• 한국지반공학회논문집
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• 제31권9호
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• pp.5-15
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• 2015

본 연구에서는 수리-역학적 유한요소 해석기법을 바탕으로 강우침투에 의한 비탈면 안정성과 커플링 효과를 분석하였다. 이를 위해 수리학적 특성과 역학적 특성을 동시에 고려할 수 있는 해석기법을 개발 하였으며, 현장모관흡수력 측정 결과를 활용하여 해석기법을 검증하였다. 이를 바탕으로 균질한 지층과 비탈면을 모델링 하여 강우발생에 따른 모관흡수력 변화, 평균유효응력, 간극률 변화, 지반 변위, 안전율의 결과를 단계별 해석결과와 비교 분석하였다. 그 결과, 간극률의 변화를 고려할 수 있는 커플링 해석의 변위는 단계별 해석에 비해 크게 나타났으며, 모관흡수력은 천천히 감소하는 것으로 나타났다. 커플링 해석을 통해 동시에 계산된 변형과 모관흡수력 감소는 비탈면의 불안정성에 큰 영향을 미치며, 점진적 파괴거동을 확인할 수 있다. 커플링 해석을 통한 비탈면 안정해석 시, 단기간 발생한 강우에 대해 낮은 안전율을 보여 커플링 효과가 큰 것으로 나타났으며, 집중호우에 의한 비탈면 설계 시 커플링 해석이 필요함을 알 수 있었다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.236-244
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• 2017

In this study, the high-velocity impact penetration behavior of $[45/0/-45/90]_{ns}$ carbon/epoxy composite laminates was studied. The considered configuration includes a spherical steel ball impacting clamped circular laminates with various thicknesses and diameters. First, the impact experiment was performed to measure residual velocity and extent of damage. Next, the impact experiment was numerically simulated through finite element analysis using LS-dyna. Three-dimensional solid elements were used to model each ply of the laminates discretely, and progressive material failure was modeled using MAT162. The result indicated that the finite element simulation yielded residual velocities and damage modes well-matched with those obtained from the experiment. It was found that fiber damage was localized near the impactor penetration path, while matrix and delamination damage were much more spread out with the damage mode showing a dependency on the orientation angles and ply locations. The ballistic-limit velocities obtained by fitting the residual velocities increased almost linearly versus the laminate diameter, but the amount of increase was small, showing that the impact energy was absorbed mostly by the localized impact damage and that the influence of the laminate size was not significant at high-velocity impact.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권2호
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• pp.111-121
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• 2021

Large deformation and rapid pressure propagation take place inside the rock mass under the dynamic loads caused by the explosives, on quarry faces in order to extract aggregate material. The complexity of the science of rock blasting is due to a number of factors that affect the phenomenon. However, blasting engineering computations could be facilitated by innovative software algorithms in order to determine the results of the violent explosion, since field experiments are particularly difficult to be conducted. The present research focuses on the design of a Finite Element Analysis (FEA) code, for investigating in detail the behavior of limestone under the blasting effect of Ammonium Nitrate & Fuel Oil (ANFO). Specifically, the manuscript presents the FEA models and the relevant transient analysis results, simulating the blasting process for three types of limestone, ranging from poor to very good quality. The Finite Element code was developed by applying the Jones-Wilkins-Lee (JWL) equation of state to describe the thermodynamic state of ANFO and the pressure dependent Drucker-Prager failure criterion to define the limestone plasticity behavior, under blasting induced, high rate stress. A progressive damage model was also used in order to define the stiffness degradation and destruction of the material. This paper performs a comparative analysis and quantifies the phenomena regarding pressure, stress distribution and energy balance, for three types of limestone. The ultimate goal of this research is to provide an answer for a number of scientific questions, considering various phenomena taking place during the explosion event, using advanced computational tools.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.65-75
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• 2016

