안정한 리튬 금속 전지를 위한 리튬 금속 표면 제어

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 융합과학기술대학원 융합과학부(나노융합전공), 2020. 8. 김연상.Batteries constitute a core technology in modern society. Batteries are found in many devices, including smartphone, smart watch, laptop, and electric vehicle, all commonly used in daily life. As the demand for batteries has increased, various studies on batteries have been conducted. One of the major topics in this field is the expansion of battery capacity, which corresponds to a key consumer concern. In order to increase capacity, it is necessary to use an electrode material of high capacity. However, the graphite-based negative electrode material continues to impose various constraints in commercialized battery production. Lithium (Li) metal is emerging as a promising next-generation material for negative electrodes with its superior capacity, low electrochemical potential, and low density. Attempts have been made to use Li metal, but obstacles remain, such as stability and safety issues. Li metal is a hostless material, so instead of maintaining the solid electrolyte interphase (SEI) layer, it will continually expand volumetrically and break. Retention of a stable SEI layer is thus a key element in implementation of Li metal as a negative electrode. Li ion flux is concentrated on the broken gap and dendrite growth, causing an internal short circuit or increasing surface resistance due to an accumulation of electrolyte decomposition, ultimately decreased cycle stability. This paper deals with three studies of SEI layer stabilization. The first part presents a method of uniformly distributing the current density by applying a 3D structure to the Li metal surface. The second part introduces a method of polymer protective coating on the Li metal surface applied by thermal curing. The third part consists of a method of imparting a lithium fluoride layer to the Li surface through thermal curing. These methods have shown to improve the stability of the Li metal surface and thus the safety of the Li metal battery.배터리는 현대사회의 핵심 기술이다. 우리가 일상생활에서 흔히 사용하는 스마트폰, 스마트워치, 노트북에서부터 전기 자동차에 이르기까지 대부분의 소자에 배터리를 사용하고 있다. 소비자는 한번 충전했을 때 더 오랜 시간 사용하기를 원하는데 배터리 기술에서 용량은 가장 중요한 부분을 차지한다. 배터리는 음극과 양극, 전해질과 분리막으로 나눌 수 있는데, 용량을 높이기 위해서는 음극과 양극에서 높은 용량을 갖는 전극 물질을 사용해야 한다. 리튬 금속은 음극 물질 중에서도 이론 용량이 가장 높고 전기화학 전위가 낮아 차세대 고용량 전지의 물질로 각광을 받고 있다. 하지만 리튬 금속의 표면 안정성 문제는 상업화의 걸림돌이 되어 여전히 흑연 기반의 음극 물질에 머무르고 있다. 이 논문에서는 리튬 금속 표면을 제어하기 위한 세 가지 연구를 다룬다. 첫 번째 연구는 리튬 금속 표면에 스테인리스강 성분의 3차원 구조를 적용하는 것이다. 3차원 구조는 리튬 금속 표면에서 부피 팽창하는 힘을 완화시켜주고 전류 밀도를 분산시켜 주기 때문에 리튬이 수지상으로 성장하는 것을 막아준다. 그리고 전자 이동 경로를 제공하여 높은 쿨롱 효율을 유지할 수 있도록 도와준다. 이를 리튬 금속 전지를 제작하여 적용했을 때 향상된 수명 특성을 보여주었다. 두 번째 연구는 열 경화를 통해 리튬 금속 표면에 고분자 층을 형성하는 것이다. 사용한 고분자는 ethylene oxide unit을 갖고 있기 때문에 리튬 금속 표면에서 리튬 이온을 전달해 주는 역할과 동시에 리튬 금속의 부피 팽창을 억제해 준다. 전기화학 특성 실험을 통해 제작된 고분자 보호막 층이 리튬 금속 표면을 안정화 시켜준다는 것을 확인하였다. 얇고 가벼운 고분자 층을 사용하기 때문에 전지 시스템에서 에너지 밀도 손실을 최소화로 줄여준다. 세 번째 연구는 열 경화를 통해 리튬 표면에 lithium fluoride (LiF) 층을 부여하는 것이다. LiF 는 solid electrolyte interphase (SEI) 층의 주요 구성 성분으로 전기화학적으로 가장 안정하기 때문에 리튬 금속에 LiF 층이 형성되면 SEI 층을 보다 안정하게 유지시킬 수 있다. LiF를 리튬 금속 표면에 적용하는 방법이 복잡한 이전 연구와는 다르게 리튬 금속 표면에 보호막 층을 코팅하여 열을 가하기만 하면 형성되는 매우 간단한 방식으로 제작되었다. 이 보호막 층은 리튬 금속 전지에서 우수한 특성을 보여준다. 이 논문에서 제시된 연구들은 공정이 간단하면서도 더 얇고 더 가볍게 제작되어 보호막의 근본적인 단점이라고 할 수 있는 에너지 밀도 손실을 최소화하는 방향으로 실험이 진행되었다. 