본 연구에서는 나노복합재의 탄소성 거동과 항복응력을 예측하기 위해 분자동역학 전산모사를 수행하였다. 나일론 기지와 실리카 나노입자가 포함된 단위 셀 구조로부터 나노입자의 체적분율 변화에 따른 응력-변형률 선도를 등변형률을 적용한 등온등압 앙상블 전산모사로부터 도출하였다. 4%의 변형률 범위에서 나노복합재의 탄성계수를 도출하였고, 이를 이용하여 2% 오프셋 방법으로 항복응력을 예측하였다. 나노입자의 유무에 따른 항복평면의 변화와 고분자 재료에서 나타나는 정수압 효과가 항복평면에 미치는 영향을 확인하기 위해 일축 인장/압축 그리고 이축 인장/압축을 수행하였고, 각각의 경우에 나타나는 나노복합재 내부의 자유체적 변화에 대한 분석을 통해 나노입자의 강화효과를 고찰하였다. 또한 고분자 기지로 인해 발생하는 정수압 효과를 반영한 von-Miss 항복평면을 도출하고, 입자의 체적분율 변화에 따른 항복응력의 예측이 가능하도록 정수압효과에 대한 파라메터를 체적분율의 함수로 근사하였다.
댐 제방 등의 붕괴로 인하여 발생하는 급격한 유량의 변화와 흐름영역의 변화로 인한 천이류 및 도수의 발생, 불규칙한 하천단면에서 갈수기 저수기의 흐름해석은 기존의 수치해법의 한계로 인하여 수리모형실험 및 경험식 또는 단면의 단순화 등에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 자연하천에서 비선형 흐름율 계산에 불연속초기조건의 해석해인 Riemann 근사해법을 사용하여 수치적으로 안정되고 정확한 1차원 모형을 개발하고자 한다. 이를 위하여 유한체적법을 사용하였고, 수위와 유량의 계산을 위하여 요구되는 유한체적을 유출입하는 흐름율의 계산에 HLL Riemann 해법을 사용하였으며, MUSCL 기법으로 2차 정확도기법으로 확장하였다. Riemann 해법을 통하여 계산된 비선형의 흐름율과 보존 특성을 만족시켜줄 수 있는 하상 및 하폭변화로 인한 생성항을 처리하는 기법을 제안함으로서 새로운 1차원 수치해석모형을 개발하였다. 개발된 모형의 실제하천의 적용성을 확인하기 위하여 하상과 하폭이 변화하는 부정류 흐름에 적용하여 모형의 적용성 및 정확성을 검증하였다.
체적 적분방정식법(Volume Integral Equation Method)이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 서로 상호작용을 하는 이방성 함유체를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 매우 효과적으로 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 이방성 함유체가 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에 대하여, 다양한 함유체의 체적비에 대하여, 중앙에 위치한 이방성 함유체와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 단일의 이방성 함유체에 대한 체적 적분방정식법을 이용한 해와 해석해를 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.
본 연구는 새로 개발된 쉴드 TBM 테일 보이드 동시주입용 무기계 가소성 그라우트의 현장적용 가능성을 평가하기 위하여 체적변화성 및 투수계수를 측정하였으며, 환경영향성 평가를 실시하였다. 또한, 무기계 가소성 그라우트의 현장 시험 시공에 앞서, 쉴드 TBM 모형주입장치 및 후방주입 공동충전 시험체를 이용하여 실내실험을 실시하였으며, 실제 서울 전력구 쉴드 TBM 시공현장에 시험시공을 수행하였다. 기중에서 14일 양생시킨 공시체를 이용해서 무기계 가소성 그라우트의 체적 변화성을 평가한 결과, 무기계 가소성 그라우트의 체적변화는 거의 발생하지 않았다. 그리고 투수계수를 측정하여 비교한 결과 무기계 가소성 그라우트의 우수한 차수효과를 확인 할 수 있었다. 어독성 시험과 용탈시험을 통한 환경영향성 평가를 수행한 결과, 무기계 가소성 그라우트의 경우 평균 pH가 8.0으로 측정되었으며, 96시간 경과 후 10%의 폐사율을 보였다. 용탈액에 대한 원자흡광분광 시험 결과 용탈에 의한 유해 중금속 성분은 수질관리 기준치 이하로 검출되었다. 가소성 그라우트의 현장 적용성 실험을 위하여 실내 모형실험을 수행한 결과 충전성은 확보되었으며, 실제 시공현장에 적용한 결과 우수한 주입성을 보였다.
