• 대한조선학회논문집
• /
• 제60권5호
• /
• pp.375-387
• /
• 2023

The subsea power cables are increasingly important for harvesting renewable energies as we develop offshore wind farms located at a long distance from shore. Particularly, the continuous flexural motion of inter-array dynamic power cable of floating offshore wind turbine causes tremendous fatigue damages on the cable. As the subsea power cable consists of the helical structures with various components unlike a mooring line and a steel pipe riser, the fatigue analysis of the cables should be performed using special procedures that consider stick/slip phenomenon. This phenomenon occurs between inner helically wound components when they are tensioned or compressed by environmental loads and the floater motions. In particular, Vortex-induced vibration (VIV) can be generated by currents and have significant impacts on the fatigue life of the cable. In this study, the procedure for VIV fatigue analysis of the dynamic power cable has been established. Additionally, the respective roles of programs employed and required inputs and outputs are explained in detail. Demonstrations of case studies are provided under severely sheared currents to investigate the influences on amplitude variations of dynamic power cables caused by the excitation of high mode numbers. Finally, sensitivity studies have been performed to compare dynamic cable design parameters, specifically, structural damping ratio, higher order harmonics, and lift coefficients tables. In the future, one of the fundamental assumptions to assess the VIV response will be examined in detail, namely a narrow-banded Gaussian process derived from the VIV amplitudes. Although this approach is consistent with current industry standards, the level of consistency and the potential errors between the Gaussian process and the fatigue damage generated from deterministic time-domain results are to be confirmed to verify VIV fatigue analysis procedure for slender marine structures.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.177-182
• /
• 2014

목 적 : 토모테라피(Tomotherapy)의 두 가지 빔 모드(fixed jaw, dynamic jaw)에 따른 선량 분포 특성과 치료 시간의 차이를 분석하여 dynamic jaw(DJ)를 이용한 Tomo_edge 모드의 임상적 유용성을 고찰하고자 하였다. 대상 및 방법 : 토모테라피를 이용하여 치료받은 환자 7명을 대상으로 임상에서 보편적으로 사용되는 fixed jaw(FJ)를 이용하여 치료 계획을 수립하였다. 각각의 환자에서 모두 동일한 선량계획조건을 부여하였고, 토모테라피의 치료계획 인자인 Modulation Factor(MF), Pitch를 동일하게 유지한 상태에서 1) 동일한 조사면을 적용하고 FJ 와 DJ를 적용한 치료 계획을 비교하였다. 2) FJ를 적용한 치료 계획과 한 단계 큰 조사면과 DJ를 적용한 치료 계획을 비교하였다. 각 실험의 결과는 선량분포의 특성을 확인하기 위하여 종양체적 내 최소값(Dmin)과 선량 조형지수(CI=$V_{95%}$/TV)를 비교하고 표적을 포함한 조사영역 내 체적의 누적선량을 분석하였다. 또한, 임상적 유용성을 확인하기 위하여 빔 조사시간과 MU의 증감을 비교 분석하였다. 결 과 : 동일한 조사면을 적용하고 FJ와 DJ를 적용한 경우, $V_{75%}$은 1.04%, $V_{50%}$은 4.75% 감소하였고, $V_{25%}$은 7.6%, $V_{10%}$은 11.91% 감소하였다. FJ를 적용한 치료계획보다 한 단계 큰 조사면과 DJ를 적용한 경우에 Dmin은 0.72%, CI는 1.25% 줄어들었고, 동일 조사면을 적용한 경우와 마찬가지로 $V_{x%}$는 저선량 영역으로 갈수록 크게 감소하여 $V_{10%}$이 6.13%의 감소 값을 나타냈다. 빔 조사시간과 누적 MU는 동일 조사면 적용 시 각각 3.66%와 3.77%의 값으로 증가하였으나, 한 단계 큰 조사면을 적용한 경우, 빔 조사시간이 31.55%로 누적 MU는 32.28%으로 크게 감소하였음을 보여준다. 결 론 : 동일한 조사면을 사용하면서 DJ를 사용하는 경우, 표적의 선량분포를 거의 변화시키지 않으면서 환자의 용적선량을 효과적으로 감소시킬 수 있었다. 보다 큰 조사면을 사용하는 것과 동시에 DJ를 사용하는 경우는 일부 선량조형성의 저하를 나타내었으나 환자의 용적선량이 감소하고 치료 시간을 감소시킴으로써 Tomo-edge 모드는 임상적으로 유용한 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제23권3호
• /
• pp.145-153
• /
• 2012

