• 한국음향학회지
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• 제38권1호
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• pp.67-72
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• 2019

본 연구에서는 파장보다 작은 구조물로 이루어진 음향메타물질을 이용하여 소형화된 헬름홀츠 공진기의 반향음 감소 성능예측 연구를 진행하였다. 본 논문에서 제안된 헬름홀츠 공진기는 수중 환경과 임피던스 차이가 큰 공기구조물로 형성하였다. 다중물리 유한요소 시뮬레이션 패키지를 이용하여 수중 음향학적 분석을 진행한 결과 수중 반향음의 감소가 예상되었고 헬름홀츠 공진기 입구의 공간 압축(space coiling) 정도와 내부 체적의 폭에 따라 주파수 특성을 제어할 수 있었다. 기본적인 헬름홀츠 공진기는 약 10,000 Hz 이상에서 최대 7 dB의 반향음 감소 효과를 보였으나 공간 압축 메타물질을 이용한 초소형 헬름홀츠 공진기는 약 5,000 Hz 이상에서 최대 14 dB의 반향음 감소가 나타났다. 추가적으로 헬름홀츠 공진기의 내부 체적을 제어하여 주파수 특성이 변화하는 것을 확인하고 공간압축 비율이 서로 다른 공진기를 조합함으로써 광대역 반향음 감소 효과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 수중 환경에서 공기구조물을 이용한 소형화된 헬름홀츠 공진기의 성능을 연구하였으며 반향음 감소 효과는 효과적인 스텔스 기술을 구현할 수 있을 것으로 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권1호
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• pp.364-372
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• 2023

The space reactor is the primary energy supply for future space vehicles and space stations. The radiator is one of the essential parts of a space reactor. Therefore, the research on radiators can improve the heat dissipation power, reduce the quality of radiators, and make the space reactor smaller. Based on MOOSE multi-physics numerical calculation platform, a simulation program for the combination of heat pipe and fin at the end of heat pipe radiator is developed. It is verified that the calculation result of this program is accurate and the calculation speed is fast. Analyze the heat transfer characteristics of the combination with heat pipe and fin, and obtain its internal temperature field. Based on the calculation results, the influence of structural parameters on the heat dissipation power is analyzed. The results show that when the fin width is 0.25 m, fin thickness is 0.002 m, condensing section length is 0.5425 m and heat pipe radius is 0.014 m, the power-mass ratio is the highest. When the temperature is 700K-900K, the heat dissipation power increases 41.12% for every 100K increase in the operating temperature. Smaller fin width and thinner fin thickness can improve the power-mass ratio and reduce the radiator quality.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권3호
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• pp.367-383
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• 2023

In this investigation, an improved integral trigonometric shear deformation theory is employed to examine the vibrational behavior of the functionally graded (FG) sandwich plates resting on visco-Pasternak foundations. The studied structure is modelled with only four unknowns' variables displacements functions. The simplicity of the developed model being in the reduced number of variables which was made with the help of the use of the indeterminate integral in the formulation. The current kinematic takes into consideration the shear deformation effect and does not require any shear correction factors as used in the first shear deformation theory. The equations of motion are determined from Hamilton's principle with including the effect of the reaction of the visco-Pasternak's foundation. A Galerkin technique is proposed to solve the differentials governing equations, which enables one to obtain the semi-analytical solutions of natural frequencies for various clamped and simply supported FG sandwich plates resting on visco-Pasternak foundations. The validity of proposed model is checked with others solutions found in the literature. Parametric studies are performed to illustrate the impact of various parameters as plate dimension, layer thickness ratio, inhomogeneity index, damping coefficient, vibrational mode and elastic foundation on the vibrational behavior of the FG sandwich plates.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.162-168
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• 2012

