• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.2285-2290
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• 2012

동맥경화는 혈관 안에서 콜레스테롤의 침착 때문에 혈관이 좁아지거나, 딱딱해 지거나, 두꺼워 지게 되는데, 이런 현상이 심해지게 되면 동맥은 단단해져서 혈액이 원활히 통과하지 못하게 되고 심하면 사망 까지 이르게 되는 것이다. 본 연구에서는 복대동맥에서의 동맥경화가 진행되는 것을 탄성 혈관 일 때와 강성 혈관 일 때 각각 협착률이 혈관 직경의 20과 45%로 설정하고 속도와 압력 변화를 살펴보기 위하여 유한 요소 해석을 이용하여 모델링을 하였다. 혈관이 탄성 혈관일 때 속도와 압력 값은 협착률이 혈관 직경의 20%일 때 보다 45%일 때 더 높게 나타났으며, 강성 혈관에서 속도와 압력 값은 협착률이 혈관 직경의 20%일 때보다 45%에서 더 높았다. 협착률이 혈관 직경의 20과 45%인 탄성 혈관에서 재순환영역이 나타났다. 본 연구결과 혈관 협착에 따른 혈류역학적 특징을 이해하는데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제27권1호
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• pp.81-90
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• 2017

터널에서의 일상계측은 공정 특성상 굴착 후 바로 수행되기 어렵고, 일정 간격마다 수행되기 때문에 굴착 전 발생하는 선행변위를 측정할 수 없다. 본 연구에서는 굴착과 동시에 측정할 수 있는 굴진면 수평변위를 이용하여 단층대가 터널 상부에 분포하는 경우 천단부에서 발생하는 선행변위를 분석하였다. 단층이 터널의 굴진방향과 이루는 각도와 경사가 서로 다른 24개 모델에 대해 3차원 유한요소해석을 실시하여 굴진면 수평변위와 선행 천단변위의 상관성을 분석하였다. 분석결과, 선행 천단변위에 대한 굴진면 수평변위의 비($L_{face}/C$ ratio)는 순경사 모델의 경우 약 2~12%, 역경사 모델은 2~13%로 각 모델별로 일정한 비율을 보이는 것으로 나타났다. 또한 회귀분석을 통한 선행 천단변위와 굴진면 수평변위의 상관성을 분석한 결과, 대부분의 모델에서 약 0.8 이상의 높은 결정계수($R^2$)를 보여 굴진면에서 발생하는 수평변위를 이용하면 계측 전 터널 천단에서 발생하는 선행변위의 산정이 가능한 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.479-487
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• 2023

최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권4호
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• pp.359-371
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• 2008

연구목적: 본 연구에서는 하악의 동일한 부위에 4개의 임플랜트를 식립하여 임플랜트 피개의치를 설계하는 경우, 바 구조와 이중관 구조 간의 응력분포에 대해 비교 분석하고자 하였다. 연구재료 및 방법: 하악골, 하악골에 식립한 4개의 임플랜트, 일차고정의 바 연결 상부구조, 이차고정의 이중관 상부구조를 삼차원 유한요소 모델링하였고, 상부 구조물에 최대 교두 감합위를 재현하는 수직하중과 측방운동시 작업측의 군기능을 재현하는 경사하중을 가하고, 최대 응력과 응력분포를 하악골, 임플랜트 지대주, 임플랜트 상부 구조물에서 분석하였다. 결과: 1. 악골에서의 최대 응력값은 경사하중을 제외하고 수직하중과 작업측 경사하중에서 이중관 구조가 바 구조에 비해 다소 적은 응력값을 보였다. 이중관 구조가 바 구조에 비해 비교적 악골 전체에 고르게 응력이 분포되었다. 2. 지대주에서는 모든 하중 조건에서 이중관 구조가 바 구조에 비해 낮은 응력값을 보였다. 응력 분포 양상은 두 구조에서 모두 비슷한 양상을 나타내었으며, 최후방 지대주의 원심면에 응력이 집중되었다. 3. 상부구조물에서는 모든 하중 조건에서 이중관 구조가 바 구조에 비해 높은 응력값을 나타냈다. 그러나, 바 구조에서는 바의 각 중심부와 지대주와의 연결부위, 지대주의 치경부에 응력이 집중된 반면, 이중관 구조에서는 상부 구조물 전체에 비교적 고른 응력 분포를 보였다. 결론: 본 연구 결과 이중관 구조가 바 구조보다 악골과 지대주에서는 더 낮은 응력을, 상부 구조물에서는 더 큰 응력을 나타냈다. 상부 구조물에 비교적 크게 전달되는 응력을 견딜 수 있는 상부구조물의 설계와 재료 선택만 이루진다면, 응력분포 면에서 이차고정을 하는 이중관 구조가 일차 고정하는 바 구조에 비해 유리하리라 생각된다.

