• 제목/요약/키워드: 운동역학

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타원형 날개에 대한 공동소음 예측 연구 (Study on Cavitation Noise Predictions for an Elliptic Wing)

  • 정승진;홍석윤;송지훈;권현웅;박일룡;설한신;김민재
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.757-764
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    • 2019
  • 수중에서 빠른 속도로 운동하는 물체 주변에서 감압이 발생하며, 이로 인해 공동 핵이 팽창함으로써 캐비테이션이 발생한다. 캐비테이션이 발생하게 되면 소음 및 진동이 증가하며, 추진기의 경우 추진 성능이 저해되는 악영향을 초래하기 때문에 이에 대한 예측이 필요하다. 본 연구에서는, 캐비테이션 발생으로 인한 공동소음의 해석절차를 정립하고, 타원형 날개에 적용하였다. 먼저 전산유체역학해석을 수행하여, 날개 형상 주위 유동장 정보를 도출하였다. 공동 핵 밀도 함수를 활용하여, 핵의 초기 반경 별로 개수를 계산하였고 이들을 압력 강하가 큰 날개 끝 전류에 랜덤하게 배치하였다. 이후 공동소음 해석을 위해 각각의 핵에 대하여 Lagrangian 관점에서 버블 다이나믹스를 활용하였고, 계산된 공동의 거동으로부터 소음해석을 수행하였다. 공동소음은 광대역 소음의 특성을 가지는 것을 확인하였으며, 최종적으로 선박해양플랜트연구소(KRISO)의 대형캐비테이션터널(LCT)에서 수행된 실험 계측결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다.

주의력결핍 과잉행동장애 환아에서 시행한 뇌파 결과 및 중추신경자극제 치료에 따른 결과 (Brain wave results in children with attention deficit hyperactivity disorder and treatment result with central nervous system stimulants)

  • 임영수;심지윤;손정우;김원섭
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제51권12호
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    • pp.1324-1328
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    • 2008
  • 목 적: 주의력 결핍/과잉 운동 장애(ADHD)를 진단받은 환아를 대상으로 뇌파 결과의 차이 및 이에 따른 역학적 비교를 하고자 하였으며 뇌파의 차이에 따른 경련 발현의 차이를 비교해보고자 하였다. 또한 ADHD의 치료제로 사용되는 중추신경자극제의 사용과 경련 발현과의 연관성을 비교하고자 하였다. 방 법: 2001년 1월부터 2005년 12월까지 주의산만을 주소로 충북대학교병원 소아청소년과 및 소아정신과 외래를 내원한 환아를 대상으로 의무기록지 고찰을 통해 후향적으로 분석하였다. 결과: 이전 경련의 병력이 없는 환아중 주의산만을 주소로 본원 신경정신과를 방문한 환아를 대상으로 하였다. 대상 연령은 4세에서 17세 사이로 총 308명의 환아들 중 84명의 환아에서 뇌파를 시행하였으며 그중 남자가 72명(85.7%, 평균 연령 9.3세), 여자가 12명(14.3%, 평균 연령 8.0세)이었다. 정상뇌파소견을 보인 환아가 65명(77.4%), 이상뇌파소견을 보인 환아가 19명(22.6%)였으며 이중 경련증상을 보인 환아는 각각 1명(0.15%), 3명(15.7%)이었다. 중추신경자극제를 처방 받은 환자는 59명, 그렇지 않은 환자는 25명이었고 그중 경련증상을 보인경우는 각각 2명(3.4%), 2명(8.0%)로 나타났다. 결 론: ADHD 환아들은 임상에서는 표출되지 않으나 뇌파에서의 잠재적인 이상 소견 보일 수 있다. 본 연구에서는 이러한 뇌파의 이상 소견과 추후 경련 발현 여부와는 매우 높은 연관성을 보이고 있으며, ADHD의 치료로써 사용된 methylphenidate의 사용에 따른 경련 발현과의 통계적 유의성은 보이지 않았다. 따라서 ADHD 환아들에서 뇌파의 이상 소견이 보일 경우는 향후 경련 발현에 대한 보다 주의 깊은 추적 관찰과 함께 ADHD 환아들의 삶의 질 향상에 대한 적극적인 치료가 필요할 것으로 사료된다.

