1. Title & Journal
Journal: Chemical Engineering Journal, in press, IF: 2.816
Title: Shape optimization of a micromixer with staggered-herringbone grooves
Author: Shakhawat Hossain, Afzal Husain, Kwang-Yong Kim*

2. Background of authors
Corresponding author: Kwang-Yong Kim
Affiliation: Department of Mechanical Engineering, Inha University, Republic of Korea
Background information:
- 서울대학교에서 공학사를 취득하였고 한국과학기술연구원에서 석,박사 학위를 취득하였다.
- 주요 연구분야는 CFD를 이용한 디자인 최적화이며 국내외로 활동이 왕성한 그룹이다.

3. Summary
마이크로 채널내에서의 Staggered-herringbone 그루브에 의한 물과 에탄올의 혼합 효과를 목적함수로두고 이를 표면반응법(response surface methodology, 이하 RSM)을 이용하여 최적화한 논문이다. 
유동은 3D Navier-Stokes equation을 사용하였으며 채널 형상 및 디자인 변수들은 아래의 그림과 같다.



마이크로믹서 내에서의 혼합에 대한 영향을 분석하고 이를 정량화하기 위해 농도에 대한 분포를 계산하였다. 이러한 분포는 분리의 강도라는 개념에 근거하고 있으며 이는 평균 농도와 관련하고 있다. 마이크로 믹서의 혼합 정도를 평가하기 위해 유체 흐름 방향에 normal 방향으로 자른 단면에서 혼합물의 물질 분율의 분포를 다음과 같이 정의하였다.

여기서 N0는 샘플링 포인트를 뜻한다. 마이크로 믹서의 혼합 효과를 정량적으로 나타내기 위해서 mixing index를 다음과 같이 정의하였다.

최적화 방식은 표면반응법을 사용하였고 디자인 변수를 N, θ, d/h, Wd/Pi로 정의하였다. 다항 반응 함수(polynomial response function)를 통해 각 디자인 변수들이 목적함수에 미치는 영향을 수식화하였다.


최적점 근처에서의 변수들에 대한 민감도 분석한 결과 (RSM에 의해 형성된 다항식을 활용하여 민감도 분석을 수행함) d/h가 변화함에 따라 반응 함수가 급격히 변화하며 그에 비해 angle이 가장 낮은 효과를 보이는 것을 알 수 있다.

4. Originality & Creativity
- 마이크로 채널내에서의 그루브의 혼합효과를 정량적인 함수로 제시하고 이를 최적화함

5. Further applications
RSM을 이용한 디자인 최적화에 관한 논문으로 스페이서 디자인 최적화에 활용될 수 있다.

6. Contact (to reviewer)
minkyupark@gist.ac.kr