로부터 입수 버퍼 공간, 출수 버퍼 공간 및 수밀 벽면을 부가하여 설정한 분석 도메인을 지름 방향으로 자른 단면을 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 측면에 따른 다공성 재료의 투수 성능 평가 장치를 예시한 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a method of simulating a clogging phenomenon of a porous material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a method for simulating a clogging of a porous material according to an embodiment of the present invention. In order to simulate the clogging of voids in the void structure over time with contaminant particles, Are procedures that illustrate procedures for obtaining a passageway that is likely to pass between voids between solid particles.
FIG. 3 is a graph showing the results of simulation of a porous material clogging phenomenon according to an exemplary embodiment of the present invention. Clogging phenomenon.
4 is a diagram illustrating a method for simulating a clogging of a porous material according to an embodiment of the present invention, in which contaminant particles are fixed between solid particles, admit.
5 is a flow chart illustrating a method of evaluating permeability of a porous material according to another aspect of the present invention.
6 is a diagram illustrating a procedure for X-ray CT imaging of a porous material specimen to obtain a three-dimensional void image in a porous material clogging simulation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates a three-dimensional stack image obtained through CT imaging, a solid matrix and a pore space structure image obtained through binarization in a porous material clogging simulation method according to an embodiment of the present invention FIG.
8 is a cross-sectional view illustrating a cross section of an analysis domain set in addition to an inlet buffer space, an outflow buffer space, and a watertight wall surface from a cavity structure image in a radial direction in the porous material clogging simulation method according to an embodiment of the present invention .
9 is a block diagram illustrating an apparatus for evaluating permeability of a porous material according to another aspect of the present invention.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법을 예시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of simulating a clogging phenomenon of a porous material according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법은 소정의 정보 처리 수단과 메모리 및 입출력 수단을 갖춘 컴퓨터에서 수행된다.A method of simulating porous material clogging according to embodiments of the present invention is performed in a computer having predetermined information processing means, memory, and input / output means.
도 1을 참조하면, 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법은 먼저 단계(S11)에서, 다공성 재료 시편을 구성하는 고형 입자들을 모사하는 고형 입자 매트릭스 및 고형 입자들 사이의 공극 구조를 모사하는 공극 구조 이미지를 획득하는 단계로부터 시작할 수 있다.Referring to Fig. 1, a method for simulating porous clogging of a porous material first acquires a pore structure image that simulates a pore structure between a solid particle matrix and a solid particle, which simulates solid particles constituting a porous material specimen, in step S11 ≪ / RTI >
다양한 입자 크기의 오염 물질들이 다량으로 섞인 물이 다공성 재료에 투입되면 다공성 재료의 공극들이 점차적으로 막히게 되고 장시간에 걸쳐 투수 계수가 줄어들 것으로 예견되는데, 이러한 공극 막힘 현상(clogging)을 고려하여 투수 성능을 평가할 필요가 있다.When a large amount of contaminants of various particle sizes are introduced into the porous material, the pores of the porous material gradually become clogged and the permeability coefficient is expected to decrease over a long period of time. Considering this clogging, Need to evaluate.
이를 위해 단계(S12)에서, 단계(S11) 또는 단계(S16)의 공극 구조 이미지를 기초로 공극 중심축(porous space medial axis) 구조를 획득한다.To this end, at step S12, a porous space medial axis structure is obtained based on the pore structure image of step S11 or step S16.
계산기하(Computational Geometry)에서 중심축(medial axis)은 어떤 물체의 표면 상에 하나 이상의 최근접점을 가지는 물체 내부의 점들의 집합(the set of all points having more than one closest point on the object's boundary)으로 정의된다. 어떤 복잡한 형태의 2차원 또는 3차원 오브젝트로부터, 예를 들어, 지도의 도로들, 복잡한 건물 내부 공간이나 미로로부터, 중심축은 MAT(medial axis transform) 또는 스켈레토니제이션(skeletonization)으로 통칭되는 주지된 알고리즘을 이용하여 추출될 수 있다.In Computational Geometry, a medial axis is a set of points within an object that has one or more recent points on the surface of an object (a set of all points having more than one closest point on the object's boundary) Is defined. From a complex two-dimensional or three-dimensional object, for example, from the roads of a map, a complex interior space or a labyrinth, the central axis is known as a MAT (medial axis transform) or skeletonization Algorithm. ≪ / RTI >
공극 구조로부터 추출되는 공극 중심축 구조는 마치 각 공극마다 하나씩의 거미줄이 쳐 있어서 모든 공극들에 빠짐없이 퍼져 있는 거미집처럼 보이며, 공극 구조 복셀 이미지 대신에 공극 중심축 구조를 가지고 공극 구조를 분석할 수 있다.The central pore structure extracted from the pore structure looks like a cobweb spreading all over the pores because it has one spider web per each pore. Instead of the pore structure voxel image, the pore structure can be analyzed have.
단계(S13)에서, 공극 구조 이미지와 고형 입자 매트릭스를 중첩하여 놓고 공극 내 각 지점과 고형 입자까지의 거리에 기초한 공극 크기 지도(distance map)를 구축한다.In step S13, the pore structure image and the solid particle matrix are superimposed, and a distance map is constructed based on the distance between each point in the pore and the solid particle.
공극 크기 지도와 공극 중심축 구조를 중첩하면, 공극 중심축의 각 지점에서 고형 입자까지의 최단 거리, 즉 공극 크기가 도출된다.By superimposing the pore size map and the pore center axis structure, the shortest distance from each point on the pore center axis to the solid particle, that is, the pore size, is derived.
단계(S14)에서, 공극 중심축 구조에서 입수면(inlet surface)에 접한 공극 중심축을 출발점으로 하고 출수면(outlet surface)에 접한 공극 중심축을 도착점으로 하는 공극 중심축들로 구성된 통과 경로들을 선정한다.In the step S14, the passage paths constituted by the center axes of the air gap, which are the starting point of the air gap centering on the outlet surface, are selected as the starting points of the air gap central axis in contact with the inlet surface in the air gap central axis structure .
통과 경로의 선정은 주지의 그래프 알고리즘들, 예를 들어 Dijkstra 알고리즘, A-star 알고리즘 등을 이용하여, 스켈레톤화되어 있는 공극 중심축 구조로부터 예를 들어 최단 이동 거리로 공극 구조를 통과할 수 있도록 하는 공극 중심축들로써 통과 경로를 구성하는 절차로써 구현될 수 있다.The selection of the pass-through path is performed by using well-known graph algorithms, such as the Dijkstra algorithm, the A-star algorithm, etc., so as to allow the passage through the cavity structure from the skeletonized center- Can be implemented as a procedure for constructing a path of passage with void center axes.
단계(S11) 내지 단계(S14)의 절차를 예시하기 위해 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서, 시간에 따라 공극 구조 내의 공극이 오염 물질 입자에 의해 막히는(clogging) 현상을 시뮬레이션하기 위해, 공극 구조 이미지 내에서 오염 물질 입자가 고형 입자 사이의 공극들 사이를 지나갈 가능성이 높은 통과 경로를 획득하기 위한 절차들을 예시한 도면들이다.2 is a schematic illustration of a method for simulating a clogging of a porous material according to an embodiment of the present invention, Are diagrams illustrating procedures for obtaining a path of passage through which contaminant particles within a pore structure image are likely to pass between voids between solid particles to simulate the phenomenon of clogging by particles.
도 2에서, 각 이미지들에서 검은 부분은 고형 입자를 의미하고 흰 부분은 공극이다. 또한 각 이미지들은 3차원 이미지이지만 2차원적으로 도식화되었다는 점에 유의한다.In Fig. 2, the black portions in each of the images mean solid particles and the white portions are voids. Also note that each image is a three-dimensional image, but it is schematized in two dimensions.
좌상단의 (a)는 흑색의 고형 입자들을 제외한 백색의 공극 공간들로써 구성된 공극 구조 이미지이다. (A) in the top left corner is a pore structure image composed of white void spaces excluding black solid particles.
