• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.477-485
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• 2012

내압구조물의 구조적 성능에 영향을 주는 주요 요소로 형상, 쉘 두께, 보강재 배치 안 그리고 제작 재료 등을 나열할 수 있다. 전통적인 이론적 방법론에 근거한 내압구조물의 설계는 신속하며 만족할 만한 결과를 제공하지만 이는 일부 특정한 형상, 쉘 두께 및 제작 재료 등에 제한되어 있다. 본 논문에서는 최적화된 형상, 쉘 두께, 보강재 배치 안 그리고 복합재료 적층 정보 등을 얻을 수 있는 최적설계 기법에 근거한 진보된 대체 방법론을 다루고 있다. CAE 기반의 최적설계 기법을 활용하여 내압구조물 설계에 요구되는 구조적 성능과 최적화된 설계 인자들을 얻었다. 상용화된 유한요소 프로그램임 ANSYS의 CAE 플랫폼으로부터 메타모델 기반 최적화 기법을 수행하여 원통형 내압구조물의 설계를 위한 최적의 타원형 형상을 결정하였다. 또한 최적설계 프로그램인 OptiStruct의 기울기 기반 최적설계 방법을 이용하여 복합재료 기반 내압구조물의 설계시 최적의 적층순서와 쉘 두께가 얇은 내압구조물에 대한 최적의 보강재 배치 안을 각각 도출하였다. 최적설계 예제를 통해 본 논문에서 제시하고 있는 최적설계 기법에 근거한 방법론이 내압구조물의 설계에 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.197-205
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• 2015

가스 생산용 해양플랜트 설비의 경우 폭발의 위험에 노출되어 있으며, 폭발사고는 구조물의 안전성에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이러한 폭발사고에 의한 피해를 최소화하기 위해서는, 폭발하중에 의한 구조부재의 동적응답 특성을 명확히 파악할 필요가 있다. 폭발하중의 경우 매우 짧은 시간 동안에 구조물에 가격되었다가 소멸되기 때문에 구조부재의 고유주기 및 폭발하중의 지속시간을 고려한 동적응답 평가가 필수적으로 요구된다. 일반적으로 가스 폭발하중의 경우, 부 압력단계가 전체 하중 이력에서 상당 부분 존재하며, 본 연구에서는 이러한 부 압력단계의 형상에 따라 총 하중 지속시간을 결정하는 하중 모델을 제안하였다. 방화벽은 폭발사고 시 장비 및 인명 피해를 방지하고자 FPSO 탑사이드 모듈 사이에 배치되는 구조부재이므로 폭발하중에 의한 응답이력 특성 분석이 반드시 필요하다. 때문에 무 감쇠 단 자유도 모델에 가스 폭발하중을 적용하여 변위응답 특성을 분석하였으며, 평판으로 구성된 방화벽의 FE 모델을 이용한 하중 지속시간과 구조부재들의 고유주기를 고려한 응답 특성을 분석하였다. LS-DYNA를 이용한 선형/비선형 구조해석 분석결과, 부 압력단계의 지속시간이 구조물의 동적응답에 큰 영향을 주는 것을 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권1호
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• pp.37-44
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• 2003

본 실험연구에서는 정상유동상태에서 새롭게 설계된 자가팽창성 그래프트 스텐트의 수력학적 성능을 평가하고자 하였다. 코팅 재질이 다른 두 개의 그래프트 스텐트와 한 개의 타이티놀 금속스텐트가 실험에 사용되었으며, 유량이 가자 5, 10, 15 1/min에서 스텐트 전후에서의 압력변화 및 속도분포를 측정하였다. 스텐트 삽입에 의한 압력손실은 유량이 증가함에 지수적으로 증가하였다. 특히 15 1/min의 유량에서 다공성 PTFE 그래프트 스텐트와 TiNi 금속스텐트의 압력손실은 거의 동일하나 PU 그래프트 스텐트는 약 6배 이상의 현저한 증가를 보이고 있다. 스텐트 후류에서의 속도분포는 다공성 PTFE 그래프트 스텐트와 TiNi 금속스텐트는 유량에 관계없이 유사한 형태를 보여주고 있다. 그러나, PU 그래프트 스텐트에서는 특히 유량이 10 1/min 이상에서 속도분포가 비대칭적이고 관 중심에서의 상대적인 낮은 유속을 보여주고 있으며, 결과적으로 벽면전단응력 및 수직응력의 증가론 초래하고 있다. 이와같이 PU 그래프트 스텐트의 상대적으로 낮은 수력학적 성능은 스텐트가 보다 작은 관에 삽입되었을때 코팅재질의 낮은 유연성으로 인하여 스텐트의 표면에 주름이 발생하여 유동단면이 비대칭적으로 되고 벽면의 조도가 증가하며, 관벽과 스텐트와 틈새가 존재하여 제트류가 형성되기 때문으로 해석된다.