• 대한치과교정학회지
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• 제38권5호
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• pp.304-313
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• 2008

본 연구는 골내 고정원으로 사용하는 미니플레이트 시스템의 초기 안정성에 영향을 주는 요인에 대해 알아보기 위해 시행하였다. 미니플레이트의 고정에 사용되는 미니스크류의 길이, 수 및 적용되는 교정력의 방향에 따른 골내 응력 분포 양상과 미니스크류의 변위 정도를 분석하기 위하여 3차원 유한요소분석을 시행하였다. 단순화한 골 모델에 6 hole의 곡선형 미니플레이트를 위치하고 직경 2 mm의 미니스크류로 고정하되 각각 6 mm와 4 mm 길이의 두 가지 종류로 세 개 또는 두 개로 고정한 총 네 개의 유한요소모델을 제작한 후 각각의 모델에서 4 N의 교정력을 미니플레이트의 고정되지 않은(unfixed) 가장 원심측 두개의 hole을 연결한 가상의 축에 대해 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$ 방향으로 각각 적용하였다. 미니플레이트를 고정하는 미니스크류가 동일 길이일 경우 개수가 작을수록, 동일 개수일 경우 길이가 짧을수록 골에 나타나는 최대 응력과 미니스크류의 최대 변위가 증가되었다. 골에 나타나는 최대 응력은 해면골에 비해 피질골에 집중되어 응력의 대부분은 피질골에서 흡수되었다. 미니플레이트의 가상의 축에 대해 교정력의 견인 방향이 증가할수록 골내의 최대 응력과 미니스크류의 최대 변위가 증가되었다. 골내의 최대 응력과 미니스크류의 최대 변위는 적용된 견인력 지점에서 가장 가까운 미니스크류 고정 부위였다. 이상의 결과로 미니플레이트 시스템의 초기 안정성을 위해 2 mm 직경의 미니스크류를 사용 시 4 mm 보다는 6 mm 길이의 미니스크류를, 2개보다는 3개 식립하는 것이 더 유리하며, 미니플레이트의 가상의 축에 대해 적용하는 교정력의 견인방향이 가급적 일치되도록 미니플레이트를 위치시키는 것이 좋을 것으로 생각된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제36권2호
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• pp.70-79
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• 2020

목적: 상악 임플란트 피개의치에서 유지장치 종류와 구개 피개 유무에 따른 응력분포를 3차원 유한요소분석법을 통해 알아보고자 한다. 연구 재료 및 방법: CAD를 이용하여 전방부에 4개의 임플란트를 식립한 4종류의 상악 임플란트 피개의치에 대한 3차원 모델을 디자인하였다. 1) Ball-F: 볼 유지장치를 사용하고 구개를 피개한 군, 2) Ball-P: 볼 유지장치를 사용하고 구개를 피개하지 않은 군, 3) Bar-F: 바 유지장치를 사용하고 구개를 피개한 군, 4) Bar-P: 바 유지장치를 사용하고 구개를 피개하지 않은 군. 응력분석은 유한요소 분석 프로그램인 ANSYS Workbench Ver. 14를 사용하였으며, 편측 저작의 상황을 고려하여 우측 제1대구치에 100 N의 정적하중을 적용하여 임플란트, 임플란트 주위 골, 점막에 발생하는 최대 응력값을 기록하였다. 결과: 볼 유지장치를 사용한 군이 바 유지장치를 사용한 군보다 임플란트 및 임플란트 주위골에 발생하는 최대 응력값이 작았다. 하지만 점막에서의 최대 응력값은 그 반대로 나타났다. 구개를 피개하면 유지장치의 종류와 무관하게 임플란트, 임플란트 주위 골, 점막 모두에서 최대응력값이 작아졌다. 결론: 본 연구의 한계 내에서 상악동 전방부에 4개의 임플란트를 식립하여 수복된 피개의치에서 바 유지장치보다는 볼 유지장치를 사용하고 구개를 완전히 피개하는 경우가 임플란트와 임플란트 주위 골의 응력분산에 효과적이다.

