• 제목/요약/키워드: three dimensional effects

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Three-Dimensional Kinematic Model of the Human Knee Joint during Gait

  • Mun, Joung-Hwan;Seichi Takeuchi
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.171-179
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    • 2002
  • 운동 중에 있는 인체 무릎관절의 기능을 이해하기 위한 기구학적(Kinematic) 분석 과 동역학적(Kinetic) 분석을 행하는데 있어서 관절 표면의 기하학이 주요한 역할을 한다는 것은 잘 알려져 있다. 슬관절은 미끄러짐 (sliding)과 구름 (rolling) 운동을 고려하지 않고는 정확하게 모델 될 수 없다 본 연구에서는 미끄러짐 과 회전 운동 그리고 주요 인대 (ligament)를 고려한 3타원 인체 슬관절 모델을 제시한다 본 연구는. 슬관절의 전형적인측 평면 CT 영상의 확장으로부터 얻어진 두개의 캠 측면도를 이용하여 보다 실제에 가까운 관절의 기하학을 이용한 모델을 제시한다 개발된 모델은 보행 중 인체 슬관절을 통한 힘의 전달경로를 예측하는데 있어서 실험을 기초로 한 이전의 결과보고와 비교하여 볼 때 매우 잘 일치한다 대퇴골와 경골 사이의 접촉 점은 무릎의 굽힘이 진행되는 동안 전방에서 후방으로 이동하는데 이것은 무릎의 굽힘과 폄의 운동에 대한 전방/후방 운동의 커플링을 반영한 것이다. 본 연구에서 개발된 모델에 의하면 일회의 보행 사이클동안 경골 표면에 접촉 점의 전방/후방 이동변위는 바깥쪽 관절구 쪽이 약 16 mm 이고. 안쪽 관절구 쪽이 약 25 mm 이다 또한, 일회의 보행 사이클 동안 대퇴골 의 이동변위는 바깥쪽이 약 7 mm 그리고 안쪽이 약 10 mm 이다. 개발된 모델은, 관절의 퇴화를 진단 하는데 이용할 수 있는 가능성이 기대된다

스트레스-유도 열충격단백질 27(Heat Shock Protein 27)의 활성과 물리치료의 상관성 (The Activation of Stress-induced Heat Shock Protein 27 and the Relationship of Physical Therapy)

  • 김미선;이성호;김일현;황병용;김중환
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제20권1호
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    • pp.57-65
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    • 2008
  • Purpose: Heat shock proteins (HSPs) are a group of proteins that are activated when cells are exposed to a variety of environmental stresses, such as infection, inflammation, exposure to toxins, starvation, hypoxia, brain injury, or water deprivation. The activation of HSPs by environmental stress plays a key role in signal transduction, including cytoprotection, molecular chaperone, anti-apoptotic effect, and anti-aging effects. However, the precise mechanism for the action of small HSPs, such as HSP27 and mitogen-activated protein kinases (MAPKs: extracellular-regulated protein kinase 1/2 (ERK1/2), p38MAPK, stress-activated protein kinase/c-Jun N-terminal kinase (SAPK/JNK), is not completely understood, particularly in application of cell stimulators including platelet-derived growth factor (PDGF), angiotensin II (AngII), tumor necrosis factor $\alpha$ (TNF$\alpha$), and $H_2O_2$. This study examined the relationship between stimulators-induced enzymatic activity of HSP27 and MAPKs from rat smooth and skeletal muscles. Methods: 2-dimensional electrophoresis (2DE) and matrix assisted laser desorption ionizationtime-of-flight/time-of-flight (MALDI-TOF/TOF) analysis were used to identify HSP27 from the intact vascular smooth and skeletal muscles. Three isoforms of HSP27 were detected on silver-stained gels of the whole protein extracts from the rat aortic smooth and skeletal muscle strips. Results: The expression of PDGF, AngII, TNF$\alpha$, and $H_2O_2$-induced activation of HSP27, p38MAPK, ERK1/2, and SAPK/JNK was higher in the smooth muscle cells than the control. SB203580 (30${\mu}$M), a p38MAPK inhibitor, increased the level of HSP27 phosphorylation induced by stimulators in smooth muscle cells. Furthermore, the age-related and starvation-induced activation of HSP27 was higher in skeletal muscle cells (L6 myoblast cell lines) and muscle strips than the control. Conclusion: These results suggest, in part, that the activity of HSP27 and MAPKs affect stressors, such as PDGF, AngII, TNF$\alpha$, $H_2O_2$, and starvation in rat smooth and skeletal muscles. However, more systemic research will be needed into physical therapy, including thermotherapy, electrotherapy, radiotherapy and others.