우상단의 (b)는 유클리디언 거리 변환을 이용하여 공극 내부의 각 지점에서 근접한 고형 입자까지의 거리를 각각 복셀 값으로 가지는 3차원 이미지로서, 말하자면 공극 크기를 시각적으로 표현한 3차원 이미지이다. 복셀값, 즉 유클리디언 거리 변환 값이 클수록 (b)에서 어두운 점으로 표시되며, 어두운 점으로 표시되는 부분의 공극 크기가 상대적으로 크다는 것을 의미한다.(B) in the upper right corner is a three-dimensional image having a voxel value as a distance from each point in the cavity to adjacent solid particles using Euclidean distance conversion, that is, a three-dimensional image that visually expresses the pore size. The larger the voxel value, that is, the Euclidean distance conversion value, is indicated by the dark point in (b), which means that the pore size of the portion indicated by the dark point is relatively large.
좌하단의 (c)는 공극 구조 이미지 내에서 공극 구조를 스켈레토니제이션하여 도출한 공극 중심축 구조를 예시한다. 고형 입자들 사이의 모든 틈새들마다 하나의 중심축이 도시되어 있음을 볼 수 있다. 물과 오염 물질 입자는 이러한 틈새를 따라 유동하므로, 물과 오염 물질 입자가 중심축을 따라 이동한다고 보아도 무방하다.(C) in the lower left corner illustrates the pore center axis structure derived by skeletonizing the pore structure in the pore structure image. It can be seen that one central axis is shown for every crevice between solid particles. Since water and contaminant particles flow along these gaps, it can be seen that water and contaminant particles move along the central axis.
우하단의 (d)는 공극 중심축 구조의 중심축들 중 물과 오염 물질 입자가 통과할 가능성이 클 것으로 판단되어 선정된 통과 경로들이다. 모든 공극에 동시적으로 물이 지배적인(dominant) 어느 한 유동 방향으로(예를 들어 좌에서 우로) 유동하므로, 물에 실려 거동하는 오염 물질 입자가 지배적인 유동 방향에 대해 거슬러 움직이지는 않을 것이다. 따라서, 모든 가능한 이동 경로들에 대해 오염 물질 입자를 이동시켜 볼 필요는 없을 것이고, 실제로 거쳐 갈 개연성이 있는 경로들만 통과 경로로서 선택하는 것이 타당하다.(D) of the lower right corner are the selected passage paths because it is determined that the water and contaminant particles are likely to pass through the central axes of the central axis structure of the air gap. As water flows simultaneously in any flow direction (eg, from left to right) dominant to all voids, the contaminant particles that behave in water will not move against the dominant flow direction . Therefore, it is not necessary to move the pollutant particles for all possible travel routes, and it is reasonable to select only the routes that are likely to pass through as the passage route.
이에 따라, 예를 들어 입수면의 열린 공극들에서 출수면의 열린 공극들까지 최단 거리로 이동할 수 있는 경로들을 통과 경로로서 선정할 수 있다.Thus, for example, paths that can be moved by the shortest distance from the open pores of the inlet surface to the open pores of the outlet surface can be selected as the passage path.
다시 도 1로 돌아가서, 단계(S15)에서, 소정의 입도 분포를 가지는 가상의 오염 물질 입자들을 각각 선정된 통과 경로를 따라 이동시키면서, 공극 크기 지도를 참조하여, 오염 물질 입자의 입도를 공극 크기에 비교하고, 공극 크기보다 오염 물질 입자의 입도가 크다고 판정되는 공극 중심축 상의 위치에 오염 물질 입자를 새로 고정함으로써 다공성 포장재의 막힘 현상을 모사(simulation)한다. 여기서, 소정의 입도 분포의 범위는, 오염 물질 입자의 입도를 공극 크기에 비교할 수 있도록, 공극 크기 지도 내의 가장 작은 공극 크기보다 크고 가장 큰 공극 크기보다 작은 범위를 적어도 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, in step S15, the virtual contaminant particles having a predetermined particle size distribution are moved along the selected passage, respectively, and the particle size of the contaminant particles is changed to a pore size And clogging of the porous packaging material is simulated by newly fixing the contaminant particles at a position on the central axis of the gap determined that the particle size of the contaminant particles is larger than the pore size. Here, the predetermined range of the particle size distribution may include at least a range that is larger than the smallest pore size in the pore size map and smaller than the largest pore size so that the particle size of the pollutant particles can be compared with the pore size.
실시예에 따라, 오염 물질 입자의 고착이 발생하면, 단계(S16)에서, 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자에 의해 고형 입자 매트릭스, 공극 구조 이미지, 공극 중심축 구조, 공극 크기 지도 또는 통과 경로들 중 적어도 한 가지를 갱신할 수 있다.According to the embodiment, when the adhesion of the contaminant particles occurs, at step S16, the contaminant particles newly fixed at positions on the center axis of the air voids the solid particle matrix, the pore structure image, the pore center axis structure, Or at least one of the pass-through paths.
공극 중심축 구조, 공극 크기 지도 또는 통과 경로들은 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지의 갱신에 이어 각 단계에서 갱신될 수 있다.The pore central axis structure, pore size map or traversal paths may be updated at each step subsequent to updating the solid particle matrix and void structure image.
실시예에 따라, 단계(S16)에서, 오염 물질 입자의 고착이 발생할 때마다, 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자에 의해 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신할 수 있다.According to the embodiment, in step S16, each time the adhesion of the contaminant particles occurs, the solid particle matrix and the void structure image can be updated by the newly fixed contaminant particles at positions on the center axis of the void.
다른 실시예에서는, 실질적으로 무수한 통과 경로들 중에 몇 개 통과 경로에 몇 개의 오염 물질 입자들이 고착되었다고 하더라도 전체적으로 투수 성능에 거의 영향이 없을 것이라는 관측에 따라, 오염 물질 입자들의 고착이 발생하여 무효화된 통과 경로들의 수가 예를 들어 전체 통과 경로들의 1%를 초과할 때까지 기다렸다가, 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자들에 의해, 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신할 수 있다.In another embodiment, observing that even if several contaminant particles adhered to a few passage paths in a substantial number of passage paths would have little impact on permeability as a whole, the adherence of the contaminant particles would occur, It is possible to wait until the number of paths exceeds 1% of the full pathways, for example, and then update the solid particle matrix and void structure image by the newly fixed contaminant particles at the location on the vacancy central axis.
한편, 고형 입자 매트릭스, 공극 구조 이미지, 공극 중심축 구조 및 공극 크기 지도는 모두 동시적으로 갱신될 수도 있지만, 실시예에 따라서는, 막힘이 일어난 공극 중심축을 삭제하고 새로 통과 경로들을 선정하는 식으로 공극 중심축 구조 및 통과 경로들만 갱신하고, 고형 입자 매트릭스, 공극 구조 이미지 및 공극 크기 지도의 변경은 유예할 수 있다.On the other hand, the solid particle matrix, the pore structure image, the pore center axis structure, and the pore size map may all be updated simultaneously, but depending on the embodiment, Only the pore center axial structure and the passage paths can be updated, and the modification of the solid particle matrix, the pore structure image and the pore size map can be suspended.
위의 단계들(S12) 내지 단계(S16)을 반복함으로써, 오염 물질 입자들에 의해 다공성 재료가 점진적으로 막히는 현상을 시뮬레이션할 수 있다.By repeating the above steps (S12) to step (S16), it is possible to simulate the progressive clogging of the porous material by the contaminant particles.
공극 크기와 오염 물질 입자의 입도를 비교하는 것을 예시하기 위해 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서, 통과 경로를 따라 소정 크기 분포를 가지는 오염 물질 입자가 통과하는 동안 고형 입자 사이를 통과하거나 또는 통과하지 못함에 따라 다공성 포장재의 막힘 현상을 모사하는 도면이다.Referring to FIG. 3, to illustrate comparisons of pore size and particle size of contaminant particles, FIG. 3 illustrates a method of simulating a clogging phenomenon of a porous material in accordance with an embodiment of the present invention, The clogging of the porous packaging material is simulated as it passes or does not pass between the solid particles during the passage of the material particles.
