목 적 : Fractional Flow Reserve(분획혈류예비력:FFR)은 관상동맥 질환이 있는 환자에서 중간 동맥 협착의 기능적 중요성을 평가하는 방법이다. 이는 관상동맥 협착 부위의 원위부와 근위부 정상혈관의 최대 혈류량의 비율(ΔP)을 말하며 카데터(catheter)가 혈관에 삽입되어 FFR 측정 위치까지 이동되는 방법이 사용된다. 그러나 이 방법은 침습적(invasive)이어서 환자가 불편하고, 신체에 손상을 줄 위험이 있어 비침습적(non-invasive) 방법으로 혈관의 병변(lesions)을 진단 및 평가하는 방법이 주목 받고 있다. 이중 MRI PC-VENC 기법을 이용한 MR-FFR이 그 대안으로 평가되고 있어 MR-FFR 사용에 대한 임상적 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 2015년 8월부터 2015년 12월까지 관상동맥의 근위부에 의미 있는 동맥경화반이 관찰되어 FFR측정이 예정된 환자 5명과 건강한 성인 11명에 대해 MR-FFR 검사를 진행하였다. 3.0T MRI 장비를 사용하였고 코일은 phased-array body coil을 사용하였다. CT에서 재구성된 관상동맥 경화반의 범위를 참조하여 coronary LAD MPR(multi planner reconstruction) 영상을 만든 후 혈관의 정상 부위와 동맥 경화반 부위를 포함하여 scan 부위를 결정하여 PC-VENC 영상을 얻는다. 사용된 parameter는 VENC=35-65cm/s in all 3 directions, FA=15˚, cardiac phase=2(70ms/phase), in-plane resolution =0.5-0.6×0.5-0.6mm², slice thickness=3.2mm, scan time은 2-6 min/slice으로 설정하였다. 얻어진 VENC 영상에서 ΔPMR를 구하기위해 MATLAB을 사용하여 각 슬라이스에서 산출된 최대 속도를 적분하여 Navier-Stokes(NS) 공식을 이용하여 data를 산출하였다. 결 과 : Proximal left anterior descending coronary artery(pLAD)에서 stenosis의 area percentage가 증가 할수록 ΔPMR 값을 산출할 수 있는 mmHg 값도 높게 나타났다. 이는 stenosis 정도가 심할수록 분획혈유예비력(FFR) 값이 증가함을 의미하며 기존 FFR을 구하는 방식과 비교했을 때 환자 군(6.40±4.43mmHg), 정상군(0.62±0.49mmHg)에서 유의한 값(p<0.001)으로 나타났다. 기존 FFR 과 MR-FFR 간 결정계수 값은 R2=0.938으로 나타나 MR-FFR 기법과 기존 FFR 측정차가 크게 없음을 알 수 있었다. 결 론 : 현재까지 진행된 연구에서 관상동맥 경화반이 있는 혈관과 정상 혈관 모두에서 기존 FFR 값과 비교했을 때 ΔPMR 분석은 매우 유의한 값을 나타내고 있었다. 이에 따라 다른 종류의 침습적인 방법인 intravascular ultrasound(IVUS), optical coherence tomography (OCT) 등를 이용한 FFR 과 MR-FFR의 비교 연구가 진행되고 있으며 또한 공간적, 시간적 해상도 및 노이즈 감소의 관점에서 기술의 개선과 정확성을 향상시키기 위한 시퀀스 개발도 진행되고 있다. 따라서 비침습적이고 피폭이 없으며 환자에게 유용한 정보가 많은 MR-FFR 측정 방법은 앞으로 임상에서 유용하게 쓰여질 것으로 판단된다.

목 적 : 최근 관상동맥 경화반(coronary plaque)을 진단하기 위해 X-ray를 이용한 관상동맥 조영술(coronary angiography), fractional flow wire를 통한 관상동맥 혈류측정 (fractional flow reserve, FFR),혈관내초음파(intravascular ultrasound. IVUS), 심혈관 광간섭 단층촬영(optical coherence tomography, OCT) 등 여러 가지 기법들이 사용되고 있다. 이 중 관상동맥 경화반(coronary plaque) 을 평가할 수 있는 PC-VENC를 이용한 MR- FFR(fractional flow reserve)이 개발되어 기존의 비침습적 영상기법인 관상동맥 CT와 OCT, FFR등 침습적 영상기법과 비교하여 연구가 진행되고 있다. 이에 본 연구는 관상동맥 경화반(coronary plaque)을 평가하는 MR-FFR 검사에서 사용되는 2D PC-VENC 기법의 최적화 요인에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 2015년 8월부터 2016년 1월까지 관상동맥의 근위부에 의미 있는 동맥경화반이 관찰되어 침습적 관상동맥 조영술과 OCT 또는 FFR측정이 예정된 환자 30명을 대상으로 MR-FFR 검사를 진행하였다. 3.0T MR(Trio, Siemens Healthcare, Erlangen, Germany) 장비를 사용하였다. 코일은 phased-array body coil을 사용하였고 parameter는 fat saturation을 사용하고 in-plane resolution은 0.5-0.6 × 0.5-0.6 mm², slice thickness 는 3.2 mm, VENC 범위는 동맥 경화반 상태에 따라 40-80 cm/s(3방향 z, x, y), cardiac phases는 2 (segments/phase), scan time은 slice당 4-8min/slice으로 설정하였다. 결 과 : Stenosis 정도 40%이하는 4명(13%), 40~70% 에서는 25명(77%), 70%이상은 3명(10%)으로 검사하였다. 40%이하에서의 VENC측정값은 normal 구간에서 40cm/sec, plaque 구간에서는 41±2.5cm/sec로 나타났고, 40~70%에서의 VENC측정값은 normal에서 40cm/sec, plaque구간에서는 46±4.6cm/sec로 70%이상에서의 VENC 측정값은 normal, plaque구간 모두 45cm/sec로 나타났다. VENC측정값 별 평균 검사시간은 35~40cm/sec에서 91.2분, VENC 40~45cm/sec에서 98.4분, VENC 45~50cm/sec에서 98.4분, VENC 50cm/sec 이상에서 107분이 소요되었다. 결 론 : 관상동맥 경화반 진단을 위한 2D PC-VENC 기법 사용 시, 본 연구에서 측정된 stenosis 정도에 따라 적정 VENC측정값을 사용하여 장시간의 검사시간 낭비를 최소화 할 수 있다. 또한 미리 알고 있는 stenosis정보를 통해 guide가 될 수 있는 VENC값을 사용함으로써 검사시간의 효율화를 구현할 수 있다.

The marine structures has a staggered array depending on the geographical characteristics of the surroundings. This wake flow occurs in the gap of such a staggered arrangement has a heavy influence on the vessels and structures. Also, Study on fluid flow around simple objects has contributed greatly to solve many engineering problems that occur in a variety of industries such as real fluid machinery, civil engineering, environment and etc. This study has progressed with changing aspect ratio and position of model by using PIV. It shows that speed reduction ratio is increased with the large movement of upper model and 1:2 aspect ratio.

The objective of this study was to investigate design factors of the electrolysis reactor through the CFD(computational fluid dynamics) simulation technique. Analyses of velocity vector, streamline, chloride ion concentration distribution showed differences in flow characteristics between the plate type electrode and the porous plate type electrode. In case of the porous plate type electrode, chlorine gas bubbles generated from the anode made upward density flow with relatively constant velocity vectors. Electrolysis effect was more expected with the porous plate type electrode from the distribution of chloride ion concentration. The upper part of the electrolysis reactor with the porous plate type electrode had comparatively low chloride concentration because chloride was converted to the chlorine gas formation. Decreasing the size and increasing total area of rectifying holes in the upper part of cathodes, and widening the area of the rectifying holes in the lower part of cathodes could improve the circulation flow and the efficiency of electrolysis reactor.

An up-flow botanical bioreactor was proposed as an economical and environmentally-friendly control process to remove the odorants, specifically ammonia and hydrogen sulfide, in exhaust gas. Liriope Platyphylla and Hedera Helix were selected as the test plants, and were put into the lab-scale reactor filled with the ceramic media. During 52 days of operation with ammonia loading of 1.16 g/m3·d, Liriope Platyphylla showed better performance in ammonia removal. Liriope Platyphylla was further tested by the simultaneous loading of 6.96 g/m3·d for ammonia and 1.00 g/m3·d for hydrogen sulfide. Microbial activity in the botanical reactor was greatly enhanced by mixed odorants rather than single odorants, and can contribute to removing odor in the exhaust gas. Biological uptake by plants reached up to 20% of total nitrogen loading to the botanical reactor.

단동 이중비닐하우스에서 수막에 의한 열전달 특성 및 가온효과를 구명하기 위하여 작물이 재배되는 수막온실의 실내외 기온과 수막의 수온 등을 계측하였고, 단위 피복면적당 수막에 의한 총 공급열량, 열관류율, 관류열량, 온실 내부로 전달되는 열량비율 변화를 비교·분석하였다. 1중과 2중사이의 기온은 외부기온보다는 수막유량과 공급수온에 따라 결정되는 것으로 나타났다. 수막유량이 증가할수록, 공급수온이 높을수록 수막과 2중 하우스 내부와의 열관류율(UW-IN)은 유의하게 증가하는 경향을 보였다. 그러나 수막유량과 공급수온이 일정조건(수 막유량 0.00266L·m-2·s-1, 공급수온 19.8oC) 이상에서는 UW-IN 값이 10W·m-2·oC-1 정도로 수렴되는 것으로 나타났다. 수막과 1·2중 공기 사이의 열관류율(UW-B)의 경우에도 수막유량 및 공급수온에 따라 증가하는 경향을 보였으나, 경향성은 상대적으로 작은 것으로 분석되었다. UW-B는 연구자에 따라 전체적으로 큰 차이를 보이고 있으며, 본 연구에서는 3.27~4.44W·m-2·oC-1의 범위를 보였다. 수막에 의한 총 공급열량(QW)과 온실 내외부로 전달 되는 관류열량(QW-IN, QW-B)의 경우, QW 값이 QW-IN과 QW-B의 합과 매우 유사하게 일치하고 있어 본 연구에서 제시한 결과가 신뢰성이 있음을 확인할 수 있었다. 수막에 의해 내부공기를 가열하는데 사용되는 열량은 최대 57% 수준으로 분석되었고, 우리나라 수막재배온실의 경우 약 22~28% 수준으로 판단된다. 본 연구는 농업인이 실제 사용하는 수막온실과 가장 유사한 조건에서 수막에 의한 온도변화, 열관류율과 관류열량을 계량화함으로써 향후 경제적인 수막온실 설계 시 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

태양광 패널의 최적 경사각은 한국의 경우 위도 범위인 30∼40도로 상당히 크기 때문에 패널을 지나가는 바람은 필연적으로 유동박리가 수반된다. 본 연구에서는 유동박리가 수반되는 대기유동장 해석시 난류강도 모델링이 우수한 대와류모사(LES)를 이용하여 풍동실험용 축소모형 및 실제규모 태양광 패널에 대한 수치해석을 수행하였다. 태양광 패널에 작용하는 풍하중이 최대가 되는 풍향인 0도와 180도에 대해 해석하고 압력계수를 실측자료와 비교하였다. 패널 경사면을 타고 올라가는 풍향 0도의 경우는 실측자료와 LES로 예측한 압력계수가 잘 일치하였으나 반대로 패널에 부딪쳐 타고 내려가는 풍향 180도의 경우는 실측값과 상당한 차이가 있었다. 패널 위, 아래면의 압력계수의 차이로 정의되는 순압력계수를 산출하고 이를 건축구조기준의 독립된 편지붕의 최소 설계기준과 비교하였으며, 설계기준 범위 이내인 것을 확인하였다.

