• 제목/요약/키워드: Viscoelasticity

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Characterizing Viscoelastic Property of Soft Tissue Over the Hip as a Risk Factor of Pressure Ulcer

  • Lim, Kitaek;Kim, Seung-su;Choi, Woochol Joseph
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.72-76
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    • 2021
  • Background: A pressure ulcer is common in soft tissue over the greater trochanter (GT) in side-lying position, and sustained tissue deformation induced by the prolonged external force is a primary cause, which can be discussed with soft tissues' viscoelastic properties (i.e., stress relaxation, creep response). Objects: Using an automated hand-held indentation device, we measured the viscoelastic properties of soft tissue over the hip area, in order to examine how the properties are affected by site with respect to the GT. Methods: Twenty participants (15 males and 5 females) who aged from 21 to 32 were participated. An automated hand-held indentation device was used to measure the stress relaxation time and creep response. Trials were acquired for three different locations with respect to the GT (i.e., right over the GT, 6 cm anterior or posterior to the GT). For each location, five trials were acquired and averaged for data analyses. Results: Soft tissues' stress relaxation time and creep response were associated with site (F = 23.98, p < 0.005; F = 24.09, p < 0.005; respectively). The stress relaxation time was greatest at posterior gluteal region (19.22 ± 2.49 ms), and followed by anterior region (15.39 ± 2.47 ms) and right over the GT (14.40 ± 3.18 ms). Similarly, creep response was greatest at posterior gluteal region (1.16 ± 0.14), and followed by anterior region (0.95 ± 0.14) and right over the GT (0.89 ± 0.18). Conclusion: Our results showed that the stress relaxation and creep were greatest at the posterior gluteal region and least at right over the GT, indicating that the gluteal soft tissue is more protective to the prolonged external force, when compared to the trochanteric soft tissue. The results suggest that a risk of pressure ulcer over the GT may decrease with slightly posteriorly rotated side-lying position.

내피세포가 배양된 나노셀룰로오스 하이드로겔의 비선형 유변물성 분석 (Nonlinear Rheological Properties of Endothelial Cell Laden-cellulose Nanofibrils Hydrogels)

  • 송예은;김민균;이희경;이두진
    • Composites Research
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    • 제35권3호
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    • pp.153-160
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    • 2022
  • 목재 섬유 기반의 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibrils, CNF)은 생체적합특성이 우수하여 조직 공학용 스캐폴드, 약물 운반체, 상처 치유용 겔 등의 생체 의료 분야에서 많은 관심을 받고 있다. 하지만, 셀룰로오스 나노피브릴은 상대적으로 약한 기계적 강도를 나타내기 때문에 높은 기계적 특성을 요구하는 응용 분야에 사용되기 어렵다는 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 셀룰로오스 나노피브릴의 기계적 강도를 향상시키기 위해 TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-oxyl) 산화 처리된 셀룰로오스 나노피브릴에 금속 양이온을 도입하여 금속-카르복실레이트 배위 결합을 가지는 하이드로겔을 제조하였다. 또한, 큰 진폭 진동 전단(large amplitude oscillatory shear) 측정과 Live/Dead 세포 시험을 통해 하이드로겔의 비선형 점탄성 거동과 세포 생존 능력을 분석하였다. 특히, 첨가된 금속염의 종류에 따라 세포의 증식 및 생존 능력이 변화하였고, 이는 하이드로겔들의 유변 물성 특성에도 영향을 미쳤다.

3-D 점탄성 모델을 이용한 복합재 성형후 잔류변형해석 및 몰드 효과 연구 (Residual Deformation Analysis of Composite by 3-D Viscoelastic Model Considering Mold Effect)

  • 이홍준;김위대
    • Composites Research
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    • 제34권6호
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    • pp.426-433
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    • 2021
  • 탄소 섬유 강화 복합재료는 오토클레이브 공정 시 발생하는 잔류응력이 발생하고, 스프링 인, 뒤틀림과 같은 열변형으로 인해 치수 결함이 발생한다. 열변형의 주요원인은 제품의 형상, 수지의 화학 수축과 열팽창, 몰드의 재질과 표면 상태에 따른 몰드 효과 등 다양한 요인에 의해 발생한다. 본 연구는 열변형을 예측하기 위해 점탄성 모델 해석 기법을 평판 모델에 적용하여 열변형의 주요 원인인 수지의 화학 수축과 열팽창의 영향을 분석했고, 몰드 유무에 따른 3-D 점탄성 모델의 해석 기법을 검증했다. 검증된 3-D 점탄성 모델의 해석 기법을 이용하여 L-형상의 몰드 효과를 분석한 결과, 동일한 재질의 몰드를 사용했더라도 표면 상태에 따라 잔류 변형이 다르게 나타났다.