도 3에서, 상단의 (a)는 예시적인 두 고형 입자들(31, 32) 사이의 중심축(33)을 따라 가상의 오염 물질 입자(34)의 위치를 각각 변경해가면서 오염 물질 입자의 입도와 공극 크기를 비교하는데, 오염 물질 입자의 입도가 공극 크기보다 작아 고형 입자들 사이를 문제없이 통과하는 모습들을 각각 (i), (ii) 및 (iii)에서 예시한다.3, the upper part (a) shows the particle size of the contaminant particles while changing the positions of the
하단의 (b)는 예시적인 두 고형 입자들(31, 32) 사이의 중심축(34)을 따라 가상의 오염 물질 입자(35)의 위치를 변경하면서 오염 물질 입자의 입도와 공극 크기를 비교하는 중에, (ii)와 같이, 오염 물질 입자(35)의 입도가 공극 크기보다 크다고 판정된 경우를 예시한다. 오염 물질 입자(35)는 두 고형 입자들(31, 32) 사이에 고착되어 이 중심축(33)에 상응하는 공극을 막아 버린다. 한번 오염 물질 입자가 고착된 공극의 중심축을 따라서는 더 이상 다른 오염 물질 입자가 통과할 수 없으므로, 고착된 오염 물질 입자는 고형 입자와 다를 바 없이 기능한다.The lower part (b) shows the comparison of the particle size and pore size of the contaminant particles while changing the position of the
이에 따라, 하단의 (b)의 (iii)에서, 오염 물질 입자의 입도가 공극 크기보다 크다고 판정된 위치에서, 해당 입도를 가진 고형 입자(36)가 고형 입자 매트릭스에 추가될 수 있다.Accordingly, at the position (iii) of the lower stage (b), at the position where the particle size of the contaminant particles is determined to be larger than the pore size, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서, 오염 물질 입자가 고형 입자들 사이에 고착됨에 따라 해당 통과 경로가 무효화되고 그 여파로 새로운 통과 경로들이 획득되는 것을 예시한 도면들이다.4 is a diagram illustrating a method for simulating a clogging of a porous material according to an embodiment of the present invention, in which contaminant particles are fixed between solid particles, admit.
도 4를 참조하면, 상단의 (a)에, 원래의 고형 입자 매트릭스, 공극 구조 이미지와 통과 경로들이 예시되고, 하단의 (b)에 고착된 오염 물질 입자에 상응하는 새로운 고형 입자(41)가 추가됨으로서, 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지가 갱신되는 것과 그에 따라 달라진 공극 중심축 구조와 통과 경로들이 예시된다.Referring to Fig. 4, the original solid particle matrix, the void structure image and the passage paths are illustrated at (a) in the upper part, and new
도 5는 본 발명의 다른 측면에 따른 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법을 예시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of evaluating long-term water permeability of a porous material according to another aspect of the present invention.
본 발명의 실시예들에 따른 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법은 소정의 정보 처리 수단과 메모리 및 입출력 수단을 갖춘 컴퓨터에서 수행된다.The method for evaluating the long-term permeability of a porous material according to embodiments of the present invention is performed in a computer having predetermined information processing means, memory, and input / output means.
도 5를 참조하면, 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법은 먼저 단계(S51)에서, 다공성 재료 시편을 구성하는 고형 입자들 및 고형 입자들 사이의 공극 구조를 각각 모사하는 고형 입자 매트릭스(solid matrix image)와 공극 구조 이미지(porous space image)를 각각 획득한다.Referring to FIG. 5, a method for evaluating the long-term water permeability of a porous material includes, first, in step S51, a solid particle image (solid matrix image) ) And a porous space image, respectively.
실시예에 따라, 구체적으로, 단계(S51)는 다공성 재료 시편을 엑스선 단층 촬영(CT, Computed Tomography) 이미징하여 획득한 3차원 스택 이미지(stacking image)를 이진화하여 고형 입자 매트릭스(solid matrix image)와 공극 구조 이미지(porous space image)를 각각 생성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, in particular, step S51 is a step of binarizing a three-dimensional stacking image obtained by imaging a porous material sample by CT (Computed Tomography) to form a solid matrix image And creating a porous space image, respectively.
엑스선 CT 이미징을 예시하기 위해 도 6을 잠시 참조하면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서 3차원 공극 이미지를 얻기 위해 다공성 재료 시편을 엑스선 CT 이미징하는 절차를 예시한 도면이다.Referring briefly to FIG. 6 to illustrate X-ray CT imaging, FIG. 6 illustrates a procedure for X-ray CT imaging of a porous material specimen to obtain a three-dimensional void image in a porous material clogging simulation method in accordance with an embodiment of the present invention. Fig.
도 6에서, 먼저 수리 물성을 테스트하기 위한 실제 다공성 재료를 예를 들어 원통 형태로 잘라내어 다공성 재료 시편이 준비될 수 있다.In Fig. 6, a porous material specimen may be prepared by first cutting an actual porous material for testing water repellency, for example, into a cylindrical shape.
다공성 재료 시편의 형태는 특별히 제한되지 않으나, 시편을 잘라내는 공정이나 X선 CT 이미징 공정을 위해서는 원통 형태나 사면체 형태인 것이 적절할 수 있다.The shape of the porous material specimen is not particularly limited, but a cylindrical shape or a tetrahedron shape may be suitable for the cutting of the specimen or the X-ray CT imaging process.
준비된 다공성 재료 시편은 X선 소스와 이미지 센서 사이의 플랫폼 위에 놓이고, 소정의 세로 간격마다 플랫폼을 회전시키면서 다공성 재료 시편을 촬영하여 절편 이미지들을 얻고, 절편 이미지들을 적층하여 3차원 스택 이미지를 얻을 수 있다.The prepared porous material specimen is placed on a platform between the X-ray source and the image sensor, and the porous material specimen is photographed while rotating the platform at predetermined vertical intervals to obtain slice images, and slice images are stacked to obtain a three- have.
한편 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서 CT 이미징을 통해 얻은 3차원 스택 이미지, 이진화를 거쳐 얻은 고형 입자 매트릭스(solid matrix) 및 공극(pore space) 구조 이미지를 예시한 도면이다.Meanwhile, FIG. 7 illustrates a three-dimensional stack image obtained through CT imaging, a solid matrix and a pore space structure image obtained through binarization in the porous material clogging simulation method according to an embodiment of the present invention. Fig.
다공성 재료 시편의 CT 이미징을 통해 얻은 3차원 스택 이미지는 3차원 흑백 밝기값(gray scale intensity) 복셀(voxel) 이미지이므로, 고형 입자와 공극이 명확하게 구분되지 않는다. 이에 따라, 고형 입자와 공극이 명확하게 구분된 이미지로 가공할 필요가 있다.The three-dimensional stack image obtained through CT imaging of the porous material specimen is a three-dimensional gray scale intensity voxel image, so that solid particles and voids are not clearly distinguished. Accordingly, it is necessary to process an image in which solid particles and voids are clearly distinguished from each other.
도 7을 참조하면, 좌상단에 예시된 CT 이미징을 통해 얻은 (a) 3차원 흑백 밝기값 복셀 이미지로부터 우상단의 (b) 밝기값 히스토그램을 얻을 수 있다.Referring to FIG. 7, (a) the brightness value histogram of (b) brightness value at the upper right end can be obtained from the three-dimensional black-and-white brightness value voxel image obtained through the CT imaging illustrated at the upper left corner.
어떤 복셀이 실제로 고형 입자에 상응할수록 높은 밝기값으로 표현될 것이고, 반대로 실제로 공극에 상응할수록 낮은 밝기값으로 표현될 것이라 추정할 수 있는, (b)의 밝기값 히스토그램은 그러한 추정을 반영한다.The histogram of brightness values in (b), which can be inferred to be represented by a higher brightness value actually corresponding to a solid particle, and conversely, a lower brightness value actually corresponding to a void, reflects such an estimation.
