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폭풍해일과 강우에 의한 해안 도시 범람 수치모의를 위한 우수관망 수치모형의 개발 (Development of Storm Sewer Numerical Model for Simulation of Coastal Urban Inundation due to Storm Surge and Rainfall)

  • 윤성범;이재황;김건형;송지훈
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.292-299
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    • 2014
  • 기존의 태풍에 의한 해안 범람 수치모의 연구의 대부분은 폭풍해일만을 고려하였으므로 강우에 의한 추가적인 침수는 배제되어 왔다. 일반적으로 태풍은 강우를 동반한 자연재해이므로 폭풍해일에 의한 해안 도시범람을 수치모의 하는 데 있어 반드시 강우의 영향이 고려되어야 한다. 또한 강우는 도시 우수 관망을 통해 바다로 배출되므로 강우를 동반하는 폭풍해일 수치모의 시 우수관망 시스템이 고려되어야 타당한 결과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 기존의 폭풍해일 수치모형에 강우와 우수관망을 해석할 수 있는 알고리즘을 추가하여 수치모형을 개발하였다. 개발된 수치모형을 단순화된 지형에 적용하여 강우에 의한 범람과 우수의 배수, 해수의 역류현상, 우수의 배수에 따른 해수면 상승 등 기본적인 수치모형의 기능을 검사하였다. 그 결과 다양한 조건에서 수치모형이 정상적으로 작동되는 것을 확인하였다.

MMH-NTO 이원추진제 추력기의 배기가스 거동 해석 연구 (Exhaust Plume Behavior Study of MMH-NTO Bipropellant Thruster)

  • 김현아;이균호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.300-309
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    • 2017
  • 우주비행체는 우주공간에서 소형 추력기를 통해 연소가스를 노즐 외부로 배출시킴으로써 궤도보정 및 자세제어에 필요한 반작용 모멘텀을 발생시킨다. 이때 배출된 배기가스가 우주비행체의 표면과 충돌하면서 발생된 교란 힘 및 교란토크, 열 부하, 표면 오염 등은 우주비행체의 수명 단축 및 기능저하를 유발시킬 수 있으므로 추력기 배기가스 거동에 관한 예측은 우주비행체 설계시 매우 중요한 절차라고 할 수 있다. 본 연구에서는 우주비행체의 자세제어용 추력기로 사용되는 10 N급 이원추진제 추력기의 배기가스 거동을 수치적으로 해석함으로써 우주비행체 설계에 필요한 핵심기술을 확보하는 것이 목적이다. 이를 위해 모노메틸하이드라진(MMH) 연료와 사산화이질소(NTO) 산화제의 화학평형반응과 추력기 노즐 내부 연속체 영역 계산을 수행한 후 배기가스 해석을 위한 직접모사법(DSMC)의 유입조건으로 적용하였다. 해석 결과, 이원추진제 추력기 노즐 부근에서 배기가스의 화학종 박리와 같은 비평형 팽창과 후방유동의 특성들을 예측할 수 있었다.

한옥지붕 경량화를 위한 신형 한식기와 개발 (Development of a New Clay Roof Tiles for the Reduction of Weight in Korean-Style Roof)

  • 박진철;정찬홍
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.765-771
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    • 2019
  • 기존 한식기와에서 요구되는 강도, 흡수율, 내동해성 등은 유지하면서 지붕 하중을 대폭 줄일 수 있는 새로운 한식기와가 개발되었다. 물막이 턱과, 유속을 빠르게 하는 음각유로를 이용하여 기와 사이의 틈으로 유입되는 빗물을 방지할 수 있도록 설계되었다. 새로 개발된 한식기와는 빗물 역류 방지 능력이 있으므로 지붕에 흙이 필요 없는 건식시공이 가능하다. 새로 개발된 기와를 이용한 건식시공 한옥지붕은 흙을 필요로 하는 기존의 습식시공 한옥지붕에 비하여 지붕 중량이 약 80% 이상 감소될 수 있다. 건평 30평인 전통한옥의 경우 신형 한식기와 사용 시 지붕 중량이 약 135톤에서 약 24톤으로 줄어든다. 제작된 신형 한식기와의 물성은 KS 규격을 만족하였으며, 기와 1개당 중량은 기존 기와보다 30% 이상 가볍고, 신형 한식기와로 지어진 지붕은 우리나라의 강수량 기록을 60% 이상 넘어서는 200mm/h강수량과 풍속 17m/s의 태풍급 폭풍우에서도 물이 새지 않는 우수한 배수성을 보였다. 중량감소 효과와 우수한 배수성 이외에도, 새로 개발된 한식기와는 경제성, 효율성, 작업 편의성, 유지보수, 내진성 등에서 기존 한식기와에 비하여 우수한 장점이 있다.

