• 제목/요약/키워드: 가시화기관

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호흡기 내 주기적 공기유동에 대한 PIV 계측 (The PIV measurements on the respiratory gas flow in human airway)

  • 김성균;정성규
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.93-98
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    • 2005
  • CT 스캔 데이터를 이용하여 호흡기의 컴퓨터 모델을 얻고, RP 를 이용하여 고형 모형으로 정교한 호흡기 유로 모형을 제작하였고, 호흡을 정확하게 모사하는 펌프를 만들었다. 사람의 호흡에 관한 생리적 테이터를 이용하여 캠을 제작하고 대형 피스톤 펌프를 만들어 사람의 호흡을 정확하게 모사하였다. 이를 이용하여 생리적 주기를 갖는 호흡기 내 유동에 대항 PIV 결과를 획득하였다. 최초로 정확한 기하학적 형상 및 입구와 출구 조건 하에서 인후부와 기관 내의 공기 유동장의 테이터베이스를 확보하였으므로, 향후 기존의 단순화된 모델을 이용한 실험적 수치해석적 결과들을 검정하는데 활용될 것이며 호흡기 질환의 진단과 치료에 기여할 수 있는 생리학적 병리학적 데이터를 제공할 수 있으리라 생각된다. 또한 공해 물질, 유독 물질, 흡입 약품 등의 호흡기 내 흡착 현상 규명 등에도 활용될 수 있을 것으로 보인다.

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해외 재난 안전관리 시스템 사례기반 산불재난대응 연구 (A Study on Wildfire Disaster Response based on Cases of International Disaster Safety Management Systems)

  • 이지현;박민수;정대교;박승희
    • 대한토목학회논문집
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    • 제40권3호
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    • pp.345-352
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    • 2020
  • 산불재난은 위험요소에 대한 경우의 수가 많고, 범위가 넓으며 파생되는 피해 다양성도 나날이 늘어나고 있다. 산불재난에 대응하기 위해 다양한 연구 및 시스템이 생겨나고 있다. 국외 산불재난 대응 시스템은 빅데이터, GIS 기반 시스템, 의사결정 시스템 등 다양한 기술을 적용하였다. 산불재난대응 체계 및 시스템에 대해, 국내외 사례를 비교 분석하였다. 또한, 이에 대한 국내 산불재난 대응 시스템 대안방안을 제시하였다. 첫째, 국내 각 기관에서 파악한 정보 및 현장 정보를 통합하는 방향을 제안한다. 둘째, 재난대응 시스템에 빅데이터를 적용하는 방안을 제안한다. 셋째, 기존에 GIS 기반 시스템에 의사결정 시스템을 적용한다. 따라서 본 논문에서는 위의 대응방안으로 기존 재난 안전 관리체계에 제안했을 때, 다양한 정보 및 데이터를 가시화하여 쉽게 파악할 수 있다. 또한, 가시화 플랫폼으로 의사결정을 도와줄 수 있으며 최적의 결과로 최소한의 피해를 기대할 수 있다.

추진제탱크 가압용 인젝터 출구에서의 유동가시화 및 해석 (Flow Visualization and Calculation at the Outlet of Propellant Tank Pressurizing Gas Injector)

  • 권오성;한상엽;권기정;정용갑
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.73-79
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    • 2010
  • 추진제탱크 가압용 인젝터는 액체추진기관 발사체의 가압시스템에서 추진제탱크로 유입되는 가압가스의 유속을 감소시키고 이를 적절히 분산시키기 위해 사용된다. 인젝터의 형상에 따라 추진제탱크 내부 얼리지의 온도분포가 달라지게 되는데, 이것은 가압가스 소모량과 추진제탱크 내의 열적인 현상들에 영향을 미친다. 본 논문에서는 추진제탱크 얼리지가 성층화된 온도분포를 가질 수 있도록 하는 디퓨저 형상의 인젝터에 대하여 출구 유동형태를 살펴보았다. 입자영상유속계 기법을 이용하여 제작된 인젝터 출구에서의 가압가스 유동을 가시화하였고, 이를 CFD 해석결과와 비교하였다. 해석결과는 측정결과와 비교적 잘 일치하였고, 이것을 추진제탱크 얼리지 해석에 있어 입구조건으로 사용하여 얼리지의 상태를 확인하였다.

