• 제목/요약/키워드: Atomic Models

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임계응력 하 거친 암석 균열의 Thermoshearing 수치모델링: 국제공동연구 DECOVALEX-2023 Task G (Numerical Modeling of Thermoshearing in Critically Stressed Rough Rock Fracture: DECOVALEX-2023 Task G)

  • 박정욱;박찬희;장리;윤정석;손장윤;이창수
    • 터널과지하공간
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    • 제33권3호
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    • pp.189-207
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    • 2023
  • In the present study, the thermoshearing experiment on a rough rock fracture were modeled using a three-dimensional grain-based distinct element model (GBDEM). The experiment was conducted by the Korea Institute of Construction Technology to investigate the progressive shear failure of fracture under the influence of thermal stress in a critical stress state. The numerical model employs an assembly of multiple polyhedral grains and their interfaces to represent the rock sample, and calculates the coupled thermo-mechanical behavior of the grains (blocks) and the interfaces (contacts) using 3DEC, a DEM code. The primary focus was on simulating the temperature evolution, generation of thermal stress, and shear and normal displacements of the fracture. Two fracture models, namely the mated fracture model and the unmated fracture model, were constructed based on the degree of surface matedness, and their respective behaviors were compared and analyzed. By leveraging the advantage of the DEM, the contact area between the fracture surfaces was continuously monitored during the simulation, enabling an examination of its influence on shear behavior. The numerical results demonstrated distinct differences depending on the degree of the surface matedness at the initial stage. In the mated fracture model, where the surfaces were in almost full contact, the characteristic stages of peak stress and residual stress commonly observed in shear behavior of natural rock joints were reasonably replicated, despite exhibiting discrepancies with the experimental results. The analysis of contact area variation over time confirmed that our numerical model effectively simulated the abrupt normal dilation and shear slip, stress softening phenomenon, and transition to the residual state that occur during the peak stress stage. The unmated fracture model, which closely resembled the experimental specimen, showed qualitative agreement with the experimental observations, including heat transfer characteristics, the progressive shear failure process induced by heating, and the increase in thermal stress. However, there were some mismatches between the numerical and experimental results regarding the onset of fracture slip and the magnitudes of fracture stress and displacement. This research was conducted as part of DECOVALEX-2023 Task G, and we expect the numerical model to be enhanced through continued collaboration with other research teams and validated in further studies.

A Study of Wind Characteristics around Nuclear Power Plants Based on the Joint Distribution of the Wind Direction and Wind Speed

  • Yunjong Lee
    • 방사선산업학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.299-307
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    • 2023
  • Given that toxic substances are diffused by the various movements of the atmosphere, it is very important to evaluate the risks associated with this phenomenon. When analyzing the behavioral characteristics of these atmospheric diffusion models, the main input data are the wind speed and wind direction among the meteorological data. In particular, it is known that a certain wind direction occurs in summer and winter in Korea under the influence of westerlies and monsoons. In this study, synoptic meteorological observation data provided by the Korea Meteorological Administration were analyzed from January 1, 2012 to the end of August of 2022 to understand the regional wind characteristics of nuclear power plants and surrounding areas. The selected target areas consisted of 16 weather stations around the Hanbit, Kori, Wolsong, Hanul, and Saeul nuclear power plants that are currently in operation. The analysis was based on the temperature, wind direction, and wind speed data at those locations. Average, maximum, minimum, median, and mode values were analyzed using long-term annual temperature, wind speed, and wind direction data. Correlation coefficient values were also analyzed to determine the linear relationships among the temperature, wind direction, and wind speed. Among the 16 districts, Uljin had the highest wind speed. The median wind speed values for each region were lower than the average wind speed values. For regions where the average wind speed exceeds the median wind speed, Yeongju, Gochang, Gyeongju, Yeonggwang, and Gimhae were calculated as 0.69 m s-1, 0.54m s-1, 0.45m s-1, 0.4m s-1, and 0.36m s-1, respectively. The average temperature in the 16 regions was 13.52 degrees Celsius; the median temperature was 14.31 degrees and the mode temperature was 20.69 degrees. The average regional temperature standard deviation was calculated and found to be 9.83 degrees. The maximum summer temperatures were 39.7, 39.5, and 39.3 in Yeongdeok, Pohang, and Yeongcheon, respectively. The wind directions and speeds in the 16 regions were plotted as a wind rose graph, and the characteristics of the wind direction and speed of each region were investigated. It was found that there is a dominant wind direction correlated with the topographical characteristics in each region. However, the linear relationship between the wind speed and direction by region varied from 0.53 to 0.07. Through this study, by evaluating meteorological observation data on a long-term synoptic scale of ten years, regional characteristics were found.

