• 제목/요약/키워드: 비강유동

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비대칭 비강 내 공기유동에 관한 실험 및 수치해석적 연구 (Experimental and Numerical Research on the Airflow Inside Asymmetric Nasal Cavities)

  • 김성균;박준형;후이쾅림
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권8호
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    • pp.749-754
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    • 2010
  • 비강의 3 가지 생리학적 주요기능은 공기조절, filtering, 후각기능이다. 비강 내 공기유동특성에 대한 지식은 비강 호흡의 생,병리학적 측면을 기반으로 한다. 본 연구실에서는 정상 및 변형된 비강 모델 내 유동에 관하여 일정유량 및 주기유동 하에서 다양한 PIV 실험들을 진행해 왔다. 비대칭 비강을 가진 환자들 중에 일부는 고통을 느끼거나 불편함을 호소하는 반면 그렇지 않은 환자들도 있다. 이 원인을 밝히기 위하여 비중격이 휘어진 비대칭 모델에 대하여 PIV 및 수치해석적인 연구를 진행하였다. 이를 위하여 이비인후과 의사로부터 모델에 관한 CT 데이터를 제공받아 PIV 및 수치해석을 통해 호기 및 흡기시의 RMS 값 및 속도 분포를 얻었다. 모델에 따라 좌우 유량이 크게 다른 것을 확인할 수 있었고 이것이 고통을 느끼는 원인중에 하나가 될 수 있다.

하비갑개수술이 비강의 열/습도 전달 특성에 미친 영향 (The Effect of Inferior Turbinectomy on Heat/Humidity Transfer Ability of the Nose)

  • 정강수;장지원;김성균
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권4호
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    • pp.419-424
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    • 2012
  • 코의 3 대 생리학적 기능은 공기조화, 불순물과 공해물질의 제거, 그리고 후각 기능이다. 비강 내공기유동장의 특성에 대한 이해는 코 호흡의 생리학적 병리학적 양상을 이해하는 데 있어서 필수적이다. 정상 및 비정상 비강 내 공기유동에 대한 경험을 토대로 3 개의 하비갑개 수술 후 모델을 제작하여 PIV 실험과 수치해석을 통하여 유동을 해석하였다: (1) 하비갑개의 앞 부분만 절제한 I1 모델 (1) 하비갑개의 아래 부분만 절제한 I2 모델 (1) 하비갑개의 거의 전 부분을 절제한 I3 모델. 정밀한 CT 데이터와 이비인후과 전문의와의 긴밀한 협동 연구로 인해 해부학적으로 정확한 물리적 및 수치 모델을 제작할 수 있었으며 수술 방법에 따른 유동장의 차이에 대해 분석하였다.

비강내 주기유동장의 실험적 해석에 관한 연구 (The experimental research on periodic airflow in human nasal cavity)

  • 김성균;손영락;신석재
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1687-1692
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    • 2004
  • CT 사진을 이용하여 살아있는 사람의 비강 형상을 얻고 RP 를 이용하여 모형을 만들고 이 모형 으로 정교한 비강 유로 모형을 제작하였고, 호흡을 정확하게 모사하는 펌프를 만들었다. 사람의 호흡 데이터를 이용하여 캠을 제작하고 대형 피스 톤 펌프를 만들어 사람의 호흡을 정확 하게 모사 하였다. 이를 이용하여 생리적 주기를 갖는 비강 내 유동에 대한 결과를 획득하고 기존의 일정유량 하의 실험결과와 비교 분석하였다.

