• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권4호
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• pp.382-393
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• 2010

Thermal mixing by steam jets in a pool is dominantly influenced by a turbulent water jet generated by the condensing steam jets, and the proper prediction of this turbulent jet behavior is critical for the pool mixing analysis. A turbulent jet flow induced by a steam jet discharged through a vertical upward single hole into a subcooled water pool was subjected to computational fluid dynamics (CFD) analysis. Based on the small-scale test data derived under a horizontal steam discharging condition, this analysis was performed to validate a CFD method of analysis previously developed for condensing jet-induced pool mixing phenomena. In previous validation work, the CFD results and the test data for a limited range of radial and axial directions were compared in terms of profiles of the turbulent jet velocity and temperature. Furthermore, the behavior of the turbulent jet induced by the steam jet through a horizontal single hole in a subcooled water pool failed to show the exact axisymmetric flow pattern with regards to an overall pool mixing, whereas the CFD analysis was done with an axisymmetric grid model. Therefore, another new small-scale test was conducted under a vertical upward steam discharging condition. The purpose of this test was to generate the velocity and temperature profiles of the turbulent jet by expanding the measurement ranges from the jet center to a location at about 5% of $U_m$ and 10 cm to 30 cm from the exit of the discharge nozzle. The results of the new CFD analysis show that the recommended CFD model of the high turbulent intensity of 40% for the turbulent jet and the fine mesh grid model can accurately predict the test results within an error rate of about 10%. In this work, the turbulent jet model, which is used to simply predict the temperature and velocity profiles along the axial and radial directions by means of the empirical correlations and Tollmien's theory was improved on the basis of the new test data. The results validate the CFD model of analysis. Furthermore, the turbulent jet model developed in this study can be used to analyze pool thermal mixing when an ellipsoidal steam jet is discharged under a high steam mass flux in a subcooled water pool.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권12호
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• pp.1205-1214
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• 2021

강수는 공극수압의 상승에 관여해 토양 강도 및 응력의 변동을 발생시켜 산사태의 주요 원인 인자 중 하나로 지목된다. 따라서 강수는 산사태 발생 임계값 산정에 빈번히 사용되나, 지반 안정성을 직접적으로 산정하고 예측하기에는 무리가 있어 오탐지 사건에 대한 분석에는 한계가 있다. 한편 토양수분은 공극수압의 변동에 보다 직접적인 연관성을 지니므로, 다수의 연구에서 지반 안정성의 정량적인 평가에 활용된 바 있다. 이에 본 연구에서는 산사태 발생에 대한 임계값 산정에 있어 토양수분 인자 활용의 적정성을 평가하고자 하였다. 먼저 두 수문 인자의 거동 분석을 통해 강수에 대한 토양 포화도의 반응성을 파악하고, 선행 강수지수(Antecedent Precipitation Index)를 활용해 산사태 발생 임계값을 산정하였다. 이후 토양 포화도를 활용하여 산사태 발생 임계값을 산정했으며, 분할표를 활용해 두 임계값을 정성적으로 평가하였다. 그 결과, 일 강수량(P_daily)을 단일 인자로 사용해 결정된 산사태 발생 임계값 대비 괴산읍에서는 각각 75% (API), 42% (SM)의 향상을 보였고 창수면에서는 각각 33% (API), 44% (SM)의 향상을 보였다. 따라서 토양수분과 선행 강수지수 모두 임계성공지수(Critical Success Index)를 효과적으로 향상시켰으며 오탐지율을 감소시켰다. 추후 토양 포화도를 통해 산사태 발생에 요구되는 강우 강도를 산정하는 연구와 토양 포화도 수준에 따른 강우 저항성을 산정하는 연구 등 토양수분 자료를 다각적으로 접목한 연구가 수행된다면 산사태 예측 정확성을 향상시키는 데 기여할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.439-447
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• 2019