섬진강 주변 지하수의 수질 및 오염특성: 오염원 및 유해성 평가 (Groundwater Quality and Pollution Characteristics at Seomjin River Basin: Pollution Source and Risk Assessment)

  • 나춘기;손창인
    • 자원환경지질
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    • 제38권3호
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    • pp.261-272
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    • 2005
  • 섬진강 유역 지하수는 주로 높은 EC의 Na-Cl형과 낮은 EC의 $Na-HCO_3^-$형으로 분리되며, $K^+,\;Mg^{2+},\; NO_3^-$$SO_4\;^{2-}$성분이 부화된 특성을 보인다. 일반적으로 지하수의 EC가 증가할수록 TDS에서 차지하는 $Na^++Cl^-$의 당량분율은 증가한다. 용존이온들간 상관유형으로부터 $N^+$$Cl^-$은 주의 침투된 해수에서 유래되며, $K^+,\;Mg^{2+}$$SO_4\;^{2-}$은 화학비료와 같은 인위오염원에서 주로 유래됨을 알 수 있다. 농업용수 수질기준과 비교하여 그 기준을 초과하는 지하수는 해수침입을 반영하는 $Cl^-$ 경우 조사대상 관정의 $23\%$인 반면 인위적 오염원을 대표하는 $NO_3^-$ 경우 전체의 $50\%$에 달한다. EC-SAR관계를 바탕으로 한 지하수의 유해성 평가에서 조사대상 지하수의 $40\%$만이 농업용수로서 소다질화와 염류화를 초래할 가능성이 없는 적정한 수질을 나타낸다. 결론적으로 섬진강 유역 지하수의 수질저하를 초래한 오염원은 화학비료의 사용과 해수침입이다. 또한 모든 견과들은 화학비료의 사용이 연구지역의 지하수 오염에 가장 폭넓게 영향을 미치며, 일부 특정지역에서는 강쪽으로의 해수역류 확대라는 일차적 요인과 지하수의 과다양수라는 이차적 요인에 의해 섬진강으로부터 해수가 대수층으로 침투되어 더욱 지하수질이 악화되고 있음을 시사한다.

요로감염 환아에서 신실질내 역류의 임상적 의의 (Clinical Significance of Intrarenal Reflux in Children withUrinary Tract Infection)

  • 임범택;이해상;배기수
    • Childhood Kidney Diseases
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    • 제12권2호
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    • pp.186-193
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    • 2008
  • 목 적 : 신실질내 역류란 소변이 신우에서 신세뇨관으로 역류하는 것을 의미하며 소아에서 신손상을 초래하여 신반흔, 고혈압, 단백뇨, 만성신부전등을 일으킨다. 본 연구의 목적은 방관 요관 역류가 있으면서 신실질내 역류가 있는 환아군과 신실질내 역류가 없는 환아군을 비교 분석하여 신실질내 역류의 임상적 특성에 대하여 알아 보고자 한다. 방 법: 2004년부터 2006년까지 요로감염으로 아주대병원 소아과에 내원한 환아중 배뇨성 방광 요관조영술을 시행하여 3단계 이상의 방광요관역류가 있었던 환아 80명을 대상으로 후향적으로 조사하였다. 환자는 신실질내 역류의 유무에 따라 두 군으로 분류하여 신실질내 역류에 영향을 미치는 요인에 대해 비교 조사하였다. 결 과: 3단계 이상의 방광요관 역류가 있는 환아 80명중 17명이 신실질내 역류가 있는 것으로 조사되었으며 신실질내 역류가 있는 군에서 진단 당시 나이, 역류등급, 단백뇨에서 유의한 차이를 보였으나 성별, 추적검사에서 호전율, 말초혈액 백혈구수, C-반응단백, 요중 백혈구 수, 농뇨 지속기간에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 신실질내 역류의 위치와 DMSA 스캔의 광자 결손의 위치가 대부분에서(82.35%) 일치하는 결과를 나타내었다. 결 론: 방광요관역류에 의하여 발생된 요로감염 환자에서 신실질내 역류가 있는 경우 나이가 적었으며, 방광요관역류의 정도가 심하고, 단백뇨가 많이 검출되었다. 또한 신스캔상 신손상의 빈도가 높은 경향을 보였으나 통계적으로는 유의하지 않았다. 한편 추적영상검사를 하였을 때, 신실질내 역류에 관계없이 대다수 환아에서 진단당시 보였던 방광요관역류나 신손상 소견이 대부분 호전됨을 확인할 수 있었다.