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풀 컬러 3D 프린팅을 이용한 도자기 복원 방법 연구 (A Study on Ceramic Restoration Methods with Full Color 3D Printing)

  • 신우철;위광철
    • 보존과학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.306-314
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    • 2020
  • 도자기 복원에 사용되는 합성수지는 노화 현상과 유물 손상 가능성 등의 이유로 새로운 재료 및 복원 방식 연구의 필요성이 나타났다. 본 연구에서는 최근 연구되고 있는 3차원 디지털 기술을 활용한 복원 방식에 추가로 풀 컬러 3D 프린터를 접목하여 색상 정보를 지닌 결실 부를 출력하고자 하였다. 물성 실험을 통해 물성을 알아보고, 백자발과 분청사기접시를 대상으로 결실부를 출력하여 색도 및 광택도를 비교하였다. 실험 결과, 출력물은 기존 복원 재료와 인장강도는 유사했으며 압축강도는 약 1.4~2배 높게 측정되었다. NIST에 의한 색차 값 평가표에 의하면, 백자발은 ΔE*ab 1.55로 눈에 띄는 정도, 분청사기접시는 3.34로 감지할 정도로 나타났다. 프린터의 한계로 정확한 색상 표현은 불가능하였지만 비접촉식 방식으로 손상 가능성을 최소화할 수 있었다. 손상 가능성이 높은 대상물에 적용하거나 결실부의 의도적인 색상 구별을 통해 전시효과의 목적 등으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

3차원 피로균열 진전해석을 통한 면외거셋 용접이음의 피로수명 평가 (Assessment of Fatigue Life of Out-Of-Plane Gusset Welded Joints using 3D Crack Propagation Analysis)

  • 정영수;카이누마 시게노부;안진희;이원홍
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.129-136
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    • 2018
  • 대형 용접 구조물에 대한 피로설계 수명의 예측은 일반적으로 Palmgren Miner과 등가손상도 방법 또는 선형누적손상도 방법을 사용한다. 또한 용접 구조물에서 피로 균열이 발생되면 잔존 수명은 S-N 곡선과 선형 파괴역학에 기초하여 예측되고 있다. 본 연구에서는 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열 진전거동과 피로수명을 예측하기 위하여 피로 시험을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열진전해석은 NX NASTRAN 및 FRANC3D를 이용하여 유한요소 해석을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 균열 형상비, 초기균열 크기 및 응력비에 미치는 영향을 검토하기 위하여 피로균열진전 해석을 실시하였다. 또한 초기균열크기, 균열 형상비와 응력비의 변화에 따른 3차원 피로균열진전 해석 결과와 피로시험결과를 비교하였다. 피로균열진전 해석결과, 피로균열 진전속도와 응력확대계수와의 관계에서 피로시험과 유사하게 나타남을 확인하였으며, 면외거셋 용접이음의 피로수명을 추정할 수 있음을 확인하였다.

수복물의 종류가 근관치료된 상악 제2소구치의 응력분포에 미치는 영향: 3차원 유한요소법적 연구 (EFFECT OF RESTORATION TYPE ON THE STRESS DISTRIBUTION OF ENDODONTICALLY TREATED MAXILLARY PREMOLARS; THREE-DIMENSIONAL FINITE ELEMENT STUDY)

  • 정현숙;김현철;허복;김광훈;손권;박정길
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제34권1호
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    • pp.8-19
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 다양한 교합하중 조건하에서 아말감, 복합레진, 세라믹 인레이, 그리고 금 인레이로 수복한 근관치료된 상악 제2소구치의 음력분포를 3차원 유한요소법으로 분석하는 것이다. 발치된 상악 제2소구치를 이용하여 근관치료된 3차원 유한요소모형을 제작하였다. 제작된 소구치 모형의 근관와동을 위 4가지 재료로 각각 수복한 후, 협측교두 (Load-1) 또는 설측교두 (Load-2)에 500 N의 하중을, 설측교두와 근심변연에 총 170 N의 하중 (Load-3)을 가하였다. 세 가지의 하중조건 하에서 각 수복물에 따른 협측과 설측의 치경부 그리고 교합면의 정중구에서 나타나는 인장응력의 분포양상을 ANSYS 프로그램으로 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 모든 수복물의 경우에서 Load-1에서는 설측의 치경부, Load-2에서는 협측의 치경부에서 높은 응력이 관찰되었고 수복물 종류에 따른 차이는 관찰되지 않았다. 2. 모든 수복물의 경우에서 교합면의 하중점 근처 와정중구를 따라 높은 응력이 관찰되었고 수복물 종류에 따라 약간의 차이가 관찰되었다. 3. 모든 수복물의 경우에서 Load-3에서는 하중점 근처에서 높은 응력이 관찰되었고 수복물 종류에 따른 차이는 관찰되지 않았다.