본 연구에서는 산사태 축소 모형 장치에 레이저 센서와 진동 센서를 설치하여 강우에 의한 사면 붕괴 시 토사의 미세 변위를 조기에 감지하여 붕괴 위험이 높은 사면에 대한 적절한 대책 마련과 사면 붕괴로 인한 피해를 최소화하기 위한 산사태 발생 시점을 예측하고자 실험을 실시하였다. 또한, 산사태 축소모형 실험을 통해 강우에 의한 토층의 거동 특성 및 간극수압과 수분과 같은 함수비 변화 특성을 분석하였다. 화강암의 풍화토로 인공사면을 조성한 다음 강우 조건을 200mm/hr와 400mm/hr로 달리하여 이에 따른 함수비(수압, 수분) 변화를 측정하고 지표 변위를 분석하기 위해 레이저 센서와 진동 센서를 적용하였으며, 영상분석을 위해 비디오 촬영을 하여 변위 발생시간을 상호 비교 분석하였다. 실험 결과 수분함량은 강우강도가 클수록 한계값 도달시간이 짧게 소요되는 것으로 나타났으며, 간극수압은 강우강도가 클수록 간극수압의 증가 시간이 짧은 것으로 나타났다. 산사태 모형실험은 현장 조건을 충분히 반영하지는 못하지만 진동 센서를 이용한 변위 발생 인지 시간을 측정한 결과 붕괴시점이 레이저 센서를 이용한 방법보다 보다 빠른 것으로 나타났다. 산사태 발생 시 센서를 이용한 지반변위 측정은 지속적인 연구를 수행할 경우 사면붕괴 예측 및 피해 저감 그리고 계측산업 활성화의 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.545-550
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• 2019

전 세계적으로 발생하고 있는 이상기후현상으로 자연재해의 발생빈도와 피해규모가 증가하고 있는 추세이다. 이로 인하여 도시유역의 수문학적 양상이 변화함에 따라 불투수 면적 증가와 함께 증가된 호우로 심각한 내수침수 피해를 가져온다. 이에 인명 및 재산피해를 최소화하기 위하여 내수침수 예측체계가 필요하다. 본 연구에서는 강우강도와 지속시간만으로 침수예측이 가능한 Flood Nomogram을 개발하였다. 내수침수 발생가능이 매우 높고 침수 위험도가 높은 대도시내 침수예상 지역의 내수침수피해 특성을 분석하여 내수침수 예보 기준을 설정하는 방법을 제시하였다. 또한 우수맨홀과 우수관경을 기준으로 내수위를 4가지 조건하에 도시내수침수 예보 기준을 다음과 같이 설정하였다. 1) 우수맨홀이 넘칠 때, 2) 우수관경이 가득 찼을 때, 3) 우수관경의 70%에 도달했을 때, 그리고 4) 우수관경의 60%에 도달했을 경우이다. 따라서, 침수가 발생하기 시작하는 강우와 침수피해를 유발하는 강우사상을 통하여, 내수침수가 시작되기 전에 사전대비, 대응할 수 있는 기준과 예측하는 수단으로 활용할 수 있을 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.35-44
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• 2022

V_S30지도는 부지증폭을 나타내는 주요 변수로 임의의 부지에서 지반운동을 예측하는 ShakeMap의 핵심 변수로 사용된다. 하지만, 한반도의 지질특성과 지형특성을 고려하는 V_S30지도는 아직 제시된 적이 없다. 이번 연구에서는 지질과 지형을 고려하는 V_S30지도를 작성하기 위해 전단파 속도 주상도로부터 계산 또는 추정된 1,101개의 V_S30과 한반도 광범위 지질, 지형정보 레이어를 수집하였다. 이러한 데이터와 일반선형회귀분석 방법을 사용하여 V_S30 추정 모델을 개발하였다. 모델은 지질분류에 따라 매립지, 신생대 제4기 퇴적층, 중생대 그룹, 선캄브리아기와 해양층으로 구분된 후 지형정보의 함수로 제안되었다. 지도의 해상도는 기상청에서 기존에 진도추정을 위한 ShakeMap 구동에 사용하는 미국지질조사국(USGS)의 지도의 2배로 하였다. 그 결과, 프락시 기반 V_S30지도의 대수로그 잔차의 표준편차는 0.233으로 USGS의 V_S30 지도의 표준편차인 0.387보다 낮은 수치를 보인다. 본 연구에서 개발한 V_S30지도를 사용한다면 ShakeMap의 불확실성이 줄어들 것으로 기대된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권5호
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• pp.535-549
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• 2022