(b)의 밝기값 히스토그램에서 소정의 문턱치를 기준으로, 문턱치보다 더 높은 밝기값의 복셀들은 고형 입자로 분류하고 문턱치보다 낮은 밝기값의 복셀들은 공극이라고 분류할 수 있다. 이러한 절차를 통상적으로 이진화라고 한다. 문턱치는 실제 고형 입자들의 평균적인 반경, CT 이미지 해상도, 시편의 공극률 등을 반영하여 결정될 수 있다.(b), voxels having a brightness value higher than the threshold value are classified as solid particles, and voxels having a brightness value lower than the threshold value can be classified as voids based on a predetermined threshold value. This procedure is commonly referred to as binarization. The threshold value can be determined by reflecting the average radius of the actual solid particles, the CT image resolution, the porosity of the sample, and the like.
고형 입자와 공극을 명확하게 구분하는 이진화를 통해, 고형 입자들로만 구성된 좌하단의 (c) 고형 입자 매트릭스와 우하단의 (d) 공극 구조 이미지를 각각 얻을 수 있다.Through the binarization that clearly distinguishes between solid particles and voids, we can obtain a solid particle matrix at the bottom left (c) and a void structure image at the bottom right (d) consisting solely of solid particles.
다시 도 5로 돌아가서, 다공성 재료의 투수 성능은 공극 구조를 통한 물의 흐름에 좌우되므로, 투수 성능 분석은 기본적으로 공극 구조 이미지 내의 공극 구조를 바탕으로 수행되고, 투수 성능 분석을 하기 위해서는 분석 도메인(analysing domain)은 적절한 경계 조건을 가져야 한다.Referring back to FIG. 5, the permeability of the porous material depends on the flow of water through the pore structure. Therefore, the permeability analysis is basically performed based on the pore structure in the pore structure image, and the analysis domain domain must have appropriate boundary conditions.
단계(S52)에서, 단계(S51) 또는 단계(S58)에 이어서, 공극 구조 이미지에 경계 조건으로서 입수 버퍼 공간, 출수 버퍼 공간 및 수밀 벽면을 부가하여 분석 도메인을 설정한다.In step S52, following step S51 or step S58, an analysis domain is set up by adding an intake buffer space, an outgoing buffer space, and a watertight wall surface as boundary conditions to the cavity structure image.
분석 도메인을 예시하기 위해 도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 재료 막힘 현상 시뮬레이션 방법에서 오염 물질 거동 분석을 위해 공극 구조 이미지에 입수 버퍼 공간, 출수 버퍼 공간 및 수밀 벽면을 부가하여 설정한 분석 도메인을 지름 방향으로 자른 단면을 예시한 도면이다.Referring to FIG. 8, to illustrate the analysis domain, FIG. 8 illustrates an example of a porous material clogging simulation method according to an embodiment of the present invention. In the method of simulating a porous material clogging phenomenon, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a cross section cut in the diametrical direction.
도 8에서, 설명을 쉽게 하기 위해 3차원 공극 구조 이미지와 분석 도메인의 각각의 단면들이 예시되어 있다.In Fig. 8, for ease of explanation, respective cross-sections of a three-dimensional pore structure image and an analysis domain are illustrated.
각 이미지들에서 검은 부분은 고형 입자를 의미하고 흰 부분은 공극이다.In each image, the black part means solid particles and the white part is void.
입수(inlet) 부분과 출수(outlet) 부분에서 경계 효과(boundary effect)로 인해 오차가 발생할 수 있는데, 이러한 오차를 줄이기 위해, 고형 입자가 전혀 없고 오직 공극으로만 구성된, 즉 비어있는 입수 버퍼 공간과 출수 버퍼 공간이 각각 추가적으로 가정될 수 있다. In order to reduce this error, an error may occur in the inlet and outlet portions due to the boundary effect. In order to reduce this error, there is no solid particle and only empty space, And an outgoing buffer space may additionally be assumed.
또한 3차원 공극 구조의 가장자리면에서 경계 효과로 인한 오차를 줄이기 위해, 공극이 전혀 없고 고형 입자들로만 구성된 공간, 즉 투수성이 전혀 없는 수밀 벽면(sealing wall)이 3차원 공극 구조의 가상 유체 흐름 방향에 평행하게 가정된다.In order to reduce the error due to the boundary effect at the edge of the three-dimensional pore structure, a space composed of only solid particles without any pores, that is, a sealing wall having no perviousness is formed in the virtual fluid flow direction .
이렇게 3차원 공극 구조 이미지에 입수 버퍼 공간, 출수 버퍼 공간 및 수밀 벽면이 부가적으로 가정되어, 분석 도메인이 설정된다.In this way, an acquisition buffer space, an outflow buffer space, and a watertight wall are additionally assumed in the 3D pore structure image, and the analysis domain is set.
이렇게 설정된 분석 도메인을 기초로 투수 성능을 평가하기 위한 소정의 수치 해석이 수행될 수 있다.A predetermined numerical analysis for evaluating the permeability performance based on the thus set analysis domain can be performed.
분석 도메인의 투과 방향에 대해 획득한 다공성 재료의 투수 계수는 불순물, 오염 물질이 섞여 있지 않은 순수한 유체의 투수 계수라 할 수 있다.The permeability coefficient of the porous material obtained for the permeation direction of the analytical domain may be a permeability coefficient of a pure fluid containing no impurities or contaminants.
따라서, 다양한 입자 크기의 오염 물질들이 다량으로 섞인 물이 다공성 재료에 투입되면 다공성 재료의 공극들이 점차적으로 막히게 되고 장시간에 걸쳐 투수 계수가 줄어들 것으로 예견되는데, 이러한 공극 막힘 현상(clogging)을 고려하여 투수 성능을 평가할 필요가 있다.Therefore, when a large amount of contaminants of various particle sizes are introduced into the porous material, the pores of the porous material gradually become clogged and the permeability coefficient is expected to be reduced over a long period of time. In consideration of such clogging, Performance needs to be assessed.
다시 도 5로 돌아가서, 단계(S53)에서, 설정된 분석 도메인에 대해 투수 성능을 평가하기 위한 유체 수치 해석을 수행한다.Referring back to FIG. 5, in step S53, a fluid numerical analysis is performed to evaluate the permeability performance for the set analysis domain.
수치 해석(numerical analysis)은 어떤 자연 현상을 오차 범위 내에서 설명할 수 있는 근사값들을 획득하는 기법이다.Numerical analysis is a technique to obtain approximate values that can explain certain natural phenomena within an error range.
특히 유체에 관한 수치 해석, 즉 유체 수치 해석은 유체를 구성하는 입자의 거동을 중심으로 하고 입자와 입자 사이의 상호 작용에 기반하는 라그랑지언 기법(Lagrangian approach)과 유체가 지나가는 공간, 즉 격자(lattice)의 경계에서 일어나는 현상에 기반하는 오일리언 기법(Eulerian approach)로 크게 나눌 수 있다.Particularly, numerical analysis of fluids, namely fluid numerical analysis, is based on the Lagrangian approach based on the interaction between particles and particles, focusing on the behavior of the particles constituting the fluid and the space through which the fluid passes, (Eulerian approach) based on the phenomenon that occurs at the boundary between the two.
격자 기반의 기법 중에서도 격자 볼츠만 방정식(Lattice Boltzmann Equation)을 이용하는 격자 볼츠만 기법(Lattice Boltzmann Method, LBM)은 기존의 유체 해석 기법들이 연속체(continuity) 개념에 기반하는 것과 달리, 분자 운동론을 따르는 가상의 입자를 개별 격자 내에서 이동시키면서 유동을 해석한다.The Lattice Boltzmann Method (LBM), which uses the Lattice Boltzmann Equation (LBM) among the grid-based techniques, is based on the concept of continuity, Is analyzed in the individual grids while the flow is being analyzed.