견관절 역행성 인공관절 치환술의 원칙 (Reverse Total Shoulder Arthroplasty: Where we are? "Principles")

  • 노규철;서일우
    • Clinics in Shoulder and Elbow
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    • 제14권1호
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    • pp.105-110
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    • 2011
  • 목적: 견관절 역행성 인공관절 치환술의 합병증을 이해하고 이에 대한 최신의 예방 및 치료 방법을 고찰하는 것이 본 논문의 목적이다. 대상 및 방법: 기존의 구속형 인공관절 기구 (구-소켓 관절 혹은 역행성 구형 관절 디자인)는 견갑골의 외측에 회전 중심이 유지되어 제한된 관절 운동과 관절와 기구에 발생한 과도한 회전력으로 인해 조기 해리를 유발하여 실패해왔다. Grammont 역행성 인공관절 기구는 삼각근이 작용하는 새로운 생역학적 환경을 도입하여 회전근개 결손을 보상할 수 있도록 해준다. 결과: 임상적 경험이 생역학 개념에 부응하면 역행성 인공관절은 회전근 개 결손 견관절 환자에서 $90^{\circ}$이상의 능동적 거상을 회복하게 한다. 그러나 외회전은 특히 소원근 지방침윤 내지 결손이 있는 환자들에서는 종종 제한이 남는다. 내회전 역시 역행성 인공관절 후에는 거의 회복되지 않는다. 삼각근에 충분한 긴장을 회복하지 못하면 인공관절 불안성이 초래된다. 결론: 인공관절 치환술 후 재수술에서 그 결과는 예측가능성이 떨어지고, 합병증 및 재치환술 비율이 더 높음을 인지해야만 한다. 합병증을 인지하고 예방하기 위해서는 명확한 정의와 평가 지침을 포함한 표준화된 감시 장치가 필요할 것으로 사료된다.

차량 주행특성을 고려한 감속 완화곡선 설계방법 개발 (A Development of Design Method for Deceleration Transition Curve Based on Vehicle Driving Characteristics)

  • 이점호
    • 한국도로학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.97-107
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    • 2008
  • 고속도로 및 국도 등의 인터체인지 유출부에 대한 설계기준과 연구 내용은 주로 변이구간, 감속차로, 곡선반경, 유출각 및 노즈부의 형상 등 자동차와 도로 기하구조간의 운동역학적인 관점의 안전성 확보만 주요 관심사였다. 따라서 본 연구에서는 차량 주행속도 특성에 초점을 맞추어 첫째 현행 설계기준의 이론적 의미를 해석하고, 둘째, 유출부 완화곡선에서 차량의 주행속도 및 교통사고 특성을 살펴보았고, 셋째, 기존의 인터체인지 유출 램프부 최소곡선반경의 부적합성을 검토한 후 운전자의 완화 곡선부 주행특성에 맞는 새로운 완화곡선 설계방법을 제시하였고 그 결과를 산출하여 기존방법과 비교 검토한 결과 유출램프 완화 곡선부 설계속도 50km/h, 40km/h의 경우기존의 원심력과 구심력이 평형을 이루는 최소곡선반경에서 관성력이 커져 교통사고의 위험이 높아진다는 것을 확인할 수 있었고 새로이 제안한 감속주행 완화곡선에서는 기존의 완화곡선보다 관성력이 작아지고 곡선은 커져 기존보다 안전한 곡선으로 확인되었다.

