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하천 협소부에서 하상 이동성과 형태와의 상관성에 관한 하도수리학적 평가 (Hydraulic Assessment about Correlation of Fluvial Movement and River Bed Form on the Narrow Pass of Channel)

  • 최호균;김원일;이삼희;안원식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권2호
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    • pp.141-148
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    • 2009
  • 하천은 지역마다 독특한 하도특성을 지니고 있다. 우리나라는 전 국토의 70 %가 산지로 구성되어 있으며, 이 가운데 노년기에 지형도 적지 않다. 이를 가로 지르는 우리나라 하천에서 특이한 하도형태의 모습을 보이는 구간이 곳곳에 산재하고 있다. 그 대표적인 모습이 충적하도와 침식하도가 연속해 발생하는 과정에서 나타나는 하천 협소부이다. 하천 협소부란 하천지형학에서 일반적으로 쓰이고 있는 용어이며, 하도수리학에서는 지배유량에 종속되는 일정하폭의 범위를 크게 벗어난 하천병목구간을 뜻한다. 이러한 협소부 주변지역은 전형적인 수해상습 지역이 되는 경우가 많다. 이러한 상황임에도 불구하고 현재까지 우리나라에서는 이러한 협소부 구간에서 하도특성을 반영한 조사 및 연구 사례가 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 낙동강 선산지역에 위치한 하천 협소부에서 하도형태에 대하여 조사하고 하도수리학적으로 분석하고 평가하였다. 연구 결과, 모래하천인 조사구간의 저수로 하상에서 아주 미세한 유사분급 현상은 확인할 수 있었지만, 하도변화의 작용력에 의한 유사분급 현상이라 판단하기에는 어려운 부분이 있었다. 이는 완만한 하상경사, 균일성에 가까운 하상재료의 분포 및 공급에 기인한다고 판단되었다. 그러나 이와 같은 자연적인 현상보다는 골재채취 등의 인위적 교란에 따른 유사분급이 확연하다고 추정되었다. 그리고 협소부의 배수구역에서 과거 활발했던 단단면 이동상 하도가 유심부의 이동과 더불어 최근 급격하게 복단면화가 진행되고 있음을 확인하였다. 이와 더불어 저수로의 하폭이 크게 줄어드는 현상을 확인할 수 있었다. 이와 같은 현상은 궁극적으로 이상홍수 발생시 복단면 가중 혹은 홍수단면적 축소의 원인이 된다. 또한, 저수로에서 호안 또는 제방 아래 부분의 국소세굴이 야기될 수 있음을 시사한다.

순환식 막 모듈 여과장치를 이용한 산성용액의 수처리 공정 시 발생하는 한외여과막 오염에 관한 연구 (A Study on the Fouling of Ultrafiltration Membranes Used in the Treatment of an Acidic Solution in a Circular Cross-flow Filtration Bench)

  • 김남준;최창민;최용훈;이준호;김환진;박병재;주영길;강진석;백윤기
    • 멤브레인
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    • 제19권3호
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    • pp.252-260
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    • 2009
  • 산성 용액의 수처리가 폴리아크릴로니트릴계 중공사형 한외여과막에 미치는 영향을 십자흐름 방식의 순환식 막 모듈 여과 장치를 이용하여 연구하였다. 막 모듈 여과장치를 이용하여 pH 2인 강산성 용액의 수처리를 시작한 지 약 80시간이 경과되었을 때 막 투과량(permeate flux)이 급격히 감소하는 것을 관측하였다. 또한, 수처리 시간 별로 막 모듈 여과장치의 공급조에서 채취한 샘플 용액의 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼과 기체 크로마토그래피/질량분석(gas chromatography/mass spectrometry, GC/MS) 스펙트럼을 분석한 결과 수처리 시간이 경과함에 따라 막 모듈을 통과한 농축액 속에 새로운 유기 화합물이 생성된다는 사실을 알아내었다. 질량스펙트럼 분석을 통해 이 화합물을 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione이라고 예측하였으며, 각종 플라스틱 특히 폴리우레탄 제조 시 사용되는 첨가제 중 하나라는 사실도 알아내었다. 수처리에 사용된 막에 대한 전자주사 현미경 사진 및 고체 NMR 분석 등의 추가 실험을 통해 산성 용액 수처리 과정에서 발생한 막 투과량의 감소는 산성 용액 하에서 일어나는 UF막의 변형에 의한 것이 아니라 막 모듈 여과장치에 사용된 폴리우레탄 튜브에서 산과의 반응에 의해 용출된 저 분자량의 유기화합물이 막 오염 현상을 일으켰기 때문인 것으로 결론지었다. 이번 연구 결과는 산성 용액의 수처리 공정 시 UF막 자체의 산에 대한 반응성 뿐 아니라 막 모듈을 포함한 수처리 장치 자체의 산에 대한 반응성 역시 산 용액의 수처리 효율은 물론, 산을 이용한 막의 화학 세정 효율 및 수처리 막의 pH 사용 한계를 결정하는 데 매우 중요한 요소 중 하나라는 것을 보여준다.

