• Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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• 제2권2호
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• pp.111-125
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• 2015

For engineers, generating a mesh in porous media (PMs) sometimes represents a smaller computational load than generating realistic stent geometries with computer fluid dynamics (CFD). For this reason, PMs have recently become attractive to mimic flow-diverter stents (FDs), which are used to treat intracranial aneurysms. PMs function by introducing a hydraulic resistance using Darcy's law; therefore, the pressure drop may be computed by test sections parallel and perpendicular to the main flow direction. However, in previous studies, the pressure drop parallel to the flow may have depended on the width of the gap between the stent and the wall of the test section. Furthermore, the influence of parameters such as the test section geometry and the distance over which the pressure drops was not clear. Given these problems, computing the pressure drop parallel to the flow becomes extremely difficult. The aim of the present study is to resolve this lack of information for stent modeling using PM and to compute the pressure drop using several methods to estimate the influence of the relevant parameters. To determine the pressure drop as a function of distance, an FD was placed parallel and perpendicular to the flow in test sections with rectangular geometries. The inclined angle method was employed to extrapolate the flow patterns in the parallel direction. A similar approach was applied with a cylindrical geometry to estimate loss due to pipe friction. Additionally, the pressure drops were computed by using CFD. To determine if the balance of pressure drops (parallel vs perpendicular) affects flow patterns, we calculated the flow patterns for an ideal aneurysm using PMs with various ratios of parallel pressure drop to perpendicular pressure drop. The results show that pressure drop in the parallel direction depends on test section. The PM thickness and the ratio of parallel permeability to perpendicular permeability affect the flow pattern in an ideal aneurysm. Based on the permeability ratio and the flow patterns, the pressure drop in the parallel direction can be determined.

• 산업식품공학
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• 제14권2호
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• pp.118-126
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• 2010

The fibrous material fraction as a by-product from the commercial aloe vera gel processing was obtained and freeze dried. The physicochemical characteristics such as the proximate composition, crystalline/surface structures and several physical functionalities including the water holding capacity (WHC), swelling capacity (SW), oil holding capacity (OHC), emulsion/foam properties and viscosity properties of this powdered sample (100 mesh) were investigated and analyzed by comparison with commercial $\alpha$-cellulose as a reference sample. The total dietary fiber content of powdered sample was very high as much as 87.5%, and the insoluble dietary and soluble dietary fiber content ratios were 77.6 and 22.4%, respectively. The FT-IR spectrum of powdered sample showed a typical polysaccharide property and exhibited a x-ray diffraction pattern for cellulose III and IV like structure. SW (8.24${\pm}$0.15 mL/g), WHC(6.40${\pm}$0.19 g water/g solid) and OHC(10.32${\pm}$0.29 g oil/g solid) of freeze dried aloe cellulose were about 3.3, 1.4 and 2 times higher than those of commercial $\alpha$-cellulose, respectively. Aloe cellulose (~2%, w/v) alone had no foam capacity while improved the foam stability of protein solution (1% albumin+0.5% $CaCl_{2}$) by factor of 300%. Emulsion capacity of 2%(w/v) aloe cellulose was about 70% level of 0.5%(w/v) xanthan gum, but its emulsion stability was about 1.2 times higher than that of xanthan gum. Also, aloe cellulose containing CMC (carboxyl methyl cellulose) of 0.3%(w/v) showed a very good dispersity. Aloe cellulose dispersion of above 1%(w/v) exhibited higher pseudoplasticity and concentration dependence than those of $\alpha$-cellulose dispersion, indicating the viscosity properties for new potential usage such as an excellent thickening agent.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권1호
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• pp.23-33
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• 2019