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고령자 보행변수 실측을 통한 보행시설물 설계기준 정립 1: 고령자 보행특성을 고려한 계단 챌면 높이 연구 (A Study on the Design Criteria of Pedestrian Facility (Stairs) by Motion Analysis of Walking Parameters in the Elderly)

  • 노창균;박범진
    • 대한교통학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.396-408
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    • 2017
  • 한국은 고령자가 폭발적으로 증가하고 있다. 또한 고령자의 경제활동과 고령자의 통행빈도 또한 증가 할 것으로 예상된다. 반면에 고령자의 보행 중 낙상 등의 사고는 꾸준히 증가하고 있으며, 고령자의 보행시설 만족도는 최하위이다. 본 논문에서는 이러한 결과의 이유들 중에 하나를 고령자들의 보행능력(일반인 대비 약 75%)을 고려하지 않은 보행 교통 시설물에서 찾았다. 이에 고령자들이 가장 불편함을 호소하는 계단 이용시 나타나는 고령자의 운동역학적인 보행특성을 동작분석시스템으로 알아보았다. 여러 보행변수들을 분석한 결과, 현재의 계단 높이로 규정되어 있는 18cm의 계단 높이는 고령자가 오름과 내림 보행 시 과도한 힘이 소요되며, 신체 중심이 흔들려 몸의 균형을 잡기에도 어려운 것으로 분석되었다. 이에 본 논문에서는 고령자 집단의 보행특성을 보여주는 보행변수들 간의 군집분석을 통하여 계단 챌면의 높이를 15cm 이하로 설정할 것 등의 계단 설계 기준을 제시하였다. 이는 일반인에게는 큰 변화는 아니지만 고령자에게는 통행빈도와 활동범위를 넓혀 보다 많은 사회경제 활동을 촉진 시킬 수 있을 것이다.

수치해석을 이용한 단층핵 내 각력의 배열 형태 및 함량에 따른 탄성계수의 비교·분석 (Comparative Numerical Analysis of Elastic Modulus according to Distribution and Content of Breccia in Fault Core)

  • 윤현석;송규진;문성우;김창용;서용석
    • 지질공학
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    • 제25권3호
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    • pp.387-393
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    • 2015
  • 단층핵 내에는 지각의 마찰에 기인한 암석의 파쇄 및 풍화 변질 작용 등으로 단층각력이 분포하며, 이러한 각력은 단층 운동 시 지각의 이동방향에 따라 일정한 방향으로 배열하게 된다. 본 연구에서는 단층핵 내에 분포하는 각력의 배열형태 및 함량이 역학적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 수치해석을 통해 탄성계수를 산정하였다. 해석모델은 단층핵 내에서 각력이 선택 배향하는 모델과 무작위 분포하는 모델로 구분되며, 각력의 종류는 화강암과 셰일, 그리고 각력 함량은 10 wt%, 20 wt%, 30 wt%로 구분된다. 해석결과에 의하면 변형률의 차이는 0.1~1.1% 범위 내, 그리고 탄성계수는 0.02~0.4 MPa 범위 내에 분포하여 각력의 배열에 따른 탄성계수의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.

이수의 유동 특성 분석을 위한 고체-액체 2상 유동의 전산유체역학적 유효성 검토 (CFD Validation of Solid-Liquid Two-Phase flow for Analysis of Drilling Fluid Flow Characteristics)

  • 최용석;박재현;배재환;이봉희;김정환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.611-618
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    • 2018
  • 본 연구에서는 이수의 유동 특성을 분석하기 위한 기초 연구로서 상용 코드인 ANSYS CFX 14.5를 이용하여 고체-액체 2상 유동에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 고체-액체 2상 유동 현상을 모사하기 위해서 균질류 모델과 분리류 모델을 사용하였다. 분리류 모델에서는 Gidaspow의 항력모델을 적용하였으며, 고체 입자에 운동 이론 모델을 적용하였다. 기존의 실험 결과를 기반으로 본 연구에서 사용한 수치해석 모델의 유효성을 검토하였으며, 수치해석은 직경 54.9 mm, 길이 3 m의 수평관에서 체적 분율 0.1~0.5, 속도 1~5 m/s 범위에서 수행되었다. 그리고 압력강하와 고체 입자의 체적 분율 분포를 확인하였으며, 압력강하는 균질류 모델과 분리류 모델이 각각 MAE 17.04 %, 8.98 % 이내에서 실험결과를 잘 예측하였다. 관의 하부에서 높은 체적 분율이 나타나며, 상부로 갈수록 체적 분율은 감소하였다. 그리고 속도가 증가할수록 높이 변화에 따른 체적 분율 분포의 변화는 감소하였으며, 수치해석 결과는 이러한 유동 특성을 잘 예측하였다.