액체탄화수소의 초임계 천이과정에 대한 거시적 특성 분석 (Macroscopic Analysis on Supercritical Transition of Liquid Hydrocarbon Fuel)

  • 신봉철;김도헌;손민;이건웅;송우석;구자예;권오채
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.26-33
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    • 2016
  • 추진기관의 주요 연료로 사용되는 액체 탄화수소 연료의 초임계 천이특성을 분석하기 위해서 Methylcyclohexane (MCH)의 상변화 가시화 및 MCH와 Decane의 포화곡선 측정실험을 수행하였다. 압력 정체구간은 임계점 부근에서 급격한 비열의 상승으로 존재하며, 정체구간이 종료되는 시점부터 임계점까지 임계단백광이 관측되었다. 또한, 초임계로 완전히 천이되면서 상의 경계가 사라지고 강한 밀도 구배를 관측할 수 있었다. 실험 포화온도 곡선과 수치적 데이터를 비교한 결과 단일 탄화수소계열 연료는 실험과 수치데이터가 거의 일치하는 경향을 보였으나, 혼합탄화수소계열연료의 임계점 예측에서는 다소 차이를 보였다.

천식 흡입기의 약물전달을 위한 상기도내의 유동해석 (Computational Analysis of Airflow in Upper Airway for Drug Delivery of Asthma Inhaler)

  • 이균범;김성균
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제2권2호
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    • pp.73-80
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    • 2014
  • 상기도 내의 약물 전달을 알아보기 위하여 구강 호흡 시 공기유동에 대한 수치해석을 수행하였다. 상기도는 구강과 후두, 기관과 기관지로 구성되어 있다. 정밀 촬영한 CT 데이터로부터 의료영상 소프트웨어(Mimics)를 이용한 구분(segmentation)과 세심한 표면처리를 통하여 해부학적으로 정확한 모델을 만들 수 있었다. 이 3차원 컴퓨터 모델을 이용하여, 구강에서 기관지의 2번째 분지까지 이르는 유로의 수치 모델을 제작하였다. 수치해석은 상용 소프트웨어인 ANSYS/Fluent를 이용하여 계산하였다. 본 연구에 사용된 모델은 노즐이 부착되지 않은 상태에서 초당 250 mL를 흡입하는 정상 구강호흡 모델과 입구에 각각 20 mL/s, 40 mL/s, 60 mL/s의 유량을 갖는 노즐을 장착한 모델을 사용하였다. 전산 유동가시화 결과로부터, 노즐의 유량을 증가시킬수록 선회류의 발생 정도가 증가하여 구강 내 약물의 잔류 량은 증가하지만, 기관/기관지에 약물 도표는 균일하게 나타났다.

응급실내 신속 대응을 위한 BPM 기반의 프로세스 관리 시스템 (BPM-based Process Management System for Quick Response in Emergency Room)

  • 이수현;정인성;김재권;박지송;김시라;강운구;이영호
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2008년도 제39차 동계학술발표논문집 16권2호
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    • pp.107-111
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    • 2009
  • 의료기관의 응급실은 환자의 생명을 다루는 긴박한 현장으로 환자에 대한 실시간 모니터링 및 관리가 필수적으로 요구되는 곳이다. 본 연구에서는 기존 응급실 진료 프로세스를 체계적으로 관리하고 모니터링 하기 위해 BPM 아키텍처를 도입하여 응급실 업무들을 표준화, 가시화함으로써 의료진의 신속한 응급 업무 대응이 가능한 응급신속대응관리시스템(EQRMS-Emergency Quick Response Management System)를 제안한다. 의료기관에서 BPM의 도입은 단순히 병원 경영 목표나 병원 내외부의 운영을 모니터링 할 수 있는 이점 이외에 병원 업무의 이윤을 극대화 할 수 있는 다양한 효과가 있다. 또한 임상위험수치 (CV-Critical Value)를 정의함으로써 복잡한 검사의 단순화와 검사 시간 단축, 검사의 오류 발생률 감소 등 환자의 안정성 제고 측면에도 크게 기여할 것이다.

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추력기 모듈을 포함한 우주발사체 고공환경모사 (High-Altitude Environment Simulation of Space Launch Vehicle Including a Thruster Module)

  • 이성민;오범석;김영준;박기수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권10호
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    • pp.791-797
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    • 2018
  • 본 연구에서는, 충격파 터널을 이용하여 한국형발사체의 발사 후 마하수 6을 돌파하는 고도 65 km에서의 고공환경모사 연구를 수행하였다. 시험모델을 고정하는 지지대로 인한 유동교란 최소화를 위해 여러 다른 지지대 형상을 고려하였으며, 교란이 최소화된 지지대를 적용한 추력기 시험모델을 사용하여 단발-플룸의 추진기관을 포함한 고공환경모사 실험을 수행하였다. 가시화기법을 통한 추력기 시험을 통해 충격파 패턴뿐만 아니라 배기 플룸과 자유류 유동 간의 상호작용으로 발생하는 전반적인 유동 패턴을 실험적으로 확인하였다. 전산해석결과와 실험결과와의 비교를 통해 선단에서의 충격파 위치는 동일, 후단과 노즐부에서는 불필요 충격파로 인한 ${\pm}7%$의 오차 발생이 확인되었다.

