• 한국융합학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.53-59
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• 2020

허베이 스피리트호 기름유출사고와 같은 해양 유류유출사고에서 잘못된 초기대응은 경제 손실뿐만 아니라 생태계에 큰 피해를 입힌다. 하지만 다양한 변수가 존재하는 해양에서 유출유의 움직임을 예측하는 것은 매우 힘든일이다. 이를 해결하기 위해서 뜰개 데이터를 활용해서 바다위의 부유물의 이동을 연구하는 기존 연구인 입자예측을 확장하여 면단위로 예측을 하는 유출유 예측 가시화를 진행하였다. 해양 데이터 포맷인 HDF5에서 특정 위치의 해류, 풍속 데이터를 양선형 보간법을 이용해 추출한 뒤, 수많은 점들의 이동을 입자예측하여 그 결과를 폴리곤 및 히트맵을 이용해 가시화 하였다. 또한 뜰개데이터의 문제점인 데이터 부족과 유출유와 움직임이 다른 점을 해결 하기 위해 유출유로부터 입자 데이터를 얻어낼 수 있는 유출유 입자 매칭 알고리즘을 제안한다. 유출유 입자 매칭 알고리즘은 면단위 유출유의 모습을 입자화 하여 입자의 움직임을 추적하는 알고리즘이다. 주성분 분석을 이용하여 문제를 분할하고, 유출유의 이동 거리의 분산이 최소화 되는 지점으로 유전알고리즘을 이용해 매칭하였다. 유출유 가시화 결과 데이터로 검증한 결과 주성분 분석과 유전알고리즘을 이용한 입자매칭 알고리즘이 가장 성능이 뛰어난 것을 확인할 수 있었으며, 평균 데이터 오차는 3.2%로 의미있는 연구임을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권5호
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• pp.349-354
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• 2010

2010년 3월 26일 21시 45분경, 백령도 서남쪽 1.6km(1마일)해상에서 대한민국 해군의 초계함 천안함이 원인 미상의 사고로 침몰한 사건이 발생하였다. 이에 연안공학자의 입장에서는 수색 및 구조에 필요한 기초자료인 해상조건들을 제공하고 시뮬레이션을 통한 보다 자세한 예측 및 유추가능한 자료를 제공한다는 것은 뜻깊은 일임에 틀림없다. 이에 본 연구에서는 백령도-대청도 부근해역의 기상, 파랑, 조석 및 조류, 저질, 부유사 상태 등을 조사 분석하고 이를 기초로 해역특성을 분석하였다. 사건당시의 유속상황은 소조기-중조기 사이에 해당하며 사고발생일인 3월 26일이 지나고 4월 3~4일까지는 유속이 가장 강한 대조기가 진행되는 시점으로 수색 및 구조작업에 애로사항이 있는 것으로 파악되었다. 또한, 21:00-22:00 경은 낙조가 진행 중에 있기 때문에 물질이동은 남동쪽이 우세할 것으로 보이며 특히, 불규칙한 해저지형으로 인하여 급격한 와류 등이 존재할 것으로 판단되어 입자추적실험을 수행하였다. 수행결과, 입자는 유속상황에 따라서, 초기에는 남동쪽으로 이동하지만 장기 예측결과, 외해쪽으로 흘러가는 것으로 나타났다. 이를 통하여 추후, 수색작업의 범위를 외해쪽으로 확대시켜야 할 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권4호
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• pp.391-401
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• 2000

