• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.748-753
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• 2001

The objective of the present study is to visualize the pulsatile flow fields by using three-dimensional computer simulation and the PIV system. A closed flow loop system was built for the steady and unsteady experiments. The Harvard pulsatile pump was used to generate the pulsatile pressure and velocity waveforms. Conifer powder as the tracing particles was added to water to visualize the flow field. Two consecutive particle images were captured by a CCO camera for the image processing at several cross section. The range validation and the area interpolation methods were used to obtain the final velocity vectors with high accuracy. The finite volume predictions were used to analyze three-dimensional flow patterns in the bifurcation model. The results of the PIV experiment and the computer simulation are in good agreement and the results show the recirculation zones and formation of the paired secondary flow distal to the apex of the bifurcated model. The results also show that the branch flow is pushed strongly to the inner wall due to the inertial force effect and helical motions are generated as the flow proceeds toward the outer wall.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권3호
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• pp.181-187
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• 2002

일정한 주기를 갖는 맥동유동에 대하여 혈관이 확장될 때 나타나는 동맥류 내부에서의 유동 및 벽면전단응력의 특성을 2차원적으로 고찰하였다. 상용 소프트웨어를 이용하여 직경비 1.5. 2.0 및 2.5 그리고 Womersley 수 15.47에 대한 복부대동맥내의 유동 현상을 수치해석하였다. 해석결과 동맥류 상단부에서 형성된 재순환유동은 시간의 흐름에 따라 생성과 소멸을 반복하였고. 시간이 3.19초인 경우, 동맥류 입구부 상단 근처에서 매우 미약한 재순환유동이 발달하고 있음을 예상할 수 있었다. 그리고 직경비가 증가할수록 동맥류 말단부에서 전단응력의 변화의 폭이 증가하였고 최대 전단응력의 값도 증가하는 것을 알 수 있었다. 그러나 최대 벽면전단응력의 발생 위치는 직경비의 변화와 거의 무관하였으며 동맥류 말단부 근처 (z : 35mm)에서 발생하였다

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권8호
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• pp.511-517
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• 2016

3차원의 협착 혈관모델을 3D 프린터를 이용하여 제작하였다. 협착부는 관의 중심축에 대하여 대칭인 형태이며, 협착부가 0도인 직관과 10도로 굽어진 관인 두 가지 모델에 대하여 실험을 수행하였다. 협착모델 내부 속도장을 매질에 대한 왜곡 없이 측정하기 위하여 굴절률일치법을 이용하였다. 정량펌프를 사용하여 발생된 맥동유동은 펌프의 회전속도로 세 가지의 속도조건을 조절하였다. 비정상상태의 속도장은 time-resolved PIV 기법을 이용하여 측정되었다. 주기적인 와류의 생성과 이동은 관 내 최대속도 영역과 관련 있으며, 와류의 크기와 위치 및 대칭성은 레이놀즈수와 관의 기하학적 구조에 영향을 받음을 알 수 있었다. 곡선관에서는 협착부 하류에 재순환 영역이 관찰되며, 이는 혈류역학적 관점에서 혈전의 형성과 침착 가능성을 설명해준다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.765-768
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• 2003

The objective of the present study was to visualize the pulsatile flow field in a branching model by using the high-resolution PIV system. A bifurcated flow system was built for the experiments in the pulsatile flow. Harvard pulsatile pump was used to generate the pulsatile velocity waveforms. Conifer powder as the tracing particles was added to water to visualize the flow fields. Two consecutive particle images at several cross sections of the flow filed were captured by the CCD cameras ($1K{\ast}1K$ and $640{\ast}480$). The results after the image processing clearly showed the recirculation zones and the formation of the paired secondary flows from the distal to the apex in the bifurcated model. The results also indicated that the flow velocities in the inner wall moved faster than those in the outer wall due to the inertial force effects and the helical motions generated in the branch flows as the flow proceeded toward the outer wall. While the PIV images from the $1K{\ast}1K$ camera were closer to the simulation results thantheimagesfromthe640${\ast}$480camera,bothresultsofthePIVexperimentsusingthetwocamerasgenerallyagreed quitewellwiththeresultsfromthenumericalsimulation.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.444-453
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• 1987

본 연구에서는 난류구조에 대한 유선곡률의 영향을 명확히 반영하는 적절한 곡률수정 2-방정식모델을 개발하고자 한다. 이 연구에서 제안된 모델의 타당성은 다 음의 2차원 재순환유동에 대한 실험결과와 계산결과의 비교를 통해서 입증될 것이다. (1) Moss와 Bake에 의하여 맥동열선 풍속계로 측정된 두꺼운 수직벽주위의 유동` (2) 레이저 도플러 속도계로 Fraser와 Siddig에 의해 측정된 얇은 수직벽유동` (3)맥동열 선 풍속계로 Eaton이 실험한 후면벽유동` (4)맥동열선 풍속계로 Moss와 Baker가 측정 한 전면벽유동. 새로운 곡률수정 2-방정식모델은 2장에서 설명되고 있으며, 3장에서 는 경계조건과 수치계산 과정이 간단이 기술되어 있다. 그 뒤에 4장에는 계산결과와 실험치에대한 비교검토가 설명되어 있고 마지막으로 5장에서는 본 연구에 대한 결론을 맺고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.129-136
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• 2010