본 연구에서는 호흡에 의한 표적의 움직임 모사가 가능한 팬톰을 이용, 나선형 4DCT 영상에서 발생되는 위상 내 모션 아티팩트(residual motion artifact)의 경향을 분석했으며, 그 특성 및 원인 분석을 위한 이론적 모델을 제시하였다. 표적의 움직임은 SI 방향의 1차원 사인파형을 적용하였으며, 주기는 4s로 고정, 진폭은 10, 20, 30 mm로 변화를 주었다. 표적의 움직임과 동조를 이루는 호흡신호를 얻은 후 이를 기반으로 최대흡기(Inhale peak, 0%)로부터 10% 위상간격(phase bin)으로 재분류하여 총 10개의 4DCT 영상을 재구성하였다. 각각의 진폭(10, 20, 30 mm)별로 획득된 총 30 사례의 영상은 RTP 시스템(CorePLAN, SC&J)에서 분석을 수행하였으며, 경계설정 시 오류를 줄이기 위해 contour window를 고정 값으로 설정한 후 SI 방향의 표적 지름변화를 측정하여 왜곡 정도를 평가 하였다. 각 위상 별 표적의 지름 변화를 측정한 결과 일정한 변화 경향을 확인할 수 있었다. 3 사례(10, 20, 30 mm) 모두 50% 위상(phase) 영상에서 비교적 작은 지름 변화가 관찰 되었는데 10 mm 진폭에서는 정지 영상 대비 변화가 없었고, 20 mm 진폭에서는 0.1 cm (5%)의 변화, 30 mm 진폭에서는 0.1 cm (5%) 변화를 확인할 수 있었다. 반면 30% 위상(phase) 또는 80% 위상 영상에서는 다른 위상 영상에 비해 표적 지름의 변화가 비교적 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 10 mm 진폭에서는 정지 영상대비 최대 0.2 cm (10%) 지름 변화가 나타났고 20 mm 진폭에서는 최대 0.7 cm (35%)의 변화, 30 mm 진폭에서는 최대 0.9 cm (45%)의 지름 변화가 나타났다. 이상의 실측결과를 이론모델의 시뮬레이션 결과와 비교해 봤을 때 변화의 양적인 측면에서는 다소 차이가 발생되었지만 변화의 경향성을 확인하는 측면에서는 의미 있는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 규칙적인 1차원 표적 움직임(sine motion)이 적용된 나선형 4DCT 영상에서도 위상 내 움직임에 의한 표적 지름변화가 발생될 수 있음을 확인했고 각 위상(phase)에서의 영상왜곡 정도가 위상 내 움직임의 속도에 비례함을 증명할 수 있었다. 또한 이상의 실측 결과를 이론모델에 적용하여 분석함으로써 위상 내 모션 아티팩트(residual motion artifact)의 발생원인 및 경향성 분석에 직관적 이해를 도울 수 있었고 이론모델에 기초한 분석 프로그램을 개발하여 특정 CT 파라미터(parameter) 상에서 영상왜곡을 줄이기 위한 최적의 위상(phase) 선택에 도움을 줄 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제14권2호
• /
• pp.131-140
• /
• 2003

3차원 영상의 해부학 구조에 대한 정확한 거리 측정은 중요한 역할을 하고 있으므로, 인체 두개골 팬텀을 사용하여 다검출기 CT에서의 슬라이스 두께별 획득 변수에 따른 3차원 영상의 정량적 특성에 관하여 거리 측정방법에 의한 정확도 평가를 실시하였다. 두개골 팬텀의 외부에 임상적으로 중요한 의미를 갖는 21 개의 위치를 표시하고 각 점간의 거리를 실측하였다. 실측한 데이터는 3차원 재구성 영상의 계측값과 비교평가 하기 위한 기준으로 삼았다. 다검출기 CT를 사용하여 200 mA, 120 kVp의 X-선 튜브 조건과 갠트리 회전 당 스캔(scan) 시간 1초로 단면영상을 획득하였다. 축형 모드와 나선형 모드(pitch 3:1, 6:1)에서 각각 1.25 mm, 2.50 mm, 3.75 mm, 5.00 mm의 슬라이스 두께로 획득하였고, 나선형 모드에서 획득된 단면영상을 다시 1.25 mm로 획득하였다. 영상분석 소프트웨어를 이용하여 3차원 영상 재구성 및 거리측정을 하고 통계분석을 실시하였다. 1.25 mm, 2.50 mm, 3.75 mm, 5.00 mm의 계측값의 정확도는 각각 48%, 33%, 23%, 14%로 나타났으며 1.25 mm로 재구성한 3차원 영상의 정확도는 각각 53%, 41%, 43%, 36%로 나타났다. 그러나, 1.25 mm로 재구성한 3차원영상들 간의 거리측정의 정확도 사이에서 통계적으로 유의할 만한 수준(P-value<0.05)의 차이는 보이지 않았다. 다검출기 CT의 영상획득 변수에 따른 3차원 재구성 영상에서의 각 점간의 거리측정 결과는 피치나 스캔 모드에서 보다 슬라이스 두께와 재구성 슬라이스 두께에 따른 영향이 더욱 크다는 것을 나타내었다.