Unmanned Surface Vehicle (USV) is being developed to do maritime survey and maritime surveillance at Korea Research Institute of Ships & Ocean engineering (KRISO). The goal is that USV should be operated at the maximum speed of 45 knots and it should be operated at sea state 4. Therefore the planing hull of USV should be excellent in resistance performance and manoeuvring performance. It is needed to check its performance using Experimental Fluid Dynamics (EFD), Computational Fluid Dynamics (CFD) or analytic method before designing the hull. In this study, resistance performance was analyzed by EFD and CFD. EFD with heave and pitch was performed at high speed towing system in Seoul National University. CFD was performed using SNUFOAM based on openFOAM with dynamic mesh to calculate running attitudes. The results of CFD were compared with EFD results. The results of CFD were resistance, running attitudes and wave height. The flow distribution and pressure distribution were also analyzed. The results of numerical resistance was under estimated than EFD. Even though the results of CFD have a slight limitation, it can be successfully used to estimate the resistance performance of planing hull. In addition it can be used as a supplement for EFD results.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권6호
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• pp.663-678
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• 2020

This paper proposes a novel topology optimization method generating multiple materials for external linear plane crack structures based on the combination of IsoGeometric Analysis (IGA) and eXtended Finite Element Method (X-FEM). A so-called eXtended IsoGeometric Analysis (X-IGA) is derived for a mechanical description of a strong discontinuity state's continuous boundaries through the inherited special properties of X-FEM. In X-IGA, control points and patches play the same role with nodes and sub-domains in the finite element method. While being similar to X-FEM, enrichment functions are added to finite element approximation without any mesh generation. The geometry of structures based on basic functions of Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS) provides accurate and reliable results. Moreover, the basis function to define the geometry becomes a systematic p-refinement to control the field approximation order without altering the geometry or its parameterization. The accuracy of analytical solutions of X-IGA for the crack problem, which is superior to a conventional X-FEM, guarantees the reliability of the optimal multi-material retrofitting against external cracks through using topology optimization. Topology optimization is applied to the minimal compliance design of two-dimensional plane linear cracked structures retrofitted by multiple distinct materials to prevent the propagation of the present crack pattern. The alternating active-phase algorithm with optimality criteria-based algorithms is employed to update design variables of element densities. Numerical results under different lengths, positions, and angles of given cracks verify the proposed method's efficiency and feasibility in using X-IGA compared to a conventional X-FEM.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권4호
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• pp.427-446
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• 2022

Cutouts in the beams or plates are often unavoidable due to inspection, maintenance, ventilation, structural aesthetics purpose, and sometimes to lighten the structures. Therefore, there will be a substantial reduction in the strength of the structure due to the introduction of the cutouts. However, these cutouts can be reinforced with the different patterns of ribs (stiffener) to enhance the strength of the structure. The present study highlights the influence of the elliptical cutout reinforced with a different pattern of ribs on the stability performance of such stiffened composite panels subjected to non-uniform edge loads by employing the Finite element (FE) technique. In the present formulation, a 9-noded heterosis element is used to model the skin, and a 3-noded isoparametric beam element is used to simulate the rib that is attached around a cutout in different patterns. The displacement compatibility condition is employed between the plate and stiffener, and arbitrary orientations are taken care by introducing respective transformation matrices. The effect of shear deformation and rotary inertia are incorporated in the formulation. A new mesh configuration is developed to house the attached ribs around an elliptical cutout with different patterns. Initially, a study is performed on the panels with different stiffener schemes for various ply orientations and for different stiffener depth to width ratios (d_s/b_s) to determine an optimal stiffener configuration. Further, various parametric studies are conducted on an obtained optimal stiffened panel to understand the effect of cutout size, cutout orientation, panel aspect ratio, and boundary conditions. Finally, from the analysis, it can be observed that the arrangement of the stiffener attached to a panel has a major impact on the buckling capacity of the stiffened panel. The stiffener's depth to width ratio also significantly influences the buckling characteristic.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.137-142
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• 1998

