• 한국안광학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.1-11
• /
• 2002

눈물 층을 사이에 두고 각막 위에 부착되어 있는 콘택트 렌즈(하드렌즈)에는 모세관 현상에 따른 장력이 렌즈 가장 자리에 균일하게 방사형으로 작용한다. 이러한 장력은 렌즈가 각막에 부착되는 힘의 근원이 된다. 렌즈착용 시 자체 무게에 의한 렌즈의 회전과 렌즈가 평형상태에 도달 한 후 각막에 부착되는 힘을 계산할 수 있는 방정식과 이의 수치 계산 컴퓨터 프로그램을 수립하였으며 이 컴퓨터 모델을 사용하여 렌즈 구경, 렌즈 B.C, 눈물의 점성, 눈물 층의 두께 등의 변수가 렌즈의 평형 위치 및 부착력에 미치는 영향을 모사(simulation)하였다. 일정 각막 B.C에서 렌즈 B.C 증가에 따라 눈물 충의 간격은 급격히 증가하는데 비해 렌즈의 직경 증가는 완만한 간격 증가를 수반한다. 렌즈의 B.C가 증가할수록, 즉 렌즈의 곡률이 완만할수록, 렌즈가 각막에 fitting되는 부착력은 급격하게 감소하며 직경 감소는 완만한 부착력 감소를 초래한다. 렌즈가 각막에 부착되는 순간 렌즈의 무게로 인하여 아래 방향으로의 회전 모멘트가 발생하게 되며 이와 동시에 렌즈 위 부분 눈물 층의 간격이 아래 부분보다 좁아지게 되어 위 방향으로 알짜 힘이 작용하게 되며 이에 따른 역방향 모멘트는 중력에 의한 모멘트를 상쇄하게 되어 렌즈는 일정 위치에서 평형 상태에 도달하게 된다. 렌즈 착용에 수반되는 초기 회전각 또는 회전 변위는 렌즈의 B.C가 증가할수록 급격히 증가하는데 비해 렌즈 구경 증가는 변위 증가율이 완만하다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제16권2호
• /
• pp.197-206
• /
• 2003

임의의 경계조건과 변두께를 갖는 축대칭 반구형 쉘과 반구형체의 진동수와 모우드형상을 결정하는 3차원적 해석법이 소개되었다. 수학적으로 2차원적인 전통적인 쉘이론과는 달리 본 연구의 해석법은 3차원 동적 탄성방정식을 사용하였다 자오선방향 (Φ), 법선방향(z), 원주방향(θ)으로의 변위성분인 μ/sub Φ/, μ/sub z/, μ/sub θ/는 시간에 대해서는 정현적으로, θ에 대해서는 주기적으로, 와 z 방향에 대해서는 대수다항식으로 표현될 수 있다. 축대칭 반구형 쉘의 변형률 에너지와 운동 에너지를 정식화하고, 리츠법으로 고유치문제를 계산하였다. 진동수의 최소화과정을 통해 엄밀해의 상위 경계치 진동수를 구하였으며, 이 때, 다항식의 차수를 증가시키면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 자오선방향으로 선형적으로 꿩 두께가 변하는 반구형 쉘과 반구형체치 3차원적 진동수를 최초로 계산하였으며, 축방향으로 난 조그만 원추형 구멍이 진동수에 미치는 영향도 분석하였다. 상두께와 자유경계조건을 갖는 두꺼운 축대칭 반구형 쉘에 대한 3차원적 리츠해와 3차원적 유한요소법에 의한 진동수를 서로 비교하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제42권8호
• /
• pp.619-629
• /
• 2009

본 연구는 하상마찰의 척도인 등가조고를 이용하여 자갈하천의 하상저항을 산정하는 것이다. 이를 위하여 국내 8개 자갈하천에서 실측을 통하여 마찰계수 f를 산정하였고, 하상재료의 누가입경분포를 조사하였으며, 각 단면의 실측 마찰계수를 나타내기 위하여 대수 연직유속분포를 가정하여 계산된 평균 등가조고와 누가입경분포를 이용하여 계산된 구간 등가조고를 비교하였다. 더불어 등가조고를 사용하여 계산된 Manning 계수를 Strickler 유형의 기존 경험식에 의한 Manning 계수와 비교함으로써, 국내 자갈하천에서 기존 경험식을 이용한 하상저항 산정의 적용성을 검토하였다. 분석결과, 구간 등가조고가 대상구간의 하상특성을 대표할 수 있음을 확인하였고, 구간 등가조고로 계산된 Manning 계수가 실측 자료로부터 계산된 Manning 계수와 비교하여 RMS 오차가 0.003이하로 계산되어 실무 적용에 타당할 것으로 판된되었다. 또한 실제 하천에서 등가조고 $k_s$와 특정입경 $D_i$과의 비례계수 사이의 상관성이 적은 것으로 나타나, 하상 특정입경을 사용하여 Manning 계수를 산정하는 기존 경험식을 적용할 때 적절한 방정식의 선택에 어려움이 있을 것으로 판단된다.