우심낭편의 석회화 방지에 관한 연구 - 계면활성제 전처치 효과 - (Prevention of calcification in bovine pericardial bioprosthesis -pretreatment with surfactants-)

  • 안재호;한재진;박성수
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제31권6호
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    • pp.560-566
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    • 1998
  • 서론: 심혈관계 수술 시 이용되는 조직판막 등 glutaraldehyde(GA)에 보존한 이종보철편들은 석회화에 의한 변성으로 환자의 장기성적에 나쁜 영향을 주게 된다. 이에 연구자는 GA 용액에 Mg 염을 첨가, 자유 알데히드와 미리 결합하게 함으로 조직 및 혈중의 칼슘과 반응하는 것을 막아 석회화를 완화하고자 시도하였고 계면활성제로 sodium dodecyl sulfate(SDS)와 Triton X-100을 사용, 전처치하여 GA에 고정, 석회화 완화 효과를 관찰하였다. 대상 및 방법: 우심낭을 정방형 조각으로 만들어 40 조각의 우심낭편은 대조군으로 MgCl2.6H2O를 4g/L 첨가한 0.625% GA 용액에 보존하고(1 군), 40 조각은 SDS에 전처치 후 이 GA 용액에 보존(2 군), 또 다른 40 조각은 Triton X-100에 전처치 후 GA에(3 군) 각각 한달 간 보관한다. 이들을 40 마리의 백서의 복부 피하에 각각 한 조각씩 이식하여 1 개월, 2 개월, 3 개월 및 6 개월 째에 적출, spectrophotometry로 이 우심낭편에 침착한 칼슘을 정량분석하였다. 결과: 이식 후 1 개월에는 세 군 간의 석회화 정도에 차이가 없었으나, 2 개월 부터 차이를 보여 1 군 0.921$\pm$0.121 mg/g, 2 군 0.481$\pm$0.037 mg/g, 3 군 1.369$\pm$0.200 mg/g의 통계적 차이를 보였고(p<0.05), 3 개월에 1 군 0.786$\pm$0.080 mg/g, 2 군 0.584$\pm$0.054 mg/g, 3 군 1.139$\pm$0.188 mg/g, 마지막 6 개월에 1 군 1.623$\pm$0.601 mg/g, 2 군 0.501$\pm$0.043 mg/g, 3 군 1.625$\pm$0.382 mg/g으로 정량되어 2 군에서 유의한 석회화 완화 효과가 관찰되고 있다 (p<0.05). 결론: 음성 계면활성제인 SDS의 전처치로 중기 이상 시간이 경과함에 따라 피하에 이식된 보철편의 석회화가 완화되었으나 중성 계면활성제인 Triton X-100의 전처치로는 완화 효과가 관찰되지 않았다.

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아미노산 후처치의 이종 심낭보철편 석회화 완화 효과 (Mitigation of Calcification in Bovine Pericardial Bioprosthesis after Amino Acids Posttreatment)

  • 안재호
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제36권3호
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    • pp.131-135
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    • 2003
  • Glutaraldehyde (GA)에 보존한 이종보철편들은 생체 이식 후 석회화 변성을 보이는 문제점을 나타내므로 이 단점을 보완하기 위해 연구자는 GA 용액에 Mg염을 첨가 칼슘의 반응을 막아 석회화를 완화하며 더불어 chitosan 및 glutamate 등의 아미노산으로 후처치하여 석회화 완화를 극대화하고자 하였다. 대상 및 방법: 우심낭을 정방형 조각으로 만들어 40조각의 우심낭편은 대조군으로 MgC1$_2$6$H_2O$를 4g/L 첨가한 0.625% GA 용액에 보존하고(1군), 40조각은 이 GA 용액에 보관하다 이식 24시간 전 2% chitosan 용액에 옮겨 보존(2군), 또 다른 40조각 역시 같은 방법으로 8% glutamate 용액에 후처치(3군)하여, 이들을 40마리의 백서 복부 피하에 각각 한 조각씩 이식하여 1개월, 2개월, 3개월 및 4개월째에 적출, spectophotometry로 침착한 칼슘을 정량하였다. 결과: 이식 후 1개월 및 2개월에는 세균간의 석회화 정도에 차이가 없었으나. 3개월째에는 1군 5.45$\pm$0.42 mg/g, 2군 3.22$\pm$1.31 mg/g, 3군 4.20$\pm$0.55 mg/g의 통계적 차이를 보여, 2군에서 유의한 석회화 완화 효과가 관찰되고 있고 (p<0.05), 4개월째에는 1군 6.01$\pm$1.21 mg/g, 2군 3.78$\pm$1.82 mg/g, 3군 3.92$\pm$0.92 mg/g으로 2, 3군에서 유의한 석회화 완화 효과를 보여주고 있다(p<0.05). 결론: 즉 2% chitosan 후처치로 3개월의 시간이 경과함에 따라 피하에 이식된 보철편의 석회화가 완화되었으며 8% glutamate는 4개월에서 그 완화효과를 보여주고 있다.다. 현대의 실정 에 맞는 과학적 제조방법을 이용하여 산업화한다면 재래식으로 인해 걸리는 시간, 노력 에 걸맞은 가격, 품질 등을 유지해 나갈 수 있으리라 본다.는 음식 10위를 조사한 결과 선호음식의 경우 저체중군과 정상군의 경우 순위는 달랐지만 10위에 선별된 음식들이 주로 과 (수박, 귤, 딸기, 복숭아, 바나나, 포도, 사과)과 음료수(사이다, 환타) 등 열량밀도가 낮고 수분함량이 높은 식품인 반면 과체중군은 햄버거, 돈까스, 튀김 만두, 샌드위치, 쇠고기 및 돼지고기 구이 등이 선호음식 10위내에 포함되어 정상군이나 저체중군보다 고지방.고단백 음식들의 기호도가 과체중군에서 높음을 확인하였다., 단맛을 좋아하는 사람이 싫어하는 사람보다 열량과 당질섭취량은 유의 적으로 적게, 지방 섭취량은 유의적으로 높았다. 짠맛을 좋아하는 사람은 나트륨 섭취량이 7890 mg으로 짠맛을 싫어하는 사람 5579 mg보다 유의적 (p < 0.05)으로 많은 양을 섭취하였다.고, Ca : P 중량비가 각각 2.63$\pm$1.99, 1.79$\pm$0.39, 2.80$\pm$0.53, 8.35$\pm$12.87이었으며, Ca : Mg 중량비는 각각 11.86$\pm$540, 9.29$\pm$1.34, 9.09$\pm$2.09, 32.50$\pm$41.35이었다. 칼슘과 마그네슘의 흡수에 영향을 미치는 P : Mg 분자량비는 곡류가공품이 4.11$\pm$1.54, 라면류가 4.17$\pm$0.67, 레토르트식품은 2.58$\pm$0.45, 음료류는 2.59$\pm$2.50으로 나타났다. 위의 연구결과에서 볼 때 시료의 93.0%가 실제측정값이 표시량의 80% 이상이어야

