균열을 가진 콘크리트에서는 균열폭으로 유입되는 염화물 이온에 의해 열화가 가속화된다. 본 연구는 균열을 가진 콘크리트의 염화물 확산에 대한 모델링으로, 정상상태를 가정하여 1차원 (이방성) 및 2차원 (등방성) 균열 모델링을 수행하였다. 기존의 균열 모델링에서는 직사각형 균열패턴으로 모델링을 수행하였으나, 본 연구에서는 조도를 가진 쐐기형 형태로 균열을 모델링하였다. 검증을 위하여 1차원 유입에 대해서는 콘크리트 시편에 균열을 유입하여 염화물 영동실험을 수행하였으며, 2차원 유입에 대해서는 기존의 실험결과를 이용하여 검증을 수행하였다. 모든 경우에서 균열형태를 쐐기형으로 고려하여 염화물 확산성이 감소되었으며, 조도를 고려함으로서 합리적인 결과가 도출되었다. 특히 0.10~0.15의 조도계수를 고려할 때, 실험값에 가장 근접한 결과를 나타내었다.

1970년대 국내 아파트의 대부분은 선진국의 아파트를 모방하여 수직 쓰레기 설비가 설치되어 있었으나 냄새 문제 및 유지관리 문제, 쓰레기 종량제등 여러 가지 이유로 사라지게 되었다. 그러나, 생활쓰레기의 위생적 처리 및 생활편의의 요구 증대에 따라 점차 수직쓰레기 이송설비의 설치가 늘어나고 있는 상황이다. 쓰레기 이송 설비는 신도시 및 단지 개발에서 공동 투입구를 단지에 설치하는 수평식 쓰레기 이송관로의 설치 운영이 주를 이루었으나, 아파트의 고급화에 따라 각 세대에서 생활쓰레기의 수직이송이 요구되어 기존의 몇몇 아파트에 설치 운영 중에 있다. 수평식 쓰레기 이송관로의 경우는 인위적인 동력장치로 관로 내 강한 음압을 형성하여 집하장까지 이송하는 방식으로 관로의 부식, 마찰에 의한 관로 침식등의 문제는 발생되나 냄새역류 등의 생활상의 문제는 발생되지 않는다. 아파트에 설치되는 수직식 이송관로는 중력을 이용하는 방법으로 많은 동력을 필요하지 않으나 배기 설계 및 운영방법에 따라 냄새의 역류, 냄새 확산들의 생활상의 문제들이 우려되는 시스템이다. 따라서 본 연구에서는 수직형 쓰레기 이송관로의 배기팬의 설치 및 투입구 개방으로 인한 냄새 역류, 쓰레기 투척실의 유지관리방법 등을 도출하여 수직형 쓰레기 이송설비의 장점을 최대한 증대시키고, 건설 후 발생될 수 있는 냄새 민원을 최소화하는 것에 있다. 쓰레기 이송설비에서의 배기팬의 정압은 제조사들의 경험에 의해 결정되어 있었다. 그러나 건물의 형태 및 구획, 높이에 따라 관리시스템 및 팬정압의 범위가 달라져야 한다. 겨울철 고층건물에서 발생하는 연돌현상(Stack effect)에 의한 상부층의 투입구에서는 역류가 발생될 수 있어 투입구실에 발생되는 차압과 투입구 개방 시 배기팬에 의해 발생되는 투입구 음압의 상관관계를 고려해야 한다. 또한 거주자들에 의해 투입구실 바닥에 흘린 쓰레기등에 의해 투입구실에 확산되어 있는 냄새가 E/V홀로 확산되어 거주지역으로 확산될 수 있어 투입구실 배기 공조의 적절한 풍량산정도 중요하다. 즉 투입구 개방 시 쓰레기 이송배관 상층부에 있는 배기팬과 투입구실 배기공조와 연돌효과에 의한 정압차등의 상관적인 관계를 고려하여 설계하여야 한다. 따라서 본연구에서는 네트워크 시뮬레이션을 통한 대상 건물의 연돌효과 크기를 분석하고 CFD(Computational Fluid Dynamics)방법을 통한 배기팬 성능 검증 및 배기공조에 의한 냄새확산 여부들을 분석 시뮬레이션 하였다. 본 연구의 모델로 사용된 약 56층 탑상형 아파트의 경우에 E/V 및 계단실 도어에 약 15pa정도의 차압이 발생되었으며 이때 이송관로 배기팬의 성능은 팬정압 0~400pa, 풍량 0~40CMM정도의 팬성능을 확보할 경우 냄새의 역류는 발생되지 않는 것으로 분석되었다.

