• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.612-620
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• 2016

산화 칼슘 수용액을 통해 이산화탄소를 포집하는 수성 광물 탄산화 공정은 안정적으로 이산화탄소를 고립시킬 뿐 아니라 생성물의 부가 가치를 기대할 수 있는 대표적인 CCU (Carbon Capture & Utilization) 기술이다. 이 공정의 핵심은 고체 반응물인 산화칼슘의 용해 속도를 최대로 높이는 것인데, 이를 위해 반응기 전체에 고체 반응물이 균일하게 분포되도록 혼합하는 적절한 반응기의 설계가 필요하다. 본 논문에서는 하루에 40ton의 이산화탄소 포집이 가능한 파일럿 규모의 광물 탄산화 반응기를 대상으로, 반응기의 내부 구조 설계에 따라 고체 반응물의 분산도가 어떻게 변하는지에 대해 전산 유체 역학적 모델링(Computational Fluid Dynamics (CFD) modeling)을 통해 연구하였다. 교반 탱크 반응기(stirred tank reactor) 형태를 기반으로 외부 구조는 고정한 상태에서 교반기의 종류/갯수/지름/유격/회전 속도, 칸막이의 높이/너비를 변수로 선정하여 다양한 조합의 경우(case)들을 해석하였다. 각 설계 변수에 대한 민감도를 분석함으로써 각 변수의 영향을 파악하고, 중요한 변수를 판별할 수 있었다. 동시에 고체 부피 분율(solid volume fraction)의 높이 방향 표준 편차가 0.001에 가까운 균일한 분포를 만들 수 있는 내부 설계안을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.25-34
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• 2016

현재 우리나라에서는 해저케이블 또는 해상구조물 기초부, 흙댐, 도로공사 등의 성토재료로 이용된 다짐풍화토에서 침식(Erosion)으로 인한 사면의 불안정성, 오래된 상 하수관이 누수되거나 파열되어 발생하는 도심지 싱크홀 등의 문제가 발생하고 있다. 이와 같이 건설재료로 많이 이용된 풍화토는 지하수 및 지표수 흐름이 발생할 때 다양한 입자 크기의 점토, 실트 및 세립의 모래들과 함께 침식되거나 세굴 되어 소규모 공동을 형성하며, 일단 침식이나 세굴이 발생되기 시작하면 점차 침식율이 증가하게 되어 급격한 파괴에 도달한다. 본 연구에서는 회전식 수리저항성능 실험기(RCT)를 이용하여 다양한 상대밀도와 선행압밀압력으로 압밀된 다짐화강풍화토의 수리저항성능을 평가하였다. 또한 회전으로 인하여 일정하게 세굴되지 않은 시료의 단면해석을 위해 영상처리기법을 도입하였다. 연구결과 침식으로 인하여 시료의 형상이 일정하지 않는 경우, 계산된 임계전단응력에 큰 오차가 발생되는 것으로 확인되었으며 제안된 영상처리기법으로 보정된 반지름을 이용할 경우보다 정확한 한계 및 임계전단응력 계산이 가능한 것으로 나타났다. 또한 상대밀도와 선행압밀압력이 증가할수록 한계전단응력은 증가하나 임계전단응력은 선행압밀하중 증가에 의한 효과는 크지 않은 것으로 나타났으며, 선행압밀압력에 의한 응력이력보다는 초기 상대밀도의 효과가 더 큰 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.642-648
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• 2015

최근 선박에서 에너지 절감에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 그러한 연구의 일환으로 선박의 고정적인 부하를 제외한 변동 부하를 파악하고 제어함으로써 선박의 에너지를 절감할 수 있다. 기관실 팬 시스템은 대표적인 변동부하 중 하나이다. 기존 선박에서는 기관실 팬을 특별한 지침 없이 실 경험에 의해 정격운전으로 운용하고 있다. 이에 본 논문에서는 기관실 팬의 특성을 파악하고, 에너지 관리 시스템 중 하나로 ERFCS(Engine Room Fan Control System) 및 ERFCS 알고리즘을 제안하였다. ERFCS는 온도 및 압력에 따라 팬의 속도를 제어하며 부하 변화에 따라 팬의 운전 대수를 1대에서 4대 사이로 조절한다. 또한 기관실 팬의 최소 회전속도를 50%로 제한하여 낮은 RPM(Revolution Per Minute)에서 기계적 마찰, 발열 등의 이유로 팬이 손상을 입거나 낮은 압력으로 팬에 서징(surging) 현상이 발생하지 않도록 한다. 제안된 알고리즘과 ISO 8861을 바탕으로 LabVIEW를 사용한 팬 제어 시스템 시뮬레이션을 개발하였다. 결론적으로, 구현된 시뮬레이션을 통해 제안된 팬 제어 시스템이 기존 사용 방식에 비해 46.4%만의 동력만으로도 운전이 가능함을 확인하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제29권2호
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• pp.147-156
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• 1999