사파중 진동수주형 파력발전장치의 성능평가 (Performance of Oscillating Water Column type Wave Energy Converter in Oblique Waves)

  • 김길원;현범수;홍기용;류진
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.182-188
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    • 2014
  • 진동수주형 파력발전시스템의 성능은 OWC챔버의 형상 뿐만 아니라 입사파의 각도와 터빈의 효과로 인한 압력강하등과 같은 작동환경의 영향도 받는다. 기존의 대부분 연구들은 파랑에너지 흡수효율에 초점을 맞췄기 때문에 입사파 방향이 OWC챔버 입구면과 직각을 이룬다는 가정 하에 수행되었다. 하지만 실해역에서는 입사파가 해양환경에 따라 사파의 형태로 입사하게 될 것이고, 고정식 구조물인 경우에는 그 영향이 더욱 지배적이다. 본 논문은 실험 및 수치해석적인 방법으로 사파중 OWC챔버의 성능에 대하여 고찰하였다. 실험은 3차원 조파수조를 이용하여 다양한 입사파 각도조건에서 수행하였다. 터빈의 영향을 고려하기 위하여 오리피스를 적용하여 챔버내 진동수주의 수위 변동을 계측하였다. VOF모델을 기반으로 한 수치조파수조를 구축하여 실험과 동일한 조건으로 계산을 수행하여 실험결과와 비교분석하여 공기실과 그 인근의 유동변화를 고찰하였다.

저장에 따른 녹두전분 겔의 노화 특성 변화 (Changes in Retrogradation Characteristics of Mungbean Starch Gels during Storage)

  • 최은정;오명숙
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.391-398
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    • 2001
  • 녹두전분 겔을 온도(5$^{\circ}C$, $25^{\circ}C$) 및 기간(1, 24, 48, 72시간)별로 저장하여 겔의 열적 특성, 점도 특성, 효소소화도, X-선 회절도, 미세구조의 변화를 조사하였다. DSC 실험 결과 5$^{\circ}C$ 저장시 $25^{\circ}C$ 저장시보다 용융피크가 저온측에 있고, 용융엔탈피 값은 더 큰 값을 나타내어 저온에서 겔의 노화가 빠르게 진행됨을 나타내었다. RVA에 의한 점도 측정 결과 $25^{\circ}C$에서 3일간 저장한 시료를 제외하면, 5$^{\circ}C$$25^{\circ}C$ 저장 모두 peak 점도, 최종점도 등의 점도 특성이 저장에 의해 증가하였는데, 이러한 현상은 5$^{\circ}C$ 저장시 보다 현저하였다. 효소소화도는 저장기간이 경과함에 따라 감소했으며, 이러한 경향은 5$^{\circ}C$ 저장시 더 현저하였다. X-선 회절도는 $25^{\circ}C$ 저장시에는 매우 약한 피크가, 5$^{\circ}C$ 저장에서는 보다 강한 피크가 관찰되었지만, 동일 온도에서 저장한 시료 사이의 차이는 구별하기 어려웠다. 주사전자현미경에 의한 미세구조 관찰 결과 모든 겔에서 잘 발달된 망상구조가 관찰되었으며, $25^{\circ}C$에서 저장시에는 3일째에 전분쇄의 망상구조가 두꺼워졌고, 5$^{\circ}C$ 저장시는 저장 초기부터 망상구조가 두꺼워졌다.

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IPP 일학습근로자의 역량과 훈련프로그램의 특성이 학습근로자의 훈련성과에 미치는 영향 연구 -기업내 구성원의 사회적 지원을 중심으로- (A Study on the Effects of IPP Work-Learning Worker's Competency and Characteristics of Training Program on Training Performance of Learning Workers -Focusing on Social Support of Corporate Members-)

  • 배용일;서영욱
    • 디지털융복합연구
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    • 제18권3호
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    • pp.149-162
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    • 2020
  • 이 연구는 IPP 일학습 근로자의 역량과 훈련프로그램의 특성이 기업내 구성원들의 사회적 지원을 통해 훈련성과에 어떤 영향을 미치는지 연구함으로써 훈련성과를 높일 수 있는 시사점을 제시할 목적으로 수행되었다. 연구는 IPP일학습 훈련생 270명(9개 대학)을 대상으로 온라인 설문지를 배포, 회수된 209명의 응답에 대해 구조방정식을 활용하여 각 변인간 유의성을 검증하는 방법으로 수행하였다. 연구결과 학습근로자의 역량 및 훈련프로그램의 특성은 기업내 구성원들의 사회적 지원과 정(+)의 관계가 있고, 구성원들의 사회적 지원은 학습근로자의 훈련성과와 정(+)의 관계가 있음이 발견되었다. 본 연구결과는 향후 훈련생과 참여기업 선발, 훈련과정의 개발 및 운영에 대한 참고 자료로 활용할 경우 훈련성과에 기여할 수 있을 것으로 본다. 다만, 본 연구의 한계는 학습근로자의 인식을 중심으로 응답을 도출함으로써 결과의 객관성이 다소 낮은 점으로, 향후 연구에서는 훈련관계자들을 대상으로 한 입체적인 교차조사를 통하여 결과의 객관성을 높일 필요가 있을 것으로 본다.

