• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.329-337
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• 2003

선천적 혹은 후천적인 이유로 인하여 인체 특정 부위의 정맥과 동맥이 서로 관통하여 동맥계의 혈류가 말초 혈관계를 우회하여 정맥계로 흐르게 되는 동정맥루는 인체 심혈관계의 혈류 역학적 거동에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 lumped parameter 모델을 기반으로 하는 수치 해석 방법을 사용하여 우측 하지에 위치한 급성 동정맥루가 전체 심혈관계에 미치는 영향을 해석적으로 고찰하였다. 이를 위하여 동정맥루가 포함된 인체 심혈관계를 전기 회로 상사계로 구성하였으며. 부위별 혈압과 관련된 상미분 연립 방정식을 4차의 Runge-Kutta방법으로 풀어서 시간에 따른 혈류 역학적 변수들을 구하였다 이때 급성 동정맥루의 생성에 따른 혈류 역학적 보상작용을 분석하기 위하여 arterial baroreflex 제어계를 모델에 포함하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.721-722
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• 2002

The aim of this work is to analyze changes in cerebral hemodynamics and intracranial pressure mediated by cerebral blood flow challenges in patients with acute heart arrest. Lumped parameter model with feedback mechanism is utilized to simulate the hemodynamics of brain blood flow in case 40 min T-PLS operation is applied to patients of cardiac arrest. Numerical solutions show that cerebral blood flow and perfusion pressure in patients of cardiac arrest are sharply recovered in the initial state of T-PLS operation.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권5호
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• pp.479-486
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• 2011

의료영상을 기반으로 한 경동맥 분기부 혈류유동장 전산유체역학 해석의 수행에 있어 입구부 경계 조건 도출을 위한 환자 특정 시간 변동 상세 유속 분포를 얻는 것은 일반적으로 쉽지 않다. 그러므로 대부분의 경우 계측된 혈류량을 바탕으로 이상적인 축대칭 완전발달 유속 분포를 적용하게 된다. 그러나 MRI로 직접 계측한 총경동맥 혈류 유속분포를 적용한 기존의 연구에서 입구부 유속분포 경계 조건이 경동맥 분기부 혈류 유동장 해석 결과에 중요한 영향을 미친다는 것을 보였으며, 특히 계측된 혈류 유속분포가 전형적인 Dean type 유동과 다른 독특한 형태를 가진다는 것을 보고하였다. 본 연구에서는 이러한 독특한 형태의 유속 분포가 경동맥 입구부 형상의 이차곡률에 의해 생성됨을 보이고, 직접 경동맥 분기부 유동장 CFD 해석의 경계 조건으로 적용하여 이의 영향을 조사하였다. 이를 통하여 충분한 길이의 실제 경동맥 입구부 형상을 적용 할 경우, 입구부 경계 조건의 영향이 의료영상으로 부터 혈관 형상을 도출하는 과정에서 불가피하게 유기되는 영상 처리 오차에 의한 영향에 비해 상대적으로 크지 않음을 알 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.500-503
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• 2011

Blood flow simulations in an idealized carotid bifurcation model with considering wall compliance were carried out to investigate the effect of wall elasticity on the wall shear stress and wall solid stress. Canonical waveforms of flowrates and pressure in the carotid arteries were imposed for the boundary conditions. Comparing to rigid wall model, generally, we could find an increased recirculation region at the carotid bulb and an overall reduced wall shear stress. Also, there was appreciable change of flowrate and pressure waveform in longitudinal direction. Solid and wall shear stress concentration occurs at the bifurcation apex.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.927-932
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• 2013

뇌동맥류모델은 CT 영상을 기반으로 추출하여, ANSYS-FLUENT를 사용해 전산 유체유동해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 뇌동맥류에서 최소 벽전단응력은 동맥류가 발생한 영역에서 일어나는 것을 알 수 있다. 또한 뇌동맥류 모델에서 우측중뇌동맥 안쪽벽면에 작용하는 벽전단응력의 크기는 동맥류 전부와 후부의 벽면에 작용하는 벽전단응력의 크기에 비해 20 배 더 크게 발생하는 것을 알 수 있다. 그러나 동맥류 영역에서의 전단응력의 크기는 매우 작게 나타났다. 혈관 수축이 일어나는 동안 동맥류의 영역에서 매우 복잡한 이차유동이 발생하는 것을 볼 수 있다. 동맥류 내부에서의 혈류유동은 나선형 유동형태를 보이며, 본 연구의 혈류역학적 특성 분석을 통해 뇌동맥류의 파열을 예견할 수 있을 것으로 판단한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.393-402
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• 2001