1996년 작물시험장 전작포장에서 수확시기를 달리한 헤어리베치 잔사를 무경운과 경운조건에 mesh bag을 이용하여 설치하고 시기별로 수거하여 잔사의 질소잔존율과 추정된 질소방출량을 조사한 결과는 다음과 같다. 헤어리베치는 수확기가 늦어질수록 녹비로 환원 가능한 건물중과 질소량 그리고 식물체의 화학성분 중 C/N율 및 cellulose, hemicellulose함량이 증가하였는데 건물중과 질소량은 특히 5월 28일 수확한 것이 각각 6,377, $243kg\;ha^{-1}$로 4월 23일과 5월 9일 수확한 것에 비해 월등히 많았으며 C/N율 및 cellulose함량은 5월 9일과 5월 28일 수확한 것이 4월 23일의 것에 비해 많이 증가하였다. 헤어리베치 잔사를 경운조건(지하 15cm)에 설치한 것이 무경운조건(지표)에 설치한 것보다 분해가 빨라 초기의 질소잔존율이 낮았는데 경운 조건시 설치후 1 2, 3주후에 각각 40, 23, 15%의 질소가 잔존하였던 것에 비해 무경운 조건에 설치한 것은 각각 71, 31, 21%의 질소가 잔존하였다. 헤어리베치의 무경운 및 경운 모두 수확을 늦게 한 헤어리베치일수록 잔사의 분해가 늦고 질소잔존율이 높았는데, 특히 5월 28일 수확한 잔사가 4월 23일과 5월 9일 수확한 잔사에 비해 무경운 조건에서는 설치후 8주까지, 경운조건에서는 설치 후 5주 까지 질소의 잔존율이 높았다. 헤어리베치의 추정질소방출량은 헤어리베치의 경운방법과 수확시기별 식물체 화학성분의 상이에 의한 차이보다 수확 시기별 생산된 혜어리베치 질소량의 차이에 의해 크게 좌우되어 질소생산량이 가장 많은 5월 28일 수확한 헤어리베치가 추정 질소방출량이 가장 많았으며, 경운방법에 따라서는 경운한 것이 무경운 한 것 보다 초기의 질소방출량이 많았는데 경운시는 3주 후에, 무경운시는 5주 후에 잔사질소의 대부분이 토양으로 방출되었다.

• 산업식품공학
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• 제14권2호
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• pp.85-91
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• 2010

