• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권9호
• /
• pp.532-540
• /
• 2019

본 연구에서는 PET 초극세사의 분산염료 등온흡착염색에서 염료의 분배계수와 표준친화력의 시료 굵기에 따른 영향성과 확산계수의 온도 의존성을 알아보았다. 염색은 해도형 초극세사 0.2, 0.06, 0.01 dpf 급과 일반 극세사 0.5 dpf 급을 anthraquinone계 염료 C.I. Disperse Blue 56으로 무한염욕조건 100, 110, 120, $130^{\circ}C$에서 등온염색을 진행하였다. 그 결과 Nernst type과 잘 일치하는 분산염료의 시료 굵기별 등온흡착곡선을 얻었다. 해도형 PET 초극세사의 해성분 용출은 NaOH 수용액을 이용한 PET 알칼리 가공을 통하여 이루어졌다. 염색에 사용된 분산염료는 흡광도 측정을 토대로 고온에서 장시간 염색 진행시 안정성이 확보됨을 확인하였다. 초극세사의 염색은 결론적으로 동일 온도에서 굵기가 감소함에 따라 시료 표면적의 증가로 인해 분배계수 및 표준친화력은 증가하였다. 모든 굵기에서 염색현상은 발열반응이기 때문에 염색 온도가 증가할수록 분배계수가 감소하였고 이에 따라 표준친화력은 동일 굵기에서 대략 9% 감소하였다. 또한 굵기가 감소할수록 동일 온도에서 최대로 염착되는 염료 농도가 증가하였고, 염색 과정에서 발생되는 염색열은 0.01 dpf 초극세사에서 -10.64 kcal/mol로 가장 낮게 나타났다. 시료 굵기가 감소할수록 염액과 접촉 가능한 표면적은 증가하였지만, 그에 반해 초극세사 사이의 공간이 조밀하게 되어 염액이 원활히 이동하기 어렵게 된다. 그 때문에 확산계수는 시료의 굵기가 극세화될수록 감소하였다. 이러한 경향성은 고온으로 갈수록 더 뚜렷하게 나타났으며. 시료의 굵기가 증가할수록 확산계수의 온도 의존성은 $130^{\circ}C$에서 40%까지 증가하였다.

• Biomolecules & Therapeutics
• /
• 제27권4호
• /
• pp.414-422
• /
• 2019

There is accumulating evidence that microRNAs are emerging as pivotal regulators in the development and progression of neuropathic pain. MicroRNA-15a/16 (miR-15a/16) have been reported to play an important role in various diseases and inflammation response processes. However, whether miR-15a/16 participates in the regulation of neuroinflammation and neuropathic pain development remains unknown. In this study, we established a mouse model of neuropathic pain by chronic constriction injury (CCI) of the sciatic nerves. Our results showed that both miR-15a and miR-16 expression was significantly upregulated in the spinal cord of CCI rats. Downregulation of the expression of miR-15a and miR-16 by intrathecal injection of a specific inhibitor significantly attenuated the mechanical allodynia and thermal hyperalgesia of CCI rats. Furthermore, inhibition of miR-15a and miR-16 downregulated the expression of interleukin-$1{\beta}$ and tumor-necrosis factor-${\alpha}$ in the spinal cord of CCI rats. Bioinformatic analysis predicted that G protein-coupled receptor kinase 2 (GRK2), an important regulator in neuropathic pain and inflammation, was a potential target gene of miR-15a and miR-16. Inhibition of miR-15a and miR-16 markedly increased the expression of GRK2 while downregulating the activation of p38 mitogen-activated protein kinase and $NF-{\kappa}B$ in CCI rats. Notably, the silencing of GRK2 significantly reversed the inhibitory effects of miR-15a/16 inhibition in neuropathic pain. In conclusion, our results suggest that inhibition of miR-15a/16 expression alleviates neuropathic pain development by targeting GRK2. These findings provide novel insights into the molecular pathogenesis of neuropathic pain and suggest potential therapeutic targets for preventing neuropathic pain development.

