• Journal of Biosystems Engineering
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• 제36권4호
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• pp.267-272
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• 2011

The latent heat of vaporization in rough rice, brown rice, white rice and rice hull was calculated by Clausius-Clapeyron equation, which does not require complex constraints as in Othmer method. Equilibrium relative humidity and ratio of the latent heat of vaporization with ln$P_{\upsilon}$ and ln$P_S$ were estimated with moisture contents ranging from 10% (d.b.) to 36% (d.b.) with 2% (d.b.) increment and temperatures ranging from $10^{\circ}C$ to $50^{\circ}C$ with $2.5^{\circ}C$ increment. An empirical equation for calculating the latent heat of vaporization in rice was developed as a function of moisture content and temperature. The equation agreed well with the calculated results. The ratio for latent heat of vaporization were the greatest for white rice while they were similar among rough rice, brown rice and rice hull.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.13-20
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• 2012

매년 많은 소방공무원들이 화재나 고온 조건 등에 노출되어 화상으로 고통 받고 있어, 화상 예측에 대한 연구를 통해 화상을 방지할 수 있는 방법의 개발이 매우 중요하다. 그러나 피부조직의 비선형성, 혈류에 의한 열전달 분석의 불확실성 등 인체 내부의 복잡한 물리현상으로 인해 화상에 대한 연구는 매우 부족한 것이 실정이며, 특히 국내의 경우는 이에 대한 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 특히 심각한 화상을 유발할 수 있는 돌발화염(80 kW/$m^2$ 이상의 고열 유속 조건)하에서의 2도 화상 발생에 대한 예측을 수행하였다. 생체 열전달 방정식(Bio-heat transfer)을 이용하여 지배방정식을 유도하였으며, 유한차분법(Finite Difference Method)을 활용하여 화상에 대한 예측을 수행하는 수치해석 접근법을 사용하였다. 기존의 여러 연구결과로부터 인체 피부의 열물성치를 정리하였고, 그것을 바탕으로 계산을 수행하였다. 기존의 낮은 열유속에 대한 화상 실험 결과와 예측 결과를 비교하여 가장 오차가 적은 열물성치 모델을 파악하였고, 그 결과를 바탕으로 고열유속의 돌발화염에서의 2도 화상발생 노출시간을 예측하여 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.16-22
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• 2016

소방공무원의 화상방지를 위해 소방보호복의 개발이 이루어지고 있으나, 보호 성능을 높이기 위해서 소재의 두께가 증가하고, 그럼으로 경량화 달성이 어려워지는 단점이 존재한다. 이를 극복하기 위한 여러 가지 방법 중 Phase Change Material(PCM, 상변화 물질)을 적용한 섬유를 소방보호복 안감에 적용하는 연구가 진행되고 있다. 기존 연구의 경우, 고온노출시 PCM 적용 섬유의 온도 특성에 대한 연구가 일부 있었으나, 화상 발생과의 직접적인 연관성을 살펴볼 수가 없다는 큰 단점이 존재한다. 본 연구에서는 짧은 시간 고열유속 상태의 돌발화염조건에 대해 현재 사용되고 있는 소방보호복 안감에 대한 PCM 적용 여부에 따라 2도 화상 발생 억제 효과를 수치계산을 통해 살펴보았다. 피부의 화상 해석을 위해 생체 열전달 방정식(Bio-heat transfer)을 이용하여 지배방정식을 유도하였으며, 유한차분법(Finite Difference Method)을 활용하여 화상에 대한 예측을 수행하는 수치해석 접근법을 사용하였다. 시간에 따른 온도 및 손상함수 결과 분석을 통해 PCM 소재의 열흡수가 열전달을 지연시키는 효과가 큼을 확인할 수 있었고, 그에 의해 화상발생을 방지하는 매우 유효한 방법임을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1073-1084
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• 2010