식품 산업 가공 공정에 다양하게 적용되는 진동 선별기(twist screen)의 구조를 변경하고 그 효율을 분석하기 위하여 위와 같은 실험을 실시하였다. 시료 공급 시 스크린 외곽의 프레임을 따라 선별되지 못하고 빠지는 입자를 방지하기 위하여 스크린 프레임에 dam을 설치하였으며, 스크린 중앙에서 공급되는 시료가 진동에 의하여 중앙에서 외곽으로 빠르게 이동하며 입자층을 이루어 선별 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 스크린에 나선형 구조물을 설치하였다. 진동 선별기는 직경 1,200 mm와 직경 1,500 mm를 사용하였으며 스크린은 mesh 24이고 선경 0.12 mm인 표준망을 적용하였고 진동 모터는 60 Hz로 운전하였으며 자기진동 이송기는 주파수 게이지 8과 10으로 각각 실험한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다. 진동 선별기 직경 1,200 mm인 경우 일반형은 처리 용량 24 kg/hr, 처리 분율은 4.72%이었고 스크린 프레임에 dam을 설치하고 스크린에 나선형 구조물을 설치한 경우에는 처리 용량이 22.8 kg/hr, 처리 분율 8.05%이었다. 구조물의 설치로 처리 용량은 다소 감소하였으나 처리 분율은 1.7배 증가하여 선별 효율이 상당히 높아졌다는 것을 알 수 있었다. 진동 선별기 직경 1,500 mm의 경우 일반형의 처리 용량은 43.32 kg/hr으로 직경 1,200 mm인 경우와 비교하여 처리용량은 1.8배 증가하였으나 처리 분율은 2.37%로 처리용량에 비하여 낮게 나타났다. 처리 1의 입도를 분석한 결과 스크린에 의하여 선별될 세립의 입자가 비선별 처리물에서 발견되고 있다. 스크린의 직경이 넓어져서 처리 용량이 증가하였으나 공급 속도를 높여 공급량이 많아지므로 입자들의 망 접촉 시간이 감소하고 입자의 층 현상이 심화되어 처리 효율이 감소하고 세립의 입자 선별이 완벽하게 이루어지지 않았다는 것을 알 수 있었다. 선별기 직경 1,500 mm에 screen frame dam을 설치한 경우 처리 용량 43.14 kg/hr로 일반형과 비슷하며 처리 분율은 3.25%로 매우 증가되었다. 입자들의 층현상이 심화된 ${\emptyset}$1500에서 스크린의 프레임에 dam을 설치함으로써 스크린 프레임으로 빠져나가 망에 체류 시간이 단축되는 것이 방지되며 프레임을 따라 입자층이 형성되어 스크린과 접촉이 불가능하였던 입자들이 dam에 의하여 스크린 안쪽에서 이동되므로 거의 동일한 처리 용량에서도 처리 효율 증가가 뚜렷하게 구분되었다고 할 수 있다. Screen frame dam과 나선형 구조물을 모두 설치한 경우 처리 용량은 39.04 kg/hr로 다소 감소되었으나 처리 분율은 6.77%로 직경 1,500 mm의 진동 스크린에서 일반형 구조시 보다 3배, frame dam만 설치된 경우보다 2배의 증가를 보였다. 비선별 처리물인 처리 1의 시료를 입도분석한 결과 선별 처리되지 못한 세립의 입자를 전혀 발견할 수 없었다. 이와 같은 결과는 frame dam을 설치하여도 입자들이 빠르게 휩쓸려 스크린의 외곽으로 이동하여 망과 접촉 시간이 단축되며 층을 이루어 입자간의 간섭에 의해 선별 효과가 감소되는 것을 나선형 구조물에 의하여 방지함으로써 체류시간을 증가시키고 입자층을 분산시켜 선별 효율을 증가시킬 수 있었다. 나선형 구조물 설치시 처리 용량은 다소 감소되는 경향을 보이나 처리 분율이 3배까지 차이를 나타나며 이는 공급 속도가 빠를수록 처리 용량이 많을수록 영향이 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제14권2호
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• pp.136-140
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• 1982

방사선(放射線)에 의한 홍삼(紅蔘) 및 백삼분말(白蔘粉末)의 살균방법(殺菌方法)을 실용화(實用化)하기 위하여 $^{60}Co$ 감마선(線)을 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 2.0 Mrad 조사(照射)하고 부탄올 추출물 (조(粗)사포닌) 및 50% 에탄올추출물 수율(收率)과 조사선량(照射線量)에 따른 사포닌의 pattern변화(變化), 홍삼(紅蔘) 및 백삼분말(白蔘粉末)의 이화학적(理化學的) 특성(特性)과 외관품질(外觀品質)을 실험(實驗)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 부탄올(조(粗)사포닌 추출(抽出))과 50% 에탄올에 의한 추출율(抽出率)은 선량(線量)이 증가(增加)함에 따라서 약간씩 증가(增加)하였다. 2. HPLC에 의한 조(粗)사포닌의 pattern은 선량(線量)에 따라서 변화(變化)가 거의 없었다. 3. 50% 에탄올 추출물에 대한 색도변화(色度變化)는 선량(線量)에 따라서 별차이(別差異)가 없었다. 4. 환원당량(還元糖量)은 선량(線量)에 따라서 큰 차이(差異)가 없었으며 1 Mrad 이상(以上)에서는 약간 증가(增加)하였다. 5. 일반성분(一般成分) 및 아미노태(態) 질소(窒素)는 선량(線量)에 따라서 변화(變化)가 없었다. 6. 홍삼(紅蔘) 및 백삼분말제품(白蔘粉末製品)의 선량(線量)에 따른 색도변화(色度變化)는 육안적(肉眼的)으로는 차이(差異)가 없었으나 기계적(機械的) 측정(測定)으로서는 약간의 차이(差異)가 있었다. 7.인삼분말(人蔘粉末)에 대(對)한 1 Mrad 이하(以下)의 방사선(放射線) 조사(照射)는 안전(安全)하다고 생각된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.527-536
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• 2007