6300 $\AA$ 대기광 자료 분석을 통한 고위도 열권 상부에서의 온도 변화 (A STUDY ON TEMPERATURE VARIATION OF THE UPPER THERMOSPHERE IN THE HIGH LATITUDE THROUGH THE ANALYSIS OF 6300 $\AA$ AIRGLOW DATA)

  • 정종균;김용하;원영인;이방용
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제14권1호
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    • pp.94-108
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    • 1997
  • 열권 상부의 온도는 일반적으로 태양 활동에 따라 변화하며, 특히 고위도 지역에서는 지자기 활동에 의해서도 크게 변화된다. 본 연구에서는 장기간에 걸쳐 관측된 열권 온도를 이용하여 태양 활동 지수 및 지자기 활동 지수와의 상관 관계를 정량적으로 분석하였다. 본 연구에서 사용된 온도 자료는 미시간 대학에서 운용하고 있는 그린랜드의 두 관측소인 Thule Air Base(76.6$^{\circ}$N, 68.4$^{\circ}$W, Λ = 86$^{\circ}$)와 Strømfjord (67.0$^{\circ}$N,50.9$^{\circ}$W, Λ - 74$^{\circ}$)에서 측정된 것으로 두 곳 모두 지리적 뿐만 아니라 지자기적으로도 고위도 지역에 위치하고 있다. 자료는 페브리-페로 간섭계를 이용하여 6300 $\AA$ 대기광을 관측한 것이며 관측기간은 Thule Air Base 관측소는 1986~1991년, Søndre Strømfjord 관측소는 1986~1994년이다. 본 연구에서 얻어진 분석 결과는 다음과 같다. (1)Thule 지역의 관측 온도와 태양 활동 지수와의 상관 관계는 3$\leq$Kp$\leq$4에서 가장 높게 나타나며 Søndre Strøfjord 지역의 상관 관계는 Kp 지수가 커질수록 증가함을 보인다. (2) 전반적인 온도는 고위도 지역인 Thule 지역에서 높지만, 태양 활동 지수 변화에 따른 온도 변화의 증가율은 Søndre Strømfjord 지역에서 더 크게 나타났다. (3) 겨울철 Thule 지역의 하루 온도 변화는 13-14 LT(LT=UT-4) 부근에 최대 온도를 가진 일일 주기(24hrs) 변화를 보이지만, 태양 활동이 미약한 경우에는 반일 주기 (12 hrs) 변화가 우세하게 나타났다. (4) 고층 대기분야에서 통용되는 MSIS86 모델과 VSH 모델은 여기서 분석된 관측치에 비해 전반적으로 낮은 온도를 예측하고 있으며, 이러한 차이는 특히 태양 활동이 증가함에 따라 더욱 심해짐을 보였다. 따라서 보다 많은 관측 자료를 이용한 새로운 열권 모델의 개발이 시급하다고 생각된다.

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