• 청정기술
• /
• 제27권1호
• /
• pp.61-68
• /
• 2021

선택적 촉매 혼합법은 대용량의 화력 발전시스템에서 질소산화물을 제거하는 방법으로 많이 사용되고 있다. 분사된 암모니아와 유입된 배기가스의 균일한 혼합은 촉매 층에서의 탈질 환원 과정에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 탈질설비의 암모니아 분사시스템 설계과정에 전산해석 기법을 적용하였다. 적용 모델은 현재 가동되고 있는 800 MW급 석탄 화력 발전소의 탈질설비이다. 유동 해석 범위는 암모니아 분사 시스템 입구에서 촉매 층 후단부이다. 2차원 유동장을 선택하였고 비압축성으로 가정하였다. 상용 소프트웨어인 ANSYS-Fluent를 사용하여 정상 상태의 난류 유동을 해석하였다. 설계 변수로는 암모니아 분사 시스템에서의 노즐 배치 간극과 분사 유량으로 4가지 경우에 대해 결과를 분석하였다. 촉매 층 입구에서의 몰 비에 의한 평균제곱근오차 값을 최적화 변수로 선정하였고 실험계획법을 기반으로 한 최적화 알고리즘을 도입하였다. 노즐 피치와 유량을 동시에 조절한 경우가 유동 균일성 관점에서 가장 우수하였다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제38권6_1호
• /
• pp.1395-1406
• /
• 2022

본 연구는 대구 국채보상운동기념 공원 일대를 대상으로 수목이 주변 흐름과 기온에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여, 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 모델에 수목의 항력 효과와 냉각 효과를 반영하였고 현장 측정 결과와 비교하였다. 기상 유입 경계 조건은 기상청 국지예보모델(local data assimilation and prediction system, LDAPS) 자료를 사용하였다. 수목 유무에 따른 대기 흐름과 기온 분포를 조사하기 위하여, 수목이 존재하는 현재 상태와 수목이 존재하지 않는다고 가정한 상황에 대하여 수치 실험을 수행하였다. 수목이 없는 경우, 공원 내부에서는 장애물 영향이 작아 강한 풍속과 단조로운 흐름이 형성되었다. 기온은 풍속에 반비례하여 풍속이 강한(약한) 지역에서는 낮게(높게) 모의되었다. 반면, 수목이 존재하는 경우, 수목 항력(냉각) 효과는 식재 밀도가 높은 공원 내부의 풍속(기온)을 40 (5)% 이상 감소시켰고 공원 외부 지역까지 영향을 미쳤다. 또한 공원 내부에는 매우 복잡한 흐름이 형성된다. 도로변 근처에서도 가로수에 의해 풍속과 기온이 전체적으로 감소하지만, 수목에 의한 흐름 패턴 변화로 인해 오히려 풍속과 기온이 증가하는 지역도 발생했다. 수목 냉각 효과에 의한 기온 감소는 주간에는 4-6%였지만, 야간에는 1% 미만으로 미비했다. 수목 항력 효과에 의한 풍속 감소는 주·야간 모두 40% 이상 크게 나타났다.

• Advances in nano research
• /
• 제13권6호
• /
• pp.575-585
• /
• 2022

Due to its biofilm formation and colonization of the osteocyte-lacuno canalicular network (OLCN), Staphylococcus aureus (S.aureus) implant-associated bone infection (SIABI) is difficult to cure thoroughly, and may occur recurrently subsequently after a long period dormant. It is essential to explore an alternative therapeutic strategy that can eradicate the pathogens in the infected foci. To address this, the polymethylmethacrylate (PMMA) bone cement and Fe3O4 nanoparticles compound cylinder were developed as implants based on their size and mechanical properties for the alternative magnetic field (AMF) induced thermal ablation, The PMMA mixed with optimized 2% Fe₃O₄ nanoparticles showed an excellent antibacterial efficacy in vitro. It was evaluated by the CFU, CT scan and histopathological staining on a rabbit 1-stage transtibial screw model. The results showed that on week 7, the CFU of infected soft tissue and implants, and the white blood cells (WBCs) of the PMMA+2% Fe₃O₄+AMF group decreased significantly from their controls (p<0.05). PMMA+2% Fe₃O₄+AMF group did not observe bone resorption, periosteal reaction, and infectious reactive bone formation by CT images. Further histopathological H&E and Gram Staining confirmed there was no obvious inflammatory cell infiltration, neither pathogens residue nor noticeably burn damage around the infected screw channel in the PMMA+2% Fe₃O₄+AMF group. Further investigation of nanoparticle distributions in bone marrow medullary and vital organs of heart, liver, spleen, lung, and kidney. There were no significantly extra Fe₃O₄ nanoparticles were observed in the medullary cavity and all vital organs either. In the current study, PMMA+2% Fe₃O₄+AMF shows promising therapeutic potential for SIABI by providing excellent mechanical support, and promising efficacy of eradicating the residual pathogenic bacteria in bone infected lesions.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제24권4호
• /
• pp.180-193
• /
• 2021

