• 천문학회지
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• 제50권4호
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• pp.93-103
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• 2017

We explore the shock acceleration model for giant radio relics, in which relativistic electrons are accelerated via diffusive shock acceleration (DSA) by merger-driven shocks in the outskirts of galaxy clusters. In addition to DSA, turbulent acceleration by compressive MHD modes downstream of the shock are included as well as energy losses of postshock electrons due to Coulomb scattering, synchrotron emission, and inverse Compton scattering off the cosmic background radiation. Considering that only a small fraction of merging clusters host radio relics, we favor a reacceleration scenario in which radio relics are generated preferentially by shocks encountering the regions containing low-energy (${\gamma}_e{\leq}300$) cosmic ray electrons (CRe). We perform time-dependent DSA simulations of spherically expanding shocks with physical parameters relevant for the Sausage radio relic, and calculate the radio synchrotron emission from the accelerated CRe. We find that significant level of postshock turbulent acceleration is required in order to reproduce broad profiles of the observed radio flux densities of the Sausage relic. Moreover, the spectral curvature in the observed integrated radio spectrum can be explained, if the putative shock should have swept up and exited out of the preshock region of fossil CRe about 10 Myr ago.

• 천문학회지
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• 제36권3호
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• pp.177-187
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• 2003

Active galactic nuclei (AGNs) are distant, powerful sources of radiation over the entire electromagnetic spectrum, from radio waves to gamma-rays. There is much evidence that they are driven by gravitational accretion of stars, dust, and gas, onto central massive black holes (MBHs) imprisoning anywhere from $\~$1 to $\~$10,000 million solar masses; such objects may naturally form in the centers of galaxies during their normal dynamical evolution. A small fraction of AGNs, of the radio-loud type (RLAGNs), are somehow able to generate powerful synchrotron-emitting structures (cores, jets, lobes) with sizes ranging from pc to Mpc. A brief summary of AGN observations and theories is given, with an emphasis on RLAGNs. Preliminary results from the imaging of 10000 extragalactic radio sources observed in the MITVLA snapshot survey, and from a new analytic theory of the time-variable power output from Kerr black hole magnetospheres, are presented. To better understand the complex physical processes within the central engines of AGNs, it is important to confront the observations with theories, from the viewpoint of analyzing the time-variable behaviours of AGNs - which have been recorded over both 'short' human ($10^0-10^9\;s$) and 'long' cosmic ($10^{13} - 10^{17}\;s$) timescales. Some key ingredients of a basic mathematical formalism are outlined, which may help in building detailed Monte-Carlo models of evolving AGN populations; such numerical calculations should be potentially important tools for useful interpretation of the large amounts of statistical data now publicly available for both AGNs and RLAGNs.

• 천문학논총
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• 제30권2호
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• pp.545-548
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• 2015

Most high energy cosmic rays (CRs) are thought to be produced by diffusive shock acceleration (DSA) in supernova remnants (SNRs) within the Galaxy. Plasma and MHD simulations have shown that the self-excitation of MHD waves and amplification of magnetic fields via plasma instabilities are an integral part of DSA for strong collisionless shocks. In this study we explore how plasma processes such as plasma instabilities and wave-particle interactions can affect the energy spectra of CR protons and electrons, using time-dependent DSA simulations of SNR shocks. We demonstrate that the time-dependent evolution of the shock dynamics, the self-amplified magnetic fields and $Alfv{\acute{e}nic$ drift govern the highest energy end of the CR energy spectra. As a result, the spectral cutoffs in nonthermal X-ray and ${\gamma}$-ray radiation spectra are regulated by the evolution of the highest energy particles, which are injected at the early phase of SNRs. We also find that the maximum energy of CR protons can be boosted significantly only if the scale height of the magnetic field precursor is long enough to contain the diffusion lengths of the particles of interests. Thus, detailed understandings of nonlinear wave-particle interactions and time-dependent DSA simulations are crucial for understanding the nonthermal radiation from CR acceleration sources.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.951-953
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• 2015

일상적으로 생각하는 학습이란, 연습이나 경험의 결과로 생기는 비교적 지속적인 유기체의 행동변화를 말한다. 학생들이 학습할 때 집중하면서 했다고 하지만 이를 객관적으로 평가하기란 매우 어렵다. 그러나 뇌파는 그렇지 않다. 뇌파란 뇌의 전기적 활동에 의해서 일어나는 두피상의 두 점 사이의 전위 변동을 연속적으로 기록한 것을 말한다. 종류로는 델타파(0~4Hz), 세타파(4~8Hz), 알파파(8~13Hz), 베타파(13~30Hz), 감마파(30~50Hz) 등이 있다. 그 중에서 SMR파(13~15Hz), Mid-베타파(16~20Hz)는 학습에 집중할 때 나타나며 집중력에 가장 영향을 주는 부분은 Mid-베타파라고 보고된 바 있다. 이와 관련하여 학습에 집중정도를 뇌파를 이용하여 객관적으로 평가할 수 있는 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 Biopac 장비를 사용하여 소수의 피험자를 대상으로 학습 집중 주제를 준 후 뇌파를 측정한 다음 학습과 관련이 되는 Mid-베타파영역의 신호를 추출하기위해 FFT로 변환하였다. 집중할 때 Mid-베타파 주파수의 파워 변화를 측정하여 상관관계를 제시하고자 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 학생들이 학습할 때 얼마나 집중하고 있는지 객관적으로 파악하여 좀 더 효율적으로 학업에 임하고 있는지 분석하였다.