• 멤브레인
• /
• 제20권1호
• /
• pp.29-39
• /
• 2010

본 연구는 차세대 에너지원으로 주목 받고 있는 직접메탄올연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)에 대해 mutiscale 기법을 사용하여 DMFC의 MEA부분에 대한 상세 모델링 및 전산모사를 통한 이론적 고찰을 시도하였다. 본 연구에서 이용한 multiscale 모델링 방법은 공정시스템 공학의 kinetic 중심의 모델링 방법과 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)의 유동중심의 모델링 방법을 유기적으로 결합하여 모사 중간에 필요한 데이터 교환을 함으로써 정확한 모델링 및 전산모사 결과를 얻었다. CFD 모델링으로 유체 이동현상을 3차원으로 해석하였고, 동시에 복잡한 비선형 대수방정식으로 표현되는 반응속도, 전기화학반응을 DAE (Differential & Algebraic Equation) solver로 계산하였다. 모델은 메탄올의 산화반응과 산소의 환원반응을 중심으로 MEA (Membrane Electorde Assembly)부분에서 물리화학적, 전기적 현상 현상을 규명하고, 반응 메커니즘을 구성하였다. MEA 모델은 3차원 공간에서 변위를 가지는 3차원 모델로 구성하였으며, 정상상태 및 등온공정의 조건하에 수립되었다. 이를 통해 channel을 포함한 MEA 부분에서 발생되는 물리적, 화학적, 전기적 현상을 정확히 예측 할 수 있다. 본 연구를 통해 수행된 결과는 DMFC의 실험계획 및 운전조건을 도출함에 있어 매우 유용한 역할을 할 수 있을 것으로 사료되며, 추가적인 연구를 통해 DMFC의 상용화에 크게 이바지 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.245-254
• /
• 2001

Imazamethabenz 분해에 미치는 토양수분, 온도와 토양특성에 관한 연구를 위하여 두 토양 (1.5% 유기물 함량과 pH 8.0인 Declo sandy loam 토양과 2.1% 유기물 함량과 pH 7.7인 Pancheri silt loam인 토양)이 사용되었다. 토양은 12 주간 조절된 조건 하에서 incubation되었다. 처리는 3개의 토양 수분 (45, 75, 100% field capacity)과 2개의 토양온도로서 factorial arrangement되었다. Imazamethabenz의 분해는 모든 토양수분-토양온도에서 대수직선관계를 나타냈으며, 토양온도와 토양 수분이 증가함에 비례하여 증가되는 경향을 보였다. 토양수분 효과는 토양 수분이 45에서 75%의 field capacity로 증가하였을 때가 75에서 100% 증가한 경우에 비해 더욱 크게 나타났으며, imazamethabenz의 분해는 Pancheri silt loam에서 더욱 빨리 일어났다. X-ray diffraction의 분석에 의하면 Pancheri silt loam 토양은 점토에 hydroxy interlayer를 함유하고 있어, 즉, 보다 적은 양의 imazamethabenz를 흡착할 수 있기 때문에 분해가 빨리 일어난 것이라 생각된다. Imazamethabenz로부터의 첫 번째 생성물인 imazamethabenz acid의 생성은 대부분의 토양수분-토양 온도에서 2차 방정식의 경향을 따랐는데, 초기에는 증가한 후 점치 감소하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권7호
• /
• pp.607-615
• /
• 2020

