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제체의 갑작스런 붕괴로 인한 충격파 수치해석 - SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)를 중심으로 (Numerical analysis of dam breaking problem using SPH)

  • 조용준;김권수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3B호
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    • pp.261-270
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    • 2008
  • 최근 진행된 정밀 수치해석 기법의 비약적인 발전에도 불구하고 SPH 등과 같은 고급수치기법의 수자원 분야에서의 활용은 그리 활발해 보이지 않는다. 대규모 수계를 대상으로 한 flood routing의 경우 비선형 천수방정식으로 대표되는 depth averaged approach가 효과적이나 정밀한 범람고 예단에는 오류가 야기될 수 있다. 본 고에서는 SPH 수치해석 기법의 수자원 분야로의 적용가능성을 모색하기 위해 비교적 수리모형실험자료가 풍부한 제체붕괴로 인한 수리현상을 수치모의하였다 (Martin과 Moyce, 1952). 보다 완벽한 검증을 위해 수로에 장애물이 거치된 경우 (Koshizuka 등, 1995), 수문의 갑작스런 개방으로 인한 수로에서의 수리현상 (Janosi 등, 2004) 등 점진적으로 난이도를 높여 수치모의를 수행하였다. 동수역학 모형 방정식으로는 Navier-Stokes 방정식, 동수역학의 수치적 적분에는 Smoothed Particle Hydrodynamics 기법을 채택하였다. 모의 결과 본 고에서의 수치모의가 기존에 선호되던 VOF, MAC의 수치 기법에 비해 우월한 결과를 보였다.

칼슘섭취 부족 흰쥐에서 임신, 수유기 동안 칼슘보충 수준이 무기질 대사에 미치는 영향 (Effects of Ca Supplementation on Mineral Metabolism during Pregnancy and Lactation of Calcium-Deficient Young Adult Rats)

  • 박미나;김은애;이연숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.958-964
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    • 2004
  • 본 연구에서는 가임기 동안 저칼슘을 섭취한 흰쥐에게 임신기와 수유기에 걸쳐 장기간 칼슘보충수준을 달리했을 때, 어미쥐와 새끼쥐의 골격상태와 무기질 대사가 어떻게 변화하는 가를 알아보고, 가임기 동안의 칼슘부족 상태를 어느 정도 회복시킬 수 있는지를 검토하고자 하였다. 암컷 흰쥐를 이용하여 5주간의 비임신기간 동안 저칼슘을 섭취시킨 후 다시 세 군으로 나누어 고(high 1.5%), 중(normal 0.5%), 저(low 0.15%) 수준의 칼슘을 함유한 실험식이를 임신기와 수유기의 총 6주 동안 각각 급여하였다. 전 실험기간 동안 정상 칼슘 식이를 섭취한 군을 정상대조군으로 하였다. 임신전이나 임신, 수유기 동안 체중 및 식이섭취량은 식이 칼슘 수준에 따른 차이를 보이지 않았다. 비임신기간 동안 저칼슘을 섭취한 모든 실험군에서 정상칼슘을 섭취한 군에 비해 어미쥐의 혈청 총 단백질 농도가 감소되었다. 그리고 비임신기간 동안 저칼슘 섭취에 의해 저하된 어미쥐의 골격상태는 임신, 수유기간 동안 정상수준 이상의 칼슘을 보충했을 때 정상수준에 가깝게 회복되었다. 그러나, 임신, 수유기간 동안 고수준의 칼슘보충은 어미쥐의 혈청에서 인, 마그네슘 및 철의 함량을, 대퇴골과 요추에서는 마그네슘의 함량을 유의적으로 저하시켰다. 반면, 신장에서는 칼슘, 인 및 마그네슘 함량을 높여서 무기질을 축적시켰다. 임신, 수유기 동안 어미쥐의 칼슘섭취 수준이 새끼쥐에 미친 영향을 보면, 어미쥐의 지속적인 저칼슘 식이 섭취가 새끼쥐의 대퇴골 회분량 및 칼슘, 인과 마그네슘 함량을 유의적으로 낮추었고, 고수준의 칼슘을 보충한 경우에는 새끼쥐의 혈청 마그네슘 농도와 아연 농도를 유의적으로 낮추었다. 이상의 결과에서 비임신기에 칼슘 섭취 부족은 모체의 골격 중량, 강도 및 회분함량을 저하시킬 뿐만 아니라 이러한 칼슘 섭취부족상태가 임신, 수유기까지 이어진다면 그 영향이 모체뿐만 아니라 그 자손에게까지 미칠 수 있음이 밝혀졌다. 한편 임신 전에 불충분한 칼슘을 섭취했다고 할 지라도 임신, 수유기간 동안 적절하게 칼슘을 보충하면 모체의 골격상태 및 무기질 함량은 회복될 수 있는 것으로 나타났다. 그러나, 고칼슘의 보충은 혈청 단백질 농도뿐만 아니라 다른 무기질의 농도를 저하시켜 체내 무기질 불균형을 초래할 수 있으므로 임신, 수유기 동안 칼슘보충제의 적절한 섭취가 요구된다.