In this paper, modeling on equivalent diffusion coefficient in cracked concrete is performed for 1-D (Anisotropic) and 2-D (Isotropic) diffusion based on steady state condition. In the previous research, rectangular shape of crack was considered but the shape was modified to wedge shape with torturity. For verification of the proposed model, crack is induced in concrete sample and migration test in steady state is performed for 1-D diffusion. For 2-D diffusion, previous test results are adopted for verification. Through considering wedge shape of torturity, diffusion coefficients in 1-D and 2-D diffusion are reduced, and the more reasonable results are evaluated.

뇌척수액을 생산하고 있는 choroid plexuse를 확산강조영상 검사기법에 따라 신호강도를 분석하여 임상적인 유용성을 알아보고자 하였다. T2*-DW-EPI 기법을 적용하여 choroid plexus가 고 신호 강도를 보이는 대상자를 추가적으로FLAIR-DW-EPI 기법을 적용하여 영상을 얻었다. 두 기법으로 얻은 확산강조영상을 가지고 choroid plexus의 신호강도와 확산계수를 구하여 비교하였다. 그 결과 FLAIR-DW-EPI 기법에서는 choroid plexus의 신호가 뇌 실질과 같거나 저 신호로 나타나 두 기법간의 신호강도의 차이가 있음을 확인하였다. 이는 T2*-DW-EPI 확산강조영상에서choroid plexus가 고 신호를 보인 환자의 경우 FLAIR-DW-EPI 기법을 추가로 검사하여 정보를 제공함으로서choroid plexus의 질병 유무를 진단하는데 도움이 될 것으로 생각한다.

To predict the characteristics of chloride ion penetration in the concrete and rebar corrosion prediction for chloride ion permeation, it is important to understand the chloride ion diffusion coefficient. It is possible that the reinforced concrete structures can be predicted accurately by the profile of the position of the rebar chloride ions using a chloride ion diffusion coefficient. On this study, analysis of chloride ion diffusion coefficient experimented in Korea and the effect of changes in the surface chloride ions concentration on chloride attacked durability design was analyzed

Since electrical resistivity of concrete can be measured in a more rapid and simple way than chloride diffusivity, it should be primarily regular quality control of the electrical resistivity of concrete which provides the basis for indirect of quality control of chloride diffusivity during concrete construction. If this is realized, the electrical resistivity of concrete can be a crucial parameter to establish maintenance strategy for marine concrete structures. The purpose of this study is to develop, design and test a surface electrical resistivity measurement protocol. The outcome of this study can provide a non‐destructive approach that assists in identifying the bulk concrete resistivity which can then be correlated to chloride diffusivity.

In this study, to estimate the corrosion initiation time of reinforced concrete structures subjected to chlorine environments, a 2-parameter model for the age factor of concrete diffusion coefficients is proposed and its applicability is discussed.

최근 물질의 특성과 구조를 해석하기 위해서 수치해석학적 모델과 컴퓨터 시뮬레이션이 많이 사용된다. 이러한 관점에서 물질의 미세구조를 해석하는 데 있어 분자동역학 해석법은 매우 유용한 방법이다. 이번 연구에서는 점토광물에 대한 확산계수 및 점착력과 같은 물리화학적 특성을 계산하기 위한 수치해석학적 방법을 소개한다. 이번연구에서 지질학적으로 심부에 위치하는 포화된 점토광물과 물을 포함한 점토광물에 대한 특성을 분자동역학을 이용해서 계산하고 균질화해석법을 활용하여 점착력과 같은 외부조건에 따라 결정되는 점토광물의 확산거동을 해석하였다. 그 결과 수치해석에 의한 해석결과 값과 기존의 실내 투수실험에 의한 결과 값이 매우 흡사한 결과를 보인다는 것을 알 수 있다. 이는 여러 가지 복합적인 조건하에서의 점토광물의 물리화학적 거동을 해석하는 데 수치해석학적 방법이 매우 유용하게 사용될 수 있다는 것을 의미한다.