이 기술들은 리튬 금속 음극을 상용화할 수 있는 가능성을 제시해 준다.Chapter 1 Introduction 13 1.1 Overview 13 1.2 References 16 Chapter 2 Fundamental and literature review 17 2.1 Background on Li metal anode 17 2.2 Issues with Li metal anode 17 2.3 References 20 Chapter 3 Three-dimensional mesh structure interlayer 22 3.1 Introduction 22 3.2 Experimental section 28 3.2.1 Fabrication of stainless steel mesh interlayer 28 3.2.2 Characterization of stainless steel mesh interlayer 31 3.2.3 Surface analysis and electrochemical measurement 32 3.2.4 Effect of stainless steel mesh interlayer for Li metal battery 48 3.3 Conclusion 50 3.4 Experimental details 51 3.5 References 53 Chapter 4 Thermal crosslinked polymer protective layer 56 4.1 Introduction 56 4.2 Experimental section 59 4.2.1 Fabrication of PEGDMA protective layer 59 4.2.2 Characterization of PEGDMA protective layer 59 4.2.3 Surface analysis and electrochemical measurement 66 4.2.4 Effect of PEGDMA protective layer for Li metal battery 81 4.3 Conclusion 90 4.4 Experimental details 91 4.5 References 93 Chapter 5 In situ LiF protective layer 96 5.1 Introduction 96 5.2 Experimental section 99 5.2.1 Fabrication of in situ LiF protective layer 99 5.2.2 Characterization of in situ LiF protective layer 99 5.2.3 Surface analysis and electrochemical measurement 105 5.2.4 Effect of in situ LiF protective layer for Li metal battery 119 5.3 Conclusion 124 5.4 Experimental details 125 5.5 References 125 Chapter 6 Conclusion 129 List of publications 131 요약 (국문초록) 133Docto

U형 강재단부요소를 지닌 합성벽체에 대한 반복가력실험 및 강도예측모델

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 건축학과, 2022. 8. 박홍근.Generally, RC walls are used as the primary lateral load-resisting system in buildings. On the other hand, in high-rise buildings and large industrial buildings (e.g., factories and power plants), high structural performance is required to satisfy the high safety and serviceability demands (e.g., story drift ratio, floor vibration). For such high structural performance, a steel-concrete composite wall with boundary element of steel U-section (SUB-C wall) was developed. In the proposed method, large steel area is concentrated at the wall ends to maximize flexural strength and stiffness, and to minimize steel connection and weld length. The structural integrity and constructability can be improved by using an open section of U-shaped steel element; by concrete pouring, boundary steel element and reinforced concrete are integrated with conventional headed studs. Further, the U-shaped element can provide lateral confinement to the boundary zone, and increase the shear strength of walls. Thus, labor works related to vertical reinforcement and hoop reinforcement can be reduced. Cyclic lateral loading tests were performed on the proposed walls to investigate the flexural and shear performances. As the steel U-sections provided high confinement to the boundary concrete, crushing of the boundary concrete was restrained, which developed strain hardening of the steel U-section in tension. Thus, the flexural strength of the SUB-C wall was 37% greater than that of the counterpart RC wall. Further, the steel U-sections restrained shear cracking and shear sliding. Thus, the deformation capacity and energy dissipation were increased by 38%-53% and 99%-173%, respectively. The SUB-C walls exhibited ultimate drift ratios over 3%, and failed due to web crushing in the plastic hinge zone (i.e., post-yield shear failure). On the other hand, the shear strength of the SUB-C walls was 13%–54% greater than that of the counterpart RC walls. This is because the steel U-sections not only resisted shear transferred from the diagonal struts, but also restrained diagonal tension cracking in the web