내몽고 다큉샨내의 초기원생대 모이아이트계열 : 특성과 지구조, 마그마 그리고 열역학적 모델 (Early Proterozoic Moyitic Series in Daqingshan, Inner Mongolia : Their Characteristics and Tectonis, Magmatic and Thermodynamic Model)

  • Lin CAO;Wei JIN
    • 암석학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.77-85
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    • 1997
  • 내몽고 다큉산일대에는 초기원생대의 선캠브리아대 고변성암대가 존재한다. 이들은 대규모 연성 변형대로 북쪽으로 급경사진 엽리와 $340^{circ}-30^{\circ}<45^{circ}-50^{\circ}$ 방향의 선구조가 보이는 나페구조를 형성한다. 이는 섭업/팽창동안 북쪽지역이 남쪽지역 위로 드러스트에 의해 올라갔음을 지시한다. 남쪽의 침강된 지역은 전 진 변성의 특정을 보여준다. 북쪽의 드러스트 된 지역은 압력 감소와 온도 상승에 따른 후퇴 변성의 증거들 이 나타난다. 초기원생대 모이아이트질 암상은 소저반상을 이루는 흑운모 아다멜라이트, 섬장화강암과 맥상 의 알카리-장석 화강암으로 구성되어있다. 혹운모 아다멜라이트는 시생대와 초기원생대의 암석과 정이적인 접촉을 보이며, 변성암의 포유울을 다량 함유하여 아나택시스기원을 지시한다. 모이아이트질 암석의 지화학 적 특성은 전형적인 아나텍시스기원을 보인다. 초기원생대의 중기에서 후기에 대륙-대륙 충돌은 대규모 드 러스트와 시생대 기저암의 인편상 작용(imbrication)을 일으켰다. 광물조합과 Paria et a1.(1988)의 지온지 압계를 이용하여 P-T 환경은 다음과 같다: 상부블록; $700-710^{\circ}C$, 0.72-0.78 GPa(초기상태)와 $600^{\circ}C$, 0.44 G GPa(후기상태), 하부블럭: $620-840^{\circ}C$, 0.64-0.45 GPa(최대변성작용), $620-630^{\circ}C$, 0.35 GPa(후기상태). 이 결과는 시계방향의 압력-온도-시간경로를 지시한다(Jin et ai., 1991, 1994). 횡압력하의 섭입시 깊야-온도모델과 Wyllie et ai.(1983)의 실험결과를 이용하여 섭입대-연성대 내에서 발생하는 변성작용과 아나텍시스 작용에 대한 지구조-마그마-열역학적모댈은 제시하였다.