In this study, the hydration heat and chloride migration properties of marine concrete with respect to the water-binder ratio and binder type are investigated experimentally. According to research results, TBC(Ternary Blended Cement) applied marine concrete has a large water-binder ratio, the heat of hydration was found to be reduced and the chloride ion diffusion coefficient was small.

혈액 정소 장벽은 정소내에 있는 세정관과 Sertoli cell 사이에 존재하는 물리적 장벽이고, 혈액 부정소 장벽은 부정소 내의 상피세포간의 밀착결합에 의한 장벽이다. 이러한 혈액 정소 장벽과 혈액 부정소 장벽은 내강과 외부 사이의 물질수송에 관여하는 역할을 한다. 정소와 부정소에서는 정자의 형성과 성숙이 일어나기 때문에 이러한 장벽을 통한 물질수송의 조절은 정자의 형성과 성숙에 영향을 미친다. 본 연구에서는 Lipopolysaccharide(LPS)를 투여하여 전신성 염증반응을 일으킴으로서 염증반응에 의한 혈액정소장벽과 혈액부정소장벽의 분자적인 변화와 확산장벽기능의 변화를 조사하였다. 생후 8주령 생쥐에 LPS와 식염수를 각각 투여 후 24시간 뒤 정소 및 부정소를 적출하여 무게측정 뒤 정량적 realtime RT-PCR 방법을 통해 혈액정소장벽과 혈액부정소 장벽 현성에 관여하는 밀착결합 유전자(CAR, Claudins, JAMs, Occludin, Tricellulin, ZO-1) mRNA와 단백질 발현을 분석하였다. 실험군과 대조군에서 적출한 정소와 부정소의 무게를 측정하여 평균을 낸 결과, 무게가 유의적으로 증가하였다. 염증반응의 여부를 확인하기 위하여 TNF-α, IL-1β, IL-5, IL-18의 mRNA를 realtime RT-PCR로 분석한 결과, TNF-α와 IL-5의 발현이 유의적으로 증가하였다. 정소에서 밀착결합 유전자의 realtime RT-PCR 결과, Cldn 1, 2, 4 mRNA의 발현은 대조군보다 LPS를 복강주사한 실험군에서 유의적으로 증가하였다. JAM3 mRNA 발현은 유의적으로 증가하였고, Occludin과 ZO-1 mRNA 발현은 큰 차이를 보이지 않았다. CAR의 경우, isoform 중 Exon 7번이 마지막인 long form의 mRNA 발현이 유의적으로 증가하였고, Tricellulin의 경우, isoform 중 long form과 mid form의 mRNA 발현이 유의적으로 증가하였다. 부정소에서는 Claudin 유전자와 JAM 유전자중 대부분이 증가하는 양상을 띄었고, 그 중 Cldn5와 JAM2에서 유의적인 증가를 보였다. 부위별로 나눠 유전자 발현을 분석한 결과, 차이를 나타내는 유전자도 있었다. Cldn5 mRNA의 발현은 전체적으로는 유의적으로 증가했으나 부정소 미부에서는 유의적으로 감소하였다. LPS투여군이 대조군보다 밀착결합 유전자 대부분에서 증가하는 양상을 나타내었고 일부는 유의적으로 증가하였다. 면역조직화학법으로 염색한 결과, Cldn1, 4, JAM3, Tricellulin의 경우 발색정도가 증가하였고, CAR의 경우 감소하였다. Biotin tracer를 통해 BTB의 투과성을 확인해본 결과, 대조군에서는 BTB에 막혀서 Sertoli cell 사이로 통과하지 못하였으나, LPS를 투여한 군에서는 BTB를 통과하여 감수분열 중인 정모세포 부근까지 확산되었다. 따라서 정소와 부정소에서 염증반응이 일어나게 되면 혈액정소장벽과 혈액부정 소장벽을 형성하는 밀착결합의 분자적 구조 변화를 초래하고, 이는 확산장벽의 변화시킴으로서 정자 형성과 성숙에 영향을 주어 남성 생식기능에 영향을 미칠 것으로 예측된다.