강풍, 폭우 등 이상기후의 대형화와 빈도 증가로 인해 나무가 부러지거나 쓰러지는 훼손이 증가하고 있으나 나무 내부의 공동, 부후 등 구조적 결함은 육안조사로 판별이 어렵기 때문에 예측을 통한 사전대응에 한계가 있다. 비파괴음파단층촬영은 나무에 미치는 물리적 훼손을 최소화하면서 내부결함을 추정하는 방법으로 내부결함 진단에 효율적이나 수종별 정확도에 차이가 발생하기 때문에 현장적용 전 측정결과의 신뢰성 분석이 선행되어야 한다. 이번 연구는 우리나라 대표 수종인 소나무와 은행나무 노거수를 대상으로 음파단층촬영의 신뢰성 검증을 위해 침입성 드릴저항 측정을 교차 적용하여 목재 내부결함을 측정하고 평가결과를 비교하였다. 두 집단 간 결함부 측정 평균값에 대한 t검정 결과 소나무는 통계적으로 유의한 차이가 없는 반면, 은행나무는 유의성에 차이가 있었다. 선형회귀분석 결과 두 수종 모두 드릴저항그래프의 결함이 증가할 때 음파단층영상 결함이 증가하는 양의 상관관계를 보였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제56권4호
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• pp.391-403
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• 2023

그동안 국내 연구에서 PAL을 산출하기 위해 사용해온 18단계 신체활동분류표로 신체활동을 평가하는 데 한계가 있었기에 새롭게 한국인을 위한 신체활동분류표가 보고되었다. 이에 본 연구에서 총에너지소비량을 측정하는 gold standard인 이중표식수법을 이용하여 새로 보고된 신체활동분류표의 타당도를 평가한 결과, TEE_DLW와 TEE_PACT 간의 유의한 차이가 없었으며 TEE_DLW와 TEE_PACT 간의 스피어만 상관관계 (r = 0.769)는 유의한 높은 양의 상관성을 보였다. 즉, 본 연구에서 TEE 및 PAL 산출을 위해 새로운 신체활동분류표의 사용이 타당한 것으로 평가되었으며, 앞으로 이와 관련된 연구 결과는 2025 한국인 영양소 섭취기준에서 에너지필요추정량 산출식에 필요한 신체활동단계별 계수 (PA)를 결정하는데 유용한 자료가 될 것으로 기대된다. 또한 개인별 및 연구 목적으로도 쉽게 사용하기 위해서, 신체활동분류표를 이용한 웹 버전의 소프트웨어 프로그램 및 스마트폰 어플리케이션의 개발이 필요하다.

• 대한이식학회지
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• 제28권3호
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• pp.135-143
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• 2014

Background: Kidney injury molecule-1 (KIM-1) is known as a good ancillary marker of acute kidney injury (AKI) and its expression has also been observed in acute rejection and chronic graft dysfunction. We tested usefulness of KIM-1 as an indicator of acute and chronic renal graft injury by correlating KIM-1 expression with renal graft function and histology. Methods: A total of 133 zero-time biopsies and 42 follow-up biopsies obtained within 1 year posttransplantation were selected. Renal tubular KIM-1 staining was graded semiquantitatively from 0 to 3 and the extent of staining was expressed as the ratio of KIM-1 positive/CD10 positive proximal tubules using Image J program. Results: KIM-1 was positive in 39.8% of zero-time biopsies. KIM-1 positive cases were predominantly male and had received grafts from donors with older age, deceased donors, and poor renal function at the time of donation, compared with KIM-1 negative cases. KIM-1 expression showed correlation with delayed graft function and acute tubular necrosis. In comparison of KIM-1 expression between stable grafts (n=23) and grafts with dysfunction (n=19) at the time of repeated biopsy, the intensity/extent of KIM-1 staining and renal histology at zero-time did not differ significantly between the two groups. Histologically, KIM-1 expression was significantly increased with both acute and chronic changes of glomeruli, tubules and interstitium, peritubular capillaritis, and arteriolar hyalinosis. Conclusions: KIM-1 can be used as an ancillary marker of AKI and a nonspecific indicator of acute inflammation and tubulointerstitial fibrosis. However, KIM-1 expression at zero-time is not suitable for prediction of long-term graft dysfunction.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권12호
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• pp.1269-1280
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• 2022