양성자 치료에서 치료의 목표를 달성하고 환자의 안전을 제고하기 위해 인체 내 양성자 빔의 분포를 확인하는 것이 중요하다. 양성자 선량분포와 밀접한 관계가 있는 즉발감마선의 2차원 분포 측정을 위하여 본 연구팀에서는 다수의 CsI(Tl) 섬광체가 1차원 종형으로 배열된 검출기 배열과 집속장치 및 다채널 신호처리 장치로 이루어진 측정장치를 개발하고 있다. 이에 본 연구에서 몬테칼로 기반의 MCNPX 코드를 이용하여 최적화된 측정 장치를 설계하고자 하였다. 즉발감마선을 효과적으로 측정하기 위해 CsI(Tl) 섬광체의 크기를 $6{\times}6{\times}50mm^3$로 결정하였으며, 배경감마선의 영향을 최소화하고 빔의 진행방향에서 수직방향으로 발생하는 즉발감마선만 측정하기 위해 집속장치의 구멍 크기는 면적 $6{\times}6mm^2$, 길이 150 mm로 최적화되었다. 150 MeV 양성자 빔에 대한 성능 예측 전산모사연구를 수행한 결과, 본 연구에서 최적화된 측정 장치를 통해 즉발감마선 2차원 분포를 측정할 수 있었으며, 1 mm 오차범위에서 양성자 빔의 비정을 결정할 수 있었다. 이를 바탕으로 현재 다채널의 신호처리 장치를 개발하고 있으며 실제 양성자 빔을 이용한 즉발감마선 분포측정을 통해 측정 장치의 성능을 검증할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권4호
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• pp.192-200
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• 2006

CT와 치료계획시스템 및 다엽콜리메이터(Multi Leaf Collimator, MLC)를 이용한 방사선 치료의 전 과정을 팬텀에 대해 재현해 봄으로써, 치료계획상의 표적과 조사빔의 일치 정도를 평가해 보았다. 이를 위해, CT 및 그 레이저 정렬을 위한 팬텀을 제작하였으며, 치료실의 레이저 정렬을 손쉽게 할 수 있는 방법을 고안하였다. 조사빔의 확인에는 필름을 이용하였고, 조사빔과 실제 표적위치 사이의 정량적인 분석은 자체 제작한 프로그램을 이용하였다. 표적과 빔 중심의 불일치 정도는 테이블 각도에 따라 차이가 있었으며 시험에 이용된 치료기의 경우, 테이블 각도 에서 최대 2.0 mm의 차이를 보였다. MLC field에 대해 Winston-Lutz 테스트를 시행하여 $295^{\circ}$얻은 isocenter를 기준으로 다시 시험한 결과는 측정한 모든 테이블 각도에서 1.35 mm 이하였다. 표적과 빔 중심의 차이에 관한 이러한 평가는 실제 환자의 치료 계획 설정에 유용하게 이용될 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.150-157
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• 2022

Purpose: Elekta synergy^® was commissioned in the Seoul National University Veterinary Medical Teaching Hospital. Recently, Chung-Ang University Gwang Myeong Hospital commissioned Elekta Versa HD^TM. The beam characteristics of both machines are similar because of the same Agility^TM MLC Model. We compared measured beam data calculated using the Elekta treatment planning system, Monaco^®, for each institute. Methods: Beam of the commissioning Elekta linear accelerator were measured in two independent institutes. After installing the beam model based on the measured beam data into the Monaco^®, Monte Carlo (MC) simulation data were generated, mimicking the beam data in a virtual water phantom. Measured beam data were compared with the calculated data, and their similarity was quantitatively evaluated by the gamma analysis. Results: We compared the percent depth dose (PDD) and off-axis profiles of 6 MV photon and 6 MeV electron beams with MC calculation. With a 3%/3 mm gamma criterion, the photon PDD and profiles showed 100% gamma passing rates except for one inplane profile at 10 cm depth from VMTH. Gamma analysis of the measured photon beam off-axis profiles between the two institutes showed 100% agreement. The electron beams also indicated 100% agreement in PDD distributions. However, the gamma passing rates of the off-axis profiles were 91%-100% with a 3%/3 mm gamma criterion. Conclusions: The beam and their comparison with MC calculation for each institute showed good performance. Although the measuring tools were orthogonal, no significant difference was found.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권1호
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• pp.35-40
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• 2013