본 연구는 텍스트 마이닝 기법을 이용하여 산업수학과 관련한 논문들의 연구 현황 및 동향을 파악하는데 목적이 있다. 이를 위해 R로 1970년부터 2019년까지 SIAM Journal on Applied Mathematics 총 4910편 논문의 제목, 초록, 주제어를 수집하였으며, LDA 알고리즘 기반의 토픽모델링 분석을 수행하였다. 수집된 자료에 대한 coherence score 분석 결과, 토픽의 최적 개수는 20개로 결정하였으며, 핵심 연구 주제들은 Gibbs 샘플링 방법을 기반으로 추출하였다. 주요 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 해석학과 대수학을 중심으로 계산수학, 기하학, 수학적 모델링, 위상수학, 이산수학, 확률 및 통계학 등 다양한 수학 분야에서 산업수학 관련 연구가 진행되었다. 둘째, 연대별 연구 주제의 동향을 분석한 결과, 상승하는 연구 주제는 수리생물학, 비선형편미분방정식, 이산수학, 통계학, 위상수학으로, 하강하는 연구 주제는 확률론만 나타났다. 셋째, 2015개정 수학교육과정에서 반영되지 않은 분야 중 고등학교 수학교육과정에서 다루어야 할 내용으로 기수법, 행렬, 공간벡터, 복소수가 도출되었다. 마지막으로 분석 결과를 바탕으로 우리나라의 산업수학 활성화 방안과 본 연구의 제한점 및 후속 연구를 제시하였다.

• 한국안광학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.145-159
• /
• 2004

순목(blinking)에 따른 콘택트 렌즈의 운동을 예측할 수 있는 수학적인 모델과 컴퓨터 수치 해석프로그램을 안검(eyelid)의 가속도, 안검-콘택트 렌즈 사이의 미끄럼 마찰력 등을 고려한 운동(회전) 방정식으로부터 도출하였다. 순목시 안검에 의한 콘택트 렌즈의 운동은 안검이 콘택트 렌즈를 누르는 압력, 순목에 소요되는 시간, 콘택트 렌즈의 직경 등 인자에 영향을 받으며, 프로그램 결과로부터 콘택트 렌즈의 피팅에 중요한 요소인 순목 직후 평형 상태에서 이탈된 콘택트 렌즈의 위치에 대한 예측이 가능하였다. 순목 시간이 짧을수록, 콘택트 렌즈의 직경이 클수록 렌즈의 평형 이탈 거리는 크게 증가하였다. 안검의 압력 증가는 콘택트 렌즈 직경이나 순목 시간에 비해 그 영향은 미미하였다. 순목 후 콘택트 렌즈의 각막위 평형 위치로의 귀환은 순목 시간이 적절한 경우에는 순목 종료 직후의 렌즈 위치에 그다지 영향을 받지 않고 빠르게 이루어지지만 콘택트 렌즈의 직경이 큰 경우에는 렌즈 진동이 급격히 느려지기 때문에 평형 위치로 되돌아오는데 시간이 많이 걸리게 될 것이다. 따라서 직경이 대단히 큰 콘택트 렌즈를 착용한 상태에서 순목 시간이 짧은 경우에는 다음 순목때까지 콘택트 렌즈는 평형 위치에 자리잡지 못하는 결과가 발생하여 순목이 계속됨에 따라 영구 고착 등 현상이 발생할 수도 있을 것이다.

• 한국안광학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.97-106
• /
• 2011

목적: 구면 콘택트렌즈(렌즈)가 각막에 피팅되는 경우 렌즈가 각막을 누르는 힘(압력, 부착력)을 tight 및 flat 피팅 별로 이론적으로 비교 분석하였다. 방법: Tight 및 flat 피팅 상태에서 렌즈의 각막 부착력을 계산할 수 있는 방정식 및 수치해석 프로그램(모델)을 수립하였다. 이 모델에 근거하여 BC, 직경, 두께, 모서리 형상 등 제반 렌즈변수와 각막형상(각막의 장축/단축 비, p) 변화에 수반되는 렌즈의 각막부착력을 tight 또는 flat 피팅 별로 예측/해석하였다. 결과: 각막의 p값이 증가할수록 각막부착력은 증가한다. p 값 증가에 따른 부착력 상승은 flat 피팅 경우가 tight에 비해 월등히 크다. 렌즈의 BC가 증가할수록 각막부착력은 flat 피팅에서는 큰 폭으로 감소하는데 반해 tight 피팅에서는 그 증가가 미미하다. 렌즈 직경이 증가할수록 각막부착력은 tight/flat 피팅 모두에서 미미하게 감소한다. 렌즈의 모서리형상(모서리각도 ${\Psi}$)과 렌즈두께는 tight 피팅에서만 영향을 미치는 요소들이다. Tight 피팅된 렌즈가 각막을 누르는 힘은 모서리 각도에 비례하여 증가한다. Tight 피팅 렌즈는 두께가 증가할수록 렌즈가 각막을 누르는 각막부착력은 두께에 반비례로 감소한다. 결론: 피팅상태의 렌즈가 각막을 누르는 힘에 가장 크게 영향을 미치는 2 가지 요소는 각막의 만곡도와 렌즈의 BC이다.