본 연구에서는 최근 적용사례가 급증하고 있는 가압식 그라우팅을 이용한 쏘일네일링의 현장인발시험 자료를 수집하여 데이터베이스를 구성하였으며, 기존의 도해법을 이용한 극한인발저항력 판정법의 문제점을 보완하기 위하여 비선형회귀분석을 이용하여 극한인발저항력을 판정하는 방법을 제안하였다. 비선형회귀분석에 의해 추정된 하중-변위곡선은 현장인발시험 자료와 매우 높은 상관성을 보였으며, 도해법에 의해 판정된 극한인발하중에 비해 평균 29% 정도 크게 판정되었다. 쏘일네일의 하중-변위곡선이 항복하중 이후에 급격한 변위를 보이는 경우에는 S자 성장곡선 회귀모형이 가장 적합하며, 인발하중과 변위의 증가량이 점진적으로 감소하는 파괴거동을 보이는 하중-변위곡선은 점근적 방법이 가장 적합한 회귀모형으로 평가되었다. 본 연구로부터 제안된 단위극한주면 마찰 저항력은 국내 지반특성과 가압식 그라우팅 공법의 특성이 반영된 것으로 해외 연구결과로부터 제시된 설계도표를 이용하던 문제점을 개선함으로써 독자적인 설계기준을 확보하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제26권3호
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• pp.235-252
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• 2016

본 연구에서는 다각형 입자 기반 개별요소모델을 이용하여 실험실 스케일에서 등방성, 횡등방성 암석의 거동과 점진적 파괴 과정을 모델링할 수 있는 시뮬레이션 기법을 구축하였다. 가압에 따른 미세균열의 개시와 성장 과정을 모니터링할 수 있는 기법을 제안하였으며, 이를 통해 전단균열과 인장균열의 개시와 성장이 암석의 점진적 파괴 과정에 미치는 영향을 살펴보았다. 다각형 입자기반 개별요소모델의 거동 및 미세균열의 발생 양상은 실험실에서 관찰되는 암석의 일반적인 특징과 상당 부분 일치하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 상기 모델이 암석의 역학적 거동을 합리적인 수준에서 재현할 수 있음을 확인하였다. 다각형 입자기반 개별요소모델에 대한 기초연구로서 접촉면의 미시변수와 시료의 거시물성 간의 상관관계를 살펴보았으며, 미시변수를 조정함으로써 다양한 암석의 강도와 변형 특성을 재현하였다. 한편, 상기 모델을 횡등방성 암석을 모사하기 위한 방법론을 제시하였으며, 이를 국내 횡등방성 암석인 아산편마암에 적용하여 근소한 오차 범위 내에서 실내시험 결과를 재현하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.568-585
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• 2022

본 연구에서는 3차원 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 암석 균열의 열에 의한 미끄러짐 거동을 해석하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G에 참여하여 수행한 연구로, 해석대상은 한국건설기술연구원에서 수행된 saw-cut 균열 시료에 대한 열-역학적 하중 재하 실험 결과이다. 여기에서는 암석 시험편을 Voronoi 다면체의 집합체로 모델링하고, 개별요소법 코드인 3DEC을 통해 입자와 입자 간 경계면, 내부에 포함된 균열에서의 열-역학적 연계거동을 해석하였다. 주요 해석내용은 가열로 인한 암석 표면의 온도 분포, 열응력의 증가에 따른 주응력 변화, 균열의 전단변위와 수직변위이다. 해석 결과, 상기 수치모델은 실내실험에서 관찰된 열전달과 열손실 특성, 열에 의한 균열의 점진적 전단파괴 프로세스, 변위의 제한으로 인한 열응력의 증가 등을 합리적 수준에서 재현하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 가열에 의한 전단파괴 시점, 열응력 증분과 변위 크기 등에서는 다소 차이를 보였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류 및 협력을 통해 지속적으로 개선, 검증할 예정이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권3호
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• pp.427-438
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• 2020

Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) infects the lower respiratory airway of humans, leading to severe acute respiratory failure. Unlike human dipeptidyl peptidase 4 (hDPP4), a receptor for MERS-CoV, mouse DPP4 (mDPP4) failed to support MERS-CoV infection. Consequently, diverse transgenic mouse models expressing hDPP4 have been developed using diverse methods, although some models show no mortality and/or only transient and mild-to-moderate clinical signs following MERS-CoV infection. Additionally, overexpressed hDPP4 is associated with neurological complications and breeding difficulties in some transgenic mice, resulting in impeding further studies. Here, we generated stable hDPP4-transgenic mice that were sufficiently susceptible to MERS-CoV infection. The transgenic mice showed weight loss, decreased pulmonary function, and increased mortality with minimal perturbation of overexpressed hDPP4 after MERS-CoV infection. In addition, we observed histopathological signs indicative of progressive pulmonary fibrosis, including thickened alveolar septa, infiltration of inflammatory monocytes, and macrophage polarization as well as elevated expression of profibrotic molecules and acute inflammatory response in the lung of MERS-CoV-infected hDPP4-transgenic mice. Collectively, we suggest that this hDPP4-transgenic mouse is useful in understanding the pathogenesis of MERS-CoV infection and for antiviral research and vaccine development against the virus.

• Childhood Kidney Diseases
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• 제2권2호
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• pp.125-132
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• 1998

목 적 : 초기만성신부전증에서 저단백식이를 항고혈압제와 병행 투여하였을 때 저단백식이 단독 투여 때보다 만성신부전의 진행속도 및 혈압조절에 어떠한 영향을 주는지 알기 위하여 저자들은 실험동물 백서를 이용하여 excision remnant kidney model로 만성 신부전을 유발시켰다. 방 법 : 5/6신 절제술로 만성 신부전을 유발시킨 백서를 순술 제 7일부터 무작위로 저단백식이 ($6\%$단백식이) 단독투여군, 저단백식이 enalapril 투여군 (식수 1 L당 50 mg),저단백식이 nicardipine 투여군 (사료 g당 0.2mg)로 나누어 신절제술후 4주, 12주, 16주에 단백뇨의 변화, 신 조직의 mesangial matrix expansion score 및 morphometric analysis로 분석한 사구체용적의 변화를 비교 분석하였다. 결 과 : 1)저단백식이 단독투여군은 신절제술후 계속 혈압이 증가됨을 볼 수 있었으며, 저단백식이 항고혈압제투여군은 신절제술후 8주부터 항고혈압제 투여 7주 후부터 저단백식이 단독투여군에 비해 혈압이 조절되기 시작하였다. 2)신절제술후 16주 째의 24시간 뇨단백은 세군 모두 크게 증가되지 않았으나 저단백식이 enalapril 투여군, 저단백식이 nicardipine투여군은 저단백식이 단독투여군에 비해 24시간 뇨단백의 양이 통계적으로 의미있게 낮았다. 3) 신절제술후 16주째 크레아티닌 청소 율은 저단백식이 단독투여군은 $1.57{\pm}0.11\;mL/min$, 저단백식이 enalapril 투여군 $1.37{\pm}0.14\;mL/min$, 저단백식이 nicardipine 투여군 $1.11{\pm}0.16\;ml/min$ 이었다. 4) 저단백식이 단독투여군의 잔여 신장무게는 신절제술후 4주 $1.33{\pm}0.04g$, 12주 $1.45{\pm}0.05g$, 16주 $1.44{\pm}0.16g$으로 12주 이후 잔여 신장무게의 증가를 관찰할 수 없었다. .신절제술후 16주에 관찰한 저단백식이 단독투여군과 저단백식이 항고혈압제투여군간의 잔여 신장무게는 통계적인 차이는 없었다. 5) 저단백식이 단독투여군의 mesangial matrix expansion score는 12주째 증가소견을 보였고 저단백식이 항고혈압제투여군은 항고혈압제 투여에도 불구하고 12주 이후 mesangial matrix expansion score의 의미있는 증가소견이 없었고 세군 간의 차이도 없었다. 6) 저단백식이 단독투여군의 사구체용적은 12주째 증가소견을 보였고 저단백식이 항고혈압제 투여군은 항고혈압제 투여에도 불구하고 12주 이후 사구체용적의 의미있는 증가소견이 없었고 세군 간의 차이도 없었다. 결 론 : 초기만성신부전증에서 저단백식이는 혈압을 조절시키지 못하였고 저단백식이 항고혈압제투여군은 저단백식이 단독투여군보다 혈압조절 및 단백뇨의 감소 소견은 유의한 차이를 보였으나, mesangial matrix expansion score,대상성 사구체비대는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러므로 만성신부전의 진행을 지연시키는데 있어서 저단백식이와 함께 항고혈압제를 추가하였을 때 항고혈압제에 의한 추가적인 지연 효과는 관찰되지 않았다.

