고빈도 환기법은 최근에 개발되어 임상에 응용되면서 호흡생리학, 마취학, 집중치료의 학등의 분야에서 호흡부전의 새로운 치료법으로 관심이 집중되고 있는 환기법이다. 현재까지 고빈도 환기법중 고빈도 양압 환기와 제트 환기는 비교적 많은 연구가 되고 있고 임상적으로 사용되고 있으나 고빈도 진동 환기법은 제한적으로 사용되고 있다. 앞으로 고빈도 진동 환기법에 대해서도 더 많은 연구가 되어야 할 것이다. 또한 최근 개발되고 있는 고빈도 흉벽 진동 환기와 체표면 진동 환기에도 관심을 기울이면 호흡부전 환자의 치료에 바람직한 새로운 환기법이 될 수 있을 것으로 기대된다. 현재 고빈도 환기법의 몇몇 적용형태는 기관지-늑막루등의 폐압손상으로 인한 병변의 치료외에도 기관수술, 흉부수술, 뇌수술에서 수술부위의 움직임을 최소화시키면서 충분한 가스교환율 이룩할 수 있어서 효과적으로 이용되고 있다. 그러나 응급심폐소생술, 폐쇄성 폐질환, 성인 또는 영아 호흡곤란증후군등과 같은 질환에서의 적용은 더 규명되어져야겠다. 고빈도 환기법의 여러가지 문제점중 적절한 환기빈도의 결정, 충분한 습도를 공급하는 장치, 고빈도 환기의 정확한 감시장치의 개발등은 앞으로 우선적으로 해결해야 할 문제점이다. 또한 임상에 더욱 효과적으로 응용될 수 있는 새로운 환기법이 되기 위해서는 고빈도 환기법의 호흡생리와 안정성등에 관한 연구도 병행되어야겠다.
진동하는 구조물을 설계할 때에는 그 구조물 중의 Strain이나 응력이 최대가 되는 장소나 시각을 알 필요가 있다. 지금까지의 Strain 해석에는 Strain gauge 등과 같은 접촉법이 많이 이용되고 있다. 더우기, 접촉법으로 대변형 진동을 하는 물체의 Strain을 해석하는 것은 곤란하다. 최근에는 비접촉법으로 Strain 분포를 해석하기 위해 화상처리를 이용한 계측이 행하여지고 있다. 이들의 Strain 분포를 측정하는 광학적인 방법으로는 격자법, Moire법, 홀로 그랩픽 간섭법 등이 있다. 특히 대변형이나 대Strain을 해석하는 데에는 격자법이 많이 이용되고 있는데, 종래의 격자법은 Data를 처리하는 데에 많은 시간과 노력이 소요되고 작업도 매우 복잡하며, Data의 수도 제한이 되어서 구조물의 분포의 해석 정도에 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문 에서는 스테레오법을 이용해서 2차원 격자를 붙인 시료표면의 각 점의 3차원 좌표를 계측하고, 또 Fourier 변환 격자법을 적용하여 촬영된 2차원 격자의 화상에서 위상치를 구한다. 그리고 물체의 변형 전후의 대응 관계의 화상에서 3차원 형상과 Strain 분포를 해석하는 방법을 제안한다. 이 방법을 이용하면 진동하는 구조 물의 3차원 변위분포, Strain 분포를 정도 좋게 해석할 수가 있다.
함정구조물은 함내 엔진 및 프로펠러 추진력의 환경진동에 노출되어 있다. 일반적으로 함상구조물은 함상진동규격인 MIL-STD-167-1A 에 따라 개발되고 있으며, 장기간 사용을 목적으로 하는 함상구조물의 진동에 대한 피로수명은 해석적 접근법과 진동실험을 통해 반드시 평가되야 한다. 본 논문에서는 함상구조재로 사용된 주조 알루미늄합금인 A356 의 피로강도를 14 S-N 법으로 평가하고, 구조물의 작용응력은 함상진동규격에 준하는 주파수응답해석을 통해 분석되었다. 최대등가응력의 주파수는 최대실험주파수에서 나타났으며, 함상장비의 진동피로수명은 누적손상법에 의해 평가되었다.
나노 구동용 선형 모터는 이송체의 구동에 따른 진동과 열 특성으로 인하여 발생되는 기구간의 진동과 기계적인 마찰력 변화로 나노위치제어에 어려움이 있다. 그러므로 이송체에 대한 진동과 열에 대한 분석이 필요하다. 본 논문에서는 개발된 선형 모터의 이송체를 무부하 상태에서 유한 요소 해석을 통해 진동 특성을 분석하고 실험계획법을 적용하여 이송체에 대하여 최적화된 설계 방향을 제시하고자 한다. 또한 이송체의 진동 특성을 고려한 경량화를 통해 선형 모터의 안정된 구동을 모색하고자 한다.
위성 탑재체의 지향성능을 향상시키기 위하여 반수동 진동제어법을 제안하고, 시뮬레이션에 의해 진동절연 효과를 검증하였다. 본 논문에서 제안한 반수동 진동제어법은 고주파수 영역에서의 저댐핑 수동제어와, 구조물의 공진을 포함하는 저주파수 영역에서의 고댐핑 수동제어가 갖는 진동절연 효과를 동시에 만족시키기 위해 고안되었다. 시뮬레이션 결과는 반수동 진동제어법이 상기의 효과를 구현하는데 있어 효과적임을 나타낸다.
현재까지 고주파수 진동해석에 가장 많이 쓰이는 방법은 통계적 에너지 해석법 (SEA)이다. 그러나 SEA는 많은 가정을 사용하고 있고 시간 및 공간 평균된 에너지 값을 사용하기 때문에 결과에서 알아낼 수 있는 정보가 제한된다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 진동 전도 해석법(VCA)이나 파동 인텐시티기법 (WIA)등이 제안되었고, 기하음향학의 한 방법인 레이 추적 기법 (RTM)도 구조음향학에 적용하고 있다. 본 논문에서는 레이 추적 기법을 이용하여 오일러-베르누이 보 이론에 근거한 고정단-자유단 경계조건을 가지는 단일 곡보의 진동 해석을 수행하였다. 예제를 통한 해석 결과, 주파수가 높을수록, 또 감쇠가 클수록 더 정확한 결과를 예측할 수 있음을 관찰할 수 있었으며, 따라서 기존 해석법들의 가정에 적합하지 않은 구조물에 적용할 수 있는 장점이 있다.
중고주파수 대역에서 구조물의 진동해석에 사용되는 새로운 기법인 파워흐름유한요소법과 음향방사문제를 해결하는데 사용되는 음향경계요소법을 이용하여 구조물의 진동해석에서 방사소음해석까지 일련의 과정이 순차적으로 이루어지는 해석시스템을 구축하였다. 평판으로 이루어진 임의의 형상 구조물의 진동해석을 수행하고, 이 때 얻어지는 표면에서의 에너지밀도를 음향해석을 위한 속도경계조건으로 활용하여 진동-소음해석을 수행하였다. 개발된 진동-소음해석 시스템의 검증을 위해 간단한 형상의 구조물을 모델링하여 상용화 패키지(SYSNOISE)의 해석결과와 비교하였으며 또한 여러 다양한 형상의 구조물에 대해서도 본 해석시스템을 적용하여 진동-소음해석을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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