최근 세기조절 방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)와 같은 고 정밀 방사선 치료의 발전과 함께 두 경부 환자의 진단 및 치료 계획 그리고 추적관찰(follw-up)을 목적으로 한 CT 촬영 횟수가 크게 증가하고 있다. 이러한 CT 촬영의 증가와 MDCT와 같은 CT의 발전과 한 검사로 받는 피폭 선량이 상대적으로 다른 검사에 비하여 월등히 크기 때문에 환자 피폭 선량의 정확한 선량 평가가 요구된다. 본 연구에서는 두 경부용 물팬텀(cylindrical water phantom)을 자체 제작하여, 연필형 이온 전리함 및 30 cc 이온 전리함 그리고 LiF:Mg,Cu,P TL 분말을 사용한 열형광 선량 측정법(Thermoluminescent Dosimetry, TLD)을 이용하여 Multi Detector Computed Tomography, MDCT의 흡수 선량 및 체표면 선량을 비교 평가하였다. MDCT의 슬라이스 폭의 일정한 선량 균일성을 확인하기 위하여 콜리메이션 2 mm 단일 빔의 프로필을 1 mm 간격으로 80 mm 측정한 결과 빔의 폭이 12 mm이고 선량 분포는 80~100%로 빔의 출력은 ＋Y 방향으로 높게 나타났다. 물팬텀의 중심부에서 연필형 이온 전리함 및 30 cc 이온 전리함과 TLD의 흡수 선량은 각각 31.83 mGy, 33.58 mGy, 32.73 mGy로 TLD의 흡수 선량은 이온전리함으로 구한 흡수선량과 오차범위 내에서 일치하고 있음을 알 수 있었다. 체표면 10 mm 깊이에서의 TLD 선량은 33.92 mGy로 중심부보다 약 3.5% 높게 평가 되었다. 이러한 흡수선량은 두 경부 환자가 최초 진단을 위한 CT 촬영으로부터 치료계획 및 추적관찰을 목적으로 한 CT촬영까지 4회의 CT촬영을 할 경우, 이로 인한 피폭 선량이 약 14 cGy임을 알 수 있었다. 따라서 방사선치료를 위한 CT 촬영으로 인한 환자의 피폭이 적지않음을 확인하였고 가능한 한 피폭을 줄이려는 노력을 기울여야 할 것이다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.33-41
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• 2020

항공기의 착륙장치는 지상에서 동체로 전달되는 충격에너지를 흡수 및 소산시키는 장치이다. 착륙장치 중 반능동형 MR 댐퍼 착륙장치는 다양한 착륙조건에서 높은 충격흡수효율을 보여주며 제어 불능 시 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 오리피스가 아닌 환형 관유로를 이용하는 MR 댐퍼 착륙장치의 경우, 유로 압력강하로 인해 발생하는 감쇠력이 MR 댐퍼 내부 형상 구조에 따라 저압 챔버에서 캐비테이션을 유발할 수 있어 기존의 2 자유도계 모델링 기법보다 다중물리시스템 해석 프로그램인 Amesim이 더 유용하다. Amesim을 이용한 해석결과를 바탕으로 착륙장치 내부 유로 형상 배치를 수정하여 캐비테이션을 방지할 수 있는 유로 구조를 제안하였고 낙하 시험 시뮬레이션 결과를 통해 이를 검증하였다. 본 논문에서는 환형 관로 형태 유로 구조를 갖는 MR 댐퍼형 착륙장치의 캐비테이션 발생시 주요 특성을 파악하였고, 아울러 내부형상 배치 수정을 통해 이를 방지하는 방안을 제시하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권1호
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• pp.31-36
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• 2016