• 원예과학기술지
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• 제30권4호
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• pp.345-356
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• 2012

본 실험에서는 국내에서 육성한 조생종 '한아름'과 중생종 '만풍배'를 '신고' 품종과 대조하여 과실생장 기간 중의 과실 품질요인의 변화 및 세포벽 구성물질의 변화를 조사하였다. 세 품종 모두 생육기간 중 과육의 경도는 지속적으로 감소하여 과실성숙기의 경도는 '한아름', '만풍배' 및 '신고'에서 각각 29.4, 33.5 및 27.4N으로 나타났다. 세 품종 모두 성숙기에 에틸렌발생량이 매우 낮았는데 '한아름'에서만 성숙일에 $0.39{\mu}L{\cdot}L^{-1}$를 보였고 '만풍배'와 '신고'는 성숙일에 에틸렌이 측정되지 않았다. 세 품종의 가용성당은 과당이 우점하고 있었고, 과실의 성숙과 더불어 공통적으로 자당의 비율이 증가하였다. 세 품종에서 성숙기에 조사한 알코올불용성 물질(EIS)의 함량은 조생종인 '한아름'의 경우, $10.79mg{\cdot}g^{-1}$ FW로 '만풍배'의 12.72 및 '신고'의 $12.75mg{\cdot}g^{-1}$ FW에 비해 낮았다. 총가용성 펙틴은 '한아름'이 성숙기에 $81.05{\mu}g{\cdot}mg^{-1}$ EIS로 '만풍배'의 57.88 및 '신고'의 $61.81{\mu}g{\cdot}mg^{-1}$ EIS에 비해 높은 수준이었다. 수용성펙틴 분획의 분자량 변화는 과실발육 초기에 공통적으로 유의하였다. 4% KOH 가용성 hemicelluloses 함량은 '신고'에서 $28.05{\mu}g{\cdot}mg^{-1}$ EIS로 세 품종 중 유의하게 그 수준이 낮았고 과실 성숙에 따른 큰 변화를 보이지 않았다. 셀룰로오스 함량은 '한아름'의 경우 성숙기에 $408.00{\mu}g{\cdot}mg^{-1}$ EIS, '만풍배' 및 '신고' 는 각각 538.67 및 $612.33{\mu}g{\cdot}mg^{-1}$ EIS이었다. 세포벽 구성 중성당 함량은 품종에 관계없이 과실이 비대하고 성숙이 진행됨에 따라 그 함량이 감소하는 경향을 보였다. '한아름'의 경우 우점 중성당인 arabinose 및 galactose 함량이 성숙기인 만개 후 127일에 급격히 감소하였다. 조생종인 '한아름'에서 성숙과 더불어 4% KOH 가용성 헤미셀룰로오스 및 xyloglucan의 분해가 유의하였고 '만풍배' 및 '신고'는 과실발육 초기에만 변화가 나타났다. Chelator 및 $Na_2CO_3$ 가용성펙틴과 24% KOH 가용성 헤미셀룰로오스 분획의 분자량 변화는 품종에 관계 없이 매우 제한적이었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.650-655
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• 2016

본 논문에서는 요소수를 적용하는 SCR 인젝터의 내부유동에 대한 전산 유동해석을 수행하였다. 유동해석에 적용된 인젝터는 경사진 노즐과 스월디스크를 갖는 스월타입의 단홀 인젝터이다. 인젝터 니들의 최대 리프트 및 열림 속도를 인젝터의 설계 변수로 선정하였다. 비정상 상태로 작동하는 노즐 내부의 유동 특성을 해석하기 위하여, 움직이는 물체에 적용이 가능한 Moving Grid 기법을 적용하여 정밀한 인젝터 니들의 움직임을 모사하였다. 유동해석 결과, 인젝터 니들의 속도가 증가할수록 출구를 통한 요소수 유량은 감소하는 것으로 나타났다. 이는 인젝터 니들의 속도가 빨라질수록, 인젝터 니들 하부의 빈 공간을 채우려는 유량이 증가하고, 이러한 요소수 유량의 증가가 노즐 출구로 방출되는 유량의 감소를 유발하게 된다. 요소수 유동이 인젝터 노즐에서 출구 쪽으로 진행할수록, 스월 유동은 감소하였다. 이는 유동과 노즐 벽면과의 마찰에 기인한 것으로 사료된다. 또한, 최대 리프트 유지기간에서, 니들 리프트가 높을수록 스월 계수와 평균 스월 계수가 증가하는 경향을 보였다. 본 연구의 결과는 관련된 Urea-SCR 인젝터의 기본 설계 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제20권6호
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• pp.742-748
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• 1988

김치제조에 사용되는 결구포합형 배추의 구조와 그 조직감 특성을 조사하는 방법을 연구하였으며 소금절임, 가열데침 공정등에 의한 배추임의 구조적 변화와 조직감 변화를 조사하였다. 배추잎의 형성순서에 따라 잎의 길이와 두께는 비례적으로 증가하였으며 두께는 최외엽에서 다소 감소하는 현상을 나타내었다. 배추잎의 미세구조는 밀집된 유관속조직 주위에 유조직 세포가 쌓여있는 형태로서 절단시험에서 외피와 유관속조직의 특징적인 절단력 곡선들을 나타내었다. 절임과 데침처리에 의하여 배추잎의 절단력은 증가하였으며 이것은 주로 세포벽의 구조적 변형에 따라 포개짐에 의한 절단면의 수적 증가에 의한 것이었다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제12권3_4호
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• pp.165-173
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• 2000