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간종양 방사선치료 시 토모테라피 메가볼트 CT를 이용한 치료 여백 평가 (Treatment Margin Assessment using Mega-Voltage Computed Tomography of a Tomotherapy Unit in the Radiotherapy of a Liver Tumor)

  • 유세환;성진실;이익재;금웅섭;전병철
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제26권4호
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    • pp.280-288
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    • 2008
  • 목 적: 토모테라피 영상유도장치인 MVCT (mega-voltage computed tomography) 영상을 이용하여 자유 호흡시 분할 치료 간 간조직의 위치변화 양상을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2006년 4월부터 2007년 8월까지 간종양에 토모테라피를 받은 환자 26 명을 대상으로 치료 시작 후 10회까지 매회 치료시의 MVCT 영상을 분석하였다. 1차적으로 골격 구조에 따라 셋업오차보정을 한 상태에서 2차원 직교좌표계 상에서 간조직 경계부위의 위치 변화를 치료계획 KVCT (Kilo-Voltage Computed Tomography)와 MVCT의 영상융합을 통해 비교하여 오차 정도를 파악하였다. 간종양의 위치 별 변화 양상을 보기 위하여 종양 위치를 Couinaud's proposal을 기준으로 1군(Segment 1), 2군(Segment 2, 3, 4), 3군(Segment 5, 6), 4군(Segment 7, 8)으로 나누어 각 군별 위치 변화 양상을 비교하였다. 결 과: MVCT를 통해 알아본 평균 셋업오차는 각각 $0.45{\pm}2.04\;mm$ (좌-우), $0.97{\pm}4.06\;mm$ (상-하), $8.38{\pm}4.67\;mm$ (전-후) 이었다. 2군에서 전방 바깥쪽으로 $2.80{\pm}1.73\;mm$, 좌방 안쪽으로 $2.23{\pm}1.37\;mm$ 이동하였고 4군에서는 전, 후, 좌, 우 각 방향으로 $-0.15{\pm}3.93\;mm$, $-3.15{\pm}6.58\;mm$, $-0.60{\pm}3.58\;mm$, $-4.50{\pm}5.35\;mm$ 이동하였다. 1, 2, 3군에서 후방으로의 위치 변화는 평균 1 mm 이내였다(각각 $0.07{\pm}0.9 \;mm$, $-0.07{\pm}1.38\;mm$, $0.50{\pm}0.47\;mm$). MVCT 값들의 적용 시 보이는 2군에서의 종양체적 감소는 위 독성을 증가시킬 것으로 생각되었다. 결 론: 분할치료 간 간조직의 위치 변화 양상은 각 군마다 편차가 있는 가운데 어느 정도 규칙적이었다. 호흡에 의한 간조직의 기하학적 변형은 segment 2, 3, 4에서 좌방 표적 체적의 감소를 가져오는 반면 segment 5, 6에서는 호흡에도 불구하고 안정적인 양상을 나타내었다. 따라서 자유 호흡 상태에서 간 좌엽에 대한 방사선치료 시 위에 대한 독성을 줄이기 위해 보다 세심한 접근이 필요하다.

다양한 전동 니켈 티타늄 파일과 혼합사용법에 의한 근관 성형 효율 비교 (Comparison of shaping ability using various Nickel-Titanium rotary files and hybrid technique)