결정학적으로 b/c-축 방향으로 배향된 모데나이트 제올라이트 분리막의 제조 및 투과증발 알코올 탈수 거동 (Preparation and Pervaporative Alcohol Dehydration of Crystallographically b/c-axis Oriented Mordenite Zeolite Membranes)

  • 김영무;이두형;김민지;조철희
    • 멤브레인
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    • 제28권5호
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    • pp.340-350
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    • 2018
  • 본 연구에서는 바늘형 종결정 코팅 양을 조절함으로써 결정학적으로 b-축 그리고 c-축으로 배향된 모데나이트(MOR) 제올라이트 분리막을 제조하고 결정학적 배향이 투과증발 에탄올 탈수 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. c-축으로 배향된 종결정의 코팅 양이 증가할수록 b-축에서 c-축으로 배향된 분리막이 얻어졌고 이는 진화론적 성장으로 설명되었다. b-축 방향으로 배향된 분리막의 경우 1000 이상의 높은 선택도와 $0.2kg/m^2h$의 총 투과도를 나타내었으며 c-축 배향된 분리막 보다 우수한 분리성능을 나타내었다. 이는 물의 운동역학적 직경이 b-축 방향으로 단일 존재하는 8R 기공채널의 직경에 비하여 작기 때문에 물의 이동이 방해되지 않는 반면 에탄올은 상대적으로 방해받기 때문으로 설명되었다. 따라서 본 연구로부터 바늘형 종결정 코팅 양을 조절함으로써 모데나이트 분리층의 결정학적 배향을 조절할 수 있었고, b-축으로 배향된 모데나이트 분리막이 보다 우수한 투과증발 에탄올 탈수 거동을 보임을 확인할 수 있었다.

내로우 스쿼트 운동이 내반슬 성인의 무릎 사이 거리와 보행 시 무릎 관절의 생체역학에 미치는 즉각적인 영향 (The Immediately Effect of Narrow Squats on the Knee Joint Biomechanics During a Gait and Distance Between the Knees of Person With Genu-varum)

  • 한석규;김택훈;노정석;최흥식;이준영
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.19-26
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    • 2018
  • Background: Genu varum is also known as bow leg. It is a deformity wherein there is lateral bowing of the legs at the knee. it does give rise to pain, and persistent bowing can often give rise to discomfort in knees, hips and ankles. Objects: This study investigated the effect of narrow squats on the knee joint during a gait and distance between the knees of person with genu varum. Methods: This study analyzed 23 patient with genu varum that grade III, 12 narrow squat group and 11 genenal squat group in motion analysis laboratory. The subjects of experiment took gait before and after intervention, the range of joint motion, moment of knee joint adduction, power, distance of the knees were measured. And in order to make an analysis between groups, an paiered t-test and independent t-test was carried out. For statistical significance testing, it was decided that significance level ${\alpha}$ be .05. Results: It was shown that the group of narrow squat exercise significantly decreased in distance of knees (p<.05),In moment of adduction of knee joint, it was shown to significantly decrease in two groups (p<.05), was significantly decreased in adduction, abduction, and rotation (p<.05). In relation of peak-knee adduction moment and valgus angle, there was significant decrease in narrow squat group (p<.05). Conclusion: When the above result of study were examined, a narrow squat exercise given to the genu varum patients significantly decreased the distance between the knees, range of knee adduction and abduction, knee adduction moment, knee power. And stability gains through the decrease of excursion of knee medial part be effective for the correction of genu varum deformation.