동양권 특히 한국인에게서 자주 발견되는 제III급 부정교합은 하악과성장, 상악열성장 또는 혼합형으로 나눌 수 있다. 그 중 골격성 제III급 부정교합은 대부분이 상악골의 열성장을 동반하고 있으며, face mask는 상악골 열성장을 나타내는 성장기 아동에서 주로 쓰이는 악정형 장치이다. face mask는 전치부 반대교합과 상악골의 위치를 개선하여 대부분 적절한 교합관계를 이루어 양호한 안모를 얻을 수 있으나 어떤 경우는 상하순이 전방으로 돌출된 듯한 바람직하지 않은 안모를 얻는 경우도 있다. 따라서 치료 전 어떠한 환자의 조건이 치료 후 바람직한 교합관계와 안모를 얻을 수 있는지를 술자가 알 수 있다면 face mask 치료의 결과 예측과 한계에 대하여 보다 잘 판별할 수 있을 것이다. 본 연구는 성장기 제 III 급 부정교합 아동의 치료 후 양호한 안모를 얻는데 도움을 주고자 시행하였으며 상악골 전방견인 치료후 양호한 안모를 보이는 군(Group 1, n=12)과 양호하지 못한 안모를 보이는 군(Group 2, n=14)으로 나누고, 치료 전과 치료 후의 측방 두경부 방사선 계측 항목을 이용한 후향적인 연구로 통계처리를 시행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 골격성 부조화로 인해 상악전치가 이미 순측경사되어 전돌되어있을 수록 치료 후 안모는 좋지 않았으며, 상악전치와 관련된 전방 치조골(prosthion)의 전돌 또한 안모에 영향을 주었다. 2. 치료 전 상악골과 하악골이 이루는 각도가 작을수록(NL-ML) 좋은 안모를 나타내었다. 3. 치료 전 하순의 돌출도가 클수록 치료 후 bialveolar protrusion되는 경향을 나타내었다. 4. 치료 후 하악골의 후하방회전정도가 클 수록 좋지 못한 안모를 보였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제37권4호
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• pp.272-282
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• 2007

본 연구의 목적은 구순이 이완되도록 개구한 상태(relaxed lip position)에서 촬영한 측모 두부방사선사진과 일반적으로 채득하는 중심교합위에서 입술을 다문 상태(closed lip position)의 측모 두부방사선 사진에서 비순각의 변화 양상을 비교하여 안모 분석 시 relaxed lip position의 중요성을 검토하는 것이다. 전치부 반대교합을 보이는 골격성 III급 부정교합 성인환자(평균 23.3세) 60명(남자 35명, 여자 25명)을 연구대상으로 선정하였다. 구순이 이완되도록 개구한 상태에서와 중심교합 상태에서의 비순각 차이를 비교한 결과 유의성 있는 차이가 있었으며, 비순각의 변화량 사이의 유사성을 기준으로 좀 더 객관적으로 분류하여 분석하고자 군집분석을 통해 제1군(27명, 45%, 구순 이완시 비순각이 감소하는 군), 제2군(30명, 50%, 구순 이완 시 비순각이 증가하는 군), 제3군(3명, 5%, 구순 이완 시 비순각이 예외적으로 크게 증가하는 군)으로 분류하였다. 제1군에서는 상순이 전체적으로 후방 이동되며 비순각은 변화가 없거나 오히려 감소하였으며, 제2군에서는 상순이 후하방 회전되며 비순각이 증가하였다. 제3군에서는 상순이 하순과 하악전치에 의해 상방으로 압박되었다가(compression)이완되며 비순각이 크게 증가하였다. 이상의 연구 결과에서 골격성 III급 부정교합자에서 구순이 이완된 상태에 대해 중심 교합 시의 비순각의 변화가 다양한 것을 알 수 있었다. 따라서 정확한 안모분석과 수술-교정 치료 후의 연조직 심미성의 예측을 위해 기록 채득과 분석 시 이완된 구순 위치에 대한 고려가 필요하며 이러한 자세로 진단용 방사선 사진을 촬영하는 것이 필요하다고 생각되었다.