  • 김정원;박정길;허복;김현철
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제32권6호
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    • pp.530-541
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    • 2007
  • 현재 다양한 종류의 니켈 티타늄 파일 시스템이 근관 치료에 사용되고 있지만, 한 종류의 기구로 복잡한 구조의 근관을 모두 치료하기는 어려운 실정이다. 따라서 여러가지 파일 시스템의 각기 다른 장점을 같이 이용하여 임상에서 더 쉽고, 정확하게 근관 성형을 하기 위해 hybrid method를 사용한다. ProTaper는 초기 근관 확대 효율성이 좋지만 근단부 성형에 여러가지 부적절함이 지적되어왔으며 근래에 이러한 문제점을 보완한 ProTaper Universal이 시판되었다. 본 연구의 목적은 ProTaper 및 ProTaper Universal과 ProTaper Universal의 S-series와 ProFile 혹은 Hero Shaper를 사용한 hybrid method의 근관성형 효율을 비교하는 것이다. 경력 10년의 근관치료전문의가 레진 블록 근관을 한 방법으로 25개씩, 모두 100개를 형성하였다. 근관성형 소요 시간 및 성형 전후의 근관 만곡이나 만곡 반경의 변화, 근관 이형성 여부 및 이미지 중첩을 통해 치근단으로부터 1, 2, 3, 4, 5 mm 위치에서 근관삭제량, 근관중심변위율을 산출, 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 시술 시간의 경우, ProFile이 가장 많은 성형 시간을 필요로 하였고, ProTaper Universal이 ProTaper보다 더 빠른 성형 시간을 나타냈다(p < 0.05). 2. 근관 삭제량에 있어서도 ProFile이 가장 적은 삭제량을 나타냈으며, 전반적으로 ProTaper Universal이 ProTaper보다 적은 삭제량을 보였다(p < 0.05). 3. 근관 중심 변위율은 ProFile이 가장 좋은 중심 유지율을 보였으나(p < 0.05), 다른 군은 큰 차이가 발견되지 않았다. 4. 다른 관찰 항목에서도 유의할만한 차이를 보이지 않았다. 이 실험 조건하에, ProTaper Universal이 ProTaper에 비해 성형 시간이나 삭제 폭경 등 성형 효율이 개선된 면이 있는 것으로 판단되며 능숙한 술자의 경우 만곡도가 큰 근관에서 FroTaper Universal이 다양한 파일을 사용하는 hybrid technique만큼 충분한 효율성을 가진 것으로 추정된다.

게 페이스트 첨가 연제품의 제조 및 특성 (Preparation and Characteristics of Surimi Gel with Red-tanner Crab (Chionoecetes japonicus ) Paste)

  • 김혜숙;최승걸;박찬호;한병욱;양수경;강경태;오현석;허민수;김진수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.1103-1108
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    • 2005
  • 붉은 대게는 소비자의 기호도가 높으나 생산량이 적고, 감소 추세에 있으며 수율이 낮아 이의 완전 이용이 절실하다 이러한 일면에서 붉은 대게를 보다 효율적으로 이용하고자 붉은 대게 페이스트(paste)를 이용한 천연 게살 함유 게 연제품의 제조를 시도하였다. 게 페이스트 첨가비율에 따른 연제품의 일반성분, 색조(명도 및 적색도), 조직감 및 관능검사의 결과로 미루어 보아 붉은 대게 페이스트를 이용한 연제품의 제조시 게 페이스트의 최적 첨가비율은 $10\%$정도로 판단되었다. 붉은 대게 페이스트를 $10\%$ 첨가하여 제조한 게 연제품은 무첨가 연제품에 비하여 구성아미노산의 경우 총 함량 및 주요 아미노산의 종류는 차이가 없었으나, 함황 아미노산의 함량은 높아 게 특유의 향을 인지할 수 있으리라 판단되었다. 또한 붉은 대게 첨가 연제품은 무첨가 연제품에 비하여 무기질의 경우 칼슘이 훨씬 강화됨과 동시에 인과의 비율이 개선되었다. 이상의 결과로 미루어 보아 붉은 대게 페이스트로 연제품을 제조하는 경우 기존의 인공향 및 색소첨가 게맛살과는 판이하게 다르면서 칼슘 강화 건강 기능성 천연 게 가공품을 제조할 수 있으리라 판단되었다.

임진강대의 중부 고생대층: 임진계 (Devonian Strata in Imjingang Belt of the Central Korean Peninsula: Imjin System)

