과제 상세정보의 과제목적분류, 소속, 과제명(국문, 영문), 연구기간, 연구비, 연구책임자, 연구내용(연구목표, 연구내용, 기대성과), 연구성과(논문, 특허, 보고서)의 항목에 관한 표입니다.

과제목적분류		에너지의 생산, 배분 및 합리적 이용	소속	광물자원연구본부 - 자원탐사개발연구센터
과제명	국문	smoothed particle hydrodynamics 를 이용한 물-파우더-기포 3상류 유동의 수치해석적 모사
	영문	Numerical modelling of water-powder-bubble three phase flows using smoothed particlehydrodynamics
연구기간		2017.03.01 ~ 2020.02.29
연구비		140,299,167원
연구책임자		권지회
연구내용	연구목표	본 연구는 입자기반 전산유체해석기법인 Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)를 기반으로, 기 존의 격자기반 기법으로 해석할 수 없었던 파우더-물-기포 3상 유동을 모사할 수 있는 모델을 확립 하고 이를 이용하여 대표적 선광 장비인 부유선별기 내의 흐름을 전산적으로 모사함으로써 공정 효율 최적화를 실현하는 것을 그 목표로 한다.
	연구내용	연구 목표 달성을 위한 첫 단계로, 먼저 물 속에 기포가 분산상으로 존재하는 2상류 유동 해석을 위한 SPH 모델을 확립한다. 물과 기포 사이의 물질 전달 및 기포의 합침-쪼개짐 등에 의한 크기 분포를 고 려할 수 있는 인구균형모델을 개발하고 이를 SPH 해석 상에서 사용할 수 있도록 적용할 계획이다. 시 뮬레이션에 의한 기포의 크기 분포를 실측치 및 이론적 예측값과 비교하여 모델을 검증할 계획이다. 이후 파우더 해석을 포함시킴으로서 3상류를 해석할 수 있는 모델을 최종 개발한다. 확률론에 기반하 여 파우더의 기포에의 흡, 탈착 모델을 개발하고, 이를 SPH 계산 알고리즘 상에 적용할 계획에 있다. 개발된 3상류 해석 모델을 이용하여 부유 선별 공정을 시뮬레이션하고 시간에 따라 회수한 광물입자 의 실수율과 품위, 입도 분포 등을 실제 실험실 스케일에서의 부유선별공정 실험결과와 비교함으로써 모델을 최종적으로 검증하려 한다.
	기대성과	부유선별공정의 전산적 모사 및 해석은 그 학술적 중요성 및 큰 관심도에도 불구하고, 기술적 어려움으로 인해 아직 전 세계적으로 만족할만한 결과를 도출해 내고 있는 그룹이 사실상 없음을 감안할 때, 본 연구를 통해 해당 분야에서 신뢰성 있는 해석이 가능한 모델을 개발, 제시하는 것은 자원공학 분야에서 학술적으로 큰 의의를 가진다. 또한 연구결과물은 버블을 이용하는 다양한 공정에 적용이 가능한 툴로, 자원 분야 뿐 아니라 화공, 제약, 재료 등의 다양한 분야에서 적극적으로 활용할 수 있다. 경제적으로도, 부유선별이 모든 산업의 기본이 되는 원자재인 광물 자원 생산의 요소 기술임을 감안할 때, 기존의 방법론들을 통해 가능하지 못했던 공정 최적화를 실현함으로써, 본 연구의 결과는 광물 자원의 생산 비용 절감에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대되며, 이는 산업 전반의 원자재 비용 절감으로 이어질 수 있을 것으로 기대된다.
연구성과	논문(0건)
	특허(0건)
	보고서(0건)