Comparative analysis of damping ratio determination methods based on dynamic triaxial tests

  • Song Dongsong;Liu Hongshuai
    • Earthquakes and Structures
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    • 제25권4호
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    • pp.249-267
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    • 2023
  • Various methods for determining the damping ratio have been proposed by scholars both domestically and abroad. However, no comparative analysis of different determination methods has been seen yet. In this study, typical sand (Fujian standard sand) and cohesive soils were selected as experimental objects, and undrained strain-controlled dynamic triaxial tests were conducted. The differences between existing damping ratio determination methods were theoretically compared and analyzed. The results showed that the hysteresis curve of cohesive soils had better symmetry and more closely conformed to the definition of equivalent linear viscoelasticity. For non-cohesive soils, the differences in damping ratio determined by six methods were significant. The differences decreased with increasing confining pressure and relative density, but increased gradually with increasing shear strain, especially at high shear strains, where the maximum relative error reached 200%. For cohesive soils, the differences in damping ratio determined by six methods were relatively small, with a maximum relative error of about 50%. Moreover, they were less affected by effective confining pressure and had the same changing trend under different effective confining pressures. The damping ratio determination method has a large effect on the seismic response of soils distributed by non-cohesive soils, with a maximum relative error of about 15% for the PGA and up to about 30% for the Sa. However, for soil layers distributed by cohesive soils, the damping ratio determination method has less influence on the seismic response. Therefore, it is necessary to adopt a unified damping ratio determination method for non-cohesive soils, which can effectively avoid artificial errors caused by different determination methods.

수크로스 에스터와 세라마이드를 혼합 겔레이터로 사용한 올레오겔과 올레오겔 에멀젼의 특성 분석 (Characterization of Oleogels and Oleogel Emulsions Made with Sucrose Ester and Ceramide as Mixed Gelators)

  • 이다연;진병석
    • 공업화학
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    • 제34권5호
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    • pp.501-506
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    • 2023
  • 수크로스 에스터와 세라마이드를 혼합하여 겔레이터로 사용한 해바라기 오일의 올레오겔과 올레오겔 에멀전을 제조하였다. 올레오겔과 올레오겔 에멀젼 제형 내에서 겔레이터의 결정 구조는 편광현미경으로 관찰하고 물의 분산형태는 공초점 현미경으로 확인하였다. DSC 열차트 분석을 통해, 수크로스 에스터와 세라마이드를 혼합하면 세라마이드의 결정구조는 사라지고 제형에 물이 첨가되면 혼합된 겔레이터의 결정성이 더욱 상승함을 확인하였다. 제형에서의 수크로스 에스터, 세라마이드, 물의 비율에 따른 점도와 점탄성 등의 유변학적 특성의 변화를 살펴보았다. 세라마이드와 물의 함량이 증가할수록 점도 및 저장탄성률, 손실 탄성률 등이 모두 증가하고, 또한 제형의 안정성도 높아지는 경향을 보였다.

Quantification of Nerve Viscosity Using Shear Wave Dispersion Imaging in Diabetic Rats: A Novel Technique for Evaluating Diabetic Neuropathy

  • Feifei Liu;Diancheng Li;Yuwei Xin;Fang Liu;Wenxue Li;Jiaan Zhu
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제23권2호
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    • pp.237-245
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    • 2022
  • Objective: Viscoelasticity is an essential feature of nerves, although little is known about their viscous properties. The discovery of shear wave dispersion (SWD) imaging has presented a new approach for the non-invasive evaluation of tissue viscosity. The present study investigated the feasibility of using SWD imaging to evaluate diabetic neuropathy using the sciatic nerve in a diabetic rat model. Materials and Methods: This study included 11 diabetic rats in the diabetic group and 12 healthy rats in the control group. Bilateral sciatic nerves were evaluated 3 months after treatment with streptozotocin. We measured the nerve cross-sectional area (CSA), nerve stiffness using shear wave elastography (SWE), and nerve viscosity using SWD imaging. The motor nerve conduction velocity (MNCV) was also measured. These four indicators and the histology of the sciatic nerves were then compared between the two groups. The performance of CSA, SWE, and SWD imaging in distinguishing the two groups was assessed using receiver operating characteristic (ROC) analysis. Results: Nerve CSA, stiffness, and viscosity in the diabetic group was significantly higher than those in the control group (all p < 0.05). The results also revealed a significantly lower MNCV in the diabetic group (p = 0.005). Additionally, the density of myelinated fibers was significantly lower in the diabetic group (p = 0.004). The average thickness of the myelin sheath was also lower in the diabetic group (p = 0.012). The area under the ROC curve for distinguishing the diabetic neuropathy group from the control group was 0.876 for SWD imaging, which was significantly greater than 0.677 for CSA (p = 0.030) and 0.705 for SWE (p = 0.035). Conclusion: Sciatic nerve viscosity measured using SWD imaging was significantly higher in diabetic rats. The viscosity measured using SWD imaging performed well in distinguishing the diabetic neuropathy group from the control group. Therefore, SWD imaging may be a promising method for the evaluation of diabetic neuropathy.