• 터널과지하공간
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• 제29권3호
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• pp.197-213
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• 2019

본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석기법을 이용하여 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층 내 물 주입시험을 수치적으로 모델링하고, 단층의 재활성과 수리역학적 거동 특성을 살펴보았다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙(Cubic law)을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 현장에서 획득한 단층의 균열개방압력(fracture opening pressure), 주입율, 모니터링 압력, 변위 곡선 등을 바탕으로, 단층의 탄성적 변형과 파괴에 의한 수직팽창 특성을 반영할 수 있는 수리간극모델과 수리역학 커플링 관계를 해석모델에 반영하였다. 한편, 현지응력 조건, 단층의 강도 및 변형 특성에 따른 파라미터 해석을 실시하여 각 입력변수가 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 통해 현장시험 결과를 가장 잘 재현할 수 있는 파라미터 조합을 선정하였다. 해석 결과, 균열개방압력에서 단층의 주입율과 모니터링 압력이 크게 증가하는 현상을 합리적으로 재현할 수 있었다. 하지만, 동일한 입력 변수 조건에서 단층의 전단변위와 파괴영역의 범위는 현장시험 결과에 비해 과대평가되는 결과를 보였다. 이는 해석모델에서는 고압의 주입조건에서 단층의 지속적인 전단파괴가 유도되는 반면, 현장에서는 수리간극의 변화가 전단 미끄러짐보다는 인장력에 의한 단층면의 개방(tensile opening)에 크게 의존하는 것으로 추정되기 때문이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제38권4호
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• pp.389-394
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• 2015

의료영상 검사는 정보기술 및 의료장비의 발달로 인체의 해부학적 구조를 묘사하는 능력이 날로 발전하고 있다. 그러나 상지회전이 필요한 어깨관절 의료영상 검사에서는 인체구조의 복잡성으로 정확한 자세유지가 의료영상의 진단적 가치에 매우 중요하다. 자기공명검사의 경우 긴 검사시간과 고정된 자세가 필요해 검사자의 노력과 환자의 의지만으로 재현성 있는 검사가 불가능하다. 이에 상지회전과 정량적 각도가 가능한 보조기구를 개발하여 진단적 가치가있는 의료영상 검사를 하고자하였다. 본 연구는 선행 연구의 결과를 바탕으로 보조기구를 제작하였으며, 공학용 프로그램인 CATIA 프로그램으로 3차원 모델링을 설계하여, 3D프린터로 최종 완성된 보조기구를 제작하였다. 사용된 3D 프린터는 Stratasys Objet350 Connex 모델이며, 재질은 광경화성 수지를 사용하였다. 완성된 보조기구의 크기는 $120{\times}150{\times}190mm$이며, 손잡이부의 내경은 125.9 mm 로 디자인되었다. 보조기구는 총 4개의 부품으로 바디부(외부), 손잡이부(내부), 고정단자, 연결부로 구성되었으며 바디부와 손잡이부는 원활한 회전이 가능하도록 2.1 mm의 유격이 유지되도록 하였다. 손잡이부에는 360o 눈금선을 표시하여 환자마다 관찰에 필요한 회전각도를 기록할 수 있도록 하여 추적검사나 양쪽검사에 적용할 수 있도록 하였다.