and crack penetration into the boundary zone. For this reason, the shear strength of the SUB-C walls was determined by web crushing, without diagonal tension failure and crushing of the boundary concrete. The increase in flexural and shear strengths was more pronounced when steel U-sections with greater area were used. Nonlinear finite element analysis was performed for the walls that failed in elastic web crushing (before flexural yielding). The analysis results reveal that the compressive strength of the diagonal struts is significantly degraded due to large horizontal tensile deformation in the mid-height of the walls, which ultimately leads to web crushing. Such mechanism is named “horizontal elongation mechanism”, and an empirical equation to predict the maximum horizontal elongation was developed based on the parametric analysis. The horizontal elongation is greatly affected by shear reinforcement ratio and aspect ratio of walls. However, the boundary steel area has little effect on the maximum horizontal elongation. For the shear strength model, two shear failure mechanisms were defined: elastic and inelastic web crushing failures. Those mechanisms were implemented by the traditional truss analogy, and the model improvement was achieved by considering distinctive features of SUB-C walls: For the elastic web crushing strength (shear strength), the horizontal elongation mechanism was implemented, but the contribution of boundary elements was neglected for conservatism and simplicity in design. On the other hand, for the inelastic web crushing strength (i.e., post-yield shear strength), the vertical elongation and frame action of boundary elements in the plastic hinge zone were considered. In particular, since the vertical elongation is defined as a function of deformation demand, the post-yield shear strength can be calculated at every deformation levels of walls. The accuracy of the proposed model was validated from the comparison with the test results. For an advanced design of the shear strength (elastic web crushing strength), an equivalent elastic analysis method using commercial analysis programs was developed. The deformation-based design method for SUB-C walls was developed using the proposed shear strength model. The deformation capacity was defined at the intersection of the shear demand and inelastic web crushing strength. In general, the predicted deformation capacities, in terms of overall lateral drift ratio and normalized plastic hinge deformation, agree with the test results. Based on the test results and existing design methods, allowable material strengths and detailing requirements for SUB-C walls were provided. Note that the proposed design strengths are valid only when the design requirements are satisfied. The detailing methods outside the scope of the requirements should be applied after in-depth verification through further experimental and analytical studies.고층건물과 대규모 산업건물(공장, 발전소 등)에서는 높은 안전성과 사용성(예, 층류비, 바닥진동)을 만족시키기 위해 상당한 구조성능이 요구된다. 이러한 높은 구조성능을 만족시키기 위해 강철 U-단면의 경계요소가 있는 강철-콘크리트 복합 벽체(SUB-C 벽체)가 개발되었다. 제안된 방법에서는 휨강도 및 강성을 최대화하고 강재 접합부와 용접 길이를 최소화하기 위해 강재면적을 벽체 양 단부에 집중배치하였다. U자형 강재요소의 열린 단면으로 인하여, 콘크리트 타설시 단부 강재요소와 철근콘크리트가 일반 전단연결재를 사용하여 간단히 일체화되므로 구조적 건전성 및 시공성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 U자형 요소는 벽체 단부영역에 횡구속을 제공하고 벽의 전단강도를 증가시키므로 수직보강 및 횡보강 철근공사를 최소화할 수 있다. 휨전단 성능을 조사하기 위해 제안된 벽체에 대한 반복 횡가력 실험을 수행했다. U형 형강이 단부콘크리트에 높은 구속력을 제공함에 따라 단부콘크리트의 압괴가 억제되어 인장측 U형 형강의 변형 경화가 발생했다. 따라서 SUB-C 벽의 휨강도는 RC 벽의 휨강도보다 37% 더 큰 것으로 나타났다. 