  • 최용미;조석주;이정현;이동찬;이정구;권이균;조림;이동진
    • 암석학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.107-124
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    • 2015
  • 1962년 북한 연구자들은 휴전선 이북에 분포된 임진강 유역의 상부고생대 평안계 지층에서 데본기의 것으로 추정되는 완족동물과 극피동물 화석을 찾아 이 화석들을 포함하는 지층을 평안계로부터 분리하여 '임진계'로 설정하였다. 이후 임진계의 여러 분포지에서 발견된 중기 데본기의 차축조(車軸藻, 윤조(輪藻)와 동의어)화석은 그 지질시대를 확정하는 결정적 요소가 되었다. 평남분지와 경기육괴 사이에 분포하는 임진계는 강원도 철원군, 황해북도 금천군, 판문군 및 토산군에 걸치는 동부와, 황해남도 강령군과 옹진군 일원의 서부지역에 대상으로 분포하며, 경기도 북부의 연천층군(변성암복합체)을 포함한다. 해성 무척추 동물화석만 산출되는 하부 고생대층과는 달리 임진계는 다양한 육상 식물화석을 포함한다. 임진계에서 흔히 산출되는 완족동물화석은 남중국대지 데본기 지층에서 알려진 것과 종의 구성에서 유사할 뿐 아니라 남중국대지의 풍토종을 포함하고 있어 두 지역 사이의 고지리적 근연관계를 지시한다. 임진계의 지질시대는 연구자에 따라 견해차는 있으나, 데본기 중-후기로 보는 견해가 지배적이며, 일부 연구자는 데본기 중기-석탄기로 추정하기도 한다. 북한의 연구자들은 데본기에 남중국의 바다가 한반도까지 확장된 '임진해'가 존재하였으며, 따라서 임진계가 현 위치에서 퇴적된 것으로 해석하였다. 임진계는 분포 지역에 따라 심한 층서적 편차를 보이며 국지적으로 두꺼운 층후를 보인다. 최근 북한의 임진계 분포지 도처에서 충상에 의한 지층의 역전과 반복이 보고되었으며, 남한에 분포한 임진계의 연장부인 연천층군의 퇴적기원 변성암 또한 고도의 압축변형작용에 기인한 것으로 알려져, 임진계 분포지 전반에 걸쳐 광범위한 습곡-충상단층대가 형성되었음을 시사한다. 연천층군이 임진강대의 북부로 가면서 점진적으로 고변성대에서 저변성대로 바뀌는 사실로 미루어볼 때, 경기육괴의 북부지역 및 임진강대는 다비-술루(Dabie-Sulu) 벨트의 연장부로 남중국대지와 한중대지의 충돌대였으며, 임진계는 남중국대지의 연장선상에 있었던 경기육괴에서 발달한 퇴적층으로, 남중국대지와 한중대지가 충돌하면서 첨합(accretion)된 잔재로 해석된다. 향후 한반도와 동아시아의 고생대 고지리의 복원과 지각진화사를 심도 있게 이해하기 위하여 임진계의 층서, 퇴적 및 조구조적 진화에 대하여 남북한 관련분야 연구자들이 함께 참여하는 후속연구가 필요하다.

구강 편평세포암종 세포주에서 Cyclosporin A와 Taxol 투여시 PI-3 kinase/Akt1 Pathway에 의한 세포사멸 병용효과 (APOPTOTIC EFFECT IN COMBINATION OF CYCLOSPORIN A AND TAXOL ON ORAL SQUAMOUS CELL CARCINOMA CELL LINE THROUGH THE PI-3 KINASE/AKT1 PATHWAY)