Objective: This study aimed to evaluate the usefulness of quantitative indices obtained from deep learning analysis of gadoxetic acid-enhanced hepatobiliary phase (HBP) MRI and their longitudinal changes in predicting decompensation and death in patients with advanced chronic liver disease (ACLD). Materials and Methods: We included patients who underwent baseline and 1-year follow-up MRI from a prospective cohort that underwent gadoxetic acid-enhanced MRI for hepatocellular carcinoma surveillance between November 2011 and August 2012 at a tertiary medical center. Baseline liver condition was categorized as non-ACLD, compensated ACLD, and decompensated ACLD. The liver-to-spleen signal intensity ratio (LS-SIR) and liver-to-spleen volume ratio (LS-VR) were automatically measured on the HBP images using a deep learning algorithm, and their percentage changes at the 1-year follow-up (ΔLS-SIR and ΔLS-VR) were calculated. The associations of the MRI indices with hepatic decompensation and a composite endpoint of liver-related death or transplantation were evaluated using a competing risk analysis with multivariable Fine and Gray regression models, including baseline parameters alone and both baseline and follow-up parameters. Results: Our study included 280 patients (153 male; mean age ± standard deviation, 57 ± 7.95 years) with non-ACLD, compensated ACLD, and decompensated ACLD in 32, 186, and 62 patients, respectively. Patients were followed for 11-117 months (median, 104 months). In patients with compensated ACLD, baseline LS-SIR (sub-distribution hazard ratio [sHR], 0.81; p = 0.034) and LS-VR (sHR, 0.71; p = 0.01) were independently associated with hepatic decompensation. The ΔLS-VR (sHR, 0.54; p = 0.002) was predictive of hepatic decompensation after adjusting for baseline variables. ΔLS-VR was an independent predictor of liver-related death or transplantation in patients with compensated ACLD (sHR, 0.46; p = 0.026) and decompensated ACLD (sHR, 0.61; p = 0.023). Conclusion: MRI indices automatically derived from the deep learning analysis of gadoxetic acid-enhanced HBP MRI can be used as prognostic markers in patients with ACLD.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권3호
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• pp.271-275
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• 2012

최근 지구온난화에 따른 이상기상 발생 빈도가 증가하고 있으며 배추 등 일부 채소작물의 저온 및 고온 등으로 인하여 생산량에 문제가 발생하고 있다. 이러한 이상기상 조건 발생시 사전에 생산량을 예측하면 수급을 조절하는데 효과적이라 판단된다. 따라서 본 실험은 기상이변에 따른 봄배추의 생육량을 추정하기 위하여 정식시기와 질소시비량을 달리하여 생육인자간 상관계수를 도출하였다. 그 결과, 정식시기별 최종 생육은 4월 15일과 4월 22일 정식 처리에서 건물중이 각각 168g과 139g으로 타 시기에 비해 높았으며, 질소처리에 따른 차이는 없었다. 기후인자 온도, 일사량, GDD, 그리고 생육인자 엽수, 지상부생체중, 지상부건물중 등의 편상관분석 결과, 유의성이 높은 것으로 나타났다. GDD와 엽수, GDD와 지상부 건물중의 분포를 측정한 결과, 질소시비 수준에 따른 차이는 없었으며, 3차함수로 다항회귀식을 구한 결과, 엽수$(y)=-0.0000004x^3+0.0004x^2+0.0225x+5.4045$($R^2$=0.9818), 지상부건물중$(y)=-0.0000008x^3+0.001x^2-0.0958x+0.3426$($R^2$=0.9584)로 나타났다. 따라서 봄배추 생육기간중에 GDD 측정만으로도 봄배추의 지상부 생산량을 추정할 수 있을 것으로 판단되었다.