유체 해석의 기본 공식인 나비에-스톡스 공식(Navier-Stokes equation)이 비선형 항을 포함하고 있어서 선형화하려면 적절하게 가정을 하여야 하고 경계 조건에 매우 민감하며 불규칙한 경계에서 해석치의 수렴에 문제가 있지만 LBM은 선형적이므로 상대적으로 알고리즘도 간단한 편이다.Although the Navier-Stokes equation, which is the basic formula for fluid analysis, contains a nonlinear term, it must be assumed appropriately for linearization, very sensitive to boundary conditions, and problematic in convergence of analytical values at irregular boundaries, Since it is linear, the algorithm is relatively simple.
또한 LBM은 유체의 유동을 각각의 격자점에서 계산하므로 병렬화가 가능하여 최근에 보급되고 있는 병렬 연산 컴퓨팅에 적합하다.In addition, LBM computes fluid flow at each lattice point, so parallelization is possible and is suitable for the recently popular parallel computing.
이에 따라, 예시적으로 단계(S53)의 유체 수치 해석은 격자 볼츠만 기법(LBM)에 기초한 유체 수치 해석일 수 있다. Thus, illustratively, the fluid numerical analysis of step S53 may be a fluid numerical analysis based on the Lattice Boltzmann technique (LBM).
구체적으로, 설정된 분석 도메인에 대해 격자 볼츠만 기법에 기초한 유체 수치 해석은 입수 버퍼 공간 및 출수 버퍼 공간을 위한 경계 조건들로써, 예를 들어 입수 버퍼 경계 조건은 Pin = P0+ΔP/2, 출수 버퍼 경계 조건은 Pout = P0-ΔP/2인 정압력 경계 조건(constant pressure(density) boundary condition)을 적용하고 전체 유속(flux)이 정상 상태(steady state)에 도달할 때까지 반복 연산함으로써 수행될 수 있다.Specifically, the fluid numerical analysis based on the lattice Boltzmann technique for the set analysis domain is boundary conditions for the input buffer space and the outgoing buffer space, for example, the input buffer boundary condition is P in = P 0 + ΔP / 2, The boundary condition is obtained by applying a constant pressure (density boundary condition) of P out = P 0 -ΔP / 2 and repeating calculation until the total flux reaches a steady state .
정상 상태에 도달하면, 버퍼 공간들을 제외한 공극 구조 전체의 유속을 계산하고, 계산된 유속에 기초하여 다음 수학식 1과 같이 x 축 방향 다아시 속도(Darcy Velocity)
여기서
이어서, x 축 방향의 투수 계수(permeability)
여기서,
단계(S54)에서, 단계(S51) 또는 단계(S58)에 이어서, 공극 구조 이미지를 기초로 공극 중심축 구조를 획득한다.In step S54, following step S51 or step S58, the pore center axial structure is obtained based on the pore structure image.
단계(S55)에서, 공극 구조 이미지와 고형 입자 매트릭스를 중첩하여 놓고 공극 내 각 지점과 고형 입자까지의 거리에 기초한 공극 크기 지도를 구축한다.In step S55, the pore structure image and the solid particle matrix are superimposed, and a pore size map is constructed based on the distance between each point in the pore and the solid particle.
단계(S56)에서, 공극 중심축 구조에서 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 출발점으로 하고 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 도착점으로 하는 공극 중심축들로 구성된 통과 경로들을 선정한다.In step S56, the passage paths constituted by the center axes of the voids adjacent to the input buffer space in the cavity center axis structure and the center axes of the vacant space in the outgoing buffer space are selected as the starting points.
단계(S57)에서, 소정의 입도 분포를 가지는 가상의 오염 물질 입자들을 각각 선정된 통과 경로를 따라 이동시키면서, 공극 크기 지도를 참조하여, 오염 물질 입자의 입도를 공극 크기에 비교하고, 공극 크기보다 오염 물질 입자의 입도가 크다고 판정되는 공극 중심축 상의 위치에 오염 물질 입자를 새로 고정함으로써 다공성 포장재의 막힘 현상을 모사한다.In step S57, the virtual contaminant particles having a predetermined particle size distribution are moved along the selected passage, respectively, while referring to the pore size map, the particle size of the contaminant particles is compared with the pore size, The clogging phenomenon of the porous packaging material is simulated by newly fixing the contaminant particles at the position on the central axis of the gap determined that the particle size of the contaminant particles is large.
오염 물질 입자의 고착은 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지에 변화가 발생하였음을 의미한다. 이에 따라, 오염 물질 입자의 고착이 발생하면, 단계(S58)에서, 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자에 의해 고형 입자 매트릭스, 공극 구조 이미지, 공극 중심축 구조, 공극 크기 지도 또는 통과 경로들 중 적어도 한 가지를 갱신할 수 있다.Sticking of the contaminant particles means that a change has occurred in the solid particle matrix and void structure image. Thereby, when the adhesion of the contaminant particles occurs, the solid particle matrix, the pore structure image, the pore center axis structure, the pore size map, or the passage At least one of the paths may be updated.
실시예에 따라, 단계(S58)에서, 오염 물질 입자의 고착이 발생하면, 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자에 의해 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신하면서, 단계(S52) 및 단계(S54)로 돌아가 후속 단계들을 반복할 수 있다.According to the embodiment, in step S58, when the adhesion of the contaminant particles occurs, the solid particle matrix and the pore structure image are updated by the newly fixed contaminant particles at the positions on the air hole central axis, The process may return to step S54 to repeat the subsequent steps.
공극 중심축 구조, 공극 크기 지도 또는 통과 경로들은 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지의 갱신에 이어 각 단계에서 각각 갱신될 수 있다.The pore central axis structure, pore size map, or traversal paths may be updated at each step following the update of the solid particle matrix and void structure image, respectively.
실시예에 따라, 단계(S58)에서, 오염 물질 입자의 고착이 발생할 때마다, 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자에 의해 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신하면서, 단계(S52) 및 단계(S54)로 돌아가 단계들을 반복할 수 있다.According to the embodiment, in step S58, each time the adhesion of the contaminant particles occurs, the solid particle matrix and the pore structure image are updated by the newly fixed contaminant particles at the position on the center axis of the gap, And return to step S54 and repeat the steps.
한편, 실질적으로 무수한 통과 경로들 중에 몇 개 통과 경로에 몇 개의 오염 물질 입자들이 고착되었다고 하더라도 전체적으로 투수 성능에 거의 영향이 없을 것이라고 관측할 수 있다.On the other hand, it can be observed that no matter how many contaminant particles are adhered to several passage paths among the substantially innumerable passage paths, the overall permeability will not be affected.
이에 따라 다른 실시예에서는, 단계(S58)에서, 오염 물질 입자들의 고착이 발생하여 무효화된 통과 경로들의 수가 예를 들어 전체 통과 경로들의 1%를 초과하면, 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자들에 의해, 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신할 수 있다.Thus, in another embodiment, in step S58, if the number of pass-through paths that have been negated due to the adherence of contaminant particles exceeds 1% of the total pass-through paths, for example, By the material particles, the solid particle matrix and the pore structure image can be updated.
한편, 고형 입자 매트릭스, 공극 구조 이미지, 공극 중심축 구조 및 공극 크기 지도는 모두 동시적으로 갱신될 수도 있지만, 실시예에 따라서는, 막힘이 일어난 공극 중심축을 삭제하고 새로 통과 경로들을 선정하는 식으로 공극 중심축 구조 및 통과 경로들만 갱신하고, 고형 입자 매트릭스, 공극 구조 이미지 및 공극 크기 지도의 변경은 추후에 수행하기로 유예할 수 있다.On the other hand, the solid particle matrix, the pore structure image, the pore center axis structure, and the pore size map may all be updated simultaneously, but depending on the embodiment, Only the pore central axis structure and the passage paths can be updated, and the change of the solid particle matrix, the pore structure image and the pore size map can be delayed to be performed at a later time.