  • 김규영;이재훈
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제33권5호
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    • pp.426-436
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    • 2007
  • Oral cancer take up 2-6% of all carcinomas and squamous cell carcinoma, which is the most common type in oral cancer, has a poor prognosis due to its high metastasis and recurrence rates. In treating oral cancer, chemotherapy to the primary, metastasized and recurrent lesion is a very important and useful treatment, even though its widespread usage is limited due to high general toxicity and local toxicity to other organs. Taxol, a microtubule stabilizing agent, is an anticancer drug that induces cell apoptosis by inhibiting depolymerization of microtubules in between the metaphase and anaphase of the cell mitosis. Recently, its effectiveness and mechanism on various tumor has been reported. However, not much research has been done on the application of Taxol to oral squamous cell carcinoma. Cyclosporin A, which is an immunosuppressant, is being used on cancers and when co-administered with Taxol, effectiveness of Taxol is enhanced by inhibition of Taxol induced multidrug resistance. In this study, Cyclosporin A with different concentration of Taxol was co-administered to HN22, the oral squamous cell carcinomacell line. To observe the cell apoptosis and the mechanisms that take part in this process, mortality evaluation of tumor cell using wortmannin, c-DNA microarray, RT-PCR analysis, cytometry analysis and western blotting were used, and based upon the observation on the effect and mechanism of the agent, the following results were obtained: 1. The HN22 cell line viability was lowest when $100{\mu}M$ of Wortmannin and $5{\mu}g/ml$ of Taxol were co-administered, showing that Taxol participates in P13K-AKT1 pathway. 2. In c-DNA microarray, where $1{\mu}g/ml$ of cyclosporine A and 3mg/ml of Taxol were co-administered, no up regulation of AKT1, PTEN and BAD c-DNA that participate in cell apoptosis was observed. 3. When $1{\mu}g/ml$ of Cyclosporin A was applied alone to HN22 cell line, no difference was found in AKT1, PTEN and BAD mRNA expression. 4. Increased AKT1, mRNA expression was observed when $3{\mu}g/ml$ of Taxol was applied alone to HN22 cell line. 5. When $1{\mu}g/ml$ of Cyclosporin A and Taxol($3{\mu}g/ml\;and\;5{\mu}g/ml$) were co-administered to HN22 cell line, PTEN mRNA expression increased, whereas AKT1 and BAD mRNA decreased. 6. As a result of cytometry analysis, in the group of Cyclosporin A($1{\mu}g/ml$) and Taxol($3{\mu}g/ml$) co-administration, increased Annxin V was observed, which shows that apoptosis occurred by deformation of plasma membrane. However, no significant difference was observed with vary ing concentration. 7. In western blot analysis, no caspase 3 was observed in the group of Cyclosporin A($1{\mu}g/ml$) and Taxol($3{\mu}g/ml$) co-administration. From the results of this study, it can be concluded that synergistic effect can be observed in combination therapy of Taxol and Cyclosporin A on oral squamous cell carcinoma cell line, where decreased activity of the cell line was observed. This resulted in decreased AKT1 and BAD mRNA and increased PTEN mRNA expression and when wortmannin and Taxol were co-administered, the viability decreased which confirms that Taxol decreases the viability of tumor cell line. Hence, when Taxol and cyclosporine A are co-administered, it can be assumed that cell apoptosis occurs through AKt1 pathway.

유연 InGaP/GaAs 2중 접합 태양전지 모듈의 신뢰성 확보를 위한 실험 및 수치 해석 연구 (Reliability Assessment of Flexible InGaP/GaAs Double-Junction Solar Module Using Experimental and Numerical Analysis)

  • 김영일;;좌성훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.75-82
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    • 2019
  • 유연 태양 전지는 최근 휴대용 배터리, 웨어러블 소자, 로봇, 드론 및 비행기와 같은 광범위한 응용 분야로 인해 큰 주목을 받고 있다. 특히, 고효율 및 높은 신뢰성을 갖는 유연 실리콘 및 화합물 반도체 태양 전지의 요구가 계속 증가하고 있다. 본 연구에서는 유연 InGaP/GaAs 2중 접합 태양전지 모듈을 개발하였다. 특히 제작된 유연 태양전지 모듈의 신뢰성을 확보하기 위하여, 풍속 및 주위 온도가 태양 전지 작동 온도에 미치는 영향을 수치해석으로 분석하였다. 3종류의 풍속(0 m/s, 2.5 m/s 및 5 m/s) 및 2종류의 주변 온도 조건(25℃ 및 33℃)에 대하여 태양 전지 모듈의 온도 분포를 해석하였다. 유연 태양전지 모듈의 유연성은 굽힘 시험 및 굽힘 수치해석을 통하여 평가하였다. 25℃ 온도조건에서 풍속이 0 m/s 일 때, 태양 전지 셀의 최대 온도는 149.7℃이다. 풍속이 2.5 m/s로 증가되었을 경우, 태양 전지의 온도는 66.2℃로 크게 감소되었다. 또한 풍속이 5 m/s 인 경우, 태양 전지의 온도는 48.3℃로 급격히 감소함을 알 수 있었다. 주변 온도 또한 태양 전지의 작동 온도에 영향을 미친다. 2.5 m/s의 풍속에서 주변 온도가 33℃로 증가할 경우, 태양 전지의 온도는 74.2℃로 약간 증가하였다. 따라서 태양 전지 셀의 온도에 영향을 미치는 가장 중요한 인자는 풍속으로 인한 열 방출 효과임을 알 수 있었다. 또한 태양 전지의 최대 온도는 사용된 소재들의 유리 전이 온도보다 낮기 때문에, 열 변형 및 모듈의 열화 가능성은 매우 낮을 것으로 예측된다. 제작된 태양전지 모듈은 굽힘 반경 7 mm까지 굽힐 수 있어 비교적 우수한 유연성을 갖고 있었다. 또한 향후 neutral plane 해석을 통하여 태양전지 셀을 neutral plane에 위치시키면 유연성이 크게 증가할 것으로 예측된다.

