• 비파괴검사학회지
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• 제34권2호
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• pp.135-140
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• 2014

최근 압력용기가 다양한 산업분야에서 사용되고 있다. 압력용기의 내부 또는 외부에 결함이 발생하면 대형 사고를 유발하게 된다. 압력용기의 외부에 발생하는 결함은 육안검사를 통해 어느 정도 해결이 가능하지만, 압력용기 내부에 발생하는 결함은 육안검사로는 측정하기 어렵다. 이러한 형태의 결함을 측정하기 위해서는 비파괴검사가 적합하다. 전단간섭법은 광계측을 이용한 비파괴검사법 중 하나이며, 비접촉식으로 전체 측정영역에 대해 실시간으로 한 번의 실험을 통해 결함을 측정할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 논문에서는 레이저 스페클 전단간섭법을 이용하여 측정할 수 있는 압력용기의 내부에 존재하는 결함 크기를 평가하였다. ASTM A53 Gr.B 재질로 제작된 압력용기 시험편 내부에 인위적인 결함을 가공하고 공압을 이용하여 압력용기에 내압을 가하여 결함을 측정하였다. 실험을 통해 0.2 MPa의 압력차에서도 압력용기의 원래 두께의 25 %의 깊이로 발생한 결함까지는 측정 가능함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.541-549
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• 2018

본 연구에서는 국내 화물 및 여객차량들을 견인하는 디젤전기 기관차의 제동에 따른 동적 거동을 분석하기 위하여 제동장치에 영향을 미치는 마찰계수, 제동압력, 주행저항 등을 시험하였다. 마찰계수는 UIC 541-4를 참고로 Dynamo 시험을 수행하였으며 시험결과는 다변량 회귀분석을 통해 제동하중, 제동초기 속도와의 관계를 분석하여 제시하였다. 제동압력은 상용제동과 비상제동으로 구분하였으며, 제동밸브와 배관의 특성을 반영하기 위하여 시간에 따른 제동압력 변화를 대상 차량에서 측정하였다. 차량에 작용하는 외력을 반영하기 위하여 EN 14067-4의 타행시험을 수행하고 2차 다항식 형태의 주행저항을 제시하였다. 도출한 주행저항을 동일 차종에 대하여 각 국가별로 사용하고 있는 주행저항들과 비교하였다. 차량의 재원, 마찰계수, 제동압력, 주행저항을 바탕으로 직선 평탄 선로를 주행하는 디젤전기기관차의 동적 거동을 EN 14531-1에서 제시된 시간적분을 이용하여 해석하였다. 해석 결과는 상용제동과 비상제동에 대하여 각각 차량의 속도이력 시험결과와 비교 검증하였으며 상당히 합리적인 결과를 도출하였다. 본 연구의 결과들은 철도차량들을 연결하여 운행하는 열차의 동적 거동해석에 활용할 수 있을 뿐 아니라 차량 설계에서 제동에 영향을 미치는 다양한 파라미터들을 분석하고 성능향상의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.282-288
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• 2022

코로나 팬데믹 시대에서 비말(respiratory droplet)을 통한 감염 및 확산을 막기 위해 마스크는 없어서는 안 될 생활 필수품이 되었다. 본 연구에서는 두 가지 다른 타입의 마스크(KF-94 마스크와 덴탈 마스크)가 비말 차단에 얼마나 효과적인지를 파악하기 위하여, i) 각각의 마스크를 구성하고 있는 필터의 젖음성(wettability) 특성을 분석하고, ii) 필터 표면에 빠른 속도로 충돌하는 미소 액적의 동적 거동 특성을 실험적으로 관찰하였다. 각 필터의 구성 재료에 따라 상반된 젖음성 특성, 소수성(hydrophobicity) 또는 친수성(hydrophilicity)을 보임을 확인하였다. 또한, 일정 체적을 갖는 미소 액적을 안정적으로 토출하는 공압 조건을 탐색하고 액적의 충돌 속도 변화에 따른 액적 충돌 거동 변화를 분석하였다. 마스크를 구성하고 있는 필터의 종류와 액적 충돌 속도에 따라 i) 필터를 통과하지 못하거나(no penetration), ii) 필터에 포획(capture)되거나, iii) 필터를 통과(penetration)하는 등의 다른 충돌 후 거동을 보임을 확인하였다. 이러한 결과들은 비말 차단용 마스크 디자인에 있어 매우 기본적이고 유용한 정보를 제공할 뿐만 아니라, 다양한 다공성 표면에서의 액적 거동에 대한 학문적 연구에도 도움이 될 것으로 판단된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.64-71
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• 2024