위의 단계들(S52 및 S53)과 단계들(S54 내지 S58)을 반복함으로써, 오염 물질 입자들에 의해 다공성 재료가 점진적으로 막히는 현상을 시뮬레이션하면서, 다공성 재료의 장시간에 걸친 투수 성능을 평가할 수 있다.By repeating the above steps S52 and S53 and steps S54 through S58 it is possible to evaluate the permeability performance over a long period of time of the porous material while simulating the progressive clogging of the porous material by the contaminant particles .
예를 들어 폭우가 쏟아져 흙탕물이 도로 포장 아스팔트 위에 흐른다면, 아스팔트 내부로 흙탕물이 침투하고 통과하면서 내부의 공극들이 점차 막힐 것이다. 하지만 작은 공극들은 흙탕물에 혼합된 입자들로 막히겠지만 큰 공극들은 막히지 않을 것이고 투수 성능은 점점 낮아지다가 일정한 정상 상태에 도달할 것이다. For example, if heavy rain pours and muddy water flows on road paved asphalt, muddy water will penetrate into the asphalt and the pores inside will gradually clog. Small pores, however, will be clogged with muddy particles, but large pores will not be clogged, and permeability will become less and steady.
본 발명의 실시예들에 따른 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법은 이러한 정상 상태의 투수 성능을 시뮬레이션을 통해 평가할 수 있다.The long-term water permeability performance evaluation method of the porous material according to the embodiments of the present invention can evaluate the steady-state permeability performance through simulation.
도 9는 본 발명의 다른 측면에 따른 다공성 재료의 투수 성능 평가 장치를 예시한 블록도이다.9 is a block diagram illustrating an apparatus for evaluating permeability of a porous material according to another aspect of the present invention.
도 9를 참조하면, 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 장치(90)는 3차원 이미지 생성부(91), 막힘 시뮬레이션부(92), 분석 도메인 설정부(93), 유체 수치 해석부(94)를 포함할 수 있다.9, the long-term water
좀더 구체적으로 막힘 시뮬레이션부(92)는 공극 중심축 구조 생성부(921), 공극 크기 지도 생성부(922), 통과 경로 선정부(923) 및 입자 통과 판정부(924)를 포함할 수 있다.More specifically, the clog
먼저 3차원 이미지 생성부(91)는 다공성 재료 시편을 구성하는 고형 입자들 및 고형 입자들 사이의 공극 구조를 각각 모사하는 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 각각 획득한다. First, the three-dimensional image generation unit 91 acquires a solid particle matrix and a pore structure image that respectively simulate the void structure between the solid particles and the solid particles constituting the porous material sample.
실시예에 따라, 구체적으로, 3차원 이미지 생성부(91)는 다공성 재료 시편을 엑스선 CT 이미징하여 3차원 스택 이미지를 획득하고, 3차원 스택 이미지를 이진화하여 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 각각 생성할 수 있다.According to the embodiment, in particular, the three-dimensional image generation unit 91 acquires a three-dimensional stack image by X-ray CT imaging of the porous material specimen and binarizes the three-dimensional stack image to generate a solid particle matrix and a void structure image, respectively can do.
한편, 막힘 시뮬레이션부(92)는 공극 구조 내에 오염 물질 입자의 점진적 고착에 따라 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신하여 분석 도메인 설정부(93)에 제공한다.On the other hand, the clog
이를 위해 막힘 시뮬레이션부(92)의 공극 중심축 구조 생성부(921)는 공극 구조 이미지를 기초로 공극 중심축 구조를 획득한다.To this end, the void center axis
막힘 시뮬레이션부(92)의 공극 크기 지도 생성부(922)는 공극 구조 이미지와 고형 입자 매트릭스를 중첩하여 놓고 공극 내 각 지점과 고형 입자까지의 거리에 기초한 공극 크기 지도를 구축한다.The pore size
막힘 시뮬레이션부(92)의 통과 경로 선정부(923)는 공극 중심축 구조에서 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 출발점으로 하고 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 도착점으로 하는 공극 중심축들로 구성된 통과 경로들을 선정한다.The passage
막힘 시뮬레이션부(92)의 입자 통과 판정부(924)는 소정의 입도 분포를 가지는 가상의 오염 물질 입자들을 각각 선정된 통과 경로를 따라 이동시키면서, 공극 크기 지도를 참조하여, 오염 물질 입자의 입도를 공극 크기에 비교하고, 공극 크기보다 오염 물질 입자의 입도가 크다고 판정되는 공극 중심축 상의 위치에 오염 물질 입자를 새로 고정함으로써, 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 갱신한다.The particle
분석 도메인 설정부(93)는 3차원 이미지 생성부(91)에서 주어지거나 또는 막힘 시뮬레이션부(92)에 주어진 공극 구조 이미지에 경계 조건으로서 입수 버퍼 공간, 출수 버퍼 공간 및 수밀 벽면을 부가하여 분석 도메인을 설정한다.The analysis
유체 수치 해석부(94)는 설정된 분석 도메인에 대해 투수 성능을 평가하기 위한 유체 수치 해석을 수행한다.The fluid
예를 들어, 유체 수치 해석부(94)는 격자 볼츠만 기법(LBM)에 기초하여 유체 수치 해석을 수행할 수 있다.For example, the fluid
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It will be understood that variations and specific embodiments which may occur to those skilled in the art are included within the scope of the present invention.
또한, 본 발명에 따른 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 비휘발성 메모리 등을 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Further, the apparatus according to the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the recording medium include ROM, RAM, optical disk, magnetic tape, floppy disk, hard disk, nonvolatile memory and the like. The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.
90 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 장치
91 3차원 이미지 생성부
92 막힘 시뮬레이션부
921 공극 중심축 구조 생성부
922 공극 크기 지도 생성부
923 통과 경로 선정부
924 입자 통과 판정부
93 분석 도메인 설정부
94 유체 수치 해석부90 Long-term permeability evaluation of porous materials
91 Three-dimensional image generation unit
92 clogging simulation part
921 void center axis structure generation unit
922 Pore Size Map Generator
923 Pass path selection unit
924 Particle passage determination section
93 Analysis domain setting section
94 fluid numerical analysis unit
Claims (20)
(i) 다공성 재료 시편으로부터 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 각각 생성하는 단계;
(ii) 상기 공극 구조 이미지에 경계 조건으로서 입수 버퍼 공간, 출수 버퍼 공간 및 수밀 벽면을 부가하여 분석 도메인을 설정하는 단계;
(iii) 상기 설정된 분석 도메인에 대해 투수 성능을 평가하기 위한 유체 수치 해석을 수행하는 단계;
(iv) 상기 공극 구조 이미지를 기초로 공극 중심축 구조를 획득하는 단계;
(v) 상기 공극 구조 이미지와 상기 고형 입자 매트릭스를 중첩하여 놓고 공극 내 각 지점과 고형 입자까지의 거리에 기초한 공극 크기 지도를 구축하는 단계;
(vi) 상기 공극 중심축 구조에서 상기 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 출발점으로 하고 상기 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 도착점으로 하는 공극 중심축들로 구성된 통과 경로들을 선정하는 단계; 및
(vii) 소정의 입도 분포를 가지는 가상의 오염 물질 입자들을 각각 선정된 통과 경로를 따라 이동시키면서, 상기 공극 크기 지도를 참조하여, 오염 물질 입자의 입도를 공극 크기에 비교하고, 공극 크기보다 오염 물질 입자의 입도가 크다고 판정되는 공극 중심축 상의 위치에 오염 물질 입자를 새로 고정하는 단계를 포함하고,
상기 입도 분포의 범위는, 상기 오염 물질 입자의 입도를 상기 공극 크기에 비교할 수 있도록, 상기 공극 크기 지도 내의 가장 작은 공극 크기보다 크고 가장 큰 공극 크기보다 작은 범위를 적어도 포함하며,
상기 유체 수치 해석은 투수 계수를 산출하는 연산을 포함하고,
x 축 방향의 투수 계수
에 기초하여 산출되고,
여기서
에 기초하여 산출되고
여기서,
(i) generating a solid particle matrix and a void structure image, respectively, from the porous material specimen;
(ii) setting an analysis domain by adding an input buffer space, an outgoing buffer space, and a watertight wall surface as boundary conditions to the void structure image;
(iii) performing a fluid numerical analysis to evaluate permeability performance for the set analysis domain;
(iv) obtaining a void centering structure based on the void structure image;
(v) constructing a pore size map based on the distance between each point in the pore and the solid particle, with the pore structure image and the solid particle matrix superimposed;
(vi) selecting pass paths constituted by the center axes of the gap, which are located in the center of the gap central axis structure, with respect to the center axis of the gap, and centers of the gap centering on the center axis of the gap in the outflow buffer space; And
(vii) comparing the particle size of the pollutant particles with the pore size, referring to the pore size map, while moving virtual contaminant particles having a predetermined particle size distribution along a respective selected passage, And newly fixing the contaminant particles at a position on the central axis of the void determined that the particle size of the particle is large,
Wherein the range of the particle size distribution includes at least a range that is larger than the smallest pore size and smaller than the largest pore size in the pore size map so that the particle size of the contaminant particles can be compared with the pore size,
Wherein the fluid numerical analysis includes an operation of calculating a permeability coefficient,
Permeability coefficient in the x-axis direction
Is calculated,
here
Lt; RTI ID = 0.0 >
here,
(viii) 상기 공극 중심축 상의 위치에 새로 고정된 오염 물질 입자를 새로운 고형 입자로 간주하고 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법.The method of claim 6,
(viii) evaluating the long-term water permeability performance of the porous material by considering the newly fixed contaminant particles at the position on the center axis of the gap as new solid particles and updating the solid particle matrix and the void structure image .
