Perfobond rib 전단연결재의 전단응력에 대한 실험적 연구

손창두 성균관대학교 일반대학원 2010 국내석사

본 연구에서는 Perfobond Rib 전단연결재를 사용한 구조물의 하중방향에 따른 전단응력 분석을 궁극적인 목적으로 하여, 직접전단응력 및 휨 전단응력의 비교분석을 실시하였다. 직접전단응력 분석을 위해서 5개의 변수를 통해 Perfbond Rib 전단연결재 실험체 6EA를 제작하고, 1개의 변수를 통해 Head Stud 전단연결재 실험체 3개를 제작하였다. 직접전단응력 분석을 위한 9개의 실험체를 EN 1994-1-1에서 제안하고 있는 Push-out Test를 실시하였다. 실험결과를 바탕으로 Head Stud 전단연결재와 Perfobond Rib 전단연결재의 전단저항 메커니즘을 규명하고, 직접전단응력에 영향을 미치는 주요 인자를 Rib의 콘크리트 선단지지력, 콘크리트의 Dowel 효과, 횡방향 철근의 마찰전단저항과 같이 3가지로 규정하였다. 또한 주요 인자를 바탕으로 직접전단저항력을 산출할 수 있는 제안식을 제시하였다. 휨 전단응력의 분석을 위해 Perfobond Rib 전단연결재와 Head Stud 전단연결재를 이용해 강-콘크리트 합성 바닥판 실험체를 제작하고 정적 휨실험을 실시하였다. 정적 휨실험을 바탕으로 강-콘크리트 합성 바닥판 실험체의 거동특성을 분석하고 전단결합정도()를 산출하여 EN 1994-1-1에서 제안하고 있는 강-콘크리트 합성부재의 휨 전단응력을 계산하였다. 위의 직접전단응력과 EN 1994-1-1을 통해 계산된 휨 전단응력을 비교하여 하중방향에 따른 전단저항응력에 대해서 분석을 하였다. The purpose of this study was analysis of shear stress through various force directions of structures using perfobond rib shear connector. For that reason, we compared shear stress with a flexure shear stress and perform analysis. To analysis a direct shear stress, six specimens using perfobond rib shear connectors were built through five parameters. In addition, three specimens using head Stud shear connectors were built through one parameter. Nine specimens to analysis the direct shear stress were experimented by Push-out test method proposed EN 1994-1-1. The shear stress mechanism of head stud shear connectors and perfobond rib shear connector were investigated by result of experiments. The primary parameters on the influence of direct shear stress were the point bearing capacity of concretes, the dowel action of concrete and the friction shear stress of reinforce bar. In addition, the method calculating direct shear force was suggested by primary parameters. To analysis a flexure shear stress, the steel-concrete composite decks with perfobond rib share connectors and head stud shear connectors were built and experimented by method of static flexures test. By results of experiments, the behavior of specimens of steel-concrete composite decks was analyzed. And the flexure shear stress of specimens was calculated by method of degree of shear connection by EN 1994-1-1. The shear stress by force directions was analyzed by comparing direct shear stress to flexure shear stress calculating through EN 1994-1-1.

자연 퇴적물의 침식률 자동 측정 시스템 개발에 관한 연구

유홍열 전북대학교 일반대학원 2012 국내박사

Several testing devices based on laboratory have been developed for the purpose of determining the rates of erosion of various sediments. In this study, in order to complement such defaults of existing devices in previous studies the laboratory apparatus is developed to measure the erodibility more efficiently and accurately. This laboratory apparatus called as the automated sediments erosion rate apparatus (ASERA) employs the digital image processing with widespread laser pointers and the CCD camera to measure the erodibility automatically. Prior to the erosion experiments, tests for hydraulic characteristics of ASERA have been carried out with various flow conditions and then, a series of erosion experiments to verify its efficiency have been performed using a non-cohesive and cohesive sediments samples. 11 and 5 different uniform grained sediments of non-cohesive sediments() were used in the verification to evaluate the critical shear stress and erosion rate, compared with the previous study(shields, 1936; Einstein, 1950; Einstein-Brown, 1950). In the case of cohesive sediment tests, 3 kinds of commercial clays(celadon porcelain clay, white porcelain clay, porterry clay) having a uniform density with depth were used bed materials and critical shear stress and erosion rate were measured to compare with data reported in the literature. Also, as erosional properties of cohesive sediments are in general influenced largely by the physico-chemical and rheological properties of cohesive sediments themselves. Therefore physico-chemical and rheological property tests have been conducted in order to investigate the correlation between erosional properties and their physico-chemical and rheological properties which are represented as grain size distribution, mineralogical composition, bulk density, organic content, yield stress, viscosity and CEC et al. According to the experimental results first, as the hydraulic characteristics in ASERA showed differential trend with previous studies so suggested revised relationship equation of friction factor f with Re number. second, Experimental results for the critical shear stress and erosion rate with both non-cohesive and cohesive sediments showed good agreement with the data in the literature. In the case of cohesive sediments were showed that critical shear stress increased in linear form as bulk density increases whereas erosion rate decreased on same condition. This face confirms indirectly that the ASERA constructed via this study operates well in function and the adapted methodology is appropriate, so that erosion tests for undisturbed sediments can be available now.

수세분뇨 직투입시 하수관로내 침전물 퇴적 및 이송 특성에 관한 연구

이태훈 중앙대학교 대학원 2019 국내박사

국내 합류식 하수관로 지역의 경우 하수도법 34조 및 시행령 24조에 의해 정화조를 설치하도록 규정하고 있다. 이는 이러한 이유로 가정에서 발생하는 하수는 개인하수처리시설과 공공하수처리시설에서 이중으로 배제 및 처리되고 있다. 이는 이용자에게 정화조 설치, 분뇨수거, 정화조 청소 비용과 하수도요금 등 이중으로 비용을 부담시키고 있다. 뿐만 아니라 분뇨수거차량으로 인한 악취발생 및 불쾌감 등의 부작용이 발생한다. 본 연구에서는 합류식 하수관로의 분뇨직투입을 위한 연구의 일환으로 분뇨직투입시 하수관로 내 침전물의 퇴적특성을 알아보고 하수관로의 자가세정에 요구되는 전단응력을 확보하기 위한 조건을 도출하고자 하였다. ⚪ 합류식하수관로에서 하수고형물의 이송여부를 관찰하기 위하여 CCTV를 이용하여 토사 및 으깬 두부를 넣어 이송여부를 조사하였다. 그 결과 으깬 두부의 경우 0.59∼1.06N/㎡, 모래는 0.74∼1.12N/㎡에서 이송이 시작되었다. ⚪ 하수고형물의 침전을 방지하기 위한 합류식 하수관로의 청천시 침전물 이송가능 조건을 도출하기 위하여 관경(D200, D300, D450, D600) 및 관경사(1∼10‰)별 분뇨가 이송되는 수위와 유속 및 유량을 산정하였다. 그 결과 유량이 0.002㎥/s 조건에서는 모든 관경 및 모든 경사에서 0.6㎧ 미만이었으며, 유량이 0.005㎥/s 조건에서는 D200, D300관은 6‰, D450관은 7‰, D600관은 8‰에서 0.6㎧ 이상이었다. 유량이 0.01㎥/s 조건에서는 D200관 3‰, D300, D450관은 4‰, D600관은 5‰에서 0.6㎧ 보다 컸다. ⚪ 최소유속 확보를 위한 입자 크기별 관경과 관경사의 상관관계를 도출하고자 하였다. 토사의 중간입자의 크기(: 0.3∼1mm)를 이송하기 위해서 요구되는 관경사는 200mm관에서는 6∼7.5‰, 300mm관에서는 3∼4.5‰ 수준으로 나타났다. 이 상관관계에 영향을 미치는 주요인자는 각 입자의 크기 뿐만 아니라 관경 대비 수심비인 것으로 나타났으며 하수관로 설계시 과다설계 혹은 여유량을 고려할 때 관경증가로 인한 관경 대비 수심비(y/D)가 감소하는 경우 침전물의 퇴적을 발생의 원인이 될 수 있다. ⚪ 하수관로 현장으로부터 수위 및 유량 정보를 수집하여 전단응력 산정하고 적정 전단응력 도출하고자 하였다. 그 결과 일 최대 전단응력은 각각 2.9∼3.08 N/㎡(1차시험), 2.72∼2.9 N/㎡(2차시험)으로 조사되었다. 이에 따라 전단응력의 최대값은 하루 중 집중 하수발생시간과 상관성을 가지며 전단응력의 평균값은 일 하수발생량과 상관성을 가지는 것으로 판단할 수 있다. ⚪ 유속과 전단응력의 상관관계의 경우 양쪽 모두 경심과 관경사를 주요인자로 사용하고 있기 때문에 둘 중 하나의 인자를 상쇄시켜 전단응력과 유속의 상관관계를 도출하였다. 현장실험에서 수집된 유량정보를 이용한 경험적 상관관계의 경우 의 상관관계를 나타내었다. ⚪ 하수도 설계자가 하수관로의 퇴적물 이송 형태를 예측하기 위한 방안으로 밀도 Froude수의 개념을 이용하여 하수도 설계 방법론을 제시하였다. ⚪ 이 연구에서 현장실험결과와 피팅한 결과 를 얻었다. 피팅한 결과로부터 더욱 적절한 범위를 평가함으로써 밀도 Froude수가 2.2 미만인 유효범위에 대해 식을 제안하였다. ⚪ 관로 상류부의 저수조를 활용하여 관로의 자가세정 정도를 모의한 결과 저수조와 하수관로를 연결하는 오리피스의 관경에 따라 최소전단응력 유지시간(T)이 달라지며 특정조건에서의 T값을 최대로 확보할 수 있는 오리피스의 관경을 확보할 수 있었다. 궁극적으로 이 연구는 합류식 하수처리구역에서 개인이 정화조를 이용하지 않고 공공하수도로 분뇨를 직접투입하기 위한 미래 정책제안의의 기초사례연구로 사용될 것으로 기대된다. Pursuant to Article 34 of the Sewerage Act and Article 24 of the Enforcement Decree of the Sewerage Act in Korea, it is required to install a septic tank in the combined sewer areas. For this reason, the household sewage is being treated twice, in private facilities such as septic tanks as well as the publicly owned treatment works. In addition, this causes users to pay for the installation and the cleaning of their septic tanks and sewer fee as well for the collection and treatment in publicly owned treatment works. Even citizens’ complaints become severe due to odor generation and discomfort due to the manure collection vehicles’ activities in neighboring backyards. The purpose of this study was to investigate settling characteristics of sediments in the public sewer lines and to characterize conditions for securing the shear force required for self-cleaning of sewer lines. ⚪ In order to observe how the sewage with manure was transferred in combined sewer lines, CCTV equipment was used to see how it was transferred by putting sand and the mashed tofu. As a result, the movement of solids was started from 0.59 to 1.06 N/㎡ in the case of mashed tofu and 0.74 to 1.12 N/㎡ in the sand, respectively. ⚪ The water level, flow velocity, and flowrate at the moment the manure moved were measured or estimated in order to derive conditions for sediment transport, which is to prevent sewage solids from depositing in the combined sewer line. ⚪ Under the condition of Q=0.002㎥/s, measured velocities were less than 0.6㎧ for all diameters. Under the condition of Q=0.005㎥/s, measured velocities were greater than 0.6㎧ for D200, D300, 7‰ for D450 and 8‰ for D600. Under the condition of Q=0.01㎥/s, measured velocities were greater than 0.6 ㎧ at 3‰ for D200, 4‰ for D300 and D450 and 5‰ for D600, respectively. ⚪ Correlations between the pipe diameters and the pipe slopes for the minimum flow velocity were derived from various particle conditions. The required pipe slopes for transferring the medium particle of sand(0.3∼1mm) were 6∼7.5‰ for D200, 3∼4.5‰ for D300. The major factors affecting this correlation were not only the size of each particle but also the ratio of water depth to pipe diameter, since the decreased y/D in larger pipes over-designed could be a cause of sediment deposition. ⚪ The appropriate shear stress was derived using the water level and flow rate information measured from field experiments. As a result, the maximum shear stresses were in the range of 2.9 to 3.08 N/㎡ on the 1st test and 2.72 to 2.9 N/㎡ on the 2nd test, respectively. The maximum value of the shear stress was related with the peak time of sewage generation during the day, and the average value of the shear stress might be related with the volume of sewage drained. ⚪ The correlation between flow velocity and shear force was derived by offsetting one of two factors (hydraulic radius and pipe slope). In the case of empirical correlation using flow information collected from the specific field experiments in this study, the correlation was. ⚪ A methodology of sewer design using the concept of the densimetric Froude number was evaluated, with which designers could have insights to predict whether sewer sediment acts as a suspended sediment load or bedload in the sewers. ⚪ After fitting the field experimental data in this study, was obtained. By evaluating the appropriate range of the fitting result, for effective range of densimetric Froude number less than 2.2, was proposed. ⚪ The self-cleansing of the pipeline was simulated using a reservoir in the upstream of the pipeline. The minimum shear stress holding time (T) varied depending on the diameter of the orifice connecting the water tank and the sewer line. The diameter of the orifice could be secured, which maximizes the T value under a specific condition. This study is expected to be used as a supporting case study for future policy making, which would ultimately be headed to direct input of manure to the public sewers without passing through private septic tanks in sewage treatment areas.

조류와 파랑이 가로림만 퇴적물 분포에 미치는 영향 연구

이윤균 부경대학교 환경해양대학 2008 국내석사

The study area, Garolim Bay of gourd-shaped is located in the Taean Peninsula, the mid-west coast of Korea. Tidal currents and wind waves are simulated with EFDC and SWAN model for figuring out the effects of currents and waves on bottom sediment distribution in the bay. With the results of NORI(2004) and KORDI(2005) field work, threshold bed shear stress of bottom sediment, bed shear stress of tidal current and wind wave are calculated using empirical formulas of Rijn(1993) and Soulsby(1997) from the outputs of numerical models. It is roughly found out that local pattern of erosion-sedimentation in the bay through analyzing the calculated sedimentation-resuspension stress fields, which is subtracted the bed shear stress of current or wave, from threshold bed shear stress of bottom sediment. According to the field study of NORI(2004) and KORDI(2001), sandy mud is widely distributed in the Garolim Bay, whereas muddy sand with high contents of sand is locally distributed along west coast of bay. Calculated bed shear stress of tidal current exceed those of wind wave in most parts. The field of tidal bed shear stress shows maximum value at narrow entrance located north of the bay, and it is gradually decreased in advance to inner parts. They are relatively high in central part around the main stream, slowly decreased toward east and west coast. Bed shear stress of wind waves are similar to those of tidal current, except that there is no difference between off and on the coast. Calculated threshold bed shear stress field of bottom sediment ranges from 0.01 ~ 1.0 N/m2, shows high value at entrance and northern central part around the main stream whereas small value along the east, west and south coast. As a whole, it is presumed that erosion and resuspension process occurs at the entrance and northern part of the line of Gopado-Ungdo around main stream. On the other hand, sedimentation occurs along the east, west and south coast of the bay. These results are consistent with the former study of Lee(2004), and KORDI(2005). Compared the bed shear stress of tidal current and wind wave respectively with threshold bed shear stress, it is hard to find out any relations or similarities. This implies that sediment transport in the Garolim Bay mostly depends on both tide and wave with complexity, not only the one of tide or wave. This study has some limitations : ⅰ) any consideration about non-linear interaction effects between tide and wave, which is important in sediment transport process according to the former studies(Smith, 1977; Grant and Madsen, 1986) is not included, ⅱ) simple sinusoidal wave of one period is inputted as a forcing in wave model, which can not reflect the real wave effect on sediment transport, and ⅲ) there is a possibility of considerable error in applying the empirical formula of Rijn(1993) and Soulsby(1997) to calculate bed shear stress of current and wave. So only rough descriptive analysis of erosion, transportation and sedimentation pattern in Garolim Bay can be performed instead of precise quantitative analysis. In spite of all limitations described above, the attempt of applying the quantitative procedure to calculate bed shear stress with field work results, numerical models, and empirical formulas is meaningful in coastal sedimentology of KOREA. In the future study, it may be needed to research the relation of sediment transport and bed shear stress using quantitative method of applying theoretical dynamics with sediment numerical modelling and a long haul of bottom and suspended sediment observation. 1978년에 Smith(Smith, 1977)와 Madsen(Grant and Madsen, 1986)이 독립적으로 파랑과 해류가 공존하는 해저 경계층에서 파랑과 해류의 비선형적 상호 작용에 의해 해저 전단응력이 증가한다는 해저 경계층 이론을 소개한 이후, 연안에서 해저 경계층의 해수유동과 퇴적물 이동에 대한 관심이 높아졌으나, 국내에서의 연안 혹은 만 해역에서 특징적으로 발생할 수 있는 퇴적물 이동에 대한 이론적 고찰은 만족할만한 수준에 이르지 못하고 있으며, 관측결과를 바탕으로 퇴적물의 입도분석 결과를 통해 퇴적분포 양상을 추론하는 정성적인 연구가 주류를 이루어 왔다. 따라서 본 연구에서는 가로림만에서의 비교적 풍부한 부유사 및 퇴적물 관측결과를 바탕으로 수치모형 실험을 통하여 가로림만의 파랑 및 조류를 재현하고, 이를 바탕으로 퇴적물 분포에 직접적으로 영향을 미치는 전체의 해저면 전단응력 중에서 파랑에 의한 전단응력과 조류에 의한 전단응력을 경험식을 통해 산정하였다. 또 퇴적물 분포와 파랑, 조석운동이 퇴적물 분포에 미치는 영향을 알아보기 위하여 연구대상 해역에서의 현장조사 결과를 토대로 해저면 퇴적물의 임계전단응력을 산출하고 조류 전단응력 및 파랑 전단응력과의 공간적 분포 비교를 통해 연관성을 살펴보았다. 그리고 최종적으로 임계전단응력과 조류 전단응력 및 파랑전단응력과의 차이를 구하여 공간적?지역적 분포를 살펴봄으로써 가로림만 내에서의 전반적인 침식, 퇴적 양상을 개략적으로 추론해 보았다. 기존의 연구결과들을 통해 충분히 신뢰성이 검증된 EFDC 모형과, SWAN 모형을 이용하여 가로림만의 조석?조류 및 파랑을 모의하였으며, 관측값과의 비교검증 결과 조석모델 결과는 전체적으로 모델결과 값이 관측치에 비해 모델의 조위값이 다소 작고 위상은 모델결과가 관측치에 비해 약간 늦게 나타나나, 전반적으로 보아 조간대 지역에서의 육지경계 이동(moving boundary) 효과를 포함하여 비교적 가로림만에서의 조석에 의한 해수유동을 잘 재현하였으며, 파랑모델에 대한 검증결과 전반적으로 외해에서 전파된 파고가 가로림만 입구를 통과한 후 얕은 수심과 좁은 수로의 영향으로 인하여 급격하게 파고가 감소하는 경향을 보이는데, 이러한 파고 및 파향의 분포는 한국전력공사(1986) 및 한국해양연구원(2005)의 관측결과와 대체로 일치하고 있다. 한국해양연구원(2001)과 국립해양조사원(2004)에 의해 관측된 퇴적물 조사결과를 분석한 결과, 모래질 뻘(sandy mud) 퇴적층이 만 내부에 넓게 분포하고 있고, 만의 서측, 즉 이원면 동측 해안의 경우 비교적 모래 함량이 높은 뻘질 모래(muddy sand) 퇴적층이 분포하고 있는 경향을 보여주었다. 퇴적물 입도분석 결과와 수치모형 수행 결과를 토대로 통계분석을 실시한 결과, 가로림만에서의 해저면에 영향을 미치는 전단응력에서 조석운동으로 인한 비중이 파랑 작용에 의한 전단응력에 비해 전반적으로 더 큰 것으로 계산되었으며, 조류 전단응력의 공간적 분포는 북쪽의 가로림만 입구해역에서 가장 크게 나타나고 만의 내부로 진행하면서 상대적으로 주수로가 위치한 중앙부에서는 비교적 큰 전단응력 값을 보여주고 있는데 반해, 좌우의 해안선 주변 연안역에서는 비교적 작은 전단응력 값이 분포한다. 파랑 전단응력의 공간분포는 조류 전단응력의 경우와 달리 만의 중앙부와 주변부에 따른 차이가 뚜렷하게 나타나지 않고 있으며 만 입구로부터의 거리에 따라 점차 전단응력 값이 감소하는 형태를 보이고 있다. 해저퇴적물의 임계전단응력은 최소 약 0.01 N/m2 ~ 최대 약 1.0 N/m2의 범위로 계산되었으며, 분포양상은 조류 및 파랑의 전단응력 분포와 유사하게 북쪽의 만 입구 및 중앙부의 주수로 주변과 웅도-고파도 선의 북쪽해역에서 전반적으로 크게 나타나는 반면, 남측해역과 만의 좌우 연안, 그리고 남쪽의 태안읍 연안에서는 작은 값을 보인다. 퇴적물의 임계전단응력에서 조류와 파랑의 전단응력을 뺀 나머지 응력값을 계산 침식-퇴적 응력값의 계산 결과 전반적으로 가로림만의 입구와 웅도-고파도 선의 북측 해역 및 중앙부의 주수로 주변해역에서는 침식작용이 우세하게 일어나며, 그 반면에 만의 가장자리인 좌우의 해안선 주변 해역과 만의 남측인 태안읍 해안의 소규모 만 지역에서는 퇴적작용이 우세한 것으로 추론되는 바, 이러한 결과는 가로림만 퇴적물에 관한 기존의 연구결과(해양연구원, 2005 및 Lee, 2004)와 일치하였다. 조류 전단응력 및 파랑 전단응력의 지역적 분포를 퇴적물의 임계전단응력 분포와 대비하였을 때 뚜렷한 공간적 분포의 유사성이나 연관성은 찾기 어려웠으며, 이는 가로림만의 퇴적물 이동 양상은 조류와 파랑의 어느 한 요소에 의해 주로 영향을 받는 것이 아니라 두 가지 모두에 의해 복합적으로 결정된다는 점을 시사하는 것으로 이해된다. 본 연구의 특성상 첫째, 해류 및 파랑이 공존하는 해역에서의 퇴적물의 이동에중요한 영향을 미칠수 있는 두 요소 간의 비선형적 상승효과를 고려하지 못했고, 둘째, 파랑 수치모델의 입력 파랑을 하나의 주기와 파고를 갖는 단주기파로 가정하여 실제 가로림만에서 발생되는 파랑효과를 완전하게 고려하지 못하였으며, 셋째, 전단응력과 임계전단응력의 계산에 이용된 경험식의 선택에 있어 계산오차의 범위가 침식, 퇴적의 정량적 분석을 위한 한계를 넘었을 가능성이 있어 정확한 정량적 분석을 배제하고 가로림만 내에서의 침식과 퇴적에 관한 개략적인 패턴을 이해하는 범위에서만 적용한 것 등의 한계가 있었던 바, 이러한 한계에도 불구하고 퇴적물 현장조사 결과 및 수치모형과 경험식을 이용한 정량적 방법을 연안역에서의 퇴적물 침식, 퇴적 연구에 적용한 것은 그 의의가 있을 것으로 사료된다. 향후, 비선형 상호작용에 의한 전단응력 상승효과를 파악하기 위해서는 부유사를 포함한 퇴적물의 분포 및 이동 양상의 장기적이고 세밀한 관측과 더불어, 우리나라 연안해역의 해수유동 특성에 따른 전단응력 산정에 관한 이론연구와 수치모형을 통한 전단응력과 퇴적물 이동과의 관계 등이 역학적으로 명확하게 해석되어야 할 것으로 보인다.

실지진하중을 이용한 중진지역에서의 액상화 저항강도에 관한 실험적 연구

박성용 연세대학교 대학원 2003 국내석사

지반의 액상화 저항강도를 산정하기 위한 실내시험 수행시 대부분의 경우는 실지진력을 이용하기보다는 등가전단응력과 등가반복 재하횟수로 표현된 정현파의 진동하중을 사용한다. 등가전단응력 개념은 지진으로 인해 발생하는 전단응력 중에서 최대전단응력의 65%를 정현파로 적용시키는 것으로 실제 지반내의 불규칙한 지진력과는 상대적인 차이가 있다. 또한 등가전단응력개념에 의해 개발된 액상화 평가방법은 미국이나 일본 같은 강진 지역에 적합한 방법으로 우리나라와 같은 중진 지역에 적합한 액상화 평가방법의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 지진과 같은 불규칙한 동하중이 작용할 때 포화 사질토의 거동 특성을 연구하기 위하여 지진력과 같은 불규칙한 전단하중을 재현할 수 있는 정밀한 진동삼축시험기를 사용하였다. 진동삼축시험시 하중파는 우리나라와 같이 지진의 발생 빈도가 적고 지진규모가 작은 중진지역에 적합한 지진규모 6.5 부근의 지진파를 선택하였다. 지진파는 불규칙한 지진파의 파형태에 따른 액상화 저항강도 특성을 분석하기 위해 충격형과 진동형 지진파형으로 분류하여 실험하였다. 실험에 사용된 시료는 액상화가 발생하기 쉬운 주문진 표준사를 선택했다. 실지진파형 진동삼축시험 결과를 이용하여 중진규모에서의 지진파 형태에 따른 액상화 저항강도 특성을 분석하였고 강진규모의 경우와 비교하였다. 또한 등가전단응력 개념에 기초한 정현파를 이용한 진동삼축시험을 수행하여 실지진파를 이용한 실험결과와 비교분석 하였다. 실지진파를 이용한 진동삼축시험 결과 포화사질토의 액상화 저항강도는 우리나라에 적합한 중진규모(M=6.1∼6.6) 구간에서는 큰 변화를 보이지 않았으나 강진규모로 갈수록 액상화 저항강도가 감소하였다. 충격형과 진동형 지진파형에 따른 액상화 저항강도는 중진규모와 강진규모의 경우 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 일본에서 액상화 저항강도 산정시 사용하는 불규칙파에 대한 보정계수를 파형에 따라 구분하여 사용하지 않아도 될것으로 판단된다. 등가전단응력 개념을 이용하여 산정한 실지진파의 등가반복재하횟수에 따른 포화사질토의 액상화 저항강도는 등가반복재하횟수가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 정현파를 이용한 진동삼축시험 결과와 실지진파를 이용한 진동삼축시험 결과를 비교했을 때, 지진규모에 따른 액상화 저항강도비는 지진규모 6.5 이상에서는 기존의 정현파형 진동삼축시험이 지반의 액상화 저항강도를 실제보다 높게 산정하였고, 6.5 이하에서는 낮게 산정함을 알 수 있었다. 따라서 실지진파를 이용한 시험을 통하여 우리나라와 같은 중진규모의 지진국가에서는 지반의 액상화 저항강도를 보다 합리적으로 산정할 수 있음을 알 수 있다. Liquefaction potential is evaluated by comparing the liquefaction resistance strength of soil with the cyclic shear stress generated in the soil layer during earthquakes. Instead of irregular earthquake loading, the equivalent uniform stress concept presented by Seed and Idriss(1975) has been applied to evaluate the liquefaction resistance strength. The liquefaction assessment method which was invented by using the equivalent uniform stress concept is suitable for the severe earthquake region such as Japan or USA, so the proper method to Korea is needed. In this study, estimation of the criterion of the resistance to liquefaction was conducted by applying real earthquake loading to the cyclic triaxial test. The earthquake acceleration records were used as representative time history of stresses in the test. They are divided into two types - impact and vibration. The Joomoonjin standard sand was used in this investigation. From test results, the characteristics of the fine sand under moderate earthquakes were analyzed and compared with the results under strong earthquakes. Furthermore, results of the liquefaction resistance strength based on the equivalent uniform stress concept and the concept using real earthquake loading were compared. As a result of cyclic triaxial tests of saturated sand using real earthquake loadings, the liquefaction resistance didn't almost change in the moderate magnitude range as magnitude increased but decreased in the total magnitude range. The effect of loading waveform on the liquefaction resistance was not signigicant in not only moderate magnitude range but also strong magnitude range. It means that the distribution of correction for irregularity in the waveform isn't needed. As the equivalent number of uniform stress cycles increased, the liquefaction resistance of saturated sand estimated by using the equivalent uniform stress concept decreased. Furthermore, comparing the results from sine wave loading with the results from real irregular earthquake loading, below magnitude 6.5, the liquefaction resistance by real irregular earthquake loading is more larger than that under sine wave loading but above the magnitude 6.5, that under real irregular earthquake loading is smaller than that under sine wave. Based on all of these test results using real earthquake loading, the proposed experimental evaluation reflect the dynamic characteristics of soil more accurately than those with equivalent uniform stress concept.

流體 剪斷 應力에 대한 細胞 反應에 관한 硏究

이시우 인제대학교대학원 2010 국내석사

The objective of this study was to investigate cellular responses under flow-induced shear stress. The cellular responses were evaluated by proliferation, differentiation of cells and other related observations. Biomimetic physical environment was controlled by a bioreactor to apply flow-induced shear stress. This study consists of 3 parts. In Part Ⅰ, the backgrounds were introduced to help understanding of this study. The objective of Part Ⅱ was to investigate the efficacy of a newly designed perfusion bioreactor which provides flow-induced mechanical stimulation on the cells which reside in the intra-morphology controllable scaffolds. And a newly designed bioreactor system for perfusion culture was introduced and utilized. For the analysis of cellular responses of bone-tissue related cells cultured in the perfusion bioreactor system, various biological assays were performed such as MTT test, measurements of DNA content, FE-SEM observations, and live/dead staining. In this study of Part III we investigated the effects of biochemical reagents, direct co-culturing as well as flow-induced shear stress on the differentiation of MSCs into vascular cell lineages. To regulate biomimetic vascular environments, biochemical reagents such as vascular endothelial growth factor (VEGF) and fibroblast growth factor-2 (FGF-2), co-culturing with endothelial cells, engagement of flow-indued shear stress were introduced and their effects on differentiation of MSCs were investigated. Immunocytochemistry stainings for von Willebrand factor (vWF) and α-smooth muscle actin (α-SMA) were performed. Results of Part Ⅱ showed that the cells cultured by the perfusion bioreactor resulted in higher proliferation rate and mineralization of extracellular matrices than those cultured in static culture. In Part Ⅲ, the expressions of α-SMA were observed in MSCs co-cultured with growth factor under static culture on day 4, but these were remarkably decreased on day 7. The expression of α-SMA in MSCs under shear stress was increased regardless of the growth factors. However, MSCs co-cultured with HUVECs did not show expression of vWF. From results of Part Ⅱ, we could confirm the potentials of a newly developed perfusion bioreactor, intra-morphology controllable scaffolds, the combination of the suggested scaffolds and perfusion culturing system in relation to bone tissue engineering. In Part Ⅲ, we could suggest that engagement of flow-induced shear stress on MSCs may be helpful for inducing MSCs differentiation into vascular lineages. 본 연구에서는 bioreactor를 이용하여 유체 전단 응력을 다양한 세포에 인가하고 그에 따른 세포의 증식, 분화 및 관련 반응을 분석하여 유체 전단 응력에 대한 세포의 반응을 확인하고자 하였다. 유체 전단 응력을 이용하여 인체 내 물리적 미세 환경을 재현하고 그에 따른 세포 반응을 확인한 연구 결과를 3개의 part로 나누어 정리하였다. Part Ⅰ에서는 본 연구의 이해를 돕기 위한 backgrounds를 소개하였으며, Part Ⅱ에서는 bioplotter system을 이용하여 형상이 제어된 골 조직 재생용 3차원 지지체를 제작하고 새로운 형태의 perfusion bioreactor에 적용, 그 결과를 분석하였다. 이를 위해 제작된 3차원 지지체에 골 관련 세포들 (MG-63, 중간엽 줄기세포)을 파종하고 유체 전단 응력을 인가하여 그에 따른 세포의 반응을 MTT test, DNA assay, FE-SEM, Live/dead staining을 통하여 확인, 분석하였다. Part Ⅲ에서는 혈관 내의 다양한 미세 환경의 체외 구현을 시도한 후 중간엽 줄기세포 (mesenchymal stem cells, MSCs)의 혈관 관련 세포로의 분화특성을 확인하였다. 혈관 내 다양한 미세 환경을 모사하기 위하여 혈관 분화 관련 biochemical reagents인 vascular endothelial growth factor (VEGF)와 fibroblast growth factor (FGF-2)의 사용, MSCs와 내피 세포의 공배양, 유체의 흐름을 이용한 전단 응력 인가에 따른 MSCs의 분화 특성을 확인하고자 하였다. 공배양시 MSCs의 분화 특성 분석을 용이하게 하기 위하여 MSCs를 GFP-lentiviral vector로 infection하여 사용하였으며 분화는 vascular lineage specific marker인 von Willebrand factor (vWF)와 α-smooth muscle actin (α-SMA)의 발현을 immunofluorescence staining을 통해 검증하였다. 실험 결과, Part Ⅱ에서 perfusion bioreactor를 이용하여 배지의 흐름을 유발시켜 유체 전단 응력을 인가한 실험군에서 세포의 증식 및 세포외 기질 형성이 유체 전단 응력을 인가하지 않은 대조군에 비해 크게 증가한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제안된 형상이 제어된 지지체를 이용한 perfusion culture는 존의 perfusion culture에서 제기된 문제점을 해결할 수 있을 것으로 판단된다. Part Ⅲ에서는 유체의 흐름을 유발시켜 혈관 내 물리적 미세환경을 재현하고, 전단 응력 인가에 따른 MSCs의 morphology 변화와 동시에 vascular lineage specific marker인 α-SMA의 발현이 증가 또는 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 더불어 내피세포의 증식 및 vWF의 발현 또한 증가하는 것으로 관찰되었다. 따라서 유체 전단 응력 인가로 인하여 세포의 활성이 증가하여 증식 및 분화 관련 반응이 활발하게 이루어진 것으로 사료된다.

교각전면부 하상재료의 입도분표에 따른 전단응력 산정에 관한 실험적 연구

박윤성 明知大學校 大學院 2003 국내석사

세굴에 영향을 미치는 요소는 여러 연구자들에 의하여 크게 수리·수문량, 구조물 형태, 하상재료로 나눌 수 있다. 또한 세굴은 복잡한 3차원 난류경계면, 부정류, 세굴공(Scour hole)에서의 유사거동 및 접근 유속, 접근수심, 교각 폭, 하상토의 크기 등의 영향을 받는다. 하지만, 이 모든 영향요소를 한번에 고려하여 교각 주위 세굴심을 산정한다는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서, 적절하고 합리적인 세굴심을 예측하려면 세굴공에서의 하상입자 특성에 대한 전단응력을 결정하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 전단응력을 수리실험에 의하여 실제 측정하였으며 그때의 세굴현상을 고찰하였다. 본 실험은 비점착성 재료인 모래와 모형사를 이용하였으며 정적세굴 조건하에서 실시하였다. 그 결과 세굴은 유속비가 에서 발생하였고, 유속비가 증가할수록 세굴심은 선형적으로 증가함을 알 수 있었다. 또한, 원형과 사각형 교각을 포함한 모든 실험 데이터에대해 세굴심이 발생하지 않은 즉, 0 세굴심에서의 전단응력비(평균값이 7 내외로 나타났으며, 같은 하상입자의 경우에 원형 교각보다 사각형 교각에서의 전단응력비 값이 더 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이는 교각 앞의 복잡한 흐름에 의하여 그 값을 정량화하기 어려운 전단응력을 간접적으로 산정함으로써 추후, 교각 주변의 하상재료에서 세굴을 규명하기 위한 연구에 기초적 자료가 될 것이다. According to researchers, the influential factors of scouring are generally divided into three factors: the flow conditions, the type and position of structures, and the characteristics of bed materials. In addition, scouring is affected by the 3-dimensional turbulent boundaries, the unsteady flow, movement of sediment in the scour-hole areas, the approach flow velocity and depth, the width of the bridge foundation/pier, and the particle size of bed materials. However, it is difficult to estimate the scour depth near bridge piers when all conditions are factored in at once. Therefore, for reasonably accurate estimates of scour depth, it is essential to consider sufficiently the flow force and resisting force for scour. That is, to determine the shear stress concerning the bed material distribution is needed. In this study, the experiments were performed under the condition of a steady state of flow. As a result, scouring occurred at velocity ratios of V/V_c=0.476, and the scour depth was increased linearly as the velocity ratio increased. In addition, the average values of shear sress ratio at zero scouring depth in both rectangular and circular piers were approximately 7(tau_c/tau_approach), and in the case for same size bed particle materials, the shear stress ratio of rectangular piers were higher than circular piers. The results of this study can be used for the fundamental material for estimating the scour depth of bed materials.

부산 해안 모래의 액상화 저항 특성에 관한 연구

박지호 부산대학교 대학원 2020 국내석사

2016년부터 대한민국에서 관측된 규모 5.0이상의 대규모 지진은 2016년 7월 울산광역시 동구 해역에서의 지진, 2016년 9월 경상북도 경주시의 지진, 2017년 11월의 포항시 지진이 있으며 모두 부산과 지리적으로 가까운 지역에서 발생한 지진이라 할 수 있다. 그 중 가장 최근에 해당하는 2017년 11월 15일에 발생한 경북 포항시에서의 지진(규모 5.4)는 공식적으로 확인된 바와 같이 액상화 현상의 흔적들이 다소 발견되었다. 따라서, 해안매립지 및 모래지반이 존재하는 부산지역에서도 지진으로 인한 액상화 저항 특성에 관한 연구가 필요하다고 판단을 하였고 본 연구를 실시하였다. 본 연구에서는 부산광역시의 대표적인 해안 7개소를 선정하여 각 지역의 원지반 모래시료를 채취하여 연구를 수행하였다. 대표적인 부산 해안 7개소는 다대포, 송도, 광안리, 해운대, 송정, 일광, 임랑으로 선정하였다. 채취한 시료는 주어진 상대밀도와 구속압력의 조건에서 DSS 장비로 진동저항응력비(CSR, Cyclic Stress Ratio)를 증가시키면서 실내 단순반복전단시험을 실시하였으며, 액상화 전단저항응력비(CRR, Cyclic Resistance Ratio)를 비교 평가하였음을 밝힌다. 그 결과, 부산 해안 7개소 중에서는 해안대 모래가 액상화 전단저항응력비(CRR, Cyclic Resistance Ratio)가 가장 낮게 나왔으며, 해당 모래의 입도분포를 분석한 결과 액상화 가능성이 있는 흙의 입도분포 범위에 속해있음을 확인하였다. 핵심용어 : 액상화(Liquefaction), 지진(Earthquake), 부산(Busan), 해안(Coast, Shore), 상대밀도(Relative Density), 진동저항응력비(Cyclic Stress Ratio, CSR), 액상화 전단저항응력비(Cyclic Resistance Ratio, CRR), 모래(Sand)

실지진하중을 이용한 등가반복 재하횟수의 산정에 관한 실험적 연구

함경원 연세대학교 대학원 2003 국내석사

본 연구에서는 현재 액상화 상세법에서 통상적으로 사용하고 있는 등가전단응력과 등가반복 재하횟수에 대하여 실험적으로 검증하였다. 현재 국내 액상화 상세법 평가시 정현파형 진동삼축시험을 실시하고 있다. 이 때 액상화가 발생하는 등가반복 재하횟수는 10회를 사용하고 있는데, 이는 1975년 Seed와 Idriss에 의한 등가전단응력과 등가반복 재하횟수 개념에 근거하고 있으나, 실험적으로 검증된 것은 아니다. 따라서 실지진파형 진동삼축시험과 정현파형 진동삼축시험을 통하여 국내 상세법 평가에서 적절한 등가반복 재하횟수를 실험적 방법으로 제안하고자 한다. 본 연구에서는 국내의 지진규모에 적합한 6.5규모의 지진기록을 대상으로 지진파의 형태를 충격형, 진동형으로 구분하여 액상화 저항강도 특성을 분석하였으며, 1차원 지반응답해석 프로그램인 PROSHAKE를 이용하여 지진파의 가속도 응답스펙트럼을 구한 후, 설계지반수준인 0.154g와 0.110g의 표준설계응답스펙트럼을 만족하는 지진파만을 선별한 후, 이 지진파에 대하여 Seed와 Idriss에 의한 해석적 방법으로 구한 등가반복 재하횟수 N_(theory)와 실험적 방법으로 구한 등가반복 재하횟수 N_c를 비교, 분석하였다. Seed와 Idriss의 등가전단응력과 등가반복 재하횟수 개념에 기초한 지진파의 해석결과, 지진 규모 6.5대의 중진 규모 지진의 경우 충격형 지진파 보다는 진동형 지진파 등가반복 재하횟수 N_(theory)가 높은 경향을 보였다. 실지진파형 진동삼축시험 결과, 액상화가 발생하는 최대축차응력을 살펴보면, 진동형의 지진파보다는 충격형의 지진파가 더 큰 최대축차응력을 나타내었으며, 에너지의 증가에 따라 최대축차응력은 감소하는 경향을 보여주었다. 이는 규모가 커짐에 따라 액상화 최대축차응력이 감소하는 기존의 연구 경향과 일치함을 보여주고 있다. 등가전단응력 개념에 기초한 정현파 진동삼축시험 실시 결과, 지진의 에너지가 증가함에 따라 액상화가 발생하는 등가반복 재하횟수인 N_c가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 진동형 지진파는 10회 이상, 충격형 지진파는 10회 이하의 등가반복 재하횟수를 보여주고 있다. 이는 진동형 지진파는 0.65보다 큰 등가전단 응력계수의 적용이 필요함을 의미하며, 충격형 지진파는 0.65보다 작은 등가전단 응력계수의 적용이 필요함을 의미하는 것으로 Ishihara와 Yasuda가 1975년에 발표한 지진파형에 따른 보정계수에서 충격형의 보정계수는 0.55, 진동형의 보정계수는 0.7을 제안한 것과 유사한 경향을 보여준다. 위의 결과들을 종합해 볼 때, 현재 상세법 평가시에 통상적으로 사용하고 있는 등가반복 재하횟수를 10회로 고정하여 사용할 것이 아니라, 간편법에서 사용했던 지진파를 해석적 방법으로 분석하여 지진파에 맞는 등가반복 재하횟수의 사용을 제안하고자 하며, 지진을 진동형과 충격형으로 구분하여, 등가전단응력 개념에 사용되는 계수를 각각 다르게 적용할 필요성이 있다고 판단된다. Liquefaction potential is evaluated by comparing the liquefaction resistance strength of soil with cyclic shear stress generated in the soil layer during earthquake. Instead of using irregular stress time histories, the equivalent uniform stress concept and equivalent number of cycles concept presented by Seed and Idriss(1975) have been applied to evaluate the liquefaction resistance strength. However equivalent number of cycles used in modified detail method is generally fixed at 10 in moderate magnitude region regardless of earthquake type and peak acceleration. Moreover equivalent uniform stress concept was established not by experimental test but by theoretical method. In this study, determination of equivalent number of cycles was conducted by both theoretical method and experimental test for comparison with both results. Furthermore acceleration response spectrum, type of earthquake (impact and vibration) and energy concept were also considered in this study. Real earthquake data which is satisfied with standard acceleration response spectrum at the level of 0.154g, 0.110g were filtered. And the estimation of the resistance to liquefaction was conducted by applying collected real earthquake loading to the cyclic test and as a result of cyclic tests, shear strength of the soil, τ_(max), was obtained. In this test, Joomoonjjin standard sand was used and relative density of soil sample was 75% and effective confining stress was 100kPa. Then sinusoidal cyclic tests were conducted at the stress level of 0.65 τ_(max) in the same soil sample. From test results, equivalent number of cycles, N_(c), was compared with the results of N_(theory) which was theoretically calculated by Seed and Idriss method. In comparison with test result, N_(theory) of vibration type is more larger than that of impact type and as the energy of earthquake increased, the equivalent number of cycle Nc increased. In vibration type, Nc is almost over 10 and in impact type, Nc is almost below 10. It means that in vibration type, coefficient which is larger than 0.65 is needed and in compact type, coefficient which is less than 0.65 is needed. Consequently, when applying to equivalent uniform stress concept, using different coefficient according to earthquake type should be required and when equivalent number of cycles are fixed at 10, the coefficient was 0.71 in vibration type and 0.54 in impact type. And the results of Ishihara and Youd are 0.70 and 0.55 respectively which are very similar with this study. Based on all of these results using real earthquake loading, it is found that different equivalent number of cycles should be adapted to modified detail method and different coefficient of equivalent uniform stress according to earthquake type should be adapted to simplified method.

전단응력 자극 배양 기반 세포외소포체 치료제 생산 공정 기술 개발

조수민 인천대학교 대학원 2023 국내석사

줄기세포는 질병으로 인해 손상되거나 퇴화된 조직을 재생할 수 있다. 이러한 특징으로 현재 불치/난치질환 극복을 위해 치료제로 다양하게 임상 적용되면서 성공적인 치료 사례들이 다수 보고되고 있다. 하지만 살아있는 줄기세포는 생체 이식 시 낮은 생착률과 생존률, 종양형성 등 다양한 문제가 있다. 최근에 줄기세포에서 분비하는 세포외소포체가(extracellular vesicle, EV) 줄기세포의 주요 치료 효능 기전 중 하나이며 세포 치료제와 유사하거나 더 좋은 치료 효과를 지닌다는 연구 결과들이 발표되었다. 또한 EV는 cell-free therapy로 낮은 면역반응을 보이며, 종양생성, 비이상적인 분화 등 살아있는 줄기세포를 이식해 발생하는 문제점들을 해결할 수 있다는 이점이 있다. EV 치료제는 새로운 치료 패러다임으로 대두되고 있으며 치료제 개발을 위한 임상연구가 활발히 진행중이다. 현재 대부분의 EV 생산공정은 2차원 배양 플레이트에서 배양한 세포의 배양액으로부터 EV를 분리하는 방법이 주가 되고 있으나, 2차원으로 자란 세포에서 분비된 EV는 낮은 생산 효율과 EV 함유 치료인자가 불균일해 EV 치료제 배치마다 치료 효능이 다르다는 문제가 있다. 때문에 치료제로서 상용화되기 위해서는 EV 생산 효율을 높이기 위한 EV 분비능 증폭 기술과 특정 질환을 타켓하는 EV 치료제의 함유 약학 조성물의 조절 기술, 대량생산 공정 기술 개발 및 확립이 필수적으로 요구된다. 이를 해결하기 위해 세포의 유전자 조작 또는 생화학적 배양환경 조절 기법을 통해서 EV 분비능을 강화하고 함유 치료인자를 조절하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 하지만 이러한 방법들은 parental cell의 분화를 유도할 수 있다. 또한 유전자 조작 시 유전자 치료제로 분류되어 엄격한 심사기준이 적용되고 임상 적용이 더욱 어려워질 수 있다. 현재 임상의 가능성을 우선적으로 고려하기 위해서는 국제 세포치료학회(International Society for Cell & Gene Therapy, ISCT)에서 기수립된 parental cell의 줄기세포능을 유지하고 비가역적 분화를 일으키지 않는 생산 공정에 따라 EV의 자연분비를 증폭시키는 방법이 효율적이라고 판단된다. 본 연구에서는 중간엽 줄기세포의 전단응력 자극 배양을 통해 EV 자연 발생을 유도할 수 있는 microchannel 세포 배양 시스템을 개발하여 임상적용이 가능한 EV 대량생산 공정을 확립할 것이다. 또한 전단응력조건에서 줄기세포의 미분화능을 유지하면서 치료인자 분비 potential만을 자극하여 EV 함유 치료인자를 조절할 수 있는 전단응력 자극 기반 배양장치를 개발하고 제작할 것이다. Stem cells can be used to regenerate or repair damaged tissue. Stem cells have been clinically applied as a treatment for overcoming incurable and refractory diseases, and many successful treatment cases have been reported. However, stem cell therapies have several problems, such as tumor formation, low engraftment rate, and short-term survival rate after transplantation. Recently, stem cell derived extracellular vesicles (EVs), one of the main therapeutic mechanisms of stem cells, are emerging as an alternative therapeutic approach for tissue repair and regeneration. The EV therapy as alternative to cell therapy, have advantages such as lower immunogenicity, the ability to cross brain blood barrier (BBB) and higher safety profile. Especially, mesenchymal stem cells (MSCs) derived EV can mimic the therapeutic effects of MSCs including activation of immune effector cells, angiogenesis and differentiation potential. For these reasons, several preclinical studies of MSC derived EV are in progress. However, for clinical application of EV therapy, bioengineering refinement of clinical and commercial limitations such as standardization of production and design is required. Specifically, there are major challenges; low yield of production, standardized potency and EV generation. Engineering approaches including genetic and chemistry modification were introduced to stimulate EV production and enhance EV yield. However, these approaches might lead to differentiation of parental cells. Differentiation of parental cells requires more complex and strict clinical criteria. For clinical application, it is efficient to maintain the undifferentiation of parental cells criterial established by the International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT) and to enhance the natural secretion of EVs. Therefore, we developed a micro-fluidic device that can induce natural secretion of EV through stem cell shear stress stimulation. In addition, we manufactured a clinical scale of EV that can control cargo molecule while maintaining the undifferentiation of stem cells under the shear stress condition.