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비강 내 공기유동에 대한 실험 및 전산유동가시화 (Numerical and experimental flow visualization on nasal air flow)

  • 김성균;박준형;휜광림
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.498-501
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    • 2008
  • Knowledge of airflow characteristics in nasal cavities is essential to understand the physiological and pathological aspects of nasal breathing. Several studies have utilized physical models of the healthy nasal cavity to investigate the relationship between nasal anatomy and airflow. In our laboratory, there have been a series of experimental investigations on the nasal airflow in normal, abnormal, and deformed nasal cavity models cavity models by PIV under both constant and periodic flow conditions. In this time normal and several deformed nasal cavity models, which simulate surgical operation, Turbinectomy, are investigated numerically by the FVM general purpose code and PIV analysis. The comparisons of these results are appreciated. Dense CT data and careful treatment of model surface under the ENT doctor's advice provide more sophisticated cavity models. The Davis (LaVision Co.) code is used for PIV flow analysis. Average and RMS distributions have been obtained for inspirational and expirational nasal airflows in the normal and deformed nasal cavities.

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코 내부 유로(비강) 내부 유동의 PIV해석 (Particle Image Velocimetry Measurements in Nasal Airflow)

  • 김성균
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권6호
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    • pp.811-816
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    • 2002
  • For the first time, airflow in the nasal cavity of a normal Korean adult is investigated experimentally by PIV measurement. Nasal airflow can be subdivided into two interrelated categories; nasal airflow resistance and heat and mass transfer between the air stream and the walls of the nasal cavity. In this study, thanks to a new method for the model casting by a combination of the rapid prototyping and curing of clear silicone. a transparent rectangular box containing the complex nasal cavity can be made fur PIV experiments. The CBC PIV algorithm is used for analysis. Average and RMS distributions are obtained for inspirational and expiration nasal airflows. Data fer the airflow at the end of meatuses are obtained for the first time. Comparisons between western and Korean nasal airflows are appreciated. Due to the difference in geometry of the frontal part of nasal cavity, the flow near nares shows the difference.

아데노이드 비대증에 의한 비정상 비강 내 유동의 PIV해석 (PIV Measurement on Airflows in the Abnormal Nasal Cavity with the Adenoid Vegetation)

  • 김성균;손영락
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권4호
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    • pp.518-523
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    • 2003
  • Airflow in the nasal cavity of Korean adults is investigated experimentally by PIV measurement. Quantitative data for normal and abnormal nasal cavities with adenoid vegetation are obtained. The CBC PIV algorithm with window offset is used for PIV flow analysis. Average and RMS distributions are obtained for inspirational and expirational nasal airflows. Comparisons between western and Korean nasal airflows are appreciated. Due to the difference in geometry of the frontal part of nasal cavity, the flow near nares shows the difference. For the joint research on nasal deceases, PIV measurements of nasal airflow for nasal cavities with 50% and 70% adenoid vegetation are conducted for the first time. Comparisons in nasal airflows for both normal and abnormal cases are also appreciated.

상호작용 기반 3차원 비강 모델 분할 및 가시화 (Airflow visualization and an interactive method for segmentation of 3D nasal airway)

  • 서안나;허고은;김성균;김지인
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(C)
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    • pp.320-322
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    • 2012
  • 코 내부의 복잡한 기하학적 형상으로 인해 nasal airway의 분리는 많은 어려움을 겪고 있다. 본 논문은 velocimetry of nasal airflow 와 코 수술 계획을 위하여 3차원 공간에서 nasal airway를 interactive semiautomatic으로 분리하고 시각화하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 ROI(Region-Of-Interest)와 multi-seed 3d region growing(MS3RG)기법을 적용하여 비강을 분리하며 볼륨렌더링 기법을 이용하여 분리된 영역을 3차원 공간에서 직관적으로 확인 할 수 있다. 또한 분리된 3차원 비강 모델은 유동흐름 실험을 위하여 3차원 프린터를 통해 실제 모형으로 제작 가능하다. 그리하여 CT dataset(512*512*175)을 가지고 매뉴얼 세그멘테이션에서 5시간 정도 걸리던 작업을 반자동 세그멘테이션 방법을 이용할 경우 최대 3분 이내에 분리 작업을 완료할 수 있으며 수치해석 실험 및 물리 실험에 이용할 수 있다.