오염 물질 입자들의 고정으로 무효화된 통과 경로들의 수가 전체 통과 경로들의 소정 비율을 초과하면, 공극 중심축 상의 위치에 고정된 오염 물질 입자들에 의해, 상기 고형 입자 매트릭스 및 상기 공극 구조 이미지를 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법.The method of claim 7, wherein the step (viii)
Updating the solid particle matrix and the void structure image by contaminant particles immobilized at a location on the vacancy central axis if the number of passage paths invalidated by the fixation of contaminant particles exceeds a predetermined percentage of the total passage paths Wherein the permeability of the porous material is measured.
상기 공극 중심축 구조에서 상기 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축들에서 상기 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축들까지 최단 거리로 이동할 수 있는 공극 중심축들로써 구성된 경로들을 통과 경로로서 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법.7. The method of claim 6, wherein step (vi)
And selecting the paths constituted by the center axes adjacent to the inlet buffer space in the cavity center axis structure and the center axes of the vacancies capable of moving in the shortest distance from the center axis centers adjacent to the outflow buffer space to the center axes adjacent to the outlet buffer space as the passage path Wherein the porous material is a porous material.
다공성 재료 시편을 엑스선 단층 촬영 이미징하여 3차원 스택 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 3차원 스택 이미지를 이진화하여 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 각각 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 방법.7. The method of claim 6, wherein step (i)
X-ray tomographic imaging of the porous material specimen to obtain a three-dimensional stack image; And
And binarizing the three-dimensional stack image to generate a solid particle matrix and a void structure image, respectively.
공극 구조 내에 오염 물질 입자의 점진적 고착에 따라 고형 입자 매트릭스 및 공극 구조 이미지를 갱신하는 막힘 시뮬레이션부;
상기 3차원 이미지 생성부 또는 상기 막힘 시뮬레이션부에 주어진 상기 공극 구조 이미지에 경계 조건으로서 입수 버퍼 공간, 출수 버퍼 공간 및 수밀 벽면을 부가하여 분석 도메인을 설정하는 분석 도메인 설정부; 및
상기 설정된 분석 도메인에 대해 투수 성능을 평가하기 위한 유체 수치 해석을 수행하는 유체 수치 해석부를 포함하고,
상기 막힘 시뮬레이션부는
상기 공극 구조 이미지를 기초로 공극 중심축 구조를 획득하는 공극 중심축 구조 생성부;
상기 공극 구조 이미지와 상기 고형 입자 매트릭스를 중첩하여 놓고 공극 내 각 지점과 고형 입자까지의 거리에 기초한 공극 크기 지도를 구축하는 공극 크기 지도 생성부;
상기 공극 중심축 구조에서 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 출발점으로 하고 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축을 도착점으로 하는 공극 중심축들로 구성된 통과 경로들을 선정하는 통과 경로 선정부; 및
소정의 입도 분포를 가지는 가상의 오염 물질 입자들을 각각 선정된 통과 경로를 따라 이동시키면서, 상기 공극 크기 지도를 참조하여, 오염 물질 입자의 입도를 공극 크기에 비교하고, 공극 크기보다 오염 물질 입자의 입도가 크다고 판정되는 공극 중심축 상의 위치에 오염 물질 입자를 새로 고정함으로써, 상기 고형 입자 매트릭스와 상기 공극 구조 이미지를 갱신하는 입자 통과 판정부를 포함하고,
상기 입도 분포의 범위는, 상기 오염 물질 입자의 입도를 상기 공극 크기에 비교할 수 있도록, 상기 공극 크기 지도 내의 가장 작은 공극 크기보다 크고 가장 큰 공극 크기보다 작은 범위를 적어도 포함하며,
상기 유체 수치 해석은 투수 계수를 산출하는 연산을 포함하고,
x 축 방향의 투수 계수
에 기초하여 산출되고,
여기서
에 기초하여 산출되고
여기서,
A clog simulation unit for updating the solid particle matrix and the pore structure image according to the progressive fixation of the contaminant particles in the pore structure;
An analysis domain setting unit for setting an analysis domain by adding an input buffer space, an outgoing buffer space, and a watertight wall surface as boundary conditions to the void structure image given to the three-dimensional image generating unit or the clogging simulation unit; And
And a fluid numerical analysis unit for performing a fluid numerical analysis for evaluating permeability performance for the set analysis domain,
The clogging simulation unit
A cavity center axis structure generating unit for acquiring a cavity center axis structure based on the cavity structure image;
A pore size map generator for superimposing the pore structure image and the solid particle matrix on each other, and constructing a pore size map based on distances between each point in the pore and the solid particles;
A pass path selecting unit that selects pass paths having the center axis of the gap adjacent to the input buffer space and the center axis of the gap centering on the center axis of the gap adjacent to the outgoing buffer space in the center core axis structure; And
The virtual particle contaminant particles having a predetermined particle size distribution are moved along the selected passage, and the particle size of the contaminant particles is compared with the pore size with reference to the pore size map, And a particle passage judging unit for updating the solid particle matrix and the void structure image by newly fixing contaminant particles at a position on the central axis of the void determined to be large,
Wherein the range of the particle size distribution includes at least a range that is larger than the smallest pore size and smaller than the largest pore size in the pore size map so that the particle size of the contaminant particles can be compared with the pore size,
Wherein the fluid numerical analysis includes an operation of calculating a permeability coefficient,
Permeability coefficient in the x-axis direction
Is calculated,
here
Lt; RTI ID = 0.0 >
here,
오염 물질 입자들의 고정으로 무효화된 통과 경로들의 수가 전체 통과 경로들의 소정 비율을 초과하면, 공극 중심축 상의 위치에 고정된 오염 물질 입자들에 의해, 상기 고형 입자 매트릭스 및 상기 공극 구조 이미지를 갱신하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 장치.16. The apparatus according to claim 15,
And to update the solid particle matrix and the void structure image by contaminant particles fixed at a location on the vacancy central axis if the number of passageways that have been invalidated by the fixation of contaminant particles exceeds a predetermined percentage of the total passage paths The permeability of the porous material is measured.