감마선을 이용한 고기능성 히알루론산/연어추출물 제형개발 (Development of High-Functional Hyaluronic Acid/Salmon Extract Formulation Using Gamma-Ray)

  • 권동건;심재구;하만
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.9-16
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    • 2018
  • 음주 후 숙취는 사람에 따라 증상과 정도가 상이 하지만 일반적으로 갈증, 피로감, 두통, 전신권태, 위장장애, 구토, 설사, 비타민 결핍 등이 나타난다. 이러한 숙취현상은 간세포와 체내에 축적된 알코올 및 알코올에 함유되어 있는 발효 부산물인 에틸아세테이트, 아세트알데히드 등의 전구물질들의 작용에 의해 발생한다. 이에 숙취현상을 해소하기 위한 연구로 연어 추출물 중 정액 또는 정소 추출물인 핵산-당-인산으로 이루어진 고분자이며 다당체인 Polydeoxyribonucleotide(PDRN)과 동일한 Origin, 동일 구조를 가지며 PDRN에 비해 가격이 저렴한 수용성 연어 추출물 분말을 사용하였다. 그리고 D-Glucuronic acid와 N-Acetyl glucosamine으로 구성된 고분자 다당체로 뛰어난 생체 적합성, 점탄성 및 보습력을 보유하고 있어서 숙취현상 중 나타나는 생체수분 감소량 및 피부수분 함유량저하에 대한 부분에 효과가 있어 항산화 및 피부보습효과를 제공하는 히알루론산(Hyaluronic acid)을 감마선으로 조사하여 사용하였다. 연어추출물 분말과 히알루론산 등을 이용하여 조성물을 제조한 후 체내 에탄올, 아세트알데히드 감소량, 혈중 아세트알데히드 농도와 초산 농도를 측정하여 알코올 분해효과를 평가하였고, 피부 수분 증발량과 피부 수분량을 조사하여 피부개선을 평가하고 항산화 및 피부보습효과를 제공하는지 여부를 판단하였다. 이에 에탄올은 연어추출물을 첨가하였을 때가 무첨가에 비해 5배에서 7배의 감소량을 보였고 아세트알데히드 3배에서 5배 이상의 감소량을 보였다. 또한 혈중 아세트알데히드 농도와 초산 농도의 변화에서는 무첨가 대조군에 비해 급격한 저하 변화를 보여 알코올 분해효과가 있음을 확인하여 숙취해소 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 그리고 히알루론산 원료를 첨가하여 사용하였을 때 피부 수분함유량이 높았으며, 피부 수분 증발량이 감소됨이 확인되었다. 이에 고분자 다당체인 히알루론산은 뛰어난 점탄성 및 보습력을 보유하고 있어서 숙취현상 중 나타나는 생체수분 감소량 및 피부수분 함유량저하에 효과가 있어 항산화 및 피부보습효과를 제공하는 것으로 사료되어 연어추출물 분말과 히알루론산을 주원료로 하는 조성물이 음주 후 나타나는 숙취현상에 효과가 있다고 할 수 있다.

Numerical study on the effect of viscoelasticity on pressure drop and film thickness for a droplet flow in a confined microchannel

  • Chung, Chang-Kwon;Kim, Ju-Min;Ahn, Kyung-Hyun;Lee, Seung-Jong
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제21권1호
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    • pp.59-69
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    • 2009
  • The prediction of pressure drop for a droplet flow in a confined micro channel is presented using FE-FTM (Finite Element - Front Tracking Method). A single droplet is passing through 5:1:5 contraction - straight narrow channel - expansion flow domain. The pressure drop is investigated especially when the droplet flows in the straight narrow channel. We explore the effects of droplet size, capillary number (Ca), viscosity ratio ($\chi$) between droplet and medium, and fluid elasticity represented by the Oldroyd-B constitutive model on the excess pressure drop (${\Delta}p^+$) against single phase flow. The tightly fitted droplets in the narrow channel are mainly considered in the range of $0.001{\leq}Ca{\leq}1$ and $0.01{\leq}{\chi}{\leq}100$. In Newtonian droplet/Newtonian medium, two characteristic features are observed. First, an approximate relation ${\Delta}p^+{\sim}{\chi}$ observed for ${\chi}{\geq}1$. The excess pressure drop necessary for droplet flow is roughly proportional to $\chi$. Second, ${\Delta}p^+$ seems inversely proportional to Ca, which is represented as ${\Delta}p^+{\sim}Ca^m$ with negative m irrespective of $\chi$. In addition, we observe that the film thickness (${\delta}_f$) between droplet interface and channel wall decreases with decreasing Ca, showing ${\delta}_f{\sim}Ca^n$ Can with positive n independent of $\chi$. Consequently, the excess pressure drop (${\Delta}p^+$) is strongly dependent on the film thickness (${\delta}_f$). The droplets larger than the channel width show enhancement of ${\Delta}p^+$, whereas the smaller droplets show no significant change in ${\Delta}p^+$. Also, the droplet deformation in the narrow channel is affected by the flow history of the contraction flow at the entrance region, but rather surprisingly ${\Delta}p^+$ is not affected by this flow history. Instead, ${\Delta}p^+$ is more dependent on ${\delta}_f$ irrespective of the droplet shape. As for the effect of fluid elasticity, an increase in ${\delta}_f$ induced by the normal stress difference in viscoelastic medium results in a drastic reduction of ${\Delta}p^+$.