본 연구에서는 정맥 등과 같은 혈관의 상황을 모사하기 위하여 선형적으로 벽 두께가 변하는 축 대칭 관의 벽면과 유동의 상호작용을 유한요소 방법으로 해석하였다. 사용한 유한요소 상용 소프트웨어(ADINA)의 타당성을 검증하기 위해서 막힘이 있는 혈관에서의 벽과 혈류의 상호작용을 해석하고 이를 기존의 실험결과와 비교하였다. 또한 2차원 신축 벽을 가지는 평판 사이의 유체 유동에 대한 결과를 기존 연구결과와 비교하였다. 축대칭 문제의 경우, 입구의 압력은 일정하게 유지하면서 출구 압력을 감소시켜 나간다. 출구 압력의 감소에 따라, 유량은 증가하며, 관내 유로의 단면적은 감소한다. speed index(평균속도를 파의 속도로 나눈 값)가 1 근방에서 유량은 최대가 되며, 유로 단면적이 최소가 된다. 그리고 출구압력이 좀 더 감소하면 유량은 오히려 줄어든다. 이와 같은 현상을 유동제한(flow limitation) 혹은 초킹(choking)이라 하는데, 폐의 기도(airway) 및 모세혈관, 그리고 이외의 여러 정맥들에서 자주 발생하는 폭포효과의 원인이 된다. 상류벽 두께와 하류 벽두께의 비가 2 일 경우에는 하류쪽에서 목(area throat)이 형성되며 이 비가 3일 경우에는 상류 쪽으로 이동하는데 하류 벽면의 강성(stiffness)이 상류 쪽에 비해 강하게 되어서 상류 쪽에서 먼저 붕괴가 일어나기 때문이다.

• 대한응급의학회지
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• 제28권5호
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• pp.457-466
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• 2017

Purpose: Traumatic brain injury (TBI) is a significant cause of morbidity and mortality worldwide. Severity of the initial insult is one of the most significant factors affecting outcome following TBI. In order to investigate the mechanisms of cellular injury and develop novel therapeutic strategies for TBI, we designed a standardized animal TBI model and evaluated histological and functional outcomes according to the degree of impact severity. Methods: Male adult C57Bl/6 mice underwent controlled cortical impact (CCI) at varying depths of deflection (1.0-2.0 mm). We performed hematoxylin and eosin staining at 7 days after recovery from TBI. Neurobehavioral characterization after TBI was analyzed by the Barnes maze test, passive avoidance test, open field test, rotarod test, tail suspension test, and light/dark test. Results: We observed a graded injury response according to the degree of deflection depths tested (diameter, 3 mm; velocity, 3 m/s; and duration, 500 ms) compared to sham controls. In the Barnes maze test, the severe TBI (2 mm depth) group showed reduced spatial memory as compared with the sham and mild TBI (1 mm depth) groups at 7 days after TBI. There was a significant difference in the results of the open field test and light/dark test among the three groups. Conclusion: Our findings demonstrate that the graded injury responses following TBI resulted in differential histopathological and behavioral outcomes in a mouse experimental CCI model. Thus, a model of CCI with histologic/behavioral outcome analysis may offer a reliable and convenient design for preclinical TBI research involving mice.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.125-132
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• 2019

수중폭발로 인해 발생된 충격파에 노출된 유체(대부분 해수)는 유체장 내 압력과 속력 등의 물리적 변화에 따른 장력을 견딜 수 없으므로 캐비테이션(기포 또는 기공)이 발생하게 되고 이때 발생된 캐비테이션은 수중폭발의 연쇄 과정 중 구조물에 미치는 충격하중의 전달 환경을 변화시킨다. 폭발물과 구조물 간의 거리가 비교적 가까워 선체구조의 국부적 손상에 관심을 가지는 근거리 수중폭발연구에서 관심을 가지는 물리적 현상은 크게 3가지로 초기충격파 그리고 그것과 선체구조와의 상호작용, 국부 캐비테이션, 국부 캐비테이션 폐쇄 후 2차 충격파이다. 본 논문의 관심은 근거리 수중폭발에 따른 국소 캐비테이션이므로 수면과 해저로부터의 반사파는 고려하지 않는다. 유체와 구조에 관한 각각의 지배 방정식을 유도하고 이를 간단한 1차원 무한평판 문제에 적용, 수치적으로 해석하여 엄밀해와 비교해봄으로써 제안된 비연성 해석방법을 검증한다. 비연성 해석방법은 유체-구조 결합 해석방법보다 계산상 효율이 높으며 간단함에도 불구하고 상대적으로 높은 수준의 정확도를 얻을 수 있다는 점에서 유용하다. 본 논문을 통해 수중폭발과 같은 복잡한 물리적 상황에서의 유체-구조 상호작용 현상에 대한 이해와 실질적인 문제에 개념적 이해를 높이는 데 도움이 될 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.18-25
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• 2005