본 논문에서는 지속적인 고출력 전자기파 근접 노출 환경에서 인체 두부에서의 온도 변화를 살펴보았다. 근접 전자기파 발생 장치로 반파장 다이폴 안테나를 사용하고, 안테나의 위치는 귀 옆과 눈 앞 두 종류의 환경을 설정하였다. 이때, 안테나의 주파수는 두 종류의 단일 주파수 835 MHz와 1,800 MHz를 고려하였다. 전자기파 노출에 의한 인체의 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate: SAR) 값은 시간 영역 유한 차분법(Finite-Difference Time-Domain: FDTD)으로 계산하였고, 인체에서의 온도 변화는 생체 열 방정식(Bio-Heat Equation: BHE)를 이용해 계산하였다. 또한, 연속적인 고출력 노출 환경에서 인체의 온도 변화를 보다 정확히 예측하기 위해서 온도조절 기능(thermoregulation)을 고려하였다. 온도 조절 기능을 고려하지 않을 경우에는 최대 온도 상승은 안테나 출력에 비례하는 것을 확인하였다. 반면에, 온도 조절 기능을 고려하면, 피부의 온도가 $5^{\circ}C$ 이상 증가한 구간에서는 안테나 출력에 비례하는 특성이 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 수치 해석 방법으로, 인체조직에 손상을 일으키는 온도 상승(뇌: $3.5^{\circ}C$, 피부: $10^{\circ}C$)을 야기할 수 있는 전자기파 노출 환경을 예측하기 위해서는 온도 조절 기능을 포함한 해석을 수행해야 한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.18-29
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• 2015

This paper presents a feasibility study of a fresh air load reduction system by using an underground double floor space. The system was introduced into a real building and was examined by the field measurement. Judging from the measurements during three years(1999~2001), the state of the system operation was very stable through this period and it was clear that the system contributes to reduction of energy consumption for air-conditioning. Futhermore, a simulation model used the simple heat diffusion equation was developed to simulate its thermal characteristics and performances. The simulations resulted in air temperature in good agreement with the measurements. Also, from the result of numerical analysis, it is clear that the amount of heat supply by using this system is more than the amount of energy loss to the room above it. Therefore, it is concluded that this systems is very useful and the proposed numerical model can be used for the prediction of system thermal performance.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1469-1470
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• 2011

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.375-379
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• 1997

Pulsed Er:YAG and $CO_2$ lasers induced temperature rise of tissue are studied using axisymmetric, two-dimensional, and transient Pennes' bio-heat equation or the implications of skin resurfacing. Model results indicate that Er:YAG laser induced temperature has much higher but more shallow distribution in tissue than that of the $CO_2$ laser because of its higher absorption coefficient. The increase of repetition rate does not affect the temperature rise too much because these laser modalities have much shorter heat diffusion time than the temporal length of each off-pulse. This model works as a tool to understand the photothermal effect in the laser-tissue interaction.

• Journal of Photoscience
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• 제5권1호
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• pp.39-43
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• 1998

Pulsed Er: YAG and CO$_2$ lasers induced temperature rise of tissue is studied using axisymmetric, two-dimensional, and transient Pennes bio-heat equation for elucidating the implications of skin resurfacing. Modeling indicates that Er:YAG laser induced temperature has much higher but more shallow distribution in tissue than that of the CO$_2$ laser because of much higher absorption coefficient. The increase of repetition rate does not much affect on temperature rise because these laser modalities have much shorter heat diffusion time than the temporal length of each off-pulse. This model works as a tool to understand the photothermal effect in the laser-tissue interaction.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.46-49
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• 2007

This paper describes the sensitive cooling performance change of J-T refrigerator for cryosurgical probe due to its working fluid. The analytical results of using 50 bar nitrous oxide are compared with the case of 300 bar argon. Bio-heat equation is numerically solved to investigate the effect of the probe temperature and the cooling power of the J-T refrigerator. The refrigerator using 50 bar nitrous oxide has larger cooling power above 185 K than the one with 300 bar argon, which enables fast cooling at early stage of cryosurgery, but the biological tissue away from the probe tends to be cooled slowly after the probe reaches its lowest operating temperature. When the repeated freeze-thaw cycle is employed for main tissue destruction mechanism, using high pressure nitrous oxide is more advantageous than argon if the freezing operation is within 2-3 minutes. The probe with high pressure argon is more suitable for the case of longer freeze-thaw cycle with fewer repetitions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권11호
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• pp.853-859
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• 2015

본 연구에서는 모의 생체조직에 광을 조사하고 그에 따른 조직 내의 열전달 현상을 분석하였으며 이를 이용하여 수치해석 시 필요한 표면 경계조건에 대한 관계식을 도출하였다. 세 가지 서로 다른 파장의 광을 높이를 바꾸면서 조사하여 표면에서부터 깊이방향으로 조직 내의 온도를 측정하였다. 그 결과 파장과 조사 시간이 길수록 한천조직의 온도는 높아졌으나 붉은 색 파장과 근적외선은 큰 차이를 나타내지 않았다. 도출된 경계조건을 사용한 수치해석 결과는 측정된 온도와 잘 일치하였다.