복소 전기비저항 탐사기법은 진동수 영역에서 전기비저항과 위상을 측정하여 지하 매질의 다양한 특성정보를 획득할 수 있는 탐사기법으로 최근 그 활용성이 증가하고 있다. 이 논문에서는 복소 전기비저항 탐사기법의 활용성을 높이기 위하여 획득한 자료에 대한 3차원 역산 알고리듬을 개발하였다. 이를 위한 모델링에는 전자기 커플링 효과를 무시하는 경우에 적용할 수 있는 포아송 방정식을 적용하였으며, 역산에는 기존의 평활화된 역산법을 복소수로 확장하는 방법으로 알고리듬을 개발하였다. 역산의 안정성 및 현장자료의 적용성을 높이기 위하여 라그랑지 곱수를 역산 과정에서 오차 벡터와 모델 증분 벡터의 크기에 따라 자동적으로 조정되도록 하는 기법을 도입하였다. 또한, 잡음이 많이 포함된 위상자료로 인한 자료의 손실을 보완하기 위하여 역산반복 단계에서 초반부는 전기비저항 자료만을, 후반부는 전기비저항 자료와 위상 자료를 모두 역산하는 두 단계로 구성된 역산기법을 제시하였다. 수치 모형실험에 대한 역산 시험결과 안정적인 역산 결과를 얻을 수 있었으며, 개발된 3차원 역산 알고리듬을 국내 천열수 광산 인근에서 수행한 복소 전기비저항 탐사자료 해석에 적용하여 그 타당성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권1D호
• /
• pp.195-202
• /
• 2006

침투경로분석은 지형공간정보 기술을 활용한 군사응용분야 중 하나이다. 분석결과는 잠재적인 적의 침투에 대해 취약한 경로를 보여줄 것이다. 가능한 침투경로를 찾기 위하여 탐지확률의 합으로 표현되는 비용함수를 최소화하는 최적경로알고리듬(다익스트라 및 $A^*$)을 사용하였다. 열상장비의 성능, 수치고도모형을 이용한 가시선분석 결과와 지형분석도(VITD)에 포함된 지형공간정보 커버리지(coverage) 중 2개의 관련된 커버리지를 사용하여 비용함수를 계산하였다. $50m{\times}50m$ 셀(cell) 크기 단위로 각각의 비용이 계산되고 저장되었으며, 최적경로로서 경로상의 모든 비용의 합을 최소화하는 경로를 찾아내었다. 제안된 방법은 대한민국의 대전지역을 대상으로 실험하였다. 실험 결과 다익스트라와 $A^*$ 알고리듬은 큰 차이가 없었으며, 다만 $A^*$ 알고리듬의 수행시간 측면에서 유리하였다. 이러한 응용분야는 침투와 감시의 두 가지 측면에서 모두 활용될 수 있다. 열상장비의 위치를 바꿔서 시뮬레이션을 수행하면, 가장 취약한 경로를 침투목적으로 찾아낼 수 있다. 다른 측면으로 보면 열상장비의 최상의 위치를 선택하기 위하여 사용될 수 있다. 이는 군사응용분야에 대한 강력한 지형공간정보 활용 해법의 한 가지 예제가 될 것이다.

• Advances in nano research
• /
• 제16권4호
• /
• pp.325-340
• /
• 2024

There are several novel uses for dispersing many nanoparticles into a conventional fluid, including dynamic sealing, damping, heat dissipation, microfluidics, and more. Therefore, melting heat and mass transfer characteristics of a 3-D MHD Hybrid Nanofluid flow over a rotating disc with presenting dufour and soret effects are assessed numerically in this study. In this instance, we investigated both ferric sulfate and molybdenum disulfide as nanoparticles suspended within base fluid water. The governing partial differential equations are transformed into linked higher-order non-linear ordinary differential equations by the local similarity transformation. The collection of these deduced equations is then resolved using a Chebyshev spectral collocation-based algorithm built into the Mathematica software. To demonstrate how different instances of hybrid/ nanofluid are impacted by changes in temperature, velocity, and the distribution of nanoparticle concentration, examples of graphical and numerical data are given. For many values of the material parameters, the computational findings are shown. Simulations conducted for different physical parameters in the model show that adding hybrid nanoparticle to the fluid mixture increases heat transfer in comparison to simple nanofluids. It has been identified that hybrid nanoparticles, as opposed to single-type nanoparticles, need to be taken into consideration to create an effective thermal system. Furthermore, porosity lowers the velocities of simple and hybrid nanofluids in both cases. Additionally, results show that the drag force from skin friction causes the nanoparticle fluid to travel more slowly than the hybrid nanoparticle fluid. The findings also demonstrate that suction factors like magnetic and porosity parameters, as well as nanoparticles, raise the skin friction coefficient. Furthermore, It indicates that the outcomes from different flow scenarios correlate and are in strong agreement with the findings from the published literature. Bar chart depictions are altered by changes in flow rates. Moreover, the results confirm doctors' views to prescribe hybrid nanoparticle and particle nanoparticle contents for achalasia patients and also those who suffer from esophageal stricture and tumors. The results of this study can also be applied to the energy generated by the melting disc surface, which has a variety of industrial uses. These include, but are not limited to, the preparation of semiconductor materials, the solidification of magma, the melting of permafrost, and the refreezing of frozen land.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제40권3호
• /
• pp.77-84
• /
• 2024