또한, U-형강은 복부영역에서 전단균열 및 전단미끄러짐을 억제했다. 따라서 변형 능력과 에너지 소산은 각각 38–53 % 및 99–173 % 증가했다. SUB-C 벽은 3% 이상의 극한 변형능력을 보였고 결과적으로 소성힌지 영역에서 복부압괴로 인해 강도가 저하되었다(휨항복 후 전단 파괴). SUB-C 벽의 전단강도는 RC 벽의 전단강도보다 13–54 % 더 큰 것으로 나타났다. 이는 U형강이 대각스트럿에서 전달되는 전단력에 저항할 뿐만 아니라 대각 인장균열을 억제하고 경계부를 보호하기 때문이다. 이러한 이유로, SUB-C 벽체의 전단강도는 사인장 전단파괴 등 다른 파괴유형 없이 모두 복부압괴에 의해 결정되었다. 탄성복부압괴(휨항복 이전)로 파괴된 벽체실험체에 대해 비선형 유한 요소 해석을 수행하였다. 해석결과, 벽체 중앙높이에서 나타난 큰 수평인장영역으로 인해, 대각스트럿의 압축강도가 현저히 저하되어 복부압괴에 이르는 것으로 나타났다. 이러한 파괴메커니즘을 "수평 연신" 이라 명명하였고, 매개변수 분석을 기반으로 수평 연신율을 예측하는 경험식을 개발하였다. 수평 연신율은 벽체의 전단보강비와 종횡비에 의해 크게 영향을 받는다. 그러나 경계 보강비 (단부 U형 형강의 단면적)는 수평 연신율에 거의 영향을 미치지 않았다. 전단강도모델 개발을 위해 “탄성 및 비탄성 복부 압괴” 두 가지 전단파괴 메커니즘이 정의되었다. 이러한 메커니즘은 전통적인 트러스모델 방식으로 구현하였으며, SUB-C 벽체의 특성을 고려하여 모델을 개선하였다. 탄성 및 비탄성 복부압괴강도(휨항복 이후 전단강도)는 각각 수평연신 및 수직연신 메커니즘을 고려하였으며, 비탄성 복부압괴강도의 경우 소성힌지영역에서 경계요소의 골조 작용을 추가적으로 고려하였다. 특히, 수직연신은 벽체변형의 함수로 정의되므로 벽체의 휨항복 이후 모든 변형수준에서 전단강도 평가가 가능하였다. 제안된 모델의 정확도는 실험결과와의 비교를 통해 검증되었다. 보다 정밀한 탄성 복부압괴강도 예측을 위하여 상용 해석프로그램을 이용한 등가탄성해석법을 개발하였다. SUB-C 벽체의 변형기반 설계방법은 제안된 전단강도 모델을 사용하여 개발되었다. 설계변형능력은 요구전단력과 비탄성 복부압괴강도가 교차하는 점에서 정의되었다. 일반적으로, 예측된 벽체 최상부 및 소성힌지부 변형능력은 실험결과와 일치하였다. 실험결과 및 기존 설계방법을 기반으로 SUB-C 벽에 대한 허용 재료강도와 상세설계 요구사항을 정리하였다. 제안된 설계강도는 설계요구사항이 충족되는 경우에만 유효하며, 요구사항 범위를 벗어난 상세설계방법은 추가 실험 및 분석 연구를 통해 심층 검증 후 적용되어야 한다.Abstract i Contents iv List of Tables x List of Figures xii List of Symbols xxi Chapter 1. Introduction 1 1.1 General 1 1.2 Scope and Objectives 6 1.3 Outline of dissertation 10 Chapter 2. Literature Review 12 2.1 Code-Based Shear Strength 13 2.1.1 ACI 318 (ACI Committee 318, 2019) 13 2.1.2 Eurocode 2 & 8 (British Standards Institution, 2004) 15 2.1.3 fib MC 2010 17 2.1.4 JGJ 138 (China Building & Construction Standards, 2016) 19 2.1.5 ANSI/AISC 341 (2016) 22 2.1.6 AISC N 690 (2018) 23 2.2 Existing Models for Web Crushing Capacity 24 2.2.1 Oesterle et al. (1984) 24 2.2.2 Paulay and Priestley (1992) 26 2.2.3 Hines and Seible (2004) 27 2.2.4 Eom and Park (2013) 30 2.3 Literature Reviews on Existing Composite Walls 32 2.3.1 RC walls with composite boundary elements 32 2.3.2 Concrete-encased steel plate walls 39 2.3.3 Concrete-filled steel plate walls 45 2.4 Discussion and Research Hypothesis 53 Chapter 3. Cyclic Lateral Test of Flexural Specimens 55 3.1 Overview 55 3.2 Design Strengths 56 3.2.1 Nominal flexural strength 56 3.2.2 Nominal shear strength 56 3.2.3 Design of failure mode 56 3.3 Test Plan 58 3.3.1 Test parameters and specimens 58 3.3.2 Material strengths 70 3.3.3 Lateral confinement to wall boundary 71 3.3.4 Test setup for loading and measurement 72 3.4 Test Results 75 3.4.1 Lateral load-displacement relationship 75 3.4.2 Failure mode 82 3.4.3 Flexural rotation in plastic hinge zone 88 3.4.4 Shear deformation 95 3.4.5 Displacement contributions 99 3.4.6 Flexural and shear stiffness 104 3.4.7 Deformation capacity 108 3.4.8 Energy dissipation 110 3.4.9 Vertical strain distribution 112 3.4.10 Horizontal strain distribution 114 3.4.11 Shear strain of steel plates 117 3.5 Effect of Design Parameters 121 3.5.1 Arrangement of vertical steel section 122 3.5.2 Type of boundary reinforcement 123 3.5.3 Sectional area of steel U-sections 124 3.5.4 Type of web reinforcement 125 3.6 Evaluation of Flexural Capacity 128 3.6.1 Flexural strength 128 3.6.2 Flexural stiffness 132 3.6.3 Displacement ductility and plastic rotation 136 3.7 Summary 138 Chapter 4. Cyclic Lateral Test of Shear Specimens 140 4.1 Overview 140 4.2 Test Plan 141 4.2.1 Design of shear failure mode 141 4.2.2 Test parameters and specimens 142 4.2.3 