• Smart Structures and Systems
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• 제24권3호
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• pp.361-377
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• 2019

The stiffness of shape memory alloy (SMA) spring while in actuation is represented by an empirical model that is derived from the logistic differential equation. This model correlates the stiffness to the alloy temperature and the functionality of SMA spring as active variable stiffness actuator (VSA) is analyzed based on factors that are the input conditions (activation current, duty cycle and excitation frequency) and operating conditions (pre-stress and mechanical connection). The model parameters are estimated by adopting the nonlinear least square method, henceforth, the model is validated experimentally. The average correlation factor of 0.95 between the model response and experimental results validates the proposed model. In furtherance, the justification is augmented from the comparison with existing stiffness models (logistic curve model and polynomial model). The important distinction from several observations regarding the comparison of the model prediction with the experimental states that it is more superior, flexible and adaptable than the existing. The nature of stiffness variation in the SMA spring is assessed also from the Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA), which as well proves the proposal. This model advances the ability to use SMA integrated mechanism for enhanced variable stiffness actuation. The investigation proves that the stiffness of SMA spring may be altered under controlled conditions.

• Journal of Korean Biological Nursing Science
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• 제24권2호
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• pp.77-85
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• 2022

Purpose: Aging process comes with cognitive impairment due to decreased neuronal cell number, activity, and neuronal circuit. Alteration of inhibitory neurons contributes to cognitive impairment in normal aging and is responsible for disrupting the excitation/inhibition balance by reducing the synthesis of gamma-aminobutyric acid (GABA). Morus nigra (Mulberry) is a natural physiologically active substance that has been proven to have anti-oxidant, anti-diabetic, and anti-inflammatory effects through many studies. This study aimed to evaluate the effects of the mulberry extract (ME) on cognitive function through anti-oxidant enzyme and GABAergic neuronal activity in aged rat brain. Methods: Sprague Dawley rats were randomly assigned as the young group (8 weeks, n= 8), aging group (67 weeks, n= 8), and aging+ mulberry extract group (67 weeks, n= 8). The aging+ mulberry extract group was orally administered 500 mg/kg/d mulberry extract for 6 weeks. Results: The aging+ mulberry extract group improved spatial and short-term memory. The antioxidant potential of ME increased the expression of superoxide dismutase-1 (SOD-1) and decreased inducible nitric oxide synthase (iNOS). Also, the aging+ mulberry extract group significantly increased the expression of GABAergic interneuron in hippocampus cornu ammonis1 (CA1) compared to the aging group. Conclusion: The number of GABAergic inhibitory interneurons was deceased and memory functions in the aging process, but those symptoms were improved and restored by mulberry extract administration.

• 한국표면공학회지
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• 제56권6호
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• pp.386-392
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• 2023

In this work, we describe the reduction kinetics of gold nanoparticles synthesized by plasma discharge in aqueous solutions with varied voltages and precursor (HAuCl₄) concentrations. The reduction rate of [AuCl₄]^- was determined by introducing NaBr to the gold colloidal solution synthesized by plasma discharge, serving as a catalyst in the reduction process. We observed that [AuCl₄]^- was completely reduced when its characteristic absorption peak at 380 nm disappeared, indicating the absence of [AuCl₄]^- for ligand exchange with NaBr. The reduction rate notably increased with the rise in discharge voltage, attributable to the intensified plasma generated by ionization and excitation, which in turn accelerated the reduction kinetics. Regarding precursor concentration, a lower concentration was found to retard the reduction reaction, significantly influencing the reduction kinetics due to the presence of active H⁺ and H radicals. Therefore, the production of strong plasma with high plasma density was observed to enhance the reduction kinetics, as evidenced by optical emission spectroscopy.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.89-103
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• 2009

이 연구에서는 얇은 판형구조물의 손상탐지에 널리 사용되어오는 램파에 시간반전(time reversal)개념의 적용성을 이론적으로 규명한다. 고전적 시간반전 음향학에 의하면, 센서에서의 출력신호를 시간영역에서 반전 후 재입사시켜 원래의 가진점으로 돌려보내면, 그 가진점에서 원래 입력신호가 복원된다. 그러나 램파에 시간반전과정을 적용하게 되면 램파 고유의 분산성과 판 경계에서의 파 반사로 인해 시간반전성이 복잡한 양상을 띠게 된다. 이러한 램파의 시간반전성을 보다 잘 이해하기 위해 이 연구에서는 램파의 시간반전과정을 이론적으로 규명한다. 특히, 램파의 내부모드분산, 다중모드분산, 그리고 판 경계면에서의 램파의 반사가 시간반전성에 미치는 영향을 정식화하였다 간단한 수치예제를 통해 이 연구에서 제시된 이론적 발견들의 타당성을 검증한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.77-84
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• 2006

최근 들어 지진발생 빈도의 증가와 더불어 초고층 빌딩, 장대교량 등과 같은 대형구조물의 경량화, 유연화로 인해 발생하는 구조물의 과도한 동적거동을 효과적으로 제어할 수 있는 제진시스템의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 지진으로부터 구조물을 보다 효과적으로 보호하기 위해 자기장에 의해 역학적 성질을 변화시킬 수 있는 제어가 가능한 지능형재료인 자기민감 고무(Magneto-Sensitive Rubber)를 이용한 반 능동 기초격리 시스템을 제안하였다. 제안된 기초격리 시스템은 기존의 LRB(Lead-Rubber Bearing) 시스템과의 비교 분석을 통해 면진성능을 평가하였으며 이를 위해 몇 가지 역사적 지진들을 이용수치해석을 수행하였다. 제안된 자기민감 고무를 이용한 반 능동 기초격린 시스템은 기존의 수동 시스템보다 기초전단력이나 상부구조물에 가속도 전달을 차단함과 동시에 기초변위를 현저하게 감소시킬 수 있음을 보였다. 그러므로 자가민감 고무를 이용한 반 능동 기초격리 시스템은 지진으로부터 구조물을 효과적으로 보호할 수 있을 것으로 사료된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.43-51
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• 2019

