• 한국음향학회지
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• 제22권3호
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• pp.217-223
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• 2003

30 ㎑의 초음파 (ultrasonic wave)의 미세 진동에 의해서 유도된 음향유동 (acoustic streaming)에 의한 공기대류를 이용한 새로운 냉각방법을 소개한다. 초음파 진동은 압전소자 (piezoelectric device)에 의해서 얻어지며 50 m 정도의 진동진폭을 얻기 위해 기계적 진동 증폭자인 혼 (horn)을 추가하여 전체 진동 시스템이 공진하도록 구성된다. 음향유동에 의한 열전달 효과의 상승을 측정하기 위해 열원 (heat source) 및 열원 주위의 대기의 온도변화를 실시간으로 측정하였다. 초음파 진동 시작 후 시간지연 없이 음향유동이 유도되어 진동자 주위의 대량의 공기유동으로 인한 급격한 온도감소가 관찰되었다. 또한 열원과 진동자와의 거리가 방사 (radiation)되는 음파 (sound wave)의 반파장 (half wave length)의 정배수가 될 때 열원의 냉각효과가 극대화됨을 실험적으로 관찰하였다. 이는 음파의 공진현상에 기인한 것으로 이론적 고찰을 통한 검증 또한 수행되었다. 음향유동을 이용한 냉각법의 장점은 초음파 진동을 이용하기 때문에 무소음이며 이동 형태의 부품이 없기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있다. 또한 기존의 전기모터를 이용한 냉각팬 (cooling fan)으로는 냉각이 어려운 초소형 기전시스템 (MEMS)의 냉각법으로 사용될 수 있는 첨단 냉각방법이다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.528-535
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• 2004

Ultrasonic Vibrator is designed to achieve the maximum vibration amplitude at 30 kHz by in-cluding a horn (diameter, 40 mm), mechanical vibration amplifier at the top of the ultrasonic vibrator in the system and making the complete system resonate. In addition, it is experimentally visualized by particle imaging velocimetry (PIV) that the acoustic streaming velocity in the gap is at maximum when the gap between the ultrasonic vibrator and stationary plate agrees with the multiples of half-wavelength of the ultrasonic wave. This fact results from the resonance of the sound wave and the theoretical analysis of that is also accomplished and verified by experiment. It is observed that the magnitude of the acoustic streaming dependent upon the gap between the ultrasonic vibrator and stationary plate possibly changes due to the measurement of the average velocity fields of the acoustic streaming induced by the ultrasonic vibration at resonance and non-resonance. There exists extremely small average velocity at non-resonant gaps while the relatively large average velocity exists at resonant gaps compared with non-resonant gaps. It also reveals that there should be larger axial turbulent intensity at the hub region of the vibrator and at the edge of it in the resonant gap where the air streaming velocity is maximized and the flow phenomena is conspicuous than that at the other region. Because the variation of the acoustic streaming velocity at resonant gap is more distinctive than that at non-resonant gap, shear stress increases more in the resonant gap and is also maximized at the center region of the vibrator except the local position of center (r〓0). At the non-resonant gap there should be low values of vorticity distribution, but in contrast to the non-resonant gap, high and negative values of it exist at the center region of the vibrator with respect to the radial direction and in the vicinity of the middle region with respect to the axial direction. Acoustic streaming is noise-free due to the ultrasonic vibration and maintenance-free because of the absence of moving parts. Moreover, the proposed method by acoustic streaming can be utilized to the nano and micro-electro mechanical systems as a driving mechanism in addition to the augmentation of the streaming velocity.

• 에너지공학
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• 제17권4호
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• pp.189-197
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• 2008

본 연구는 정상 상태의 유동에서 Rayleigh 산란을 이용하여 연료 농도를 측정시 잡음 원인과 대책에 관한 것이다. 실험 장치는 연료 농도 변화를 시간적, 공간적으로 측정함과 동시에 정확한 농도 측정을 위한 보정도 가능하도록 구성하였다. 실험 장치를 우선 보정 용기에 적용하여 프로판, 부탄, 아세틸렌, 프레온 가스의 산란단면적을 구하였다. 이후 내연기관을 상사한 실린더 헤드, 인젝터, 흡기매니폴드, 투명 실린더로 구성된 정상유동 장치를 구성하였다. Rayleigh 산란을 이용한 농도 측정 시 가장 큰 난점은 Mie 산란에 의한 간섭이다. Mie 산란의 영향을 제거하기 위해 하드웨어 필터로 입자의 수 밀도를 측정 가능한 수준으로 감소시켰다. Mie 산란 입자를 충분히 작게 만든 후 광전자 증배관과 앰프의 시정수에 바탕을 둔 소프트웨어 필터를 개발하여 적용하였다. 그리고 바탕 잡음은 광학적 배열을 조정하고 동시에 핀 홀과 빔 트랩을 적용하여 감소시켰다. 실험 결과 LRS는 연료 농도 계측에 매우 유용하게 이용될 수 있고 소프트웨어 필터는 Mie 간섭을 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권4호
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• pp.238-245
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• 2006

CT 검사에서 조영제 혈관외유출을 예방하기 위해 EDA 시스템을 개발하여 가토를 대상으로 실험적으로 혈관외유출의 검출 효율을 평가하였다. 7마리의 가토 IV 정맥 부위에 EDA 시스템의 스트레인게이지를 부착하여 조영제를 주입하면서 혈관외유출 검출 효율을 평가하였다. 조영제의 혈관외유출은 7건으로 혈관외유출 용량 $14{\sim}23ml$ (평균 18.86 ml), 혈관외유출 발생시간 평균 11.29초, 평균압력 109.71 psi, EDA 시스템에서 스트레인게이지의 분해능 평균 512.18, 진양성 7건, 진음성 19건, 위양성 2건이었고, 민감도 100%, 특이도 90%로 나타났다. 개발된 EDA 시스템을 가토에 실험적으로 적용하여 소량의 혈관외유출 조영제를 검출하는 효율이 있어 혈관외유출을 예방하는 효과가 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제29권1호
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• pp.66-72
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• 2008

The major risk associated with the use of automated power injectors is the well known complication of contrast material extravasation at the injection site. Automated injection of computed tomography (CT) contrast media can produce the compartment syndrome. The purpose of this study was to assess the ability of this device during clinically important episodes of extravasation. The extravasation detection accessory (EDA) system was composed of a strain gage, an amplifier and a computer based system. A strain gage pliable adhesive patch was applied to the skin aver the intravenous catheter and the catheter was connected to the power injector with a cable to monitor the resolution data. If the programmed monitoring, which was developed with MS Visual C++, at the extravasation occurred, then the injection was interrupted the auto injector. CT was used to demonstrate the clinically important extravasation. This study was a prospective, observational study in which the EDA system was used to monitor the automated mechanical injection of contrast material in 7 dogs. There were two true-positive cases (range of extravasation volumes: $18{\sim}22ml$), twenty three true-negative cases, three false-positive cases and no false-negative cases. The EDA system had a sensitivity of 100% and a specificity of 88% for the detection of clinically important extravasation. The EDA system had good sensitivity for the detection of clinically important extravasation and the EDA system has the clinical potential for the early detection of extravasation of the contrast medium that is administered with power injectors. The EDA system is easy to use safe and accurate for the monitoring extravasation of the intravenous injections, and this system may prove especially useful in CT applications.