Material strengths 154 4.2.4 Test setup for loading and measurement 155 4.3 Test Results 156 4.3.1 Lateral load-displacement relationship and failure mode 156 4.3.2 Cracking and maximum crack width 167 4.3.3 Displacement contributions 169 4.3.4 Horizontal strain distribution 172 4.3.5 Vertical strain distribution 178 4.3.6 Strains of steel plates 180 4.3.7 Shear strength contributions 187 4.4 Effect of Design Parameters 196 4.4.1 Type of boundary reinforcement 196 4.4.2 Sectional area of steel U-sections 198 4.4.3 Type of web reinforcement 200 4.4.4 Spacing of web reinforcement 201 4.4.5 Effect of wall aspect ratio 202 4.5 Strength Predictions of Existing Design Methods 203 4.5.1 Diagonal tension strength 203 4.5.2 Web crushing strength 204 4.5.3 Comparison with composite design methods 208 4.6 Summary 212 Chapter 5. Nonlinear Finite Element Analysis 214 5.1 Overview 214 5.2 Finite Element Modeling 216 5.3 Comparison with Test Results 219 5.3.1 Strength and load-displacement behavior 219 5.3.2 Damage pattern of concrete 221 5.4 Shear Strength Contribution 234 5.5 Horizontal Elongation Model 241 5.6 Summary 247 Chapter 6. Development of Shear Strength Model 248 6.1 Overview 248 6.2 Background 249 6.2.1 Web crushing capacity 249 6.2.2 Observed web crushing behavior 252 6.3 Modified Truss Analogy 257 6.4 Elastic Web Crushing Strength 259 6.4.1 Model assumptions 259 6.4.2 Shear degradation of concrete 260 6.4.3 Strain compatibility 263 6.4.4 Strength equation and verification 267 6.5 Inelastic Web Crushing Strength 270 6.5.1 Model assumptions 270 6.5.2 Strength degradation of concrete 273 6.5.3 Truss-beam model (Modified truss analogy) 274 6.5.4 Displacement compatibility 278 6.5.5 Strength contribution of concrete 283 6.5.6 Simplified expression for concrete contribution 286 6.5.7 Strength contribution of steel U-section 289 6.5.8 Strength equation 293 6.6 Comparison with Test Results 294 6.7 Effect of Axial Force 301 6.8 Summary 305 Chapter 7. Design Strengths and Recommendations 306 7.1 Equivalent Elastic Analysis 307 7.1.1 Background 307 7.1.2 Strip model 309 7.1.3 Diagonal strip 311 7.1.4 Horizontal tie 317 7.1.5 Boundary elements 319 7.1.6 Boundary conditions 321 7.1.7 Analysis procedure 322 7.1.8 Application to test specimens 326 7.2 Design Strengths and Deformation Capacity 335 7.2.1 Deformation-based design approach 335 7.2.2 Flexural strength 338 7.2.3 Shear strength 341 7.2.4 Deformation capacity 345 7.2.5 Comparison to test results 353 7.3 Materials and Detailing Recommendations 356 7.3.1 Material strengths 356 7.3.2 Boundary element 359 7.3.3 Web reinforcement 366 7.4 Summary 370 Chapter 8. Conclusions 371 References 378 Appendix I: Calculations of Displacement Contributions 387 Appendix II: Summary of Existing SC Composite Wall Specimens 389 초 록 401박

Comparison of glidescope video laryngoscopy and conventional laryngoscopy for endotracheal intubation in the ED : an observational study

Dept. of Medicine/석사Objectives In a previous manikin study, we suggested that the GlideScope® Video Laryngoscope (GVL) could be an option for airway management by emergency physicians and might be useful in patients with difficult airways compared to the classic Macintosh laryngoscope (ML). The purpose of this study was to compare GVL with ML in emergency endotracheal intubation.Materials and methodsA prospective multicenter observational study was performed. Emergency physicians performed tracheal intubations using ML or GVL at their discretion. The time required to intubate, the success