항공기 외부연료탱크는 항공기의 항속거리를 증가시키는 주요 구성품으로써, 비상시 파일런에서 안정적으로 분리될 수 있어야 된다. 이 때, 외부연료탱크의 핀(fin)과 피벗(pivot)에는 분리하중이 작용하게 되는데, 외부연료탱크의 안정적인 분리를 위해서는 핀과 피벗의 구조 건전성이 입증되어야 한다. 본 연구에서는 항공기로부터 외부연료탱크가 분리 될 때 외부연료탱크의 핀과 피벗의 구조건전성 검증을 위해 수행된 구조시험 결과를 제시하였다. 본문에서는 구조시험에 사용되는 유압 및 하중제어장비, 데이터 획득장치 그리고 공압공급장치로 구성되는 시험구성도를 설명하였고, 각 시험조건에 대한 시험설치와 시험하중 인가계획을 제시하였다. 구조시험 결과, 각 시험조건에서 시험하중과 시험체의 내부압력이 허용 범위 내에서 적절히 제어되는 것으로 파악되었고, 시험체에서도 심각한 구조적 결함이 발생하지 않았음이 확인되었다. 최종적으로, 설계 제한하중과 설계 극한하중에 대한 구조시험을 통해서 본 연구의 항공기용 외부연료탱크 핀과 피벗은 충분한 구조 강도를 보유하고 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.480-489
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• 2017

혈류를 제한한 운동은 가압벨트를 사용해 사지의 윗부분을 적당한 정도로 압박한 상태에서 트레이닝을 실시하며 인체의 다양한 생리적 기능에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이 연구의 목적은 만성질환의 발병 위험성이 높은 비만여성을 대상으로, 낮은 강도의 혈류를 제한한 걷기운동이 신체조성 및 성장호르몬, 근손상지표에 어떠한 영향을 미치는 지를 구명하고자 한다. 연구대상자는 BMI $25kg/m^2$와 체지방률 30% 이상의 직장 비만여성 11명으로 하였으며 혈류제한은 공압방식의 탄성벨트를 양쪽의 대퇴부위에 착용하고 압력을 조절하였다. 걷기프로그램은 트레드밀을 이용하여 실시하였으며(4주, 주 3일, 1일 2회), 2분 걷기와 1분 휴식으로 구성하여 총 5세트 반복하였고(4km/h, 5%) 대응표본 t-test를 실시하였다. 4주간의 혈류를 제한한 걷기운동 후, 체중과 신체질량지수, 체지방량이 유의하게 감소하였으며(p<.05), 우측의 대퇴둘레 또한 유의하게 감소되었다(p<.05). 혈중 염증지표의 농도변화에서 IL-6는 4주간의 혈류를 제한한 걷기운동 후, 유의하게 증가되었으며(p<.05), 통계적 유의수준에는 도달하지 못하였지만 TNF-${\alpha}$는 증가하는 경향을, CRP는 감소하는 경향을 보였다. 등속성 근기능의 변화에서 $60^{\circ}/sec$의 좌 우측 신전력(좌, p<.001; 우, p<.05)과 좌측의 굴곡력(p<.001)이 유의하게 증가되었으며 $180^{\circ}/sec$의 좌측 신전력에서 유의하게 증가되었다(p<.001). 이상의 결과로부터 4주간의 혈류를 제한한 걷기운동이 비만 중년여성의 체중 및 체지방량 감소와 근 기능 향상, 혈중 염증지표 농도의 변화에 긍정적인 효과가 있는 것으로 사료되며, 이는 짧은 운동시간에도 불구하고 장시간의 운동 효과를 얻을 수 있음을 검증한 것과 동시에 각종 만성성인질환 및 대사성 질환의 원인인 비만을 예방하고 치료하는데 효과가 있는 것으로 생각된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제40권3호
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• pp.168-179
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• 2007