고정확도를 보장할 수 있는 Compact Finite Volume Method를 이용하여 수심적분형 흐름 모형과 수심평균된 이송확산방정식을 해석하는 수치모형 개발과정을 기술하였다. 이차원의 흐름과 파랑의 상호작용에 대한 실험결과와 제시된 수치모형을 이용한 계산결과는 양호하게 일치하였다. 일차원과 이차원공간에서의 흐름에 의한 스칼라의 이송에 관한 수치모의에서도 수차확산이 거의 발견되지 않았고, 매우 정확히 일치하였다. 개수로에서의 난류혼합에 관한 수치모의 결과에서도 합리적인 스칼라의 혼합양상이 관찰되었다.

본 논문에서는 백두산 화산 분출시 화산재의 확산이 한반도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 화산재 확산을 계산하는 프로그램인 Puff, Fall3D, Tephra 모델에 대해 연구하였다. 연구에서 세 가지 프로그램의 구성 및 설치환경, 기본적인 특성파악 및 장단점을 분석하였으며, 모델링을 위한 입력 조건을 비교하고 각 모델의 계산 결과에 대해 테스트하였다.

오염물질의 이동 현상을 모의하기 위하여, 감쇠항이 있는 3차원 이송-확산 방정식의 수치모형이 개발되었다. 개발된 모형은 유한차분 모형으로서 시간단계의 가중치 α를 포함하는 음해법(implicit finite difference method)과, 반복법인 Gauss-Seidel SOR(successive over relaxation)이 사용되었다. 모형은 보다 단순화된 가정 하에서 존재하는 두 가지의 해석적인 해와 비교되었다. 그 결과 Peclet number가 5～20 이하에서는 수치 분산의 영향이 크지 않았고 작은 오차 범위 내에서 해석적인 해와 동일하였다. 또한 가중치 α의 변화에 대한 모형의 거동은 Crank-Nicolson 모형(α=0.5)이 fully-implicit 모형(α= 1)보다 해석적인 해에 접근함을 보여주었다. 모형의 검증과 실효성 제고를 위하여, mass balance를 검토하였다. 즉, 이송, 확산 및 감쇠항 각각에 대한 질량 이동을 산출하였으며, 그 결과 질량 이동의 계산 오차는 약 3% 이내였다. 본 모형은 감쇠 과정이 수반되는 3차원 이송-확산의 농도분포와 질량이동을 산출할 수 있으며 다양한 경계 조건을 설정함으로서 현장조건을 반영할 수 있다. 그러나 본 모형은 고정 격자를 기반으로 하는 유한차분 모형이므로 Peclet number가 비교적 작게 나타날 수 있는 토양 및 지하수계의 오염물질 이동 등의 문제에서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

최근 백두산에서 화산가스가 일부 분출되면서 백두산 화산폭발의 가능성이 제기되었고, 사(死)화산이 아닌 휴(休)화산으로서의 백두산이 언제든 화산폭발을 일으킬 수 있다는 우려가 사회적인 공감대를 형성하게 되었다. 뿐만 아니라 화산폭발로 인해 분출되는 화산재에 의해 동북아 지역에 걸친 항공운송 마비 등의 피해가 우려되고 있는 실정이다. 이에 백두산 화산폭발의 가능성이 높아지고 있는 시점에서, 화산폭발로 발생되는 화산재가 우리나라에 어떠한 피해를, 어느 정도로 영향을 미칠 것인가에 대한 객관적이고 과학적인 연구가 필요한 시점이다. 이에 본 연구에서는 2010년 4월 발생한 아이슬란드 화산분화를 주된 사례로 하여 피해사례를 체계적으로 정리하였으며, 문헌조사 및 피해사례를 통한 유형화와 피해정도를 정리하였다. 분석결과, 화산재에 의한 항공교통에의 영향을 크게 두가지 측면에서 분석해 볼 수 있으며, 항공기 기체에 미치는 피해요인으로는 주로 흡착·침착에 의해 발생되었으며, 그로 인해 엔진정지나 계기이상, 화산재로 인한 기체내부의 오염의 피해가 발생되었다. 또한 항공편(공항)에 미치는 영향으로는 화산재로 인한 운항규제와 그로 인한 관광, 물류 등에의 피해확산으로 파악되었다.

겨울철 한반도 인공위성 영상을 보면, 백두산을 지나는 공기의 흐름이 동해 해상에서 시·공간적으로 다양한 형태의 구름을 발달시킴을 볼 수 있다. 구름 형태의 다양성은 백두산의 표고(2.7km)와 대기의 안정도에 기인한다. 만약, 백두산 화산 분화가 발생할 경우 백두산의 산악효과에 의해 화산재의 시공간 분포도 구름처럼 다양한 형태를 보일 것이다. 본 연구에서는 백두산 풍하측에 발달하는 산악파가 화산재의 시공간적 분포에 미치는 영향을 고분해능 수치모델을 사용하여 연구하였다. 즉, 수치모델을 사용하여 산 높이가 화산재의 풍하측 확산에 미치는 영향을 시뮬레이션 하여 그 특징을 분석하였다. 수치 시뮬레이션의 초기 조건으로서 백두산 주변의 대기흐름은 Froude 수로서 정의하였다. 여기서, Froude 수 (Fr ≡ U/NH)는 유입풍속(U), 산 높이(H), 그리고 부력 진동수(N)의 함수이다. 연구의 결과에 의하면, 백두산 풍하측에서 발생하는 산악파에 의한 공기 소용돌이 세기가 화산재의 장거리 전송을 결정하며, 그 소용돌이 세기는 Froude 수에 의해 결정된다. 즉, Fr < 0.2 일 때 Karman vortex가 형성되어 화산재의 풍하측 확산은 저해한다. 그러나, Fr가 1에 가까울수록 화산재는 풍하측으로 멀리 확산될 수 있다.

화산재해대응을 위하여 화산분화 시 화산재 확산의 다양한 조건을 분석 모델에 의해 분석하고 이를 기반으로 도출된 결과물을 가시화함으로서 화산재 확산 시 피해규모 및 범위를 사전에 예측하는 것이 중요하다. 시간대 별 격자 형태의 대용량 분석 결과물을 실시간 3차원으로 가시화하기 위해 LOD(Level Of Detail) 알고리즘을 핵심 요소로 적용한다. 최근 3차원 시각화 기술은 재해 시뮬레이션은 물론, GIS 응용 분야, 가상현실 등을 실현하기 위한 중요한 기술로 부각되고 있다. 그러나 대용량 데이터를 실시간으로 처리하여 시각화를 구현하기 위해 컴퓨터 메모리 한계성의 극복은 아직 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 대규모의 화산재 확산 분석 모델 데이터를 가시화하기 위해 파일 기반의 효율적은 실시간 LOD 알고리즘 개발을 수행한다. 실시간 LOD 알고리즘은 대규모 분석데이터 표현에 필요한 기하학적 연산 처리를 가능하게 한다. 시간대별 격자형태의 화산재 확산 분석 모델 결과 데이터(NetCDF)의 가시화를 위해 3차원 격자 데이터를 공간 분할하여 피라미드 형태의 계층적인 구조로 재구성 하는 방법을 선택한다. 또한 정규화 된 3차원 격자(Cube)는 사용자 시야를 중심으로 원활하고 사실감 있는 표현이 될 수 있도록 비 메모리 방식의 계층 구조로 블록화하여 파일 형태로 저장한다. 대용량 분석데이터는 다수의 상세도를 가지는 데이터로 변형하고 이를 상호 연결함으로서 수많은 격자를 데이터 손실 없이 표현하고 3차원 프레임 속도를 극대화 시키는 방안을 제시한다.