본 논문에서는 의복의 2차원 패턴을 이용하여 3차원 의복 모델을 제작하고 생성된 3차원 의복을 3차원 인체 모델에 자동으로 착의하는 3차원 패션 디자인 시스템을 제안한다. 이 시스템에서는 먼저 2차원 격자의 코너 점을 이용하여 2차원 옷감 조각을 디자인한 다음에 2차원 옷감 조각들 사이에 재봉되어야 할 제약점들을 기술함으로써 3차원 의복을 디자인한다. 그 다음에는 3차원 인체 모델 파일과 3차원 의복을 읽어 들인 다음 질량-스프링 모델에 기반한 물리적 시뮬레이션에 의해 의복을 착용한 3차원 모델을 생성한다. 본 논문의 시스템은 사실적인 시뮬레이션을 위하여 인체 모델을 구성하는 삼각형과 의복을 구성하는 삼각형 사이의 충돌을 검사하고 반응 처리를 수행하였다. 인체를 구성하는 삼각형의 수가 매우 많으므로, 이러한 충돌 검사 및 반응 처리는 많은 시간을 필요로 한다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 Octree 공간 분할 기법을 이용하여 충돌 검사 및 반응 처리 수를 줄였으며 수초 이내에 가상 인체 모델에 의복을 입힐 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권3호
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• pp.245-254
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• 2000

본 연구는 심해 중형저서생물의 군집 특성을 파악하기 위해서 1998년 7월에 북동 태평양의 북위 5도에서 l2도까지 8개 정점과 KODOS(Korea Deep Ocean Study)해역의 P-zone 및 I-zon게서 각각 1개씩의 정점을 포함한 총 10개의 정점에서 MC(Multiple corer)를 사용하여 시료를 채취하였다. 퇴적물의 유기탄소함량은 표층 퇴적물 1 cm 깊이에서는 0.79${\sim}$1.76 mg cm$^{-3}$의 범위로 나타났으며, 지역적으로는 북위 8도에 위치한 정점 N8을 기준으로 남쪽에 위치한 정점들(N5${\sim}$N7)에서 북쪽의 정점들에 비해 높은 값을 보였다. 중형저서생물의 각 분류군별 조성비율을 보면 정점 N9와 정점 Nl2를 제외하고는 선충류(nematodes)가 우점하여 전 정점에서 35${\sim}$53%를 차지했으며, 다음으로는 유공충류(foraminiferans)로 이들 두 분류군이 전체 출현 개체수의 70${\sim}$82%를 차지하였다. 개체의 크기에 있어서는 0.125 mm를 통과하고 0.063 mm크기의 체에 남는 생물이 전 정점에서 가장 많은 비율을 차지하였다. 위도별 분포양상을 보면 북위 5도의 정점 N5에서 442개체/10 cm$^2$로서 가장 높은 서식밀도를 보였고, 북쪽으로 갈수록 점차 감소하는 경향을 보여 정점 N8에서 가장 낮은 밀도인 92개체/10 cm$^2$이었다. 북쪽의 정점들에서는 정점 N8보다 다소 높은 161개체/10 cm$^2$${\sim}$175개체/10 cm$^2$의 서식밀도를 보였다. 퇴적물 깊이에 따른 수직분포 양상은 대부분의 정점에서 표층 0${\sim}$0.25 cm에서 가장 높은 서식밀도를, 표층 0${\sim}$1 cm에 약 60%전후의 개체수가 밀집되어 있음을 나타내었다. 중형저서생물의 위도에 따른 분포양상은 북위 5도에서의 표층수 수렴과 북위 8도에서의 표층수 발산으로 인한 수층의 일차생산력 변화와 관련이 있는 것으로 나타났다.