풍화대의 심도가 급변하는 경암지형에서 얻은 자료로부터 굴절파의 정적 시간차(refraction statics)들이 계산되었다. 정보정값은 수신기 간격들의 12 배 정도되는 거리에 대해 보통 10 ms 이하에서 70 ms 이상의 값을 가진다. 이 논문에서는 자동 잔여 시간차가 항상 중요하지만은 않은 경암 지형에서 풍화대의 정확한 초기 굴절법 모델을 얻는 것이 얼마나 중요한 가에 대한 한 예를 보여주고 있다. GRM과 RCS(Refraction Convolution Section)법을 이용해 구한 간단한 풍화대 모델의 시간차 값들과 CG 법(Taner et al., 1998)을 이용한 최소 평균 제곱 역산에 의해 좀 복잡한 풍화대 모델에 대해 구해진 값들도 정확도 면에서 비교될 만하다. GRM 모델과 Taner 모델은 8.8 km 거리에 대해 체계적으로 평균 2 내지 4 ms 의 차이가 났다. 이들 두 모델들과 자동 잔여값을 포함한 최종 시간차 사이의 차이는 일반적으로 5 ms 이내이다. GRM 모델에서의 잔여값들은 때때로 Taner et al.(1998)의 모델의 잔여값들보다 작다. RCS법에서의 시간차들은 대략 10 ms 뒤에 발췌되지만 상대적인 정확도는 GRM 시간차들에 견줄만하다. 잔여 시간차값들은 굴절파 시간차값들과 일반적으로 상관관계를 보이며, 풍화대에서 더 낮은 탄성파 평균 속도를 이용함으로써 그 크기를 줄일 수 있다. 이들 결과들을 통해 풍화대에 적용된 부정확한 탄성파 평균 속도들은 주시로부터의 평균지연시간을 결정하는 역산 알고리듬의 어떤 문제점들보다도, 짧은 파장의 시간차의 원인이 될 수 있음을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.20-26
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• 2019

강이나 하천 폭 전체에 걸쳐 수리구조물을 설치하는 경우에는 대개 하상보호공을 설치한다. 하지만 하상보호공직하류부에 있는 하천하상이 상류부의 흐름영향으로 인해서 유실되는 국부세굴현상이 발생한다. 이와 같은 국부세굴은 흐름방향 경계지점의 흐름 및 난류특성과 하상토의 재질 등에 지배적이며, 시간의 경과에 따라서 점차적으로 위험할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이동상 모형실험을 통해 분석된 시간변화에 따른 하상보호공 하류부 국부세굴공 내부의 난류성분을 3차원 수치해석모형인 OpenFOAM의 적용결과와 비교하고 국부세굴공발달의 주요인자라고 알려져 있는 수심 적분된 상대난류강도 값의 흐름방향별 분포를 분석하였다. 또한 이 결과와 함께 하상전단응력 및 Shields parameter와 비교하여 세굴공의 안정화에 대하여 분석하였으며 추가적으로 초기 난류유입조건을 변화시켜 그 결과를 비교하였다. 그 결과 세굴공의 최대발생깊이는 유속의 크기보다는 오히려 수심 적분된 상대난류강도의 크기에 따라 지배적으로 발달하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해서 향후 하상보호공 하류부에서 발생 가능한 국부세굴공을 저감하거나 방지하기 위해서는 수심 적분된 상대난류강도를 조절할 수 있는 설계나 시공 혹은 수문조절이 필요할 것으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_3호
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• pp.851-861
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• 2022