• 대한치과보철학회지
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• 제37권5호
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• pp.581-596
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• 1999

하악 우측 제1대구치 및 제2대구치가 손실된 2급하악 후방연장 국소의치에서 무치악 부위 지대치 유도면의 기울기와 형태가 지지조직에 미치는 응력 및 변위를 비교 분석하기 위하여 3차원 유한요소법을 이용하여 알아보았다. Kratochvil 형태의 유도면의 기울기가 잔존치조제에 대하여 $90^{\circ}$인 경우, $95^{\circ}$인 경우, 그리고 $100^{\circ}$인 경우와 Krol형태의 유도면의 기울기가 $90^{\circ}$인 경우에 있어서 제2소구치를 지대치로 하고 RPI형태의 유지장치를 사용하는 경우를 가정하여 모델링한 다음 제1대구치 및 제2대구치의 중심와에 150N의 하중을 가하여 응력 및 변위에 대하여 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Kratochvil의 유도면 형태 중 기울기가 $90^{\circ}$인 경우와 Krol의 유도면 형태에서는 유사한 응력 분포를 나타내었으며 특히 지대치에서 치근단 방향으로 응력이 향하는 것으로 나타났다. 2. 유도면의 기울기가 $95^{\circ}$인 경우에서는 지대치의 치근단 부위에 응력이 증가하면서 근심방향으로 향하였으며, $100^{\circ}$인 경우에서는 치근단의 응력이 협측 및 근협측 방향으로 집중되어 나타났다. 3. 유도면의 기울기가 $90^{\circ}$인 경우에서는 지대치의치근이 조금 시계방향으로 비틀리는 양상으로 나타났으며, Krol의 유도면 형태에서는 지대치가 치근단 부위에서는 원설측으로 치경부에서는 근협측으로 변위되었다. 4. 유도면의 기울기가 $95^{\circ}$인 경우에서는 지대치의 치근은 치근단 부위에서 근설측으로 약간 변위되었고 치경부 방향으로 갈수록 반시계 방향으로 비틀리면서 보다 많이 변위되었으며, $100^{\circ}$인 경우에서는 지대치 치근단에서는 근협측으로 변위되었고 치경부방향으로 갈수록 시계방향으로 비틀리면서 보다 많이 변위되었다.

• 대한치과교정학회지
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• 제33권4호
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• pp.259-277
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• 2003

본 연구는 상하악 절치부의 압하를 도모하기 위한 장치의 하나인 분절호선장치를 사용하여 절치부의 순측경사에 따른 저항중심의 위치와 변화양상, 그리고 치축경사 개선과 압하를 동시에 이루기 위해 필요한 최소 후방 견인력의 크기 및 변화양상을 알아보기 위하여 3차원 유한요소법을 이용하여 시행되었으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 치축 경사도의 변화에 따른 상악 절치부 저항중심은 1) 정상 치축경사를 가진 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 6mm에 위치하였다. 2) 순측경사가 $10^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓의 원심면 후방 9mm에 위치하였다. 3) 순측경사가 $20^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 12mm에 위치하였다. 4) 순측경사가 $30^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 16mm에 위치하였다. 2. 치축 경사도의 변화에 따른 하악 절치부 저항중심은 1) 정상 치축경사를 가진 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 10mm에 위치하였다. 2) 순측경사가 $10^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 13mm에 위치하였다. 3) 순측경사가 $20^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 15mm에 위치하였다. 4) 순측경사가 $30^{\circ}$ 증가된 경우에서 측절치 브라켓 원심면 후방 18mm에 위치하였다. 3. 응력분포 양상은 1) 각 저항중심에서 압하력을 가한 경우에 치주인대에 균일한 압축응력을 나타내었다. 2) 후방 견인력을 동시에 적용한 경우에 순측경사가 증가할수록 응력분포 양상이 복잡해지는 양상을 보였다. 4. 상하악 절치부가 $20^{\circ}$까지 순측경사된 경우에서 Pure intrusion을 위하여 필요한 후방 견인력의 크기도 증가하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제28권2호
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• pp.147-161
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• 2012