파일럿분사에 의한 바이오디젤유의 연소과정에 관한 연구 (A Study on Combustion Process of Biodiesel Fuel with Pilot Injection in a Common-rail Diesel Engine)

  • 방중철;김성훈
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.146-153
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    • 2011
  • American NREL (National Renewable Energy Laboratory) reported that BDF20 could reduce PM, CO, SOx, and cancerogenic matters by 13.6%, 9.3%, 17.6%, and 13% respectively, compared to diesel fuel. BDF20 has been being tested on garbage trucks and official vehicles at Seoul City, which is positive on air environment, but negative on combustion by higher viscosity in winter season. This study investigated the combustion characteristics by applying pilot injection for improving the deterioration of combustibility caused by the higher viscosity of the BDF20 with the combustion flames taken by a high-speed camera and the cylinder pressure diagram. A 4-cycle single-cylinder diesel engine was remodeled to a visible 2-cycle engine taking the flame photographs, which has a common-rail injection system. The test was done laboratory temperature at $5{\sim}6^{\circ}C$. The results obtained are summarized as follows, (1) In the case of without pilot injection, the flame propagation speed was slowed and the maximum combustion pressure became lower. The phenomena became further aggravated as the fuel viscosity gets higher. (2) In the case of with pilot injection, early stage of combustion such as rapid ignition timing and flame propagation was activated since intermediate products formed by pilot injection act as a catalyst for combustion of main fuel.

Swirl Groove Piston에 의한 바이오 디젤연료의 연소과정에 관한 연구 (A Study on Combustion Process of Biodiesel Fuel using Swirl Groove Piston)

  • 방중철;김성훈
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.105-113
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    • 2009
  • The performance of a direct-injection type diesel engine often depends on the strength of swirl or squish, shape of combustion chamber, the number of nozzle holes, etc. This is of course because the combustion in the cylinder was affected by the mixture formation process. In this paper, combustion process of biodiesel fuel was studied by employing the piston which has several grooves with inclined plane on the piston crown to generate swirl during the compression stroke in the cylinder in order to improve the atomization of high viscosity fuel such as biodiesel fuel and toroidal type piston generally used in high speed diesel engine. To take a photograph of flame, single cylinder, four stroke diesel engine was remodeled into two stroke visible engine and high speed video camera was used. The results obtained are summarized as follows; (1) In the case of toroidal piston, when biodiesel fuel was supplied to plunger type injection system which has very low injection pressure as compared with common-rail injection system, the flame propagation speed was slowed and the maximum combustion pressure became lower. These phenomena became further aggravated as the fuel viscosity gets higher. (2) In the case of swirl groove piston, early stage of combustion such as rapid ignition timing and flame propagation was activated by intensifying the air flow in the cylinder. (3) Combustion process of biodiesel fuel was improved by the reason mentioned in paragraph (2) above. Consequently, the swirl grooves would also function to improve the combustion of high viscosity fuel.

중앙 분사방식의 직분식 가솔린 기관에서 연료 혼합기 형성에 미치는 분사시기와 캐비티 형상의 영향 (The Effect of Injection Timing and Cavity Geometry on Fuel Mixture Formation in a Central Injected DI Gasoline Engine)

  • 김태안;강정중;김덕줄
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.32-38
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    • 2004
  • This study was performed to investigate the behavior of liquid and vapor phase of fuel mixtures with different piston cavity diameters in a optically accessible engine. The conventional engine was modified as Central Injected DI gasoline engine with swirl motion. Two dimensional spray fluorescence images of liquid and vapor phase were acquired to analyze spray behavior and fuel distribution inside of cylinder using exciplex fluorescence method. Piston cavity geometries were set by Type S, M and L. The results obtained are as follows. In the spray formation after SOI, the cone angle and width of the spray were decreased at late injection timing. With a fuel injection timing of BTDC $180^{\circ}C$, fuel was not greatly affected in a piston cavity but generally distributed as homogeneous mixture in the cylinder. With a fuel injection timings of BTDC $90{\circ}C$ and $60^{\circ}C$, fuel mixture was widely distributed in near the cavity center. As a injection timing was late in the compression stroke, residual width of fuel mixture was narrow in proportion to piston cavity.