액셜 피스톤 펌프는 유압시스템의 동력원으로 널리 사용되고 있으나, 펌프내의 유체유동에 관한 연구는 유체 압축성, 고속회전, 유량변화와 복잡한 형상 때문에 1차원 해석으로 수행되어졌다. 본 연구의 목표는 3차원 수치해석 방법을 이용하여 액셜 피스톤 펌프내의 유압유체 유동과 토출압 맥동의 생성과정을 이해하는 것이다. 시뮬레이션 모델의 수렴성 향상 및 강건성 확보를 위하여 밸브 플레이트 주위의 격자계는 육면체 격자로 구성하였다. 또한, 수치해석시 필요한 오일의 밀도와 압력의 관계는 실험식을 적용하였다. 3차원 수치해석의 결과는 실험결과와 비교적 잘 일치하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3039-3044
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• 2007

A few fluid structure interaction analyses have been developed for turbomachinery blades in comparison with aircraft wings. Also, the existing aeroelastic analyses for turbomachinery blades have been mostly limited to cases with a steady freestream. In reality, however, the inflowing freestream is often pulsating. Therefore, this paper presents stability and forced response analyses of an isolated three-dimensional blade under pulsating freestream conditions. A new three-dimensional unsteady vortex lattice model under a pulsating freestream has been developed in discrete time domain to examine unsteady aerodynamic forces acting on a vibrating blade. The blade's structural behaviors have been analyzed by using a three-dimensional plate model. In the aeroelastic analysis, the flutter onset of a blade under pulsating freestream is predicted by the Floquet analysis. The new time domain method can predict aeroelastic stability as well as time history.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권7호
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• pp.685-691
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• 2011

본 연구는 도플러 광 단층촬영법이 미세유동 및 미세구조를 동시에 측정하는 첨단 장비임을 보일뿐 아니라 기존의 도플러 광 단층촬영법의 한계를 극복한 새로운 방법을 제시하였다. 기존의 도플러 광단층촬영법은 샘플로 입사되는 광과 같은 방향의 속도성분만을 측정할 수 있다. 본 연구에서는 임의의 속도벡터의 세 성분을 동시에 측정할 수 있는 다관점 도플러 광 단층촬영법을 개발하였고 심전도 게이트를 사용하여 맥동혈류유동의 3 차원 공간 내에서 위상속도 벡터장을 측정하는 심전도 게이트 다관점 도플러 광 단층촬영법의 타당성 조사를 햄스터 모래주머니 모델을 사용하여 수행하였다. 이를 통해 측정 가능한 속도성분의 수를 증가할 뿐 아니라 프레임 레이트가 심박에 비해 상대적으로 느리기 때문에 발생하는 엘리아싱 문제를 해결하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.229-235
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• 2013

유연한 혈관벽을 가진 경동맥 분지관을 흐르는 혈액의 유동을 해석하기 위하여 비정상상태, 비압축성, 뉴턴 유체를 가정한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 유체영역은 P2P1 유한요소를 사용하였으며, 격자의 움직임을 모사하기 위하여 arbitrary Lagrangian-Eulerian 기법을 적용하였다. Newmark 관계식을 이용하여 고체영역의 선형탄성 방정식의 변수들을 속도에 관한 방정식으로 간략화하였으며, 유체와 고체의 운동에 관하여 완전 결합된 공식을 얻었다. 맥동의 한 주기 동안에 혈관벽의 유연성이 유동장에 큰 영향을 미치며, 경동맥 분지각이 커짐에 따라 경동맥 공동에서 유동장의 정체영역이 더 넓게 분포한다는 연구결과를 얻었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.295-300
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• 2004

코일을 동맥류에 삽입하여 동맥류 내부 유동 정체를 유발하므로 동맥류를 치료 방법이 최근 많이 사용되고있다. 동맥류의 내부를 코일로 완전히 채우지 못하고 부분 폐색할 경우가 발생하며, 동맥류의 부분 폐색 위치에 따라 혈류 유동이 변하므로 이는 동맥류 내부의 혈전 형성에 영향을 미필 수 있다. 또한 동맥류가 발생한 모혈관의 형상에 따라 동맥류로 유입되는 유동 특성이 변하므로, 모혈관의 형상에 따라 효율적인 동맥류 폐색을 위한 코일의 위치가 변할 수 있다. 효율적인 동맥류 폐색을 위한 코일 위치를 제시하기 위하여 내경 동맥에서 발생한 측방 동맥류의 부분 폐색위치와 내경 동맥의 형상에 따른 동맥류 내부 유동장을 수치해석을 이용하여 해석하였다. 3차원 맥동 유동장은 혈액의 비뉴톤성 점성 특성을 고려하여 계산되었다. 또한 동맥류 폐색에 영향을 미치는 유체역학적 인자인 동맥류 유입 유량 및 벽전단응력을 계산하였다. 코일은 동맥류 목에 삽입하였을 경우에는 천정부에 삽입한 경우에 비해 동맥류 내부로 혈류의 유입을 감소되었다. 임계 벽전단응력 이하의 저 전단응력지역은 곡선형 모혈관에 비해 직선형 모혈관에서 컸으며, 원위부 목 폐색 모델에서 가장 크게 나타났다. 따라서 동맥류 원위부 목은 동맥류 내부로의 혈류 유입이 감소하고, 저 전단응력 지역을 크게하는 코일 위치이므로, 이 위치는 동맥류 색전술시 혈전의 형성으로 인한 동맥류 폐색에 적합한 위치로 예상된다.