본 연구는 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 모델을 이용하여 도시 지역에서 수목이 PM_2.5 저감에 미치는 영향을 조사하였다. 현실적인 수치 모의를 위해, 기상청에서 현업으로 운영 중인 국지예보시스템(LDAPS)이 예측한 기상 자료를 CFD 모델의 초기·경계 자료로 사용하였다. CFD 모델 성능 검증은 연구 대상지 내에 구축된 6개의 센서에서 측정한 PM_2.5 농도를 이용하였다. 본 연구에서는 수목이 PM_2.5 농도 분포에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 수목이 식재 되지 않았다고 가정한 경우, 수목이 식재되어 있지만 바람에 대한 항력 효과만 존재한다고 가정한 경우, 수목의 항력 효과와 침적 효과가 모두 존재한다고 가정한 경우에 대한 수치 실험을 수행하였다. 분석대상 기간 동안 PM_2.5 저감 효과가 뚜렷하게 나타난 세 가지 영역 중 군부대 내의 PM_2.5 평균 농도를 비교한 결과, 수목이 식재되지 않은 경우는 12.8 ㎍ m^-3, 수목의 항력 효과만 고려한 경우는 12.5 ㎍ m^-3이 나타났고, 수목의 항력 효과와 침적 효과가 모두 고려한 경우는 6.8 ㎍ m^-3가 나타났다. 수목에 의한 건성 침적이 PM_2.5 농도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 확인되었다.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.363-377
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• 2021

본 연구에서는 만성 파킨슨병 환자의 동적탄력튜빙 보행 훈련 (I, II)이 자세정렬, 보행, 삶의 질에 미치는 영향을 조사하였다. 총 3명의 만성 파킨슨병 환자를 모집하여 사례 연구를 시행하였다(Hoehn 및 Yahr 1-3단계 각 1명). 동적탄력튜빙 보행 훈련 (I 및 II)은 파킨슨병 환자에게 하루 30분, 주 5일, 5주 동안 25세션 적용되었다. 본 연구의 효과를 알아보기 위해, 자세정렬검사, 근 활성도검사, 보행분석 및 파킨슨병 환자의 삶의 질을 평가하였다. Dynamic tubing 보행 훈련(I, II) 중재 후 몸통 굽힘은 감소되었다. 또한 초기 접촉기(IC)에서 중간 디딤기(Mst)까지 보행 시 넙다리네갈래근, 뒤넙다리근, 앞정강근(TA)의 근 활성도가 증가하고 장딴지근의 근활성도가 감소하였다. 척추세움근(ES T12, L3)의 근활성도는 H&Y I, III 단계에서 증가하고 H&Y II 단계에서 감소하였다. 압력 중심(COP) 매개변수인 보행선의 길이, 한 발 지지선, 앞/뒤 위치, 좌우대칭 값이 개선되었다. 시공간 보행 매개변수인 보폭, 보폭, 의 속도는 증가하고 분당걸음수는 감소되었다. 나아가 파킨슨 병 환자의 삶의 질도 개선되었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 동적탄력튜빙 보행 훈련 (I 및 II)은 약물 내성이 절반으로 감소된 5년 이상된 만성 파킨슨병 환자의 자세, 보행, 삶의 질을 개선하기 위한 새로운 접근 방식으로 적용될 수 있을 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.37-46
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• 2024

본 연구에서는 충격반향법(IE)을 활용하여 철근 부식 진전에 따른 콘크리트 손상 상태를 모니터링하였다. 길이 1500 mm, 폭 400 mm, 두께 200 mm를 갖는 세 개의 철근 콘크리트 시험체를 제작하였다. 각 시험체는 보통 포틀랜드 시멘트, 고로 슬래그 미분말, 플라이 애쉬를 혼합한 세 가지 콘크리트 배합을 활용하여 제작하여, 결합재 특성에 따른 손상특성을 관찰하였다. 콘크리트 내 철근 부식은 3% NaCl 용액에서 35일 주기의 습윤 및 건조 포화 과정을 거친 후 0.5 A 전류를 인가하여 가속화되었다. 전류인가 전 습윤-건조반복(철근부식 환경조성 또는 잠재기)단계에서 수집된 초기 IE 데이터는 건조상태가 IE 신호에 미치는 영향이 크기 않음을 보여주었다. 전류를 인가한 후에는 인가 시간 증가에 따라 IE 탁월주파수와 콘크리트 P파속도의 점진적인 감소 특성을 관찰할 수 있었다. 이러한 실험결과는 IE 데이터 모니터링으로 철근 부식으로 인한 콘크리트의 점진적 손상의 주요 특성(내부 손상 개시 및 전파 속도 등)을 포착할 수 있음을 보여준다. 따라서, 철근 부식에 따른 콘크리트의 점진적 손상의 평가 및 예측에 IE 모니터링이 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.