• 한국음향학회지
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• 제34권5호
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• pp.335-342
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• 2015

포노닉 크리스탈이란 기저물질 내에 주기적으로 배열된 산란체로 구성된 복합물질로서 포노닉 크리스탈에 입사된 음파가 특정 주파수 대역에서 차단되는 현상인 밴드 갭이라는 중요한 특성을 갖는다. 본 연구에서는 수중에서 산란체로서 1 mm의 직경을 갖는 원기둥 형태의 스테인리스 스틸 막대가 1.5 mm의 격자상수를 가지며 정방형으로 배열된 2차원 포노닉 크리스탈의 음향 밴드 구조를 이론 및 실험적으로 고찰하였다. 2차원 포노닉 크리스탈의 밴드 구조를 예측하기 위해 유한요소법을 이용하여 첫째 브릴루앙 영역의 ${\Gamma}X$ 방향에 대해 주파수와 파동벡터에 대한 분산관계를 계산하였다. 초음파가 입사되는 방향과 수직한 스테인리스 스틸 막대 층의 개수를 1, 3, 5, 7, 9개로 변화시켜가며 투과계수 및 반사계수를 측정하였다. 계산된 분산관계로부터 2 MHz 이하의 주파수 대역에서 5개의 밴드 갭이 존재하는 것으로 예측되었으며, 첫째 밴드 갭은 0.5 MHz를 중심으로 나타났다. 투과계수 및 반사계수로부터 실험적으로 확인된 밴드 갭은 분산관계로부터 예측된 밴드 갭과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 감성과학
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• 제16권3호
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• pp.387-396
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• 2013

남자고등학교 교실에서 발생하는 냄새(발냄새, 머리냄새, 쉰냄새, 땀냄새)와 대표악취물질(부티르산, 암모니아)에 대한 뇌파반응을 분석하였다. 냄새자극 시험은 30~50대의 여성을 대상으로 수행하였다. 교실냄새와 대표악취물질의 자극에 대한 뇌파 지표들의 변화 경향은 측두엽에서 가장 두드러지게 나타났다. 이들 악취물질의 측두엽에서 반응은 바탕뇌파대비 상대알파파를 0.04~0.13 감소시켰고, 상대베타파 0.02~0.06, 상대감마파를 0.03~0.09 증가시켰다. 교실냄새들과 두 악취물질들은 이완상태를 나타내는 알파파를 감소시켰고, 각성과 긴장 및 스트레스를 나타내는 고베타파(18~30Hz)와 불안과 흥분상태를 나타내는 감마파(30~50Hz)를 활성화시켰다. 냄새물질들의 뇌 각성 및 자극정도는 머리냄새 > 부트르산 > 발냄새, 쉰냄새 > 암모니아> 땀냄새 순이었다. 이러한 결과는 교실냄새가 과도한 각성이나 긴장을 유발하므로 수업 집중력이나 학습능력을 저해할 수 있음을 의미한다.

• 감성과학
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• 제14권2호
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• pp.311-320
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• 2011

인간의 감성에 직접적인 영향과 자극을 주는 색상자극에 대한 생체반응을 정량적으로 분석하기 위하여 3가지 색상 자극(Bright Yellow Red (BYR), Deep Green Yellow (DGY), Vivid Blue (VB))에 대한 뇌파 생리선호(Electroencephalography, EEG)와 선호도와의 상관관계를 연구하였다. 뇌파 분석을 통해 얻은 생체신호는 일반적인 색상의 이미지와 밀접한 상관관계가 있었다. 색온도가 낮을수록 뇌가 활성화 되었고(BYR ${\geq}$ DGY > VB), 좌뇌보다 우뇌가 더 큰 생체반응을 보였다. 전체적으로 주파수 별 뇌파값은 베타파${\geq}$세타파, 알파파> 감마파의 순이었다. 색온도가 낮을수록 Beta파의 뇌파 power 증가(BYR ${\geq}$ DGY > VB)하였고, 그러고 나머지 파(세타파, 베타파, 감마파)의 경우에는 색온도가 낮을수록 이들 주파수의 뇌파 power가 증가(BYR ${\geq}$ DGY > VB)하였다. 색상별 선호도와 뇌의 활성화의 상관관계는 색상에 대한 선호도가 높을수록 특정 주파수대의 뇌파가 활성화되었다. 선호도에 따른 뇌파반응은 좌 우뇌간에 유사한 생리적 반응을 보였으나, 후두부 보다는, 전두부에서 뚜렷한 상관관계를 보였다. 이러한 결과는 선호도가 높은 색상자극을 통해 특정 주파수 영역의 뇌파를 활성화가 가능하며, 색을 이용하는 다양한 분야(뷰티산업, 인테리어, 색채치료, 의상 등)에 적용가능성이 높다는 것을 의미한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3B호
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• pp.205-209
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• 2011