국내 자생종인 물오리나무(Alnus incana subsp. hirsuta(Spach) A. Lö ve & D. Lö ve)와 수우물오리(Alnus incana subsp. tchangbokii Chin S. Chang & H. Kim)는 형태학적인 차이로 식별 가능하지만, 유전학적인 차이는 아직 밝혀지지 않았다. 다만 플라보노이드 분석 자료와 DNA자료에 근거하여 수우물오리가 물오리나무의 배수체라는 가설이 제기된 바 있다. 이를 검증하기 위해 서울대학교 인근 관악산에서 물오리나무 21점, 수우물오리 24점의 잎을 채집하여 유동세포계수법(flow cytometry)을 통해배수성을 측정하였다. 그 결과 물오리나무는 2배체와 4배체가 나타난 반면, 수우물오리는 2배체만 존재하는 것으로 나타났다. 기존의 가설과 달리 수우물오리의 형태학적 특성은 배수성에서 기인하는 것이아니며, 배수성을 통해 수우물오리와 물오리나무를 동정할 수는 없다는 것을 밝혀냈다. 물오리나무의배수성에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것이다.

본 연구에서는 세굴된 해저 파이프 주위 중력류의 유동 해석을 수행하였다. 결과 비교를 위해 세굴이 아닌 평평한 해저면 위에 틈새 거리를 두고 설치된 해저 파이프 문제를 함께 고려하였다. 여기서 세굴의 깊이와 틈새 거리는 동일하며, 평평한 해저면 위에 설치된 파이프 문제는 일반적으로 실제 세굴효과를 이상적으로 구현하기 위해 주로 고려된다. 중력류와 해저 파이프 상호작용에 대한 유동특성의 이해를 위해 농도 및 와도장, 압력장 그리고 양항력 계수 등, 다양한 물리량들을 비교 및 분석 하였다. 결과적으로 세굴과 평평한 해저면 위에 설치된 해저 파이프 주위 유동특성이 달라짐을 관찰하였다, 특히 세굴의 위 파이프의 경우 구조물 상부에서 발달된 음의 와만 하류로 나아가게 되지만 평탄면 위 파이프는 이열 와구조 형태를 가지는 것을 확인하였다. 따라서 중력류에 놓인 해저 파이프의 안전 설계를 위해서는 무엇보다 실제 세굴조건을 고려하는 것이 중요 할 것으로 판단된다.

Recently, there has also been much attention towards ion-exchange membranes (IEMs) for the applications in the energy generation and storage systems such as reverse electrodialysis (RED) and redox flow batteries (RFBs). IEMs are one of the key components dominating the overall performances of both the RED and RFB processes. Low ion transport resistance through membrane, excellent chemical and mechanical stability, high permselectivity, and low cross-over rate of undesirable components are required for the successful applications of the IEMs in the processes. In this work, we have prepared high performance pore-filled IEMs for successful RED and RFB applications. (this work was supported by the project, No. 10047796)

The water uptake, ionic conductivity, vanadium (VO2+) permeability and stability of polysulfone (PSF) based AEMs in alkaline media and in strongly oxidizing solutions were assessed. The highest ion conductivity was obtained with PSF-trimethylammonium (TMA)+. PSF-TMA+ also had better alkaline stability in comparison to PSF-AEM with different bases. PSF-TMA+ was demonstrated to show fuel cell performance. PSF-TMA+ demonstrated a 40-fold reduction in vanadium (VO2+) permeability when compared to Nafion® membrane. Comprehensive 2D NMR studies verified that PSF-TMA+ remained chemically stable even after exposure to a 1.5 M vanadium(V) solution for 90 days. Excellent energy efficiencies (85%) were attained and sustained over several charge–discharge cycles for a vanadium redox flow battery prepared using the PSF-TMA+ separator.

Recently, car industry trend is downsizing, a lean-burn engine, green car and cost cutting. A turbocharger is the key components to improve fuel efficiency and power. This research is to study on the flow analysis in the performance analysis for change rotating speed of turbocharger turbine with three different rotating speed in the turbine. After measuring real design features, modeling, velocity distribution, pressure distribution and temperature distribution are conducted numerically. Torque and power are compared with three different cases in order to analyze the performance for turbine. Finally, optimum power is determined with the sequence of case 1, case 2, and case 3.