도로 하부의 노후하 된 매설물이 손상되면 공동 및 지반 함몰 등의 재해가 발생할 가능성이 있고 이는 사회적인 비용을 발생시킨다. 본 연구의 목적은 적외선 카메라를 활용하여 공동 위치에 따른 열적 특성을 평가하고 CNN 알고리즘으로 각 공동 위치에 적합한 분류를 수행하고자 하였다. 가로×세로×깊이가 400cm×50cm×40cm인 대상 부지에서 PVC pipe를 상부, 중부 그리고 하부에 매설하여 공동을 조성하였다. 실험부지의 상부에는 포장층을 모사하기 위하여 콘크리트 블록을 설치하였고, 오후 4시부터 다음날 12시까지 측정이 진행되었다. 적외선 카메라로 측정된 초기 온도는 각각 43.7℃, 43.8℃ 그리고 41.9℃로 관측되었고, 측정값은 대기온도 변화가 반영되었다. CNN 알고리즘으로 분류를 진행하기 위해서는 이미지 데이터가 필요하며, 해당 연구에서는 RP 알고리즘을 통해 수치데이터를 이미지로 변환하였다. RP 알고리즘은 4가지 방법을 활용하여 이미지를 생성하였고, 각각의 이미지는 10,000×10,000, 2,000×2,000, 1,000×1,000 그리고 100×100 픽셀로 구성된다. CNN 학습 정확도는 각각 99%, 97%, 98% 그리고 96%로 매우 높게 나타났다. 제안된 방법의 신뢰성은 수치데이터의 정확도와 비교하였으며, 신뢰성이 약 20% 이상 향상된 결과가 나타났다. 이와 같은 결과는 RP 알고리즘으로 전환된 데이터가 적외선 측정된 값의 신뢰성 있는 결과 제공이 가능함을 시사한다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제23권7호
• /
• pp.552-564
• /
• 2002

하부 대류권의 대기물현상과 마이크로파 표면 방출율를 전구적으로 조사하기 위하여 1981-93년 기간의 MSU 채널1 밝기온도와 대기대순환 모델(GCM) 재분석 월평균 자료를 사용하였다. 모델재분석 채널1 자료의 평균값이 MSU 채널1 가중함수를 기초로 하여 세 종류의 모델(NCEP ECMWF, GEOS) 재분석에서 온도장을 이용하여 재구성되었다. 모델재분석 채널1 온도는 하부 대류권의 열적 상태를 주로 반영하기 때문에, 해양과 육지에서 계절에 관계없이 각 반구 여름철에 최대값을 나타내었다. MSU 채널1 밝기온도는 해양에서 대기물현상으로 인해 열대 및 남태평양 수렴대들 에서 극대값을 보였다. 또한 이 밝기온도는 빙하/눈 방출율 효과로 인하여 고위도 해양에서 증가하는 반면에, 고위도육지에서는 감소하였다. 열대 및 남태평양 수렴대들의 계절적 이동은 GCM과 MSU 사이의 채널1 온도 차의 분포에서 체계적으로 나타났다. 이러한 온도차의 극소값 위치에서 추정할 때, 열대 수렴대는 가을에 9N까지 북상하였고, 남태평양 수렴대는 북반구 가을과 겨울에 12S까지 남하하였다. 고위도 경우에는 해빙이 각 반구의 겨울에 북반구에서 53N까지 남하하고, 남반구에서는 58S까지 북상하였다 복사전달 결과를 이용하여 MSU 채널1 밝기온도에 대한 대기물현상과 표면 방출율의 부분적인 기여도를 분리하여 조사하였다. ITCZ지역에서 4-6K의 밝기온도 상승은 1-1.5mm/day의 대기물현상 증가에, 그리고 고위도 해양에서의 10-30K의 상승은 0.6-0.9값의 해빙 방출율의 기여에 해당하였다.