• 대한구순구개열학회지
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• 제2권1_2호
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• pp.29-41
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• 1999

구순구개열은 악안면의 선천기형중 발생빈도가 가장 높은 것으로 알려져 있으며,출생시부터 성장이 완료되는 시기까지 일관된 치료계획에 의한 종합적인 진료체계가 필수적이다. 구순구개열이 존재할 경우 구개부의 조기 봉합후의 반흔조직 형성으로 인한 치열궁의 협착 또는 중안모의 함몰 경향과 함께 상악 측절치의 선천적 결손 또는 기형치, 전치의 회전과 경사 등이 수반되므로 교정치료에 의한 기능적, 심미적인 치열의 회복이 필요하게 된다. 구순구개열 환자의 교정치료에 있어서 상악치열의 정상적인 배열과 구치부 반대교합의 치료를 위해 상악골 확대가 종종 필요하며, 이를 위하여 Hyrax appliance, Quad-helix 및 Fan-type expansion screw, Jointed fan type expander 등 다양한 장치가 활용될 수 있다. 심하지 않은 구순구개열 환자의 교정치료에서 상악골 확대를 위한 장치의 선택은 환자의 치열궁 형태, 연령, 구치부와 전치부의 치열궁 폭경 등 다양한 요인이 고려되어야 하며, 치료 후 악궁형태의 보정에 특별한 주의를 기울여야 할 것이다.

• 대한치과교정학회지
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• 제39권4호
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• pp.203-212
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• 2009

골밀도가 높고 두꺼운 피질골에 마이크로임플란트를 self-drilling 방식으로 식립하는 경우 과도한 수준의 골부하 (bone loading)가 발생할 위험이 있으며 이는 인접골의 정상적인 골개형(bone remodeling)에 장애를 초래할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 유한요소해석으로 두께 1.0 mm의 피질골에 Absoanchor SH1312-7 마이크로임플란트((주)덴토스, 대구, 대한민국)가 self-drilling 방식으로 식립되는 과정(10회전, 식립깊이 5 mm)을 모사(simulation)하였으며 식립 단계별로 피질골에 발생되는 스트레인을 조사하였다. 식립중 마이크로임플란트 첨부의 절삭연(cutting flute)에 의한 골삭제로 생기는 나사길(threaded groove)의 치수를 얻기 위하여 가토 경골에 마이크로임플란트를 식립/제거한 후 Micro CT (Explore Locus RS, GE Healthcare, Ontario, Canada)를 이용하여 기하형상을 측정하였으며 이를 치밀골의 유한요소모델에 반영하였다. 해석결과, 치밀골에 발생되는 스트레인은 임플란트 식립깊이에 따라 증가하였고, 초기단계에서 나사산에 인접한 골에 국한되던 과부하 부위(스트레인이 4,000${\mu}$-strain을 상회하는 영역)가 식립깊이 증가에 따라 인접골 전체, 즉 나사산 인접부는 물론 골(valley) 부위에 접하는 모든 영역으로 확장되었다. 본 연구를 통해, self-drilling 방식으로 마이크로임플란트를 식립할 때 치밀골에 발생하는 스트레인 크기는 생리적인 골개형을 저해할 수 있는 수준임을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권2호
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• pp.41-54
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• 1993