전체 심혈관계의 혈류역학적 특성을 분석할 수 있는 수치해석 방법을 개발하였다. 이는 12개의 요소들로 구성된 lumped parameter모델에 기초하고 있으며 인체의 신경계에 의한 자율조절기능을 모사하기 위해 주로 혈압의 단기적 조절을 위한.baroreflex system뿐 아니라 cardiopulmonary reflex 메커니즘가지도 구현하여 모델에 포함시켰다. 또한 교감 및 부교감 신경에 의한 자극-반응 전달을 구현함에 있어 생리학적 데이터에 기초한 방법을 사용하였다. 본 연구의 수치해석 코드를 검증하기 위하여 우선 보통 상태의 심혈관계에 대하여 혈류역학적 계산 결과를 기존의 참고문헌들에서의 값들과 비교 검토하였다. 심혈관계 모델의 혈류역학적 자극에 대한 반응 결과를 조사하기 위하여. 20% 출혈이 발생하는 경우와 LBNP(Lower Body Negative Pressure) 모사를 수행하였다. 두 경우 모두. 비교적 실험치와 잘 일cl하고 있음을 확인할 수 있었다. 특히 LBNP 수행 시, 외부압력의 크기가 커질수록 baroreflex만을 포함하고 있는 방법은 baroreflex와 cardiopulmonary reflex 모두를 포함하고 있는 방법에 비하여 다소 부정확한 결과를 보여주고 있는데. 이는 cardiopulmonary reflex 메커니즘의 중요성을 보여주고 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2947-2950
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• 2007

A 3D human ventricular model is proposed to simulate an integrative analysis of heart physiology and blood hemodynamics. This consists of the models of electrophysiology of human cells, electric wave propagation of tissue, heart solid mechanics, and 3D blood hemodynamics. The 3D geometry of human heart is discretized to a finite element mesh for the simulation of electric wave propagation and mechanics of heart. In cellular level, excitations by action potential are simulated using the existing human model. Then the contraction mechanics of a whole cell is incorporated to the excitation model. The excitation propagation to ventricular cells are transiently computed in the 3D cardiac tissue using a mono-domain method of electric wave propagation in cardiac tissue. Blood hemodynamics in heart is also considered and incorporated with muscle contraction. We use a PISO type finite element method to simulate the blood hemodynmaics in the human ventricular model.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.214-220
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• 2010

This article described that a high Reynolds number version of a turbulence model was modified by using drag reduction to analyze the turbulent flows of non-Newtonian fluid with visco-elastic viscosity and it was applied hemodynamics which was representative of visco-elastic fluid. The turbulence characteristics of visco-elastic fluid was expanded viscous sublayer region and buffer layer region by drag reduction phenomenon and also Newtonian turbulence models does not predict because viscosity was related with shear rate of fluid flow. Hence numerical simulation using a modified turbulence model was conducted under the same conditions that were applied to obtain the experiment results and previous turbulence models and then the numerical investigation of turbulent blood flow in the stenosed artery bifurcation under periodic acceleration of the human body.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.301-307
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• 2003

본 연구에서는 한국형 인공심장의 혈액주머니 내 혈액 유동에 대한 수치적 해석 결과를 제시하였다. 혈액 유동은 2차원 비정상 유동으로 가정하였으며. 이를 해석하기 위하여 유한요소 기반의 상용코드인 ADINA를 사용하였다. 액츄에이터와 혈액주머니사이의 강체-고체 접촉, 그리고 혈액주머니와 혈류 사이의 고체-유체 상호작용을 모두 계산에서 반영하였다. 본 연구에서는 혈액주머니의 형상설계 과정에서 제시되었던 3가지 모델에 대해서 계산을 수행하고 이들의 혈류역학적인 적합성을 분석하였다. 계산결과에 의하면 혈액주머니의 수축 시는 출구로의 강한 흐름과 입구 부분에서의 정체영역이 관찰되었다. 이완 시에는 외부로부터 입구로 강한 혈류가 유입되고 있으며, 닫힌 출구에서 부근에서는 재순환 영역이 발생한다. 수축 시 전단응력은 출구 모서리 부근에서 극한값들을 가지게 되며, 이완 시에는 주로 입구 모서리와 액츄에이터 접촉면에서 최소, 최고치를 보여주고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.63-70
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• 2014

본 연구에서는 상대적으로 얇은 두께의 스트럿을 가진 스텐트를 적용하여 스텐트의 공극률(80%, 74% 및 64%)에 따른 뇌동맥류 내부 유동 특성 변화를 이해하고자 CFD 해석을 수행하고, 기존의 발표된 실험 결과와 비교하였다. 수치해석 방법으로는 이차의 사면체 요소(quadratic tetrahedral element) 기반의 유한요소해석(FEM) 코드를 이용하였다. 뇌동맥류 내부 평균유속 감소비의 정량적인 면에서는 실험결과와 약간의 차이를 보였으나, 스텐트 공극률에 따른 뇌동맥류 내부 유동장 패턴 및 평균유속 감소의 상대적 특성 등은 비교적 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구에서 고려한 가장 높은 80% 공극률을 가지는 스텐트의 경우에도 비교적 우수한 뇌동맥류 유입 유속 감소 효과를 가짐을 확인할 수 있었으며, 이보다 더 낮은 공극률을 가진 스텐트의 경우에는 약간의 추가적인 뇌동맥류 유입 유속 감소 효과를 가지나, 유속 및 벽전단응력 등의 혈류역학적 특성은 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.