• 한국안광학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.107-116
• /
• 2011

목적: 콘택트렌즈 피팅 시 렌즈 관련 사양의 변화에 따라 다른 값을 가지는 각막에서 산소부족이 없는 최소 Dk값 및 산소농도를 계산/확인할 수 있는 프로그램을 수립하고자 하였다. 방법: 엑셀 프로그램을 이용하여 콘택트렌즈착용 시 렌즈 아래 형성되는 눈물층의 두께와 Dk값을 계산할 수 있는 방정식을 세우고 수치 계산 모델을 확립하였다. 결과: 렌즈사양을 변화시키면 렌즈 아래 눈물층의 두께가 변하며 이에 따라 산소투과도가 다르게되므로 각막이 요구하는 최소 산소농도 역시 달라짐을 계산으로 확인하였으며, 눈물층의 두께를 위한 계산 프로그램은 눈물층의 형태에 따라 다르게 선택되어야 함을 밝혔다. 즉, flat 피팅 시에는 렌즈가장자리와 각막이 만나서 만들어지는 오목면의 형태에 따라 렌즈 아래 눈물층의 두께가 결정되며, flat하게 피팅 될수록 각막주변부 표면의 산소농도는 감소되어 계산값으로는 (-)가 되며 실제로는 산소농도는 0이 된다. Tight 피팅 시 각막표면의 산소를 계산하면 tight 피팅으로 눈물층의 두께가 렌즈의 두께보다 극단적으로 두꺼워지게 되어 계산값은 역시 (-)가 되며 각막 표면의 산소 농도는 0이 되어 산소결핍을 야기하게 됨을 알 수 있다. 결론: 콘택트렌즈의 변수를 조절하여 피팅 상태를 변경할 때에는 눈물층의 두께와 이에 따른 각막표면의 산소농도를 정확하게 계산하여 산소결핍이 나타나는 일이 없도록 하여야 한다.

• 한국안광학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.85-97
• /
• 2001

눈물 층을 사이에 두고 각막 위에 부착되어 있는 렌즈(하드렌즈)에는 모세관작용에 따른 장력이 렌즈가장자리에 균일하게 방사형으로 향하여 작용한다. 순목등에 의한 충격으로 평형상태의 렌즈가 평형 위치에서 벗어나게 되면 눈물층의 간격에 변화가 발생하고 이 변화에 의해 불균일 모세관작용에 기인하는 장력에 따라 렌즈에는 복원력이 발생하고 이 힘에 의해 렌즈는 감쇄운동(진동)을 하게 된다. 이러한 복원력을 계산하고 렌즈의 운동을 예측할 수 있는 미분방정식과 컴퓨터프로그램을 수립하였으며 이 컴퓨터 모델을 사용하여 렌즈의 구경, 베이스 커브, 눈물 층의 두께 등의 변수가 렌즈의 운동에 미치는 영향을 모사(模寫)하였다. 눈물층의 점성에 의한 마찰력이 관성력에 비해 크기 때문에 렌즈는 진동을 하지 않고 시간의 경과에 따라 일률적으로 변위가 감소하는 운동양상을 나타내고 있으며 렌즈의 구경이 증가할수록, 눈물층의 두께가 얇아질수록 복원력이 증가하며 따라서 렌즈가 원위치로 되돌아오는데 걸리는 시간이 짧아지고 있다. 그러나 렌즈의 베이스커브는 그 값이 특정 값을 가질 때 원위치 도달 시간이 최소가 된다. 렌즈의 공진진동수는 눈물층의 두께가 증가할수록 렌즈구경이 감소할수록 낮아지고 있으며 베이스커브가 특정 값을 가질 때 공진진동수 역시 최대가 된다. 실제로 콘택트렌즈를 착용한 상태에서 렌즈의 공진진동수와 동일한 진동수의 외부 충격이 렌즈에 가해지는 경우 급격한 렌즈의 상하 또는 좌우 진동이 예상되며 따라서 렌즈가 탈착 된다든지 또는 렌즈의 형상변형으로 인해 각막에 통증이 발생할 수도 있을 것이다. 고함수(高含水) 소프트렌즈와 강은 diaphragm 그 자체는 탄성이 거의 없다. 그러나 함수 소프트렌즈가 각막 상에 눈물 층을 사이에 두고 부착되어 있는 경우에는 눈물의 표면 장력에 의해 탄성이 유기(誘起)될 수 있으므로 진동의 영향이 있을 것으로 본다.