• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.21 no.6
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• pp.567-573
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• 2000

뇌동맥류는 뇌혈관의 일부가 풍선처럼 부풀어나는 혈관계 질환이며 뇌동맥류의 파열은 사망이나 심각한 후유 장애를 야기한다. 뇌동맥류의 다양한 발생 원인 중 혈관 내부의 혈류의 유동이 중요한 인자로 의심된다. 뇌동맥류의 형성에 미치는 혈류역학적 인자를 규명하기 위해 내경동맥에서 발생한 환자의 내경 동맥류 CT 사진을 이용하여 내경동맥류 모델을 제작하고, 모델 내부의 혈류유동장을 입자영상속도계를 이용하여 측정하였다. 동맥류가 발생한 내경동맥류 모델에서는 동맥류 원위부 목(distal neck)쪽과 반대쪽 내경동맥 벽에서 전단응력이 높게 나타났다. 동맥류 발생에 미치는 혈류역학적 인자를 규명하기 위해 동맥류를 제거한 내경모델을 제작하여 맥동유동에서 내부 유동장을 측정하였다. 심실수축기 동안 휘어진 내경동맥의 바깥쪽 벽에서 혈류의 혈관벽 부딪힘이 관찰되었으며 심실이완기 초반에도 이는 계속 유지되었다. 내경 동맥 내부의 부차적 유동특성을 연구하기 위해 동맥류 발생 위치에서 혈관 축과 수직인 평면의 유동장이 측정되었다. 혈관 단면에서는 휘어진 혈관의 바깥쪽에서 안쪽으로 시계방향의 와류가 형성되었으며, 이로 인해 혈관벽 바깥쪽과 시계방향으로 90도 정도 지역에서 전단응력이 높게 나타났다. 혈류 유동 특성과 동맥류 발생위치를 비교해 보면, 혈류의 혈관벽 부딪힘이 관찰되는 위치와 부차적 유동에 의해 전단응력이 크게 나타난 지역은 동맥류의 발생위치와 일치하였다. 따라서 혈류의 혈관벽 부딪힘과 부차적 유동에 의한 전단력이 동맥류 발생의 혈류역학적 요인으로 의심된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.5
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• pp.77-83
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• 2016

A considerable amount of researches has been performed to investigate the flow characteristics produced in the cavity system over straight wall. However, many practical applications of the cavity flows are found on curved walls, which are strongly subject to the centrifugal force effects. No work has been made on the cavity flows on the curved wall to date. In the present study, a computational fluid dynamics method has been applied to investigate the cavity flows over curved walls at Mach numbers in range of 0.4 to 0.8. The aspect ratio of the cavity was fixed at L/H=3, but the radius of curvature of the curved wall is changed in considering the real engineering practice. The results reveal that the pressure oscillations in the curved walls are stronger than those in the straight wall. It is found that the ratio of curvature of the curved wall significantly affects the unsteady flow characteristics inside the cavity.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.21 no.2
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• pp.181-187
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• 2000

동맥의 일부분이 팽창하는 동맥류는 파열로 인한 높은 사망률을 야기한다. 동맥류의 발생 및 파열에는 혈관벽의 구조적 약화와 혈류에 의한 응력이 중요한 역할을 하며, 혈류에 의해 혈관벽에 가해지는 전단응력은 간접적으로 혈관벽 구조를 변화시키고, 직접적으로 혈관벽에 응력을 가하므로 동맥류 파열에 영향을 미치는 중요한 혈류역학적 인자이다. 동맥류가 자주 발생하는 복부대동맥류 모델을 제작하여 정상류와 맥동류 유동에서 광색성 염료를 이용한 유동가시화 방법으로 벽 전단변형률을 측정하였다. 벽전단변형률은 동맥류 내부에서 감소하여 음의 값을 가지며, 동맥류 최대확장부 후부에서 다시 증가하여 확장부가 끝나는 위치에서 동맥 벽에 비해 약 1.5배 정도의 큰 전단변형률 값을 가졌다. 동맥류 최대확장부 후부에서는 벽전단변형률의 방향의 바뀌며, 위치에 따른 전단변형률의 변화가 크게 나타났다. 맥동류 유동에서는 동맥류의 위치에 따라 시간에 따른 벽전단형률 파형이 측정되었다. 동맥류 내부에서는 전단변형률의 크기가 작고 그 방향이 시간에 따라 변화가 심하였으므로 혈관벽의 구조변화가 발생하기 쉬운 지역으로 지목된다. 동맥류 최대 확장부 후부는 위치 및 시간에 따른 전단변형률의 변화가 심하며, 혈관벽 응력이 최대값을 갖는 지역이므로 동맥류의 파열이 발생하기 쉬운 지역으로 예측된다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.1
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• pp.59-68
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• 2001