택싱모드 상태에서 노면의 가진으로 발생하는 기체 가속도는 조종사와 탑승객의 탑승감을 해치는 주 요인이다. 본 논문에서는 MR댐퍼 착륙장치의 탑승감을 향상시키기 위해 제어기법을 연구하였다. 제안된 제어기법은 Skyhook Control Type2 로 기존의 스카이훅 제어와는 달리 추가적으로 상부질량가속도를 피드백 받아 제어력을 구성한다. Skyhook Control Type2는 상부질량의 속도와 가속도를 모두 고려하기 때문에 상부질량속도만을 고려하는 스카이훅 기법의 제어한계를 개선하는 효과가 있다. 시뮬레이션을 위해 범퍼형태의 노면을 활주노면으로 선정하였으며, 리커다인(RecurDyn)으로 구성한 착륙장치 모델과 시뮬링크(Simulink)로 설계한 제어기를 연동해석 하였다. 시뮬레이션을 통해, 상부질량가속도의 RMS값과 최대값을 활주속도 및 제어기법에 따라 비교 분석하여 Skyhook Control Type2에 대한 제어효과를 검증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제28권3호
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• pp.429-440
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• 2007

A coded excitation has been studied to improve the performance for ultrasound imaging in term of SNR, imaging frame rate, contrast to tissue ratio, and so forth. However, it requires a complicated arbitrary waveform transmitter for each active channel that is typically composed of a multi-bit Digital-to-Analog Converter (DAC) and a linear power amplifier (LPA). Not only does the LPA increase the cost and size of a transmitter block, but it consumes much power, increasing the system complexity further and causing a heating-up problem. This paper proposes an optimized 1.5bit fourth order sigma-delta modulation technique applicable to design an efficient arbitrary waveform generator with greatly reduced power dissipation and hardware. The proposed SDM can provide a required SQNR with a low over-sampling ratio of 4. To this end, the loop coefficients are optimized to minimize the quantization noise power in signal band while maintaining system stability. In addition, the decision level for the 1.5 bit quantizer is optimized for a given input waveform, which results in the SQNR improvement of more than 5dB. Computer simulation results show that the SQNR of a FM(frequency modulated) signal generated by using the proposed method is about 26dB, and the peak side-lobe level (PSL) of its compressed waveform on receive is -48dB.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.203-209
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• 2020

본 연구에서는 자동차 엔진에 적용되는 고무마운트의 성능을 극대화하여 시동초기 진동특성를 개선하기 위해 능동형 하이브리드 마운트를 제안하고 진동절연 성능을 실험적으로 고찰하고자 한다. 제안된 하이브리드 마운트는 수동형 고무요소와 능동형 압전작동기로 구성되었으며, 동적 특성과 제어력의 실험적 고찰을 통해 하이브리드 마운트가 제작되었다. 수직방향의 진동을 고려하여 관성질량을 갖는 압전-고무 하이브리드 마운트의 동적 지배방정식을 수학적으로 모델링하였으며 상태 공간 방정식으로 표현하였다. 본 연구에서는 진동을 절연하기 위해 강건한 슬라이딩 모드 제어기가 구성되어 진동제어 실험에 적용되었다. 마지막으로 넓은 주파수 영역에서 진동제어 성능을 실험적으로 고찰하였으며 주파수 영역에서의 전달율과 시간영역에서 진동절연 성능을 평가하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.399-404
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• 2005

본 논문은 생체시스템의 인공면역시스템을 이용한 Immunized PID 제어기를 구성하였으며, 상층부위에 제동시스템이 부착된 다층 건축물의 진동제어에 적용하였다. 인공면역시스템은 인체가 외부로부터 침투하는 바이러스, 병원균 등으로부터 보호하기 위하여 내부의 항체들이 이를 극복하기 위하여 행동하는 현상을 모델링한 것으로써 외란입력에 대한 적응성 및 강인한 응답특성을 가지고 있다. 본 논문에서 설계된 제어시스템은 항만의 건축물에 능동제어기로 적용하였으며, 바람이나 지진과 같은 환경적 부하로 인해 발생되는 건축물의 응답변위를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 나타내었다. 그리고, 기존의 진동제어에 널리 이용되는 제어기도 함께 적용하여 제안한 제어기 성능의 우수성을 입증하고자 함과 동시에 인공면역시스템을 응용한 제어기 설계에 대한 비젼도 제시하고자 한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권6호
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• pp.41-48
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• 2002

이 논문은 지진을 받는 축소 3층 건물모델의 제어 실험에 관한 것이다. 건물모델에 대해 능동 질량 감쇠기를 사용하여 강인제어기인 $\mu$합성 제어기를 설계하고 실험적으로 검증하였다. 외란 입력과 제어용 출력에 적합한 주파수 가중함수를 설정하고 가중함수의 조합을 분석하여 최적의 $\mu$합성 제어기를 제시하였다. 실험 결과 백색잡음 가진 입력에 대한 RMS 응답에서 60-70%의 감소를 보여주었고, 축소 지진 입력에 대한 최대 응답에서 30-45% 정도의 감소효과를 나타내었다. 수치해석결과와 실험의 결과가 매우 정확히 일치하였으며 불확실성을 갖는 구조물에 대하여 제어기가 불확실성의 범위 내에서 강인하다는 것을 보여주었다.