볼-박판 스프링 형 체크밸브가 적용된 압전유압펌프의 가압 특성 (Pressurization Characteristics of Piezoelectric-Hydraulic Pump Adopting a Ball-Thin Plate Spring Type Check Valve)

  • 황용하;황재혁;배재성
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.7-14
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    • 2018
  • 본 연구에서는 소형 압전유압펌프가 적용된 브레이크 시스템의 부하압 개선을 위해 체크밸브에 대한 연구를 수행하였다. 가압 과정에서 부하의 정상상태 압력은 챔버압과 부하압이 체크밸브에 작용하는 단면적 비에 영향을 받는다. 체크밸브 유로 덮개는 역류 방지를 위해 유로의 단면적보다 넓게 제작되었기 때문에 단면적 비 조절을 위해 박판 스프링 형 체크밸브에 부가질량을 부착하는 방식을 제안하였다. 부가질량 부착에 의한 부하압 개선 효과를 확인하기 위해 상용코드를 이용하여 소형 압전유압펌프가 적용된 단순 브레이크 시스템의 모델링을 수행하였다. 모델링의 검증을 위해 부가질량이 부착되지 않은 박판 스프링 형 체크밸브를 적용한 펌프의 가압 실험결과와 시뮬레이션 결과를 비교하였다. 검증된 아메심 모델링에 부가질량을 추가하였고 시뮬레이션을 통해 단면적 비 조절에 의한 고 부하압 형성 효과를 확인하였다. 부가질량 추가에 따른 소형 압전유압펌프 구성품을 새롭게 설계/제작한 후 브레이크 시스템의 가압 성능 실험을 수행하여 부하압 35% 의 성능 개선을 확인하였다.

라텍스 탄성 저장관을 활용한 포트식 균열주입 공법의 물리적 특성에 관한 연구 (The Physical Properties of Port Type Crack Injection Method Using Latex Elastic Storage Tube)

  • 김은영;소광호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.68-75
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    • 2018
  • 본 연구에서는 기존의 균열보수 주입공법의 문제점을 해결하기 위하여 일반포트와는 다르게 중앙부에 높은 압력을 견딜 수 있도록 저장관의 재질은 고탄성 라텍스를 사용하였으며, 균열부위에 보수용액을 주입시 콘크리트 균열 내부에 존재하고 있는 공기가 배출될 수 있도록 TPS 공법을 개발 하였다. 또한 보수용액의 역류를 차단하는 밸브를 주입구에 설치한 새로운 주입식 포트를 개발하고 이에 대한 물리적 특성을 분석하였다. 분석 결과, 기존 주사기 공법에 비해 보수용액 주입속도가 향상되고, 시험조건에서 균열부위가 완전히 충전되는 것을 알 수 있었다. 보수 후의 품질은 압축강도 및 인장강도의 경우 주사기 공법 적용시에는 보수 후 약 20% 정도 저하하는 것으로 나타났고, TPS 공법 은 보수 후 강도가 오히려 약 2~7% 증가하는 경향으로 나타났다. 본 연구 결과를 통하여 탄성저장관을 사용한 주입식 포트 공법은 기존의 주사기 공법과 비교하여 주입성능 및 보수 후 품질이 증가하는 것을 알 수 있었고, 이를 활용하여 실구조물 적용 및 상용화를 위한 기반 자료로서 활용하고자 한다.

만성 역류성 식도염 모델에서 빈랑(檳榔)와 황련(黃連) 복합물의 보호 효과 (The Protective Effect of Arecae Semen and Coptidis Rhizoma in a Chronic Reflux Esophagitis Rat Model)

  • 이세희;이진아;신미래;이지혜;노성수
    • 대한한방내과학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.11-24
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    • 2021
  • Objective: Chronic reflux esophagitis (CRE), characterized by esophageal mucosa ulcer, is caused by continuous backflow of gastric acid and consequent inflammation due to unstable gastroesophageal sphincter. The aim of the present study was to clarify the effect of an Arecae Semen and Coptidis Rhizoma mixture (AC-mix) on CRE. Methods: CRE was surgically induced in SD rats with three experimental groups used: normal; CRE control; and CRE treatment (200 mg/kg AC-mix). Blood and esophageal tissue were collected after two weeks of drug administration. The anti-oxidant activity of the AC-mix was measured by total polyphenol and total flavonoid contents as well as by radical scavenging activity with protein levels evaluated using western blotting. Results: CRE damage to the esophageal mucosa was significantly reduced in the AC-mix group as compared with the controls, and administration of the AC-mix was seen to inhibit NF-κBp65 activity. Consequently, the inactivation of NF-κBp65 significantly inhibited inflammatory mediators such as COX-2 and iNOS. Moreover, the anti-oxidant enzyme HO-1 significantly increased through activation of the Nrf2-Keap1 pathway. Matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), which can break down collagen from the basement membrane and extracellular matrix, was decreased following AC-mix treatment, and elevated levels of MMP-2 were regulated by its tissue inhibitor. Conclusions: These results show that AC-mix can alleviate esophageal mucosa ulcer though inhibition of the NF-κBp65 inflammatory pathway and enhancement of the anti-oxidant Nrf2-Keap1 pathway.

혈관모사 마이크로채널이 장착된 3D 종양 세포 배양 시스템의 제작 및 검증 연구 (Fabrication and validation study of a 3D tumor cell culture system equipped with bloodvessle-mimik micro-channel)

  • 박정연;고범석;김기영;이동목;윤길상
    • Design & Manufacturing
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    • 제15권2호
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    • pp.11-16
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    • 2021
  • Recently, three-dimensional (3D) cell culture systems, which are superior to conventional two-dimensional (2D) vascular systems that mimic the in vivo environment, are being actively studied to reproduce drug responses and cell differentiation in organisms. Conventional two-dimensional cell culture methods (scaffold-based and non-scaffold-based) have a limited cell growth rate because the culture cannot supply the culture medium as consistently as microvessels. To solve this problem, we would like to propose a 3D culture system with an environment similar to living cells by continuously supplying the culture medium to the bottom of the 3D cell support. The 3D culture system is a structure in which microvascular structures are combined under a scaffold (agar, collagen, etc.) where cells can settle and grow. First, we have manufactured molds for the formation of four types of microvessel-mimicking chips: width / height ①100 ㎛ / 100 ㎛, ②100 ㎛ / 50 ㎛, ③ 150 ㎛ / 100 ㎛, and ④ 200 ㎛ / 100 ㎛. By injection molding, four types of microfluidic chips were made with GPPS (general purpose polystyrene), and a 100㎛-thick PDMS (polydimethylsiloxane) film was attached to the top of each microfluidic chip. As a result of observing the flow of the culture medium in the microchannel, it was confirmed that when the aspect ratio (height/width) of the microchannel is 1.5 or more, the fluid flows from the inlet to the outlet without a backflow phenomenon. In addition, the culture efficiency experiments of colorectal cancer cells (SW490) were performed in a 3D culture system in which PDMS films with different pore diameters (1/25/45 ㎛) were combined on a microfluidic chip. As a result, it was found that the cell growth rate increased up to 1.3 times and the cell death rate decreased by 71% as a result of the 3D culture system having a hole membrane with a diameter of 10 ㎛ or more compared to the conventional commercial. Based on the results of this study, it is possible to expand and build various 3D cell culture systems that can maximize cell culture efficiency by cell type by adjusting the shape of the microchannel, the size of the film hole, and the flow rate of the inlet.

돌풍이 도로터널의 제연성능에 미치는 영향 연구 (A study on the effect of gusty wind on smoke control performance in road tunnel)

  • 백두산;조현석;이승철
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.95-108
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    • 2022
  • 도로터널의 장대화에 따른 터널 이용객의 체류시간 증가는 화재 발생 시 피난시간이 증가하여 많은 인명피해가 발생할 수 있다. 화재에 따른 인명피해를 줄이기 위해 "도로터널설계 편람 제6편 터널"과 "도로터널 방재·환기시설 설치 및 관리지침"에서는 터널의 연장에 따른 제연설비를 설치하도록 규정하고 있다. 제연설비 설계 인자에는 외부자연풍의 풍속을 최소 2.5 m/s로 고려하도록 하고 있으며, 터널의 특성에 따라 상향하여 적용하도록 하고 있다. 그러나 터널 설계 시 외부자연풍의 풍속을 2.5 m/s로 일률적인 적용을 하고 있다. 최근 6년간 대관령 지역의 5분 평균풍속 자료를 분석한 결과 바람이 분 일 수 중 15.8%가 10 m/s 이상의 바람이 분 것으로 분석되었으며, 최대 20 m/s 까지 분 것으로 분석됐다. 따라서 본 연구에서는 터널 내 화재가 발생했을 때 터널로 유입되는 자연풍의 패턴과 최대풍속에 따른 터널 화재연기의 역류거리를 분석하였다. 그 결과 20 m/s의 돌풍이 분 경우 최대 490 m의 역류가 발생하는 것으로 분석됐다.