본 연구에서는 이중에너지 영상을 획득하는 방법으로, 구리판을 이용한 에너지 변조 필터를 사용하였을 때의 선량을 계산 및 측정하였고, 기존의 다른 방법들과 선량을 비교하였다. 몬테칼로 전산모사를 이용하여 에너지 변조 필터에 의한 선량 변화를 평가하기 위하여 MCNPX를 사용하였다. 두경부, 흉부, 복부 촬영에 주로 사용되는 관전압인 80, 120 kVp에 대한 스펙트럼을 SPEC78 프로그램으로 생성하여 선원을 모사하였고, 구리 물질로 이루어진 에너지 변조 필터(밀도: $8.96g/cm^3$)는 두께를 0.5 mm부터 2.0 mm까지 0.5 mm 간격으로 변화시켜가면서 선원으로부터 20.0 cm 거리에 X-선 창을 절반만 가리도록 모델링 하였다. 몬테칼로 전산모사 값과 실제 선량 값을 비교하기 위해서는 교정 상수가 필요하므로, Gafchromic EBT3 필름에 알고 있는 선량을 조사한 후 판독하여 선량 교정 곡선을 획득하였다. 실험과 동일한 조건으로 MCNPX의 f6 tally로 획득한 결과값과 측정값 간의 선량 환산 인자는 $7.2*10^4cGy/output$으로 구해졌으며, 관전압 80 kVp과 관전류 6 mA의 조건으로 콘빔 CT 촬영 시, 평균 10.1 cGy (표준편차 2.7 cGy) 조사됨을 알 수 있었다. 에너지 변조 필터에 기반한 이중 에너지 영상 획득 기술을 적용한 본 연구에서는 이중 에너지 콘빔 CT 시스템의 선량이 단일 에너지 CT 시스템의 선량보다 33~40% 감소함을 알 수 있다. 또한, 에너지 변조 필터에서 발생한 산란선에 의한 선량 증가 효과는 거의 없었다. 따라서, 인체 내 물질 분별력이 우수하여 임상에 널리 응용되었던 기존 이중 에너지 CT 시스템의 상대적으로 피폭선량이 높다는 단점을 효과적으로 개선할 수 있다.

• 설비공학논문집
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• 제22권7호
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• pp.492-507
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• 2010

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2009. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) Research trends of thermal and fluid engineering have been surveyed as groups of general thermal and fluid flow, fluid machinery and piping, and new and renewable energy. Various topics were covered in the field of general thermal and fluid flow such as an expander, a capillary tube, the flow of micro-channel water blocks, the friction and anti-wear characteristics of nano oils with mixtures of refrigerant oils, etc. Research issues mainly focused on the design of micro-pumps and fans, the heat resistance reliability of axial smoke exhaust fans, and hood systems in the field of fluid machinery and piping. Studies on ground water sources were executed concerning two well type geothermal heat pumps and multi-heat pumps in the field of new and renewable energy. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the heat transfer in thermoelectric cooling systems, refrigerants, evaporators, dryers, desiccant rotors. In the area of industrial heat exchangers, researches on high temperature ceramic heat exchangers, plate heat exchangers, frosting on fins of heat exchangers were performed. (3) In the field of refrigeration, papers were presented on alternative refrigerants, system improvements, and the utilization of various energy sources. Refrigeration systems with alternative refrigerants such as hydrocarbons, mixed refrigerants, and $CO_2$ were studied. Efforts to improve the performance of refrigeration systems were made applying various ideas of suction line heat exchangers, subcooling bypass lines and gas injection systems. Studies on heat pump systems using unutilized energy sources such as river water, underground water, and waste heat were also reported. (4) Research trend in the field of mechanical building facilities has been found to be mainly focused on field applications rather than performance improvements. In the area of cogeneration systems, papers on energy and economic analysis, LCC analysis and cost estimating were reported. Studies on ventilation and heat recovery systems introduced the effect on fire and smoke control, and energy reduction. Papers on district cooling and heating systems dealt with design capacity evaluation, application plan and field application. Also, the maintenance and management of building service equipments were presented for HVAC systems. (5) In the field of architectural environment, various studies were carried to improve indoor air quality and to analyze the heat load characteristics of buildings by energy simulation. These studies helped to understand the physics related to building load characteristics and to improve the quality of architectural environment where human beings reside in.