본 연구는 이질토층의 c-o흙사면에 대한 2차원 및 3차원 안정해석을 제시한다. 가능파괴면은 층의 경계에서 파괴면이 내부마찰각에 따라 굴절되는 대수나선곡선을 사용하였다. 3 차원 해석에서는 회전활동토괴는, 중앙부는 Cylindroid이고 양쪽 끝단은 평면으로 사용하였 다. 지진력은 수평 및 수직진도를 고려하였다. 개발한 프로그램을 PCSTABLS와 비교하였고, 2차원 최소안전율에 대한 3차원의 최소안전율의 비를 조사하였고, 사면높이에 대한 Cylindroid길이의 비에 따른 안전율의 변화를 검토하였다. 그리고 절편의 수에 따른 안전율의 변 화도 조사하였다. 이러한 것을 기초로 다음의 결과가 얻어졌다 : (1)본 연구에서 개발된 프로그램의 2차원 안전율이 PCSTABLS보다는 더 크게 나타났다. (2)본 연구의 2차원 안전율은 흙의 내부 마 찰각이 증가함에 따라 PCSTABLS보다 더 큰차이를 나타냈다. (3) 3차원 안전율은 2차원 안전율보다 더 크게 나타났다. 따라서 3차원효과는 안전율을 증가시키는 경향이 있다. (4) 사면의 높이에 대한 3차원 파괴토괴의 폭의 비, bye가 증가함에 따라 2차원 안전율에 대한 폭, b를 가진 3차원 안전율의 비, Fb/F거 값은 감소하였고, bye가 약 14이상이면 1.0에 근접 했다. (4) 2차원 안전율에 대한 폭, b를 가진 3차원 안전율의 비, Fb/F거 값은 전단강도정수, 지하수위 그리고 수평진도의 값에 매우 민감한 것으로 나타났다. (5) 본 연구에서 개발된 프로그램을 사용하여 안전율을 계산할때,절편의 수는 30~40개 정도면 적당하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3587-3593
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• 2009

최근 태양광 시스템에서는 기존의 태양광 시스템을 계통과 전원으로 상호 접속하는 것에 대한 연구에 관심이 모아지고 있다. 단상, 삼상 시스템에 관계없이 태양광 시스템에서 태양광 인버터는 계통연계 동작에 중요한 역할을 하기 때문에 전체 시스템에서 핵심요소로 고려된다. 태양광 인버터를 제어하기 위해서는 부하 전류 조절이 핵심요소 중 하나이다. 일반적으로 태양광 인버터에서 이용되는 PI 제어기는 정상상태 오차와 왜란에 취약하다는 단점을 가지고 있기 때문에 실제 시스템에 완벽하게 적용하기에는 무리가 있다. 특히, 이는 고주파영역에서의 PI와 PR 제어기의 성능을 비교해보면 알 수 있다. 이 논문에서 제시된 PR 제어기는 무한 이득을 교류 기본파 성분에 넣을 수 있기 때문에 PR 제어기는 회전좌표계의 PI 제어기에서 사용되는 디커플링 기법과 복잡한 변환 없이 제로 정상상태오차에 도달할 수 있다. 그렇기 때문에 이 논문에서는 PI 제어기를 대체하는 이론적 분석을 통해 PR 제어기를 설계하였다. 논문에 제시되어 있는 이론을 바탕으로 한 PR 제어기를 고정 소수점 연산방식의 32비트 마이크로컨트롤러 DSP320F2812를 기반으로 한 3kW 프로토타입 태양광 인버터에 적용, 평가하였다. 또한 태양광 인버터의 제어 성능을 시뮬레이션과 실험결과를 통하여 보여주고 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권5호
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• pp.638-644
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• 2010

사각 덕트내 열전달과 유동 양상을 조사하기 위해 꼬임식 테이프 만 설치한 경우와 꼬임식 테이프와 리브(rib)를 설치한 경우에 대해 충분히 발달된 난류유동에 관한 수치 해석을 행하였다. 수치 해석에서는 레이놀즈 수가 8,900에서 29,000 범위의 난류 스월유동, 채널수력직경에 대한 리브의 높이(e/$D_h$)가 0.067, 그리고 채널 수력 직경에 대한 시험부 길이(L/$D_h$)가 30인 경우에 대해 고려하였다. 리브는 채널 바닥면에 만 길이 방향으로 설치하였다. 꼬임식 테이프는 0.1 mm 두께의 탄소강 판 재질이며, 폭은 28 mm, 길이는 900 mm이고 2.5 번 회전시켰다. 각 벽면은 서로 단열된 알루미늄 판으로 구성되었다. 2가지의 가열 조건에 대해 조사 하였다: (1) 사각 전체 벽 면적에 일정한 열유속으로 가열, 그리고 (2) 사각 채널에서 마주보는 상하 양면 만 가열. 연구 결과 상하 양면 만 가열하는 경우가 4면 모두 가열하는 경우보다 열전달 계수가 우수하였고 꼬임식 테이프와 리브를 설치한 경우 열전달 계수가 현저히 향상되었다.