변형률 구배 소성 저차 유한요소에 의한 크기 의존 구조 문제의 모델링 및 해석 (Modeling and Analysis of Size-Dependent Structural Problems by Using Low-Order Finite Elements with Strain Gradient Plasticity)

  • 박문식;서영성;송승
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권9호
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    • pp.1041-1050
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    • 2011
  • 미크론 단위의 크기를 갖는 구조물의 소성변형에서 나타나는 길이 효과를 고려하여 유한요소 해석을 하기 위하여 변형률 구배 소성이론을 이용하는 탄소성 유한요소 모델링 및 해석법을 제안하였다. 기존의 연구에서 주로 고차, 고자유도 및 혼합요소, 초 요소 등을 필요로 하였던 것에 비하여 본 논문에서는 이들을 배제하는 변위법 저차 평면 요소 및 삼차원 요소를 도입하였다. 이는 비선형 증분 해석의 프레임워크에서 계산된 소성 변형률의 절점 평균값으로 보간하여 적분점에서의 변형률 구배를 구하고 테일러 전위 모델에 의한 변형률 경화 구성방정식을 적용하므로서 가능하였다. 제안된 방법론은 선형 삼각 및 사각요소, 선형 사면체, 육면체 요소에 대해 적용되었으며 마이크로 굽힘, 마이크로 비틀림, 마이크로 기공과 같은 대표적인 길이 스케일 문제를 통하여 수치적으로 검증하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 계산이 매우 쉬우면서도 실험값들과 비교해 볼 때, 변형률 구배 소성이론 즉, 길이 효과를 잘 나타내어 주었다.

선체진동해석(船體振動解析)에 있어서의 유효전단강성도(有效剪斷剛性度) (On the Effective Shear Rigidity in Ship Vibration Analysis)

  • 김극천;최수현
    • 대한조선학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.45-53
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    • 1985
  • For the analysis of vertical vibrations of a ship's hull, the Timoshenko beam analogy is accepted up to seven or eight-node modes provided that the system parameters are properly calculated. As to the shear coefficient, it has been a common practice to apply the strain energy method or the projected area method. The theoretical objection to the former is that it ignores lateral contraction due to Poisson's ratio, and the latter is of extreme simplifications. Recently, Cowper's and Stephen's shear coefficient formulas have drawn ship vibration analysts' attentions because these formulas, derivation of which are based on an integrations of the equations of three-dimensional elasticity, take Poisson's ratio into account. Providing computer programs for calculation of the shear coefficient of ship sections modeled as thin-walked multicell sections by each of the forementioned methods, the authors calculated natural vibration characteristics of a bulk carrier and of a container ship by the transfer matrix method using shear coefficients obtained by each of the methods, and discussed the results in comparision. The major conclusions resulted from this investigation are as follows: (1) The shear coefficients taking account of the effects of Poisson's ratio, Cowper's $K_c$ and Stephen's $K_s$, result in higher values of about 10% in maximum as compared with the shear coefficient $K_o$ based on the conventional strain energy methods; (a) $K_c/K_o{\cong}1.05\;and\;K_s/K_o{\cong}1.10$ for ships having single skin side-shell such as a bulk carrier. (b) $K_c/K_o{\cong}1.02\;and\;K_s/K_o{\cong}1.05$ for ships having longitudinally through bulkheads and/or double side-shells in the portion of the cargo hod such as a container carrier. (2) The distributions of the effective shear area along the ship's hull based on each of $K_o,\;K_c\;and\;K_s$ are similar each another except the both end portions. (3) Natural frequencies and mode shapes of the hull based on each of $K_c\;and\;K_s$ are of small differences as compared each other. (4) In cases of using $K_c\;or\;K_s$ in ship vibration analysis, it is also desirable to have the bending rigidity be corrected according to the effective breadth concept. And then, natural frequencies and mode shapes calculated with the bending rigidity corrected in the above and with each of $K_o,\;K_c\;and\;K_s$ result in small differences as compared each another. (5) Referring to those mentioned in the above (3) and (4) and to the full-scale experimental results reported by Asmussen et al.[17], and considering laboursome to prepare the computer input data, the following suggestions can safely be made; (a) Use of $K_o$ in ship vibration analysis is appropriate in practical senses. (b) Use of $K_c$ is appropriate even for detailed vibration analysis of a ship's hull. (6) The effective shear area based on the projected area method is acceptable for the two-node mode.

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