쿨롱-모어 이론을 이용한 강탄성 반유동체 폭발 시뮬레이션 (Simulation of Explosion of the Semi-Fluid with Strong Elasticity Applying Coulomb-Mohr Theory)

  • 김경수;성수경;신병석
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.143-152
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    • 2015
  • 일반적인 입자 기반 유체 폭발 시뮬레이션과는 다르게 탄성을 지닌 유체의 폭발을 시뮬레이션 하는 경우 물질의 사실적인 변형을 표현하기 위한 여러 가지 특수한 방법이 필요하다. 기존 입자 기반의 점탄성체 연구에서는 물체가 힘을 받아 압축이 되었을 때 한계치 이상의 힘을 받으면 변형되는 최대 변형에너지 이론과 물체의 부피가 일정 수준 이상 줄어들었을 때 변형되는 최대 전단응력 이론을 이용하여 진흙이나 페인트 같이 소성변형을 하는 물체의 변형을 다루었지만 실리콘이나 탄성이 강한 고무줄과 같이 한계치 이상의 힘을 받았을 때 여러 부분으로 쪼개지는 취성변형을 표현하지는 못하였다. 본 논문은 물체가 받은 힘을 변형된 길이나 부피로 표현한 기존의 입자 기반 시뮬레이션과 달리, 힘을 받았을 때 물체에 발생하는 최대응력이 물체의 파단응력에 도달하였을 때 항복이 일어난다는 취성 변형에 적합한 쿨롱-모어 이론을 제안한다. 쿨롱-모어 이론을 적용한 강한 탄성을 가진 반유동체가 힘을 받은 경계면이 파단응력에 도달하였을 때 물체가 현실감 있게 파괴되는 과정을 표현할 수 있음을 확인하였다. 반유동체가 지면에 부딪혀 힘을 받았을 때 쿨롱-모어 이론을 적용하여 물체의 파괴를 표현하였다.

백합 구근 분말 첨가가 반죽 물성 및 제빵 가공적성에 미치는 영향 (Effect of Lilium davidi's Root Powder Additions on the Rheology of the Dough and Processing Adaptability for Bread)

  • 정용면;이경석;황성연;손만자;이기영
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.287-293
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    • 2010
  • 소맥분에 백합 구근분말을 첨가한 물리적 특성은 백합 구근분말 첨가 비율이 증가할수록 farinogram에서 탄력도는 증가하는 경향이었으나, 점탄성, 흡수율, 흡수 시간 및 안정도는 3%이상 첨가 시 증가 후 감소하는 경향을 보였다. Rapid viscoanalyzer(RVA)에서 유지 강도, 최종점도, breakdown, setback 값, alveogram의 $P_{max}$값과 falling number 값은 감소하였다. 소맥분에 백합 구근의 첨가량과 입도 차에 의한 호화도 특성에서 초기 호화온도는 일반 분쇄 및 미분쇄($10\;{\mu}m$) 백합 구근분말의 종류와 양에 관계없이 영향을 미치지 않았다. Rheofermentometer로 측정한 gaseous release는 전체 $CO_2$ 가스 발생량과 보유량이 감소하였다. 기호도 검사에서는 백합 구근분말의 입도와 첨가 비율에 따른 식빵의 가공적성에서 식감, 향미, 맛에서 유의적인 차이가 나타났으며, 촉감과 크럼 색상은 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 한편 식빵의 가공 적성에서 일반 분쇄 3%와 초미분쇄 3% 첨가군이 양호하였으나, 종합적인 평가에서는 대조구 다음으로 미분쇄 백합 구근분말 3% 첨가군에서 우수하였다. 이미 백합 구근의 항산화 활성 등 생리활성은 검증되어져 발표되어 있는 만큼 제빵 가공에서 조직감의 문제를 보완하고 개선한다면 건강 기능성 제빵으로 상품화 가치가 있다고 생각된다.