임플란트 지대주나사의 조임회전력이 연결부 안정성에 미치는 영향에 관한 3차원 유한요소해석 연구 (Effect of Tightening Torque on Abutment-Fixture Joint Stability using 3-Dimensional Finite Element Analysis)

  • 엄태관;서승우;전계록;신정욱;정창모
    • 대한치과보철학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.125-135
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    • 2009
  • 연구목적: 임플란트 치료에서 흔히 발생하는 기계적인 문제점을 하나가 지대주나사의 풀림과 파절이다. 일반적으로 나사 연결의 안정성을 위해서는 지대주나사의 조임회전력에 의한 전하중을 나사의 탄성한계까지 증가시킬 필요가 있다. 그러나 저작운동에 의한 기능부하는 전하중이 가해진 지대주나사에 추가적인 인장력을 가하게 되어 나사의 풀림이나 파절의 가능성을 높인다. 이러한 풀림이나 파절을 방지하면서 동시에 최대의 결합 강도를 가지는 조임회전력을 찾는 연구가 필요하다. 본 연구는 지대주나사의 조임회전력이 임플란트-지대주 연결부 안정성에 미치는 영향을 3차원 유한요소 분석을 통하여 확인하고자했다. 연구 재료 및 방법: External butt joint를 가진 임플란트를 기반으로 3차원 유한요소 해석모형을 설계하였다. 조임회전력에 따른 지대주나사의 전하중을 이론치, 실험치 및 해석치를 비교하여 해석모형을 검증하였다. 검증한 해석모형에서 대해 조임회전력을 10 Ncm, 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm로 각각 적용하고 지대주에 30도 경사지게 250 N의 외부하중을 가하여 유산요소 해석을 실시하였다. 그 결과를 통해 지대주나사의 최대 등가응력을 계산하고 고정체와 지대주 연결부의 응력분포 및 이개거리(gap distance)를 산출하였다. 결과 및 결론: 본 연구조건 하에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 전하중은 조임회전력이 클수록 증가하였다. 2. 조임회전력 적용 후 최대 등가응력은 지대주나사 경부에서 발생하였으며, 나사산 체결부에서는 주로 경부쪽 네 개의 나사산에 응력이 집중되었다. 3. 외부하중을 가했을 때에도 조임회전력을 적용했을 때와 동일하게 최대 등가응력은 주로 지대주나사 경부에서 발생하였으나, 10 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 지대주나사 두부밑면에서 발생하였다. 4. 외부하중을 가했을 때 10 Ncm와 20 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 연결부 이개(joint opening) 현상이 관찰 되었다. 5. 조임회전력이 40 Ncm인 경우에는 경사하중에 의해 지대주나사의 경부에 발생하는 최대등가응력이 나사의 소재인 티타늄 합금의 허용응력을 초과하였다. 이상의 결과로 볼 때, 조임회전력은 고정체와 지대주 연결부의 안정성에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 임플란트 지대주나사는 임상에서 발생하는 기능 하중을 고려하여 고정체와 지대주 연결의 안정성을 유지할 수 있는 적정 조임회전력의 크기가 제안되어야 한다.