목적: 수소 자기 공명 분광기법은 자기공명 영상으로는 얻을 수 없는 화학적 성분에 대한 정보를 제공하여 암을 포함한 여러 질환의 진단과 예측에 사용된다. 이 기법으로는 어떤 특정한 작은 체적을 선택하여 그 부위에만 자기공명 분광신호를 획득하는 단일 체적기법과 체적 전체를 위상변화를 주면서 여기시킨 후, 데이터 후처리 과정에서 체적별로 분리해내는 다중체적기법이 있다. 다중체적기법은 더 긴 영상 획득시간에도 불구하고 단일 체적기법에 비하여 분광상을 대조군과 비교할 수 있는 잇점이 있다. 뇌를 진단하는데 사용하기 위한 수소분광선을 얻기 위하여 다중체적 화학적 영상기법을 개발하여 모형과 자원자에 대하여 적용하여 그 유용성 확인하였다.
목적: 수소 핵 자기 공명 분광기법은 자기공명 영상으로는 얻을 수 없는 화학적 성분에 대한 정보를 제공하여 암을 포함한 여러 질환의 진단과 예측에 사용된다. 이 기법으로는 어떤 특정한 작은 체적을 선택하여 그 부위에만 자기공명 분광신호를 획득하는 단일 체적기법과 체적 전체를 위상변화를 주면서 여기 시킨 후, 데이터 후처리 과정에서 체적별로 분리해내는 다중체적기법이 있다. 다중체적기법은 더 긴 영상 획득시간에도 불구하고 단일 체적기법에 비하여 분광상을 대조군과 비교할 수 있는 잇점이 있다. 뇌를 진단하는데 사용하기 위한 수소분광선을 얻기 위하여 다중체적 화학적 영상기법을 개발하여 모형과 자원자에 대하여 적용하여 그 유용성 확인하였다.
목적: 요오드계 소독제의 고무인상체 안정성에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 폴리설파이드, 실리콘, 폴리이써 고무인상재를 이용하여 72개의 인상체를 채득하였다. 이를 요오드계 소독제인 iodophor 수용액에 각각 10분, 30분간 침적시키고 모형을 제작하여 대조군과 광학현미경을 이용하여 체적 안정성을 평가하였다. 결과: 모든 고무인상체는 0.5% 미만의 체적변화를 보였으나 30분 침적은 10분 침적에 비해 통계적으로 유의하게 변화량이 증가하였다(P < 0.05). 결론: 요오드계 소독제에 고무인상재를 침적시 10분정도의 시간경과가 고무인상재의 체적변화에 영향이 적었다.
목 적 : 전립선암 방사선치료에서 방광과 직장의 체적변화에 따른 전립선의 위치 및 모양변화를 파악하여 이들 변화가 표적체적에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 대상 및 방법 : 본원 전립선암 protocol에 따라 방사선치료를 시행한 환자 6명을 대상으로 후향적 영상자료분석 및 윤곽설정을 시행하였다. 설계용 computed tomography (pCT)와 분할치료 시 획득된 cone-beam CT (CBCT)를 이용하여 전립선, 방광, 그리고 직장의 윤곽을 설정(contouring)하였다. 두 영상자료의 골격구조 기반 조사영역맞춤을 통해 전립선의 위치변화를 관찰하였으며, 전립선의 위치변화, 모양변형, 그리고 크기변화를 종합적으로 분석하기 위해 Dice similarity coefficient(DSC)를 이용하였다. 결 과 : 전립선의 체적은 pCT에서 평균 37.2cm3 로 측정되었으며 약 5% 이내의 크기변화를 나타내었고, 전립선의 DSC는 평균 89.9%로 환자마다 다양한 분포양상이 관측되었다. 방광의 체적변화에 따른 전립선의 DSC 변화를 상관분석한 결과 관련성을 찾을 수 없었지만(r=-0.084,p=0.268), 방광체적의 증감에 따른 층화분석 시 방광의 체적이 증가한 경우에서 DSC 와 방광변화량 간에 통계적으로 유의한 음의 상관관계를 관찰할 수 있었다(r=-0.230,p=0.049). 직장의 체적변화에 따른 전립선의 DSC 변화를 분석한 결과 직장의 체적변화가 증가함에 따라 DSC가 감소하는 것으로 나타났다(r=-0.162,p=0.032). 직장체적에 대한 층화분석에서는 체적이 pCT보다 증가한 경우에 강한 상관관계를 나타내었다 (r=-0.240,p=0.020). 결 론 : 방광과 직장의 체적을 일정하게 유지하는 것이 치료의 정확도를 보장하는 것은 아닌 것으로 나타났다. 따라서 전립선암의 방사선치료 시 CBCT를 이용한 연조직 기반의 조사영역맞춤이 중요하며, 직장풍선(rectal balloon) 등을 이용한 체적관리가 치료정확도를 유지하는데 역할을 할 것으로 사료된다.