상기 공극 중심축 구조에서 상기 입수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축들에서 상기 출수 버퍼 공간에 접한 공극 중심축들까지 최단 거리로 이동할 수 있는 공극 중심축들로써 구성된 경로들을 통과 경로로서 선정하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 장치.16. The apparatus according to claim 15,
As the passage path, the paths constituted by the center axes adjacent to the inlet buffer space in the cavity central axis structure and the cavity center axes moving in the shortest distance from the center axes adjacent to the outlet buffer space to the gap center axes Wherein the porous material is a porous material.
격자 볼츠만 기법에 기초하여 상기 유체 수치 해석을 수행하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 장치.16. The apparatus of claim 15,
And performing the numerical fluid analysis on the basis of the lattice Boltzmann technique.
다공성 재료 시편을 엑스선 단층 촬영 이미징하여 3차원 스택 이미지를 획득하고, 상기 3차원 스택 이미지를 이진화하여 고형 입자 매트릭스와 공극 구조 이미지를 각각 생성하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 다공성 재료의 장시간 투수 성능 평가 장치.16. The apparatus of claim 15, wherein the three-
Wherein the porous material is operated to obtain a three-dimensional stack image by X-ray tomography of the porous material specimen, and to binarize the three-dimensional stack image to generate a solid particle matrix and a void structure image, respectively .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140080074A KR101525512B1 (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Method for simulating clogging of porous material and apparatus and method for evaluating permeability of porous material using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140080074A KR101525512B1 (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Method for simulating clogging of porous material and apparatus and method for evaluating permeability of porous material using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101525512B1 true KR101525512B1 (en) | 2015-06-04 |
Family
ID=53499574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140080074A KR101525512B1 (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Method for simulating clogging of porous material and apparatus and method for evaluating permeability of porous material using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101525512B1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108444894A (en) * | 2018-05-23 | 2018-08-24 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | Study the infiltrative experimental rig of particle inner through hole gap and its method |
| CN110245870A (en) * | 2019-06-19 | 2019-09-17 | 河北工业大学 | A kind of method of the determining optimal matching method in vehicle-mounted relay contact |
| CN111742207A (en) * | 2018-04-23 | 2020-10-02 | 日本碍子株式会社 | Method and device for determining valid or invalid flow path |
| KR102177448B1 (en) * | 2019-08-13 | 2020-11-11 | 연세대학교 산학협력단 | Evaluation Method of Three-Dimensional Fluid Flow in the Porous or Fractured Media by X-ray CT images and Pore Size Distribution |
| CN112131805A (en) * | 2020-10-12 | 2020-12-25 | 南京林业大学 | Double-layer porous asphalt pavement drainage characteristic analysis method based on discrete element method |
| CN117408019A (en) * | 2023-09-15 | 2024-01-16 | 西北有色金属研究院 | Porous material transmission performance comprehensive evaluation method based on principal component analysis |
-
2014
- 2014-06-27 KR KR1020140080074A patent/KR101525512B1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 강동훈, 윤태섭, ‘격자 볼츠만 방법에 의한 지반 내 오염물질의 거동 분석’, 대한토목학회논문집, 제32권, 제6C호, pp. 267~274(, 2012.11. |
| 강동훈, 윤태섭, '격자 볼츠만 방법에 의한 지반 내 오염물질의 거동 분석', 대한토목학회논문집, 제32권, 제6C호, pp. 267~274(, 2012.11. * |
| 김승곤 외 4인, ‘미세 X선 단층촬영 기법의 개발과 적용’, 한국가시화정보학회지, 제8권, 제2호, pp. 45~50, 2010. |
| 김승곤 외 4인, '미세 X선 단층촬영 기법의 개발과 적용', 한국가시화정보학회지, 제8권, 제2호, pp. 45~50, 2010. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111742207A (en) * | 2018-04-23 | 2020-10-02 | 日本碍子株式会社 | Method and device for determining valid or invalid flow path |
| CN111742207B (en) * | 2018-04-23 | 2023-10-17 | 日本碍子株式会社 | Method and apparatus for determining valid or invalid flow paths |
| CN108444894A (en) * | 2018-05-23 | 2018-08-24 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | Study the infiltrative experimental rig of particle inner through hole gap and its method |
| CN108444894B (en) * | 2018-05-23 | 2024-02-27 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | Test device and method for researching penetration of particles into through-hole gaps |
| CN110245870A (en) * | 2019-06-19 | 2019-09-17 | 河北工业大学 | A kind of method of the determining optimal matching method in vehicle-mounted relay contact |
| KR102177448B1 (en) * | 2019-08-13 | 2020-11-11 | 연세대학교 산학협력단 | Evaluation Method of Three-Dimensional Fluid Flow in the Porous or Fractured Media by X-ray CT images and Pore Size Distribution |
| CN112131805A (en) * | 2020-10-12 | 2020-12-25 | 南京林业大学 | Double-layer porous asphalt pavement drainage characteristic analysis method based on discrete element method |
| CN117408019A (en) * | 2023-09-15 | 2024-01-16 | 西北有色金属研究院 | Porous material transmission performance comprehensive evaluation method based on principal component analysis |
| CN117408019B (en) * | 2023-09-15 | 2024-04-26 | 西北有色金属研究院 | Porous material transmission performance comprehensive evaluation method based on principal component analysis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101525512B1 (en) | Method for simulating clogging of porous material and apparatus and method for evaluating permeability of porous material using the same | |
| Leu et al. | Fast X-ray micro-tomography of multiphase flow in berea sandstone: A sensitivity study on image processing | |
| Vincens et al. | Approaches to determine the constriction size distribution for understanding filtration phenomena in granular materials | |
| O'Neal et al. | The rates and spatial patterns of annual riverbank erosion revealed through terrestrial laser‐scanner surveys of the South River, Virginia | |
| Tang et al. | Experimental study on submerged sand erosion through a slot on a defective pipe | |
| Zhang et al. | Rainfall-runoff modelling in a catchment with a complex groundwater flow system: application of the Representative Elementary Watershed (REW) approach | |
| Macchione et al. | Extracting quantitative data from non-conventional information for the hydraulic reconstruction of past urban flood events. A case study | |
| Ishutov et al. | Resurrection of a reservoir sandstone from tomographic data using three-dimensional printing | |
| Pathirana et al. | A simple 2-D inundation model for incorporating flood damage in urban drainage planning | |
| Jacob et al. | Simulating permeability reduction by clay mineral nanopores in a tight sandstone by combining μXCT and FIB-SEM imaging | |
| Aydilek et al. | Constriction size of geotextile filters | |
| Gueven et al. | Hydraulic properties of porous sintered glass bead systems | |
| Jerauld et al. | Validation of a workflow for digitally measuring relative permeability | |
| Vandenboer et al. | Analysis of the pipe depth development in small-scale backward erosion piping experiments | |
| Viberti et al. | Pore structure characterization through path-finding and lattice Boltzmann simulation | |
| Mehmani et al. | Predicting flow properties in diagenetically-altered media with multi-scale process-based modeling: a Wilcox Formation case study | |
| Knackstedt et al. | 3D imaging and flow characterization of the pore space of carbonate core samples | |
| RU2565325C2 (en) | Geological process simulation | |
| Haugen et al. | Physical variability in meter-scale laboratory CO2 injections in faulted geometries | |
| Lyu et al. | Fluids flow in granular aggregate packings reconstructed by high-energy X-ray computed tomography and lattice Boltzmann method | |
| Marino et al. | Measuring rock slope damage on rubble mound breakwater through digital photogrammetry | |
| Taylor et al. | Geometric and hydraulic void constrictions in granular media | |
| KR101718755B1 (en) | 3-dimensional fluid simulation system for simulating rainwater stream flowed into road and river during flood and simulation method using thereof | |
| Prodanovic et al. | Physics-driven interface modeling for drainage and imbibition in fractures | |
| Irayani et al. | Calculation of anisotropy permeability from 3D tomographic images using renormalization group approaches and lattice Boltzmann method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |