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      • 나노기공구조가 제어된 파이로폴리머의 에너지 저장 특성 연구

        곽진환 강원대학교대학원 2020 국내석사

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        레독스 활성을 가진 기능기를 포함하는 나노기공성 탄소 소재는 넓은 표면적을 활용하여 전하를 저장할 수 있어 높은 전기화학적 성능을 보이며 이로 인해 리튬 이온 배터리 및 하이브리드 커패시터의 양극으로써 유망한 소재이다. 이번 연구는 나노기공을 제어한 탄소 소재, 파이로폴리머, CEMs(N-CEMs)의 전하 저장 특성에 있어서 나노기공의 효과를 알아보았다. 기존의 카보네이트 기반 전해질 시스템에서, 1.0 ~ 4.8V vs Li+/Li의 전압범위에서 기공 지름이 2 nm이상일 때, N-CEMs의 의사커패시턴스가 급격히 증가하여 ~485 mA·h·g-1의 높은 비용량을 보였다. 또한, N-CEMs은 0.2 부터 4.0 A·g-1의 전류 밀도에서 높은 속도 성능을 보였으며, 300회 이상의 충/방전 과정에서 안정한 수명 특성을 보였다. N-CEMs의 높은 전기화학적 성능은 그래파이트 나노쉬트 음극을 사용한 완전지 실험에서도 입증되었고, ~345 Wh·kg-1 및 ~6,100 W·kg-1의 높은 비에너지 및 비출력을 얻었다.

      • Real Time Three-Dimensional Transthoracic Echocardiographic Segmental Volume Analysis: Quantitative and Objective Tool

        곽진환 영남대학교 대학원 2023 국내박사

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        Background Evaluation of regional wall motion abnormality (RWMA) by two-dimensional echocardiography (2DE) plays an important role in the diagnosing ischemic heart disease (IHD). However, 2DE is disadvantaged by being subjective, semi-quantitative, and expert-dependent. On the other hand, Three-dimensional echocardiography (3DE) has the advantages of acquiring the entire left ventricle (LV) in one acoustic window and enabling rapid LV volume measurement without making geometric assumptions. Recently, a method of measuring LV segmental volume by 3DE has been introduced, which enabled volume changes in LV regional to be measured. In this study, we aimed to demonstrate the clinical usefulness of 3DE segmental volume analysis as an objective and quantitative tool for assessing RWMA in ischemic heart disease patients. Methods Thirty-three patients with ischemic heart disease confirmed by coronary angiography and showing single vessel territory RWMA by 2DE were retrospectively enrolled. In the 2DE study, RWMAs were evaluated visually by and experienced physicians, and 17-segment bull's-eye polar maps were generated using a two-point scale, viz. 'normal' (showing normal contractility) or 'abnormal' (showing hypokinesis or akinesis). Culprit vessel territories were specified by a physician based on typical coronary artery distributions. In the 3DE study, two independent observers analyzed data using QLAB 3D quantification advanced software (version 10.0, Philips Healthcare). Segmental volumes of 17 LV segments were measured using a predetermined algorithm, and segmental volume ejection fractions (SVEFs) were calculated. Receiver operating characteristic (ROC) curve analysis was used to determine the SVEF cut-off value that best differentiated 'normal' and 'abnormal'. Using this cut-off value, 17-segment bull's-eye polar maps were generated. Reliability of correct predicting the culprit coronary arteries by 3DE bull's-eyes compared to 2DE ones was evaluated using Cohen's kappa co-efficients, which were also used for inter- and intra-observer variability analysis of 3DE bull's-eye derived culprit coronary artery predictions Results Mean 3DE SVEFs were significantly lower for segments showing RWMA by 2DE. Additionally, among the segments determined to be normal by 2DE, 3D basal segmental EF is statistically lower than mid- and apical ones. The optimum SVEF cut-off value was 44%, with a sensitivity of 75.0% and a specificity of 73.9% (Area under curve = 0.801, 95% Confidence Interval (CI) 0.763-0.838, p<0.001). The reliability of 3DE bull's-eye derived culprit coronary artery predictions was 81.8% (kappa = 0.672, 95% CI 0.555 - 0.789, p<0.001). Inter-observer and intra-observer variabilities of 3DE bull's-eye derived culprit coronary artery predictions were 97.0% (kappa = 0.947, 95% CI 0.894 - 0.100, p<0.001) and 93.9% (kappa = 0.897, 95% CI 0.827 - 0.967, p<0.001), respectively Conclusion Assessment of RWMA using three-dimensional echocardiographic segmental volume analysis was found to be feasible and reproducible, and its predictions of culprit coronary arteries well matched those of 2DE. 3DE segmental volume analysis could be used as a quantitative and objective tool for assessing RWMA in ischemic heart disease patients. 배경: 이차원 심초음파 검사를 이용한 국소 벽운동장애 평가는 허혈성 심장 질환을 진단하는 데 임상적으로 중요한 역할을 한다. 그러나 이차원 심초음파는 주관적이고, 반 정량적이며, 전문가에 의존적이라는 단점이 있다. 반면, 삼차원 심초음파는 하나의 지점에서 좌심실 전체를 촬영할 수 있고, 기하학적 가정 없이 빠른 좌심실 부피 측정이 가능하다는 장점이 있다. 최근에는 삼차원 심초음파로 좌심실의 분절 별 용적을 측정하는 방법이 도입되어 좌심실 분절의 용적 변화를 측정할 수 있게 되었다. 이 연구에서 우리는 허혈성 심장 질환 환자에서 국소벽운동장애를 평가하기 위한 객관적이고 정량적인 도구로서 삼차원 심초음파 좌심실 분절 용적 분석의 임상적 유용성을 입증하는 것을 목표로 했다. 방법: 이차원 심초음파에서 단일 혈관 국소 벽운동장애를 보이며 관상동맥 조영술로 확인된 허혈성 심장 질환이 있는 33명의 환자를 후향적으로 연구했다. 이차원 심초음파 국소 벽 운동 장애는 전문의가 눈으로 평가했다. 그리고 이를 다시 '정상' 및 '비정상'의 두가지 척도로 재 분류하여 17분절의 불스아이맵(Bull's-eye map)을 만들었다. 독립적인 관찰자가 불스아이맵을 보고 전형적인 관상동맥 분포를 기반으로 유효 혈관을 예측했다. 삼차원 심초음파의 경우, 두 명의 독립적인 관찰자가 이미 촬영된 삼차원 심초음파 데이터를 소프트웨어를 사용하여 분석했고, 사전 결정된 알고리즘에 따라 17개의 좌심실 분절마다 용적이 계산되었다. 이를 이용하여 좌심실 분절 용적 심박출률을 계산했다. 수신자 조작 특성 곡선 분석을 통해 ‘정상’과 ‘비정상’을 가장 잘 구분하는 컷오프(Cut-off) 좌심실 분절 용적 심박출률 값을 설정했다. 이 컷오프 값을 이용하여 이차원 심초음파 분석과 같은 방식으로 두가지 색을 이용하여 17분절의 불스아이맵을 생성하고, 이를 보고 유효혈관을 예측했다. 코헨의 카파계수(Cohen's kappa co-efficients)를 사용하여 이차원 심초음파를 기준으로 삼차원 심초음파 유효혈관 예측의 신뢰도를 평가했고, 삼차원 심초음파로 유효혈관 예측한 결과의 관찰자 간 및 관찰자 내 일치도 분석을 시행했다. 결과: 국소벽운동장애가 있는 분절에서 평균 좌심실 분절 용적 심박출률이 통계적을 유의미하게 낮았다. 또한, 이차원 심초음파에 의해 정상으로 판정된 분절 중 삼차원 심초음파의 기저 분절에 포함되는 심박출률이 중간 및 정단 분절 심박출률 보다 통계적으로 낮았다. 좌심실 분절 심박출률의 최적의 컷오프 값을 44%로 설정하였을 때 민감도는 75.0%, 특이도는 73.9% (곡선아래면적 0.801, 95% 신뢰 구간0.763-0.838, p<0.001)이었다. 이차원 심초음파 기준으로 삼차원 심초음파의 불스아이맵 유효혈관 예측의 신뢰도는 81.8% (kappa = 0.672, 95% 신뢰구간 0.555 - 0.789, p<0.001)였다. 삼차원 심초음파로 유효혈관 예측 결과의 관찰자 간 및 관찰자 내 일치도는 각각 97.0% (kappa = 0.947, 95% 신뢰구간 0.894 - 0.100, p<0.001), 93.9% (kappa = 0.897, 95% 신뢰구간0.827 - 0.967, p<0.001) 였다. 결론: 삼차원 심초음파 좌심실 분절 용적 분석으로 국소 벽 운동 장애 평가가 가능하고, 재현성이 있는 것으로 밝혀졌으며, 유효 관상 동맥의 예측은 이차원 심초음파로 시행한 결과와 잘 일치했다. 삼차원 심초음파 좌심실 분절 용적 분석은 허혈성 심장질환 환자에서 국소 벽운동장애를 평가하기 위한 정량적이고 객관적인 도구로 사용될 수 있다.

      • 해양 레이더용 도파관 슬롯 배열 안테나 설계

        곽진환 中央大學校 大學院 2015 국내석사

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        ABCD 매트릭스를 이용하여 트레블링 웨이브 어레이 안테나의 병렬로 연결된 컨덕턴스와 트랜스미션라인과 주파수에 따른 S11을 쉽고, 효율적으로 계산하였다. 이에 기반하여 기울임 웨이브가이드 슬롯 어레이 안테나를 디자인 하였고 리턴로스, 안테나의 방사특징이 디자인 이론을 이요하여 계산하였다. 그결과 해양레이더안테나의 요구조건에 만족하는 안테나 빔폭과 대역폭을 얻을 수 있었다. 하지만 크로스폴라리제이션 레벨이 너무 높아서 전체적인 사이드로브레벨이 증가하는 특성을 보였다. 크로스폴라라이제이션 레벨을 낮추고자 웨이브가이드에 폴라라이져가 추가적으로 부착되어있는 구조가 소개되었다. 이로인하여 크로스폴라라이제이션 레벨이 기존의 구조보다 20 dB가 더 낮게 나와서 전체적인 사이드로브가 낮아져 안테나의 요구조건에 만족을 하였다. 다음으로, 크로스폴라라이제이션 레벨을 더욱더 낮추기 위해서 기울임이 없는 슬롯구조의 웨이브가이드 어레이가 제시되었다. 유전체의 양쪽면에 스트립을 에칭한 유전체를 슬롯안으로 삽입하였다. 이 구조를 사용함으로써, 폴라라이저구조보다 20 dB를 더 감소시켜서 좋은 성능을 내었다. 마지막으로, 안테나의 고도방향의 요구조건을 만족시키기 위해, 기존의 플래어드 혼 구조대신 3개의 동일한 웨이브가이드 어레이를 스택하는 방법을 제시하였다. 이 구조로 인하여 해양레이더 안테나의 고도방향의 요구조건을 만족시킴은 물론 안테나의 크기역시 상당히 줄어들었다. Successive ABCD matrix of parallel connected conductance element and transmission line is used for calculating simply efficient design of traveling wave array antenna, and S11 of the antenna as a function of frequency is also calculated efficiently. Waveguide antenna with inclined slots is designed, and analysis return loss and radiation pattern characteristics are calculated considering design theory. Required beamwidth and bandwidth is achieved because sidelobe level of 30 dB is obtained for co-polarization pattern. However cross-polarization level is found to be high. This is why the resulting overall sidelobe level becomes larger than the specifications. For the low cross-polarization level, evanescente waveguide is introduced just in front of slot radiator. By doing that, cross-polarization level is reduced 20 dB lower than the array antenna without the polarizer, which is nearly equal to the level of co-polarization sidelobe level. Next, in order to reduce cross-polarization more , non-inclined slot structure is suggested. Dielectric substrate with two a symmetric strips is inserted into the non-inclined slot. By doing that, cross-polarization level is reduced 20 dB additionaly. Finally, for more compact design instead of flared-horn structure, identical 3 1-D waveguide slot array with power divider is suggested in order to obtain a narrow elevation beam pattern. By doing that, very compact waveguide slot array satisfying the requirement of marine radar can be designed.

      • 한국 전통 목가구조 건축의 구조계통에 관한 해석적 접근

        곽진환 한국전통문화대학교 문화유산전문대학원 2023 국내석사

        RANK : 247631

        The objective of this paper is to explore the differentiation of the system in traditional Korean wooden architecture specifically focusing on the overall structure. The reason for planning this study was the question of why the order of construction is always explained in the order of stylobate, foundation stone, plane, column, beam, king post, girder, and rafter when studying traditional wooden architecture. You might think “you can’t build a beam without a column.” but the reason for setting up a column is to lift the beam and girder. If there is no rafter, there is no need for a girder, and if there is no girder, there is no need for a beam and column. The order of construction and the order of structural inevitability are not the same. Although the detailed type classification of partial structures or decorations is also important, I was curious about the system that is divided and branched out logically from the most essential member and structure of framework from the perspective of the overall structure. To establish the system, I traced the beginning of architecture. In the case of Korea, it is estimated to be in the Neolithic period, and the structural member that supports the thatch that block the rain by weaving linear members of wood, that is, the rafter, is the starting point of the architectural structure system. The occurrence of the ridge girder, which was made by making a one-dimensional line from a dimensionless point at the top of the rafters, revolutionized the architectural space. The column that lifted the rafters separated the roof structure from the wall structure. This is the differentiation of the structural system of the formation period of traditional Korean wooden architecture from the perspective of the overall structure. Afterwards, Korea, along with China and Japan, shared the genetic factors of East Asian wooden architecture and developed the formal framework of architecture. Shared genetic factors include wooden structure, tiled roofs, deep eaves, high stylobate, and the development of Gongpo(栱包). Korea, China, and Japan have deeply influenced each other and have reached a technical peak. This is the establishment period of traditional Korean wooden architecture. However, it is not easy to trace the system because there are not many buildings left in Korea during this period. Afterwards, Korea, China, and Japan evolved the structural system according to their respective circumstances while incorporating shared genetic factors of accumulated technical skills. This is the establishment period of traditional Korean wooden architecture. Many buildings from this period still remain in Korea, and I would like to trace the structural system through them. This will include the structural system of the establishment period. From the original Rafter Structure, the structural system of the roof structure and wall structure that evolved separately was established. The structural branching point in the roof structure is the topmost member of the roof. The structural system was differentiated into the Ridge Girder Structure, which made the top of the roof a one-dimensional line, and the Oksimju(a column that support the rafters at the center of plane, 屋心柱) Structure, which maintained the tradition of a dimensionless point. The Ridge Girder Structure has a grid-shaped plane, and the Oksimju Structure has a radial plane. Each has a different structural system for composing members due to the characteristics of load flow. The arrangement of the rafters determines the shape of the roof, and the framework for constructing the shape of the roof becomes the structural branching point of the structural system. The arrangement of the rafters can be classified into three types: unfolded, joined, and overlapped. The unfolded rafters are the most fundamental arrangement that forms the roof plane, and each rafters is made in a Closed State or Open State. To make the width of the Major Two-dimentional Load-bearing Areas even wider, the rafters are joined, and the joint of the rafters requires a middle-purlin. The overlapping of the rafters makes the roof structure more abundant in various parts. In the Ridge Girder Structure, the Open Eaves make an Open Roof called “matbaejibung” in Korean. If an Open State is formed above the Closed Eaves, it is called “paljakjibung” in Korean. If a Closed State is formed above the Closed Eaves, it is called “ujingakjibung” in Korean. The Oksimju Structure must have a Closed Eaves and a Closed Roof, and is called “moimjibung” in Korean. The Ridge Girder Structure branched out into the Open Eaves and Closed Eaves to form a structural system. The Open Eaves have a relatively simple structural system, but the Closed Eaves form independent structural systems from the perspective of the side room framework and the roof-shaped framework, respectively, and are combined to form one structure. The Oksimju Structure can only have a Closed Eaves and a Closed Roof, so the arrangement of the rafters cannot be a structural branching point, and the Busangju(an Oksimju that is over the ground, 浮上柱) Structure and Simju(an Oksimju that is on the ground, 心柱) Structure form a structural system depending on the state of the Oksimju. However, the structural system of the Oksimju Structure is entangled because the beams, middle-purlin frameworks, rafters, and floor state of the Oksimju do not have a strong dependency. The wall structure evolved from a single-story structure that erected columns of appropriate height at the intersection of the beam and the girder to a multistory structure that overlapped storys by raising the wall. The structural branching point in the multistory structure is the degree of the structural cohesion between storys. The structural system of the multistory structure is differentiated into a Respective Storys Structure that combines the stacked storys structure in which each story has an independent structural system and an Integrated Story Structure that adds structures that distinguishes story in the structure that surrounds the entire story. There are structures morphologically with and without a horizontal reduction between the lower story and the upper story in the multistory structure. The structure without a horizontal reduction is a building with one roof externally and uses a “numaru(樓)” which overlapping the floor inside. The structure with a horizontal reduction forms a roof between storys externally, but internally, it can be used as a single floor without overlapping the floor or multi floor with overlapping the floor. The Respective Storys Structure with a horizontal reduction stacks the floors that are structurally reduced. And the weak structural cohesion between upper and lower storys allows for subtle reduction. However, the Integrated Story Structure with a horizontal reduction does not have a structure that is structurally reduced, but the lower part of the integral structure forms a surrounding space and expands horizontally. For this reason, the Integrated Story Structure is reduced in units of one or half a unit(a distance between inner column and outer column, 間). A case analysis on the structural system of 233 major buildings of traditional Korean wooden architecture was conducted to interpret the trends. The structural system of architecture is dynamis. Energeia arises from the dynamis, but the dynamis cannot completely confine energeia within its boundaries. This is because there are mutations in energeia. Therefore, it is necessary to establish a structural system to avoid losing coordinates by jumping into the sea of energeia without holding a map of the dynamis. Keywords: matbaejibung, paljakjibung, ujingakjibung, moimjibung, multistory 본 논문은 한국 전통 목가구조 건축에 관하여 전체 구조의 관점에서 계통의 분화를 추적하는 것이 목적이다. 이 연구를 기획한 계기는, 전통 목조건축을 공부할 때 왜 항상 시공의 순서인 기단, 초석, 평면, 기둥, 보, 대공, 도리, 서까래의 순서로 설명할까, 라는 의문이었다. ‘기둥이 없으면 보를 세울 수 없으니까’라고 생각할 수 있지만, 기둥을 세우는 이유는 보·도리를 들어올리기 위함이다. 서까래가 없으면 도리가 필요 없고, 도리가 없으면 보와 기둥이 필요 없다. 시공의 순서와 구조적 필연성의 순서는 같지 않다. 부분적인 구조나 의장의 세부적인 유형분류(classification)도 중요하지만, 전체 구조의 관점에서 가장 본질적인 부재와 구조로부터 논리적 분기점을 따라 구분(division)되어 뻗어나가는 계통이 궁금했다. 계통을 수립하기 위하여 건축의 시작을 추적하였다. 우리나라의 경우 시기적으로 신석기로 추정하며, 선형부재인 나무를 엮어 비를 막아줄 이엉 등을 지탱하는 구조부재, 즉 서까래로부터 건축의 구조계통이 시작되었다. 서까래의 최상단을 무차원 점으로부터 1차원 선으로 만든 종도리의 발생은 건축공간을 획기적으로 진화시켰다. 서까래를 들어 올린 기둥은 지붕구조과 벽구조를 분리하였다. 한국 전통 목가구조 건축 형성기의 구조계통의 분화이다. 이후 우리나라는 중국·일본 등과 함께 동아시아 목조건축의 유전인자를 공유하며 건축의 형식적 틀을 다져나갔다. 공유 유전인자는 목가구조, 기와지붕, 깊은 처마, 높은 기단, 공포의 발달 등을 들 수 있다. 한·중·일은 서로 깊은 영향을 주고받으며 기술적인 정점에 다다랐다. 한국 전통 목가구조 건축의 확립기이다. 다만 우리나라의 경우 이 시기의 건축물이 많이 남아 있지 않아 계통적인 추적이 쉽지 않다. 이후 한·중·일은 축적된 기술력의 공유 유전인자를 내포하면서 각자 사정에 따라 구조계통의 진화를 이뤘다. 한국 전통 목가구조 건축의 정착기이다. 우리나라에도 이 시기의 건축물이 많이 남아 있으며, 이를 통하여 구조계통을 추적하고자 한다. 이는 확립기의 구조계통을 내포할 것이다. 원래 하나였던 서까래구조로부터 진화한 지붕구조와 벽구조에 관하여 각각 구조계통을 수립하였다. 지붕구조에서 구조적 분기점은 지붕 최상단의 부재이다. 지붕 최상단을 1차원 선으로 만든 종도리구조와 무차원 점의 전통을 유지한 옥심주구조로 구조계통이 분화하였다. 종도리구조는 격자형 평면을 가지며, 옥심주구조는 방사형 평면을 가진다. 각각은 하중흐름의 특성이 달라 가구부재를 구성하는 구조계통이 다르다. 서까래의 배열은 지붕의 형태를 결정하며, 지붕의 형태를 구성하기 위한 가구구조는 구조계통의 구조적 분기점이 된다. 서까래의 배열은 펼침, 이음, 겹침으로 분류할 수 있다. 서까래의 펼침은 지붕 평면을 형성하는 가장 근본적인 배열로서, 각각의 서까래를 닫힌상태와 열린상태로 만든다. 주요하중흐름면의 폭을 더욱 크게 만들기 위해 서까래를 이으며, 서까래의 이음은 중도리를 필요로 한다. 서까래의 겹침은 다양한 부위에서 지붕구조를 더욱 풍성하게 만든다. 종도리구조에서 열린처마는 열린지붕을 형성하며, 소위 맞배지붕이다. 닫힌처마 위로 열린상태를 구성하면, 소위 팔작지붕이다. 닫힌처마 위로도 닫힌상태를 구성하여 닫힌지붕이 되면, 소위 우진각지붕이다. 옥심주구조는 닫힌처마 닫힌지붕이어야만 하며, 소위 모임지붕이다. 종도리구조는 열린처마와 닫힌처마를 시작으로 구조계통이 분화하였다. 열린처마는 비교적 단순한 구조계통을 가지지만, 닫힌처마는 측면 퇴칸 가구구조의 관점과 지붕 형식 가구구조의 관점에서 각각 독립적인 구조계통을 형성하여 조합을 이루면서 하나의 구조체로 완성된다. 옥심주구조는 닫힌처마 닫힌지붕일 수밖에 없어 서까래의 배열은 구조적 분기점이 될 수 없으며, 옥심주의 상태에 따라 부상주구조와 심주구조가 구조계통을 형성한다. 그러나 옥심주구조는 보, 중도리틀, 서까래, 옥심주의 바닥 상태가 강한 종속성을 가지지 않아 구조계통이 얽혀 있다. 벽구조는 도리와 보의 교차점에 적절한 높이의 기둥을 세우는 단층구조에서 벽을 높여 층을 중첩하는 중층구조가 분화하였다. 중층구조에서 구조적 분기점은 층간의 구조적 결속력이다. 각층이 독립적인 구조체계를 가지면서 적층되는 각층구조와 전 층에 걸친 하나의 구조체에 층을 구분하는 구조를 더하는 일체구조가 1차적인 구조계통의 분화이다. 중층구조는 형태적으로 수평 체감이 있는 구조와 없는 구조가 있다. 수평 체감이 없는 구조는 외적으로는 하나의 지붕을 가지는 건축물로, 내부에 층바닥을 중첩하여 누마루를 사용하는 구조이다. 수평 체감이 있는 구조는 외적으로 층간 지붕을 형성하지만, 내적으로는 층바닥을 중첩하기도 하고 중첩하지 않고 하나의 층으로 사용하기도 한다. 수평 체감이 있는 각층구조는 구조적으로도 체감된 각층을 적층한다. 그리고 상하층 간의 구조적인 결속력이 작아 미세한 체감이 가능하다. 그러나 수평 체감이 있는 일체구조는 구조적으로 체감되는 것이 아니라 일체구조의 하부 구조가 겹칸을 형성하며 수평으로 확장되는 것이다. 이러한 이유로 일체구조는 한 칸 또는 반 칸 단위로 체감된다. 한국 전통 목가구조 건축의 주요 건축물 233동에 대하여 구조계통에 관한 사례분석을 실시하여, 그 경향성을 해석하였다. 구조적 관점의 계통은 건축의 가능태이다. 현실태는 가능태로부터 발아하지만, 가능태는 현실태를 테두리 안에 완벽하게 가둘 수 없다. 현실태는 돌연변이가 존재하기 때문이다. 그렇기에 가능태라는 지도를 손에 쥐지 않고 현실태의 바다에 뛰어들면 좌표를 놓치기 십상이다. 구조계통을 수립해야 하는 이유이다. 주제어: 맞배지붕, 팔작지붕, 우진각지붕, 모임지붕, 중층

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