배수관로 내의 토사퇴적으로 인한 통수능 저하는 도시홍수의 주요 발생 원인으로 배수관로의 효율적 유지관리는 도시홍수 예방에 대단히 중요하다. 따라서 본 연구에서는 만관 원형관로에서의 토사이송 실험을 실시하고 배수관로 내에서 일어나는 유사이송 형태, 흐름의 저항 및 유사량 등 수리학적 특성을 분석함으로써 관로의 효율적 유지관리를 위한 기초 자료를 제시 하였다. 본 실험은 길이 8 m, 관경 60 mm의 수평 관로와 유사 공급장치로 구성된 모형장치을 통하여 실내실험을 수행하였다. 실험장치는 최대 $30m^3/hr$ 규모의 유량 순환시스템을 갖추고 있으며 관로 상류부에 5 g/s~19 g/s 규모의 유사 공급 장치와 함께 관로 끝부분에 유사 회수시스템을 갖추고 있다. 본 연구 수행 결과 통수단면의 평균유속(U), 점성계수(${\mu}$), 단위 폭당 소류사량($q_b$), 평균입경($d_{50}$), 수중유사단위중량(${\gamma}^{\prime}_s$)를 주요 인자로 하는 두 개의 무차원 변수를 이용하여 압력 원형관로 내 토사이송을 예측하는 공식을 제안하였으며 이들 무차원 변수 간에는 선형 상관관계가 있음을 확인하였다.

• 감성과학
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• 제19권4호
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• pp.119-126
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• 2016

본 연구는 구강 호흡이 뇌기능에 미치는 영향을 뇌전도(EEG : electroencephalogram)를 통해 관찰하고자 한다. 신체가 건강한 12명의 피험자(남성: 6명, 여성: 6명, 나이: 21~27, 비흡연자)는 뇌파를 측정하기 위해 두피에 전극을 부착한 상태로 휴지기 상태에서 비강(Rest_N) 및 구강 호흡(Rest_M)을 수행하였고, 영어 대본을 사용한 청각언어자극이 주어지는 상황에서 비강(Eng_N) 및 구강 호흡(Eng_M)을 수행하였다. 각각의 뇌파는 뇌의 기능별로 크게 4 구역(R1~R4)으로 나뉘어 FFT (Fast Fourier Transform)을 통해 각각의 채널별(e.g., Pf1 and Pf2) 및 주파수 대역별(${\alpha}$, ${\beta}$, ${\gamma}$, ${\theta}$)로 절대 파워(Absolute Power) 비율을 살펴보았다. 도출된 결과에서는 Rest_N과 Rest_M 상태의 뇌파는 서로 유의미한 차이를 보이지 않았다. 비강 호흡 수행 중 청각언어자극이 주어졌을 때(Rest_N/Eng_N)의 뇌파를 비교했을 경우, 뇌파의 활동이 휴지기 상태의 뇌파 활동보다 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 하지만 같은 조건상에서 구강호흡을 했을 때(Rest_M/Eng_M)는 비강 호흡을 실시했을 때와 달리 대부분의 뇌 구역과 주파수 대역에서 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 동일한 조건의 자극에도 불구하고 구강 호흡을 하는 경우는 뇌기능의 변화가 비강 호흡과 다른 결과를 나타내었다.

• Korean Journal of Acupuncture
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• 제30권2호
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• pp.135-142
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• 2013

목적 : 본 연구는 노년층의 여성에게 신맥(BL62), 조해(KI6)혈에 대한 저주파자극이 뇌파에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고 뇌 기능을 개선하는데 비화학적이고 비침습적인 자극 방법의 후보로써 가능성을 탐구해보고자 실시된 탐색적 연구이다. 방법 : 31명의 건강한 여성 피험자(평균연령, 54.5세)를 대상으로 이중맹검 무작위배정 임상연구가 12세션동안 실시되었다. 시험군에서는 감지할 수 없는 최대의 저주파자극이 실시되었으며(평균전류량, $0.04{\mu}A$), 대조군에서는 거짓자극이 실시되었다. 결과분석을 위해 12세션을 전후로 배경뇌파가 측정되었다. 결과 : 12세션의 자극이 실시된 후 대조군에 비해 실험군의 알파파 상대값은 11채널에서 유의한 증가를 보였으며(p<0.05), 감마파의 상대값은 7채널에서, 세타파의 상대값은 10채널에서 유의한 감소를 보였다. 결론 : 발목관절에 있는 신맥(BL62), 조해(KI6)혈에 대한 저주파 자극은 노년의 여성의 뇌에 베타, 세타, 감마파의 감소를 일으키는 반면 알파파를 선택적으로 증가시켜 뇌를 안정시키는 효과가 있는 것으로 보인다. 이러한 결과는 저주파자극이 향후 스트레스와 관련된 인지 문제를 치료하는 비침습적이고 비화학적인 도구로써의 가능성을 제공할 수 있을 것으로 보이며, 그 기전에 대한 추가적 연구가 필요할 것으로 보인다.