본 연구의 목적은, 입상토질의 노상토에 대한 회복탄성계수의 계절적 변화를 측정하기 위한 실험적 방법을 제시함에 있다. 노상토의 현지 온도와 함수비를 측정키 위해 현장 두 곳에 노상토 온도, 함수비 측정기기를 매설했다. 이러한 계절적 요인을 고려한 회복탕성계수를 결정하기 위해 다회귀분석에 의한 방정식을 유도했다. 응력해석결과, 평균유효응력 깊이에서의 유효회복탄성계수를 사용하는 것이 전 노상토의 특성을 대표할 수 있음을 아울러 찾아내었다. 또한, 온도와 함수비 등 계절적 변화에 따른 회복탄성계수를 예측키 위한 이론적 모델을 본 연구를 통해 제시했다.
튜브 내의 입구영역에서 대류와 비회복사(mon-gray radiation)가 동시에 일어날 때의 열전달 특성을 수치해석적으로 연구하였다. 작동유체는 이산화탄소, 수증기, 질소의 혼합가스라 하였고, 유동은 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 층류 유동으로 가정하였다. 복사전달방정식을 풀기 편하게 하기 위해 P-1 근사법이 사용되었고 혼합가스의 비회흡수계수(non-gray sbsorption coefficient)는 지수광폭밴드모형(exponential wide band model)을 이용해서 구하였다. 열전달 특성에 대한 온도조건의 영향을 조사하기 위해 튜브의 축방향에 대한 평균온도와 뉴셀트수(Nusselt number)의 변화를 몇 가지 다른 온도조건에 대해 나타내었다. 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 경우의 뉴셀트수를 속도장은 완전히 발달되어 있고 온도장만 발달하는 경우의 뉴셀트 수와 비교하였다. 또한, 가스의 성분조성이 대류와 비회복사 뉴셀트수에 미치는 영향을 조사하였다.
튜브 내의 입구영역에서 난류 유동에 의한 대류와 비회복사(non-gray radiation)가 동시에 일어날 때의 열전달특성을 수치해석적으로 연구하였다. 작동유체는 이산화탄소, 수증기, 질소의 혼합가스라고 가정하였다. 지배방정식을 계산하기 위해 유한차분법이 이용되었고, 복사전달방정식을 이차편미분방정식으로 바꾸기 위해 P-1 근사법이 사용되었다. 그리고 혼합가스의 비회흡수계수(non-gray absorption coefficient)는 지수광폭밴드모형(exponential wide band model)을 이용해서 구하였다. 열전달특성에 대한 온도조건의 영향을 조사하기 위해 튜브의 축방향에 대한 평균 온도와 뉴셀트수(Nusselt number)의 변화를 몇 가지 다른 온도조건에 대해 나타내었다. 또한, 가스의 성분조성에 대한 영향을 조사하였으며, 이러한 결과에 기초해서 튜브 내에서 난류유동에 의한 대류와 비화복사가 동시에 일어날 때의 복사 뉴셀트수를 쉽게 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.
발목 염좌가 발생 시 초기에 응급처지와 고정치료를 하는 것이 매우 중요하며, 재활 및 회복 과정에서 발목을 지지해주는 역할과 냉찜질과 온찜질을 제어해주는 보호대를 사용하는 것이 효과적이다. 이에 인체공학적으로 환자 발목에 맞는 보호대를 제작하여 발목을 제대로 압박해주어 재부상을 방지해줄 것이며, 보호대 자체에서 운동제어를 해줄 수 있게 설계하여 환자의 발목 온도에 따라 자동으로 온도 조절을 통하여 회복을 도모하며, AT분야와 접목시켜 압박센서와 온도센서를 이용하여 환자들이 손상 이전 상태로 회복할 수 있는 인체공학적 발목보호 시스템을 설계하려 한다.
스티렌 함량이 SBR 가황물의 회복 거동에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 스티렌 함량이 15와 21 wt%인 SBR을 사용하였다. 스티렌 함량이 적은 가황물이 스티렌 함량이 많은 가황물에 비해 더 낮은 온도에서 회복하기 시작하였으며, 스티렌 함량이 적은 가황물의 회복 속도가 스티렌 함량이 많은 가황물보다 느렸다. 두 가황물 간의 회복 차이는 카본블랙으로 보강된 가황물이 실리카로 보강된 것보다 컸다. 실험 결과는 유리전이온도와 모듈러스로 설명하였다.
형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 및 좌굴후 거동을 해석 및 실험적으로 고찰하였다. 균일한 온도분포, 양단고정 상태에서 형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 거동을 나타내었고 검토하였다. 삽입한 형상기억합금 선의 형상회복력은 복합적층 보의 열팽창 변형률을 감소시킴으로써 임계좌굴온도를 증가시키고 좌굴후 거동에서 횡방향 변형을 감소시키는 결과를 얻을 수 있었다. 형상회복력이 열좌굴에 미치는 영향을 온도-하중-횡방향 변위의 거동결과에서 세장비, 기하학적 초기결함, 형상기억합금 선의 삽입 위치 등의 설계변수를 고려하여 정량적으로 나타내었다. 온도-횡방향 변형의 결과로부터 임계좌굴온도를 구하는 접선교차점의 방법을 제안하였다. 열좌굴 및 좌굴후 거동에서 실험결과의 해석을 바탕으로 형상회복력이 임계좌굴온도에 미치는 영향을 나타내는 이론적인 식을 제시하였다.
국내산 잣나무재의 바닥재로의 이용을 위해 열압밀화를 실시하였다. 재질평가로서 표면경도와 치수안정성을 조사하였다. 압축률 50%로 열압밀화를 실시하여 비중 0.82~0.92의 고비중재를 얻을 수 있었다. 열압온도의 증가와 함께 표면경도는 증가하였으며, 온도 $160^{\circ}C$에서 30분간 열압밀화 한 시험편의 표면경도는 $23.6N/mm^2$로서 가장 높은 값을 나타내었다. 그러나 $180^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 목재표면의 열분해에 의해 오히려 경도가 감소하였다. 열압온도의 증가는 치수회복률의 감소를 야기하였으며, 열압온도 $200^{\circ}C$에서는 14.9%로 가장 낮은 치수회복률을 나타내었다. 열압시간의 증가 또한 치수회복률 감소에 영향을 미치지만 열압온도에 의한 영향이 더욱 지배적이었다.
본 연구에서는 미약 자기장 자극이 근피로 회복 및 근통증 완화를 확인하기 위하여 적외선 체열 영상진단검사법을 이용하여 체표면 온도변화를 측정하였다. 피험자(n=96)에 대하여 등척성 운동으로 근피로를 유발시킨 후 무자극 그룹(n=32)과 저주파 자극 그룹(n=32) 그리고 자기장 자극 그룹(n=32)의 3일 동안 체표면 온도변화와 저주파, 자기장 자극 그룹의 자극 전/직후의 체표면 온도변화를 측정하였다. 그 결과, 운동 직후 $0.86{\pm}0.43^{\circ}C$(n=96)의 좌/우측 온도차이가 발생하였으며, 저주파 자극 직후에는 $0.78{\pm}0.12^{\circ}C$, 자기장 자극 직후에는 $0.1{\pm}0.39^{\circ}C$의 좌/우측 온도차를 확인하였다. 또한 3일 이후 무자극 시 $0.3{\pm}0.14^{\circ}C$, 저주파 자극 시 $0.05{\pm}0.21^{\circ}C$, 자기장 자극 시 $0.03{\pm}0.21^{\circ}C$의 좌/우측 온도차이를 확인하였다. 이에 자기장 자극의 좌/우측 체표면 온도차이가 가장 낮은 것을 확인하였으며 근피로 회복 및 근통증 완화에 효과가 있음을 확인하였다.
고속으로 비행하는 물체는 공력가열에 의해 온도가 상승한다. KSLV-I 비행 중 공력가열 조건을 예측하는 방법으로 MINIVER를 이용하는 방법과 전산유동해석(CFD)기법을 이용하는 방법이 있다. MINIVER는 경험적 기법을 이용하여 대류열전달계수 및 회복온도를 산출하며, CFD 기법은 실제 유동장을 해석하여 발사체 표면에서의 공력가열조건을 산출한다. 본 연구에서는 CFD 기법을 이용하여 얻은 공력가열조건을 PLF 구조물 외부 표면에 적용하여 PLF 내부 온도장을 해석하고 그 결과를 KSLV-I 1차 비행시험 결과와 비교하였다.
초탄성 니켈-티타늄 호선의 하중값은 온도 변화에 따라 변화함이 보고된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 온도가 변화함에 따라 니켈-티타늄 합금 호선의 하중값이 어떻게 변화하는지 알아보고자 하였다. $37^{\circ}C$ 항온 상태에서 $0.016"{\times}0.22"$ 니켈-티타늄 호선을 3.1 mm까지 변위시키는 3점 굴곡 실험을 시행하여 하중 시와 탈하중 시의 1.5mm 변위지점의 하중값을 측정하고 이 지점에서 구강내 온도 변화를 고려한 온도 변화 실험을 시행하였다. $20^{\circ}C$ 저온수 또는 $50^{\circ}C$ 고온수를 호선에 흘려보냄으로써 온도 변화를 주었다. 저온 실험은 저온수로 온도 변화를 주고 $37^{\circ}C$ 항온 온도로 회복된 후에 다시 저온수를 흐르게 하는 방법으로 10회 시행하였고 고온 실험도 동일한 방법으로 시행하였다. 그 결과 하중 시 1.5mm 변위지점의 하중값은 저온 실험 및 고온 실험 후 $37^{\circ}C$로 회복된 후에도 모두 감소된 값을 유지하였다. 반대로 실제로 치아에 가해지는 교정력으로 생각되는 탈하중 시 1.5 mm 변위 지점의 하중값은 저온 실험 및 고온 실험 후 온도가 $37^{\circ}C$로 회복되어도 모두 증가된 값을 유지하였다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 온도변화를 거친 후 초탄성 니켈-티타늄 합금 호선의 하중 시 힘은 감소하였고 탈하중 시 힘은 증가되므로, 임상에서 니켈-티타늄 호선을 적용 시에는 $37^{\circ}C$에서의 하중-변위 곡선에서 나타나는 힘에 비해 더 작은 하중 시 힘과 더 큰 탈하중 시 힘이 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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