유체-고체 상호작용을 고려하여 다양한 복부대동맥류 모델에 대해서 맥동유동 및 구조를 동시에 해석하였다. 동맥류의 확장부 크기와 혈관벽 두께에 따라서 총 여덟 개의 축대칭 동맥류 모델을 선정하였다. 유한체적법 및 압력기반의 유한차분법을 이용하여 유동을 해석하였으며, 유한요소법을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 동맥류의 확장부위가 클수록 최대응력은 최대확장부위와 변곡점에 해당하는 동맥류의 입구 및 출구 부분에 집중되었으며, Von Mises 응력은 최대확장부위 뿐만 아니라 동맥류의 근위부와 원위부($\pm$1D)에서도 현저하게 증가하였다. 또한 더욱 확장된 모델일수록 혈관벽은 직경방향의 변위보다 축방향의 변위가 지배적이었으며, 동맥류 원위부보다 근위부에서 큰 축방향 변위를 나타냈다. 동맥류 입구부의 미약한 와류는 한 주기동안 그 크기와 강도를 더해가며 동맥류 원외부로 이동하였고, 동맥류의 내부 유동은 압력차이가 감소하는 기간동안 더 큰 영향을 받았다. 확장정도가 심할수록 동맥류 내부에 더 크고 강한 와류가 관찰되었다. 압력차이가 최소가 된 직후 동맥류의 근위부와 원위부동맥 벽 근처에서의 역방향 유동이 관찰되었다. 대체로 혈관벽 두께가 감소한 모델과 더욱 확장된 모델일수록 벽전달률은 감소하였다. 혈관벽의 탄성에 의하여 압력차이와 벽전달률 사이에 위상차가 존재함이 확인되었다. 유체-고체의 상호작용을 고려한 연구는 다른 심혈관계를 이해하는데도 매우 유익할 것으로 생각된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.28 no.4
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• pp.19-28
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• 2019

A study has been done on the three dimensional turbulent flow characteristic near the porous wall. The porous holes are considered by penetrating the wall in regular arrangement, and porosity is controlled by diameter of holes. Flow characteristics near the three dimensional porous wall are compared with field test results and self-generated experimental results. FLUENT is employed for computational analysis on the effect of three dimensional porosity with flow and pressure characteristics. As a result, drag coefficient is defined and compared for three dimensional effect. The drag coefficient is mostly a function of porosity, whereas the effect of Reynolds number is minimal, and its correlation is presented in terms of three dimensional porosity.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2000.10a
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• pp.115-122
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• 2000

본 연구에서는 2 차원 벽구동 캐비티 유동에 의하여 나타나는 이력효과에 의한 분기(Bifurcation)현상을 전산유체기법을 사용하여 연구하였다. 캐비티는 북쪽과 동쪽벽이 움직일 수 있고, 다른 두 벽은 고정되어있는 구조이다. 실험은 Reynolds 수 100 에서 1000까지 증가시켜가면서 북쪽벽과 동쪽벽을 동시에 가속 시켜 정상상태에 이르게 한 경우와 북쪽벽이 먼저 가속되어 정상해에 이른 후 동쪽벽을 나중에 가속하여 재차 정상상태에 이르게 한 경우를 비교하였다. 그 결과 Reynolds수가 약 200이상부터 벽에 작용하는 항력, 유량함수의 값, 재부착점등이 분기현상을 나타냄을 확인하였다.

• Proceedings of the KSEEG Conference
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• 2002.04a
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• pp.370-372
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• 2002

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.8 no.2
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• pp.171-177
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• 1984

균일하게 분포된 내부발열을 갖는 유체가 든 경사진(수평에서 45.deg.까지)정사각형 단면의 밀폐 공간 내에서의 2차원 자연대류 유동 및 열전달에 관한 수치적인 연구가 수행되었다. 4개 벽면온 도가 동일한 경계조건에서 내부발열로 인한 자연대류 유동이 Rayleigh수 1.5*$10^{5}$까지는 층 류유동 영역의 가정하에서 수치적으로 수렴되었다. 경사진 밀폐 공간에서의 유동형태 및 온도분 포는 수평인 경우에 비하여 윗쪽 벽면 근처에서 그 상이점이 많이 나타났다. 경사각도가 증가함 에 따라 평균 열전달율이 아랫쪽 벽과 오른쪽 벽에서 증가하였고 왼쪽 벽에서 감소하였으며 윗 쪽 벽에서는 거의 일정하였다.다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.478-478
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• 2023

우리나라는 기후변화로 인해 태풍과 집중호우에 의한 산지재해 피해가 증가하고 있다. 이러한 산지재해를 저감하기 위해 토석류 수치모의를 하여 피해규모를 예측하거나 저감시설을 설치한다. 토석류 저감시설에는 사방댐, 방호벽, 유도수로 등이 있다. 국내에서는 사방댐을 많이 설치하고 있으나 사방댐을 설치할 시 주변 시설물의 규모와 위치를 고려해야 하는 어려움이 있다. 본 연구에서는 토석류를 저감하기 위한 시설 중 사방댐의 대안으로 방호벽을 설치하여 저감효과를 분석하였다. 2022년 8월 토석류 피해가 발생한 강원도 횡성군을 대상지역으로 선정하고 수치 지도를 이용하여 DEM자료를 구축하였다. 그리고 토석류 수치모의가 가능한 FLO-2D 모형에 적용하여 유동특성을 분석하였다. 또한 저감효과를 분석하기 위해 방호벽을 창고 주변과 주택 주변에 설치하여 해당 위치에서의 유동특성을 비교·분석하였다. 방호벽을 설치하고 토사가 퇴적되기 시작한 부분을 고려하여 설치한 후 건물 주변에서의 토석류 저감효과를 분석한 결과 창고 주변과 주택 주변에 단일로 설치하여 저감효과가 나타났으나 한계점이 나타났다. 한계점을 보완하고자 방호벽을 이중으로 설치하고 모형을 적용하여 저감효과를 비교·분석하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.81.2-81.2
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• 2005