효과적인 하천의 유지 및 관리를 위해서는 준설과 각종 수리시설물 영향에 의한 하상변화 양상을 파악하는 것이 필수적이다. 일반적으로 하상변화 분석을 위해서는 하도지형, 하상재료, 유사량 등 현장계측자료가 요구되지만, 대하천 주요 지점이나 정기조사가 이루어지는 일부 지점이 아니라면 하상변화 분석을 위한 현장계측자료가 부족한 실정이다. 따라서 하천을 효율적으로 관리하고 운영하기 위해서는 장래 하상변화 양상을 분석하는데 필요한 충분한 공간적 해상도를 가지는 지형정보와 하상재료 및 유사량 계측자료가 필요하며, 이를 기반으로 중기 및 장기 하상변화를 예측하고 그에 따른 하천관리계획을 수립하게 된다. 본 연구에서는 하도지형 현황자료의 공간해상도가 하상변화의 양적 규모 평가에 미치는 영향을 평가해보고자 한다. 현행 낙동강과 같은 대하천 하도의 하상변동 관련된 조사 및 연구 분석에는 500 m 간격을 기준으로 설정된 기준상의 측선 자료를 이용한다. 본 연구방법으로는 기존 측선을 이용하여 산정된 체적하상변동량과 기준 측선 사이 구간에 대해 측정된 보조측선에 대한 지형정보를 함께 활용하여 산정한 체적하상변동량을 비교함으로써, 하도지형자료의 해상도에 따른 체적변동량 산정결과의 차이와 영향을 평가하였다. 비교를 통해 기존 측선기준 하상변동량 산정치가 실체 하상변동량과 큰 차이를 보일 수 있음을 확인하였다. 따라서 효과적인 하천의 유지 및 관리와 계획 수립을 위해서는 보다 높은 공간해상도의 하도지형자료를 기반으로 한 하상변동 평가 및 분석의 정확도 제고가 필요한 것으로 판단된다. 향후 본 연구 성과를 장래의 하상변화조사의 기초자료로 활용시 상기의 문제점(자료 품질, 추정 자료 사용 등)을 해결하여 모의의 정확성과 정밀성을 제고할 수 있을 것으로 기대되는 바이다.
목적: 전통적인 알지네이트와 체적 안정성을 개선한 두 종류의 extended-pour 알지네이트에서 혼합 방법과 보관 시간에 따른 체적 안정성 차이를 평가하고자 한다. 재료 및 방법: 금속 주모형을 제작하여 한 종류의 전통적인 알지네이트와 두 종류의 extended-pour 알지네이트로 군 당 40개 씩(수동 혼합 20개, 자동 혼합 20개) 인상 채득 후 즉시, 2일, 5일, 6일 보관 기간에 따라 군당 5개씩의 석고 모형 제작하였고, 3D 테이블 스캐너로 모델 스캔 후 스캔 데이터를 중첩하여 변화량을 측정하였다. 통계 분석으로 일반선형모형을 사용하였고 Tukey의 방법으로 사후검정 시행하였다 (P < .001). 결과: 혼합 방법에 따른 정확도에서는 통계학적으로 유의한 차이가 없었고 모든 군에서 즉시 석고 주입한 경우 가장 적은 부피 변화를 보였다. 2일 보관 후 석고 주입 시 군 간에 통계학적으로 유의한 차이가 나타났고, 보관 5일 후 extended-pour 알지네이트의 경우 전통적인 알지네이트에 비해 더 높은 정확도를 보였다. 전통적인 알지네이트는 2 - 5일에서, extended pour alginate의 경우 5 - 6일에서 급격한 부피 변화를 보였다. 결론: 알지네이트의 혼합 방법은 체적 안정성에 영향을 주지 않으며, extended-pour 알지네이트가 전통적인 알지네이트보다 장시간 체적 안정성이 우수하나 가급적 빠른 시간 내에 석고를 주입하는 것이 권장된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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