배경: 최근 관상동맥 질환의 증가로 심근경색으로 인하여 약물에 반응하지 않는 급성 심인성 쇼크 및 만성 울혈성 심부전 환자가 증가하는 추세에 있으며, 개심술 후 여러 가지 원인으로 인공심폐기로부터의 이탈이 불가능한 경우도 상당수에 이르고 있어서 이에 적절히 대처할 수 있는 한국인의 체형에 맞고 경제적인 심실보조기의 개발이 필요하다. 이에 저자는 돼지에서 허혈성 전처치의 개념을 이용하여 관상동맥 결찰을 통한 급성 심인성 쇼크 상태를 유발시키고, 여기에 단국대학교 의과대학 의공학교실과 흉부외과학교실에서 공동으로 개발한 DKUH-75 공압식 박동형 심실보조기를 구동시켜, 실제 생명을 위협하는 심한 심근경색 상태와 유사한 환경에서 심실보조기 구동이 실험동물의 혈역학적 수치 및, 심초음파도 상 심기능 수치 등 급성 심인성 쇼크 상태에서 악화되는 지표들을 호전 시킬 수 있는지를 확인하여 DKUH-75 좌심실보조기의 유용성에 대하여 평가 하고자 하였다. 대상 및 방법: 10마리의 몸무게 50 kg 전후의 잡종돼지를 사용하여 허혈성 전처치의 개념을 이용한 관상동맥 좌전하행지 결찰을 통해 급성 심인성 쇼크 상태를 유발하고, 이들 중 5마리의 실험동물에 DKUH-75 좌심실 보조기를 장착하였다. 10마리의 실험동물 모두에서 관상동맥 결찰 전, 결찰 후 1시간에 혈역학적 수치와 심초음파도상 심기능 수치를 측정하였고 심실보조기를 장착한 5마리의 실험동물에서는 심실보조기 구동 후 1시간에 동일한 수치들을 추가 측정하였다. 결과: 관상동맥 결찰을 통하여 급성 심인성 쇼크를 유발한 10마리의 실험동물에서 관상동맥 결찰 전, 결찰 후 1시간의 혈역학적 측정결과 체동맥압(수축기, 이완기, 평균)은 결찰 후 통계적으로 유의하게 하강하였다. 페동맥압도 수축기, 이완기, 평균 모두 상승하였고 좌심실 이완기 말기압도 결찰 후 상승하였으며, 심박출 지수는 유의하게 감소하였다. 또한 심외막 심초음파도로 측정한 좌심실 수축기말 내경도 결찰 후 유의하게 증가하였으며 분획단축 및 좌심실구혈률은 감소하였다. 심실보조기를 장착한 5마리의 실험동물에서 관상동맥 결찰 1시간 후와 심실보조기 작동 1시간 후의 혈역학적 측정치를 비교하였을 때 수축기 체동맥압과 평균 체동맥압이 유의하게 상승하였으며 폐동맥압은 수축기, 이완기, 평균 모두에서 하강하였고 좌심실 이완기 말기압도 심실보조기 구동 후 유의하게 하강하였다. 심박출 지수는 심실보조기 구동 후 통계적으로 의미 있게 증가하였다. 또한 심외막 심초음파도로 측정한 좌심실 수축기말 내경은 심실보조기 구동 후 유의하게 감소하였으며 분획단축 및 좌심실구혈률은 통계적으로 의미 있게 증가하였다. 결론: DKUH-75 심실보조기는 관상동맥 결찰을 통한 심근경색으로 유발시킨 급성 심인성 쇼크 상태의 실험동물에 장착하여 단기간 구동한 결과 각종 혈역학 수치 및 심초음파도 상 심기능 수치를 개선시키고 이를 통하여 심근 기능 회복에 기여할 것으로 사료되었다. 이는 광범위한 심근경색으로 인한 급성 심인성 쇼크 상태에서 DKUH-75 심실보조기의 단기적 유용성을 의미하는 것이라 하겠다.