본 연구에서는 SMS 모형을 이용하여 하천에 유입된 오염물질의 이송 및 확산 특성을 파악하기 위하여 실제 흐름에 적용하였다. 연구대상 수로구간은 한강하류부인 반포대교에서 가양대교까지를 실험하였으며, 수치모형으로는 RMA-2와 RMA-4를 사용하였다. RMA-2 모형을 통해 수치모의 결과와 실제 흐름에서의 확산범위 및 확산에 영향을 미치는 확산계수변화에 따른 농도 분포를 비교 분석하였고, RMA-4 모형을 통해 오염물질이 유입되었을 때 확산규모 및 이송특성을 분석하였다. 이 때의 경계조건으로 사용되는 유량 및 수위자료는 갈수기 기간을 선정하여, 한강 홍수통제소에서 제공하는 자료를 사용하였다. 수치모의 결과 갈수기 기간의 오염물질의 확산특성의 경우 확산계수의 영향을 거의 받지 않으며, 오염물의 도달속도는 오염물질이 유입된 지점에서 하류부로 갈수록 감소하였다.

급성 뇌졸중의 경우 빠른 시간 내의 진단과 치료가 예후에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 초급성기 뇌경색 환자 에서 관류CT와 확산강조MRI의 영상을 비교하여 허혈 부위와 경색부위에 나타나는 차이점을 알아보고자 하였다. 뇌관 류 CT와 확산강조 자기공명영상(diffusion weighted MR imaging, DW-MRI)을 시행한 12명의 급성뇌경색 환자를 대 상으로 병변부위와 정상부위에서 각각의 CBF, CBV, MTT, TTP지도와 DW-MRI의 신호강도 값을 비교하고, 관류CT 와 DW-MRI에서 병변의 크기 비교를 해보았다. CBF, CBV, MTT, TTP는 모두 관류결손을 보였고, 관류 결손이 인지 되는 부위에서 MTT와 TTP시간의 현저한 지연이 있었다. 뿐만 아니라, MTT와 TTP 지도의 결손부위 면적은 DW-MRI 보다 크게 나타나 허혈성 반음영을 추측할 수 있었고, 일부 DW-MRI에서 경색부위를 나타내지 못하는 경 우도 있었다. 결론적으로 관류 CT의 지도를 이용하면 뇌경색의 조기 진단뿐만 아니라 허혈 중심부, 그리고 허혈성 반 음영을 예측하여 관류결손 부위의 혈류 역학적 상태를 평가 할 수 있어 보다 효과적인 치료계획을 세울 수 있다.

이 논문에서는 수중음향통신의 성능 저해 요소 가운데 하나인 다중경로로 인한 인접 심벌간의 간섭(Inter-Symbol Interference)을 극복하기 위하여 직접 수열 대역확산(Direct Sequence Spread Spectrum) 기법의 적용성에 관해 연구하였다. 직접 수열 대역확산 방식은 육상이동통신 분야에서는 이미 널리 적용되고 있으나 수중음향통신에서는 상대적으로 적은 관심을 받았다. 이에 그 적용성을 검증하기 위해 실제 수중 채널에서 수집한 채널 응답 함수를 이용하여 모의실험을 수행한 결과 일반적인 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 기법의 경우 BER(Bit Error Rate)이 6.73×10-3이였으며, 직접 수열 대역확산기법이 적용된 경우 BER이 1.14×10-1으로 일반적인 QPSK에 비해 향상된 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 근거리 해상 실험을 수행한 결과 일반적인 QPSK 기법의 경우 전송률 1 kbps에서 BER이 3.19×10-1이였으며, 직접 수열 대역확산 기법이 적용된 경우 BER이 5.17×10-4이었다.