본 연구에서는 유한요소해석 방법을 사용하여 임플란트 지지 3본 고정성 가공 의치에 수평적인 부적합이 존재할 때 그 정도가 임플란트 인접골 응력 발생에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 3본 고정성 가공의치, 임플란트/악골 복합체로 구성된 해석 모델은 3차원으로 연구되었다. 3본 고정성 가공의치의 체결 간격은 하악 제2 소구치와 제2 대구치에 17.9mm 거리로 식립된 임플란트 간격에 비해 0.1mm 짧거나(17.8mm), 0.1mm 길게(18.0mm) 모델링하였다. 3본 고정성 가공의치와 임플란트 지대주 간의 체결은 총 6단계로 모사되었고 각 단계별로 가공의치가 하방으로 0.1mm 씩 변위되었다. 유한요소해석에는 PC용으로 출시된 DEFORM$^{TM}$ 3D 프로그램(ver 6.1, SFTC, Columbus, OH, USA)을 사용하였다. 3본 고정성 가공의치와 임플란트 사이의 응력은 von-Mises 응력, 최대 압축 응력, 필요한 경우 방사상 응력을 평가하였다. d=18.0mm인 모델에서는 가공의치와 지대주간의 체결이 이루어지지 않은 반면, d=17.8mm 인 모델에서는 성공적으로 체결이 가능했다. 체결 여부를 떠나 과도하게 높은 응력이 체결과정과 그 이후에 발생되었는데, 17.8mm 모델의 경우 체결완료 후에도 임플란트 주위 변연골에서 잔류하는 인장 및 압축 응력이 각각 최대 186.9MPa과 114.1MPa이었다. 이 경우 임플란트로부터 2mm 떨어진 부분까지 압축 응력이 골개조 장애 임계 응력인 55MPa($4,000{\mu}{\varepsilon}$과 같은 크기)보다 크게 측정되었다. 3본 고정성 가공의치의 0.1mm 크기의 수평적 부적합은 체결 과정뿐만 아니라 완료 후에도 인접 변연골에 높은 응력을 발생시킬 수 있다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.394-405
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• 2009

연구목적: 임플란트 경부의 치은관통부 형상이 주위골 응력분포에 미치는 영향에 대해 조사하고자 한다. 연구재료 및 방법: 높이 2.8 mm, 상부 직경 4 mm, 하부 직경 2.7 mm 인 직선형 치은관통부를 가지는 ITI의 일체형(one piece) 임플란트 (Straumann, Waldenburg, Switzerland)를 Base Model로 사용하여, 치은관통부 외형에 함몰부를 부여하여 곡선형으로 수정한 4개의 해석 모델 (Model-1, -2, -3, -4)을 설정하였다. Base Model을 포함, 모두 5개의 경우에 대해 축대칭 유한요소모델링을 통해 임플란트 장축에 평행인 수직 방향과 임플란트 장축에 $30^{\circ}$ 경사진 방향으로 각각 50 N의 힘이 작용할 때 발생되는 임플란트 주위골의 응력을 해석하여 비교하였다. 체계적인 응력비교를 위해 임플란트 주위에 19개의 절점을 응력 관찰점으로 선정하였으며, 경부 치밀골에 설정된 5개 관찰점의 응력으로부터 회귀분석법으로 임플란트/골 사이에서 생기는 최대응력값을 추정하여 정량적인 비교를 실행하였다. 결과: 최대 골응력은 치은관통부가 직선인 기본모델에서 가장 컸으며, 치은 관통부를 곡선으로 설계한 경우 응력이 감소되었다. 치은 함몰부가 클수록 응력감소 정도가 커졌으며 함몰부의 수직위치가 몸체부에 가장 가까운 Model-4에서 응력감소 정도가 전체의 약5%로 가장 컸다. 결론: 임플란트의 경부 형상은 골응력에 영향을 미치며, 이를 곡선형으로 함으로써 또한 그 함몰부를 몸체부에 근접하게 함으로써 경부골 응력감소를 효과적으로 도모할 수 있다.