Three-dimensional numerical simulation of isothermal/nonisothermal coextrusion process of two immiscible polymers through a rectangular channel has been done using the finite element method. The encapsulation phenomenon with the less viscous layer encapsulating the more viscous layer was investigated with the generalized Newtonian fluids. The interface position around the symmetric plane obtained by numerical simulation nearly coincided with the one observed in experiments, but the degree of encapsulation was less than the one observed experimentally. Open boundary condition method was found to be applied to the simulation of nonisothermal coextrusion process, however, the results are not far from those using the fully developed boundary condition, because the temperature development along the downstream direction is very slow in the case of convection dominated flow. When the inlet velocity is increased, the interface profile does not change in isothermal flow, while it moves upward in nonisothermal situation. The degree of encapsulation decreases along the downstream direction in nonisothermal flow. When the inlet temperature increases compared to the wall temperature, the outlet interface moves downward and the degree of encapsulation increases. The difference of degree of encapsulation between the simulation and the experiments seems to arise from the viscoelastic effect of the materials. It was concluded that the nonisothermal effect alone does not explain the complex coextrusion process and the viscoelastic effect needs to be considered.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제22권2호
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• pp.143-148
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• 2014

Marfan syndrome (MFS) is a dominantly inherited connective tissue disorder caused by mutations in the gene encoding fibrillin-1 (FBN1) and is characterized by aortic dilatation and dissection, which is the primary cause of death in untreated MFS patients. However, disease progression-associated changes in gene expression in the aortic lesions of MFS patients remained unknown. Using a mouse model of MFS, FBN1 hypomorphic mouse (mgR/mgR), we characterized the aortic gene expression profiles during the progression of the MFS. Homozygous mgR mice exhibited MFS-like phenotypic features, such as fragmentation of elastic fibers throughout the vessel wall and were graded into mgR1-4 based on the pathological severity in aortic walls. Comparative gene expression profiling of WT and four mgR mice using microarrays revealed that the changes in the transcriptome were a direct reflection of the severity of aortic pathological features. Gene ontology analysis showed that genes related to oxidation/reduction, myofibril assembly, cytoskeleton organization, and cell adhesion were differentially expressed in the mgR mice. Further analysis of differentially expressed genes identified several candidate genes whose known roles were suggestive of their involvement in the progressive destruction of aorta during MFS. This study is the first genome-wide analysis of the aortic gene expression profiles associated with the progression of MFS. Our findings provide valuable information regarding the molecular pathogenesis during MFS progression and contribute to the development of new biomarkers as well as improved therapeutic strategies.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.797-806
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• 2008

본 연구에서는 선형 캐스케이드 실험장치의 유로를 캐스케이드 피치의 두배 넓이로 설정하고 두 개의 블레이드만을 설치하였다. 따라서 동일한 실험장치에서 다수개의 블레이드를 설치하는 경우에 비하여 큰 블레이드에서 실험이 가능하도록 하였다. 아울러 두 개의 블레이드 설치에 따른 주기조건의 어려움을 해소하기 위하여 실험장치 내의 작동유체의 배출이나 꼬리판의 조정을 하지 않아도 주기조건이 되도록 하는 실험장치의 벽면을 설계하였다. 이를 위하여 주기조건에서 얻어진 블레이드 표면에서의 마하수와 동일한 결과가 얻어지도록 목적함수를 설정하였으며, 설계변수로는 벽면의 형상변경과 관련이 있는 12개의 변수를 사용하였다. 벽면의 설계는 기울기 기반의 최적화법을 사용하였으며, 내부유동장의 계산은 상용코드인 CFX-11을 사용하였다. 두 결과의 비교에서 벽면의 조정만으로도 동일한 유동특성이 얻어질 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제16권2호
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• pp.133-141
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• 1991

This study was undertaken to investigate the structural and configurational characteristics of the tailings return-unit in the commercially available head-feed combines and to study the aero-dynamical behavior of the tailings in the units. The mathematical model of the motion of tailings in the thrower casing was developed and the simulated trajectories for different type of units was analyzed to compare with the measured ones. The air-stream velocity profile in various locations along the tailings returning duct was measured to find the effect of configurational characteristics and blade tip speed. The results of the study are summerized as follows. 1. The ejecting angle, which is the angle between the direction of the particle velocity ejecting from the blade and the horizontal axis, was found to be about $66^{\circ}$ in both the simulation and experiment. The angle was much greater than the setting angle of actual duct of the combines studied, which were $48{\sim}56^{\circ}$. By comparison of these results, it was suggested to change duct setting angle so as to reduce the frictional force, between the duct wall and tailings, by reducing the difference between the ejecting and setting angles. 2. The velocity of the air stream in the duct was in general higher in the upper bound of the duct compared to the lower and decreased as the stream went toward the end of duct. The comparison of the tailings units among the combines studied showed a superior performance with the tapered duct having small diameter in the outlet and with greater number of thrower blade.