서안경계류 발생역학을 이해하기 위한 실험 장치 및 방법 개발

  • 장승환;신정선;문병권
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.48-50
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    • 2010
  • Stommel(1948)은 서안경계류의 원인이 베타효과($\beta$-effect)라 일컫는 코리올리 파라미터(f)의 위도 변화 때문인 것을 밝혔다. 서안경계류는 고등학교나 대학 교양에서 중요하게 다뤄지고 있다. 학생들은 보통 이론 수업만으로 서안경계류의 발생 과정, 이에 관련된 코리올리 힘, 베타효과 등을 이해해야 한다. 때문에 서안경계류와 관련된 실험이 있다면 이를 이해하는 데 큰 도움이 될 것이다. 또한 연구에서 검토한 6종의 고등학교 지구과학 2 교과서는 서안경계류를 본문과 더불어 삽화로 설명하고 있다. 그러나 이 중 3종의 교과서 삽화에서는 서안경계류의 발생 원인을 코리올리 힘만으로 지적하고 있다. 따라서 일부 학생은 서안경계류의 원인을 코리올리 힘으로 오해 할 수 있다. 위와 같은 이유로 우리는 서안경계류가 코리올리 힘의 작용과 베타효과에 의해 나타나는 것을 쉽게 확인 할 수 있는 실험 장치와 다양한 실험 방법을 개발하였다. 개발한 실험 장치는 직육면체의 수조와 회전 속도를 조절할 수 있는 테이블로 구성된다. (Fig. 1) 이와 같은 회전수조는 대기와 해양의 움직임을 실험실에서 모사하기 위해 자주 사용되었다(Beardsely 1969, 소선섭 등 1995; 1997). 우리의 수조는 경사진 바닥과 평평한 바닥으로 두종류를 제작하였다. 바닥이 경사진 수조는 베타효과를 구현하기 위한 것이다. 반시계 방향으로 회전하는 테이블은 중위도 어떤 위도에 접하는 가상의 평면이 지구 자전에 의해 회전하는 것을 나타낸다. 그리고 수조 상부에는 회전원판을 물에 접하여 시계방향으로 회전시킨다. 회전원판은 북반구 중위도 해양에 작용하는 바람 응력을 나타낸다. 우리는 테이블의 회전유무와 바닥의 경사유무에 따라 4개 실험을 수행하였다(Table. 1). 각 실험에서 물을 채운 수조를 원판에 올려놓고, 회전원판을 작동시킨 후 20분 동안 그대로 두어 수조안의 미세규모의 운동을 최소화 시킨 후 잉크를 떨어뜨리고 관찰하였다. 그 결과 실험 SB_f1은 베타효과와 코리올리 힘이 존재하여 서쪽 경계에서 좁고 빠른 흐름을 만들고 수조의 중간 부근에서 경계를 벗어나 동쪽으로 향하고 있다. 이 모습은 실제 해양의 서안경계류의 분리 현상과 비슷하다. FB_f1은 코리올리 힘만 존재하여 서쪽 경계에서 좁고 빠른 순환과 경계를 벗어나 동쪽으로 분리되는 흐름이 나타나지 않으며 전반적으로 크게 회전하는 모습을 보인다. SB_f0은 바람의 응력만 존재하는 경우로 잉크가 확산하는 모습을 보이며 나선팔의 모양으로 회전하면서 넓게 퍼져나간다. FB_f0의 모양도 이와 비슷하게 나타난다. 실험 SB_f1과 FB_f1을 비교하여 서안경계류는 코리올리 힘의 위도변화 효과인 베타효과가 있을 때 발생한다는 것을 알 수 있다(Fig. 2). 이 결과는 "단순히 코리올리 효과에 의해 서안경계류가 발생한다"는 생각을 바꾸게 할 것이다. 덧붙여 서안경계류 분리와 수조 바닥의 경사의 관계를 살펴보기 위한 실험을 실시하였다. 경사가 더 급하면 ($\alpha=20^{\circ}$) 서쪽 경계를 벗어나는 지점이 좀 더 북쪽에 나타났다. 현재 서안경계류는 개발한 실험 장치와 방법을 학교 현장에 적용하여 그 교육적 활용 가치를 평가하는 연구를 진행하고 있다.

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