rate, number of intubation attempts, Cormack and Lehane (C&L) grade, and percentage of glottis opening (POGO) scores were recorded and compared between the two groups.ResultsGVL was used in 27 (37.5%) of 72 endotracheal intubations at three emergency centers. The overall success rate in the GVL group on the first attempt was not higher than that in the ML group (66.7% vs 60.0%, P=0.572). Although the success rate for difficult airway patients on the first attempt seemed to be higher in the GVL group than in the ML group, there was not a statistically significant difference between the two groups (70% vs 46.7%, p=0.250). The overall time required to successfully intubate was shorter in the ML group than in the GVL group (18.3 sec vs. 36.8 sec, p<0.05). In the difficult airway subgroup, the time required to successfully intubate was shorter in the ML group (15.9 sec vs. 36.3 sec, p<0.05). The POGO score and the C&L grade were not statistically different between the two groups although the GVL group appeared to allow a better glottic view in the difficult airway subgroup (POGO: 39.3 ± 36.9 vs. 55.5 ± 32.7, p = 0.394; GEG I & II: 55.3% vs. 70%, p=0.405).ConclusionThe emergency airway management using GVL did not show difference in success rate compared with ML. However, the required time for intubation was longer in GVL than ML. This study suggests that GVL is not as suitable for emergency airway management as ML, even in patients with difficult airways.ope

In vitro 인슐린 저항성 모델에 대한 개 지방유래중간엽줄기세포 paracrine 효과의 매개체 fibroblast growth factor-1

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 수의과대학 수의학과, 2018. 2. 윤화영.In the field of diabetes research, many studies on cell therapy have been conducted using mesenchymal stem cells. This research was intended to shed light on the influence of canine adipose-tissue-derived mesenchymal stem cell conditioned medium (cAT-MSC CM) on in vitro insulin resistance models that were induced in differentiated 3T3-L1 adipocytes and the possible mechanisms involved in the phenomenon. Gene expression levels of insulin receptor substrate-1 (IRS-1) and glucose transporter type 4 (GLUT4) were used as indicators of insulin resistance. Relative protein expression levels of IRS-1 and GLUT4 were augmented in the cAT-MSC CM treatment group compared to insulin resistance model controls, indicating beneficial effects of cAT-MSC to DM, probably by actions of secreting factors. With reference to previous studies on fibroblast growth factor-1 (FGF1), it was proposed as a contributing factor to the mechanism of action. Anti-FGF1 neutralizing antibody was added to the CM-treated insulin resistance models. As a result, significantly diminished protein levels of IRS-1 and GLUT4 were observed, supporting our assumption. Accordingly, this study advocated the potential of MSC CM as an alternative insulin sensitizer and discovered a signalling factor associated with the paracrine effects of cAT-MSC.1. Introduction 1 2. Material and Methods 3 2.1. Cell culture and characterization 3 2.2. In vitro cellular insulin resistance models 4 2.3. Preparation of cAT-MSC-conditioned medium (CM), and anti-fibroblast growth factor-1 (FGF1) antibody treatment 5 2.4. RNA extraction, cDNA synthesis, and quantitative real-time PCR 5 2.5. Western blot analysis 6 2.6. Statistical analysis 7 3. Results 8 3.1. Characterization of cAT-MSCs 8 3.2. Differentiation into adipocytes and development of an insulin resistance model in 3T3-L1 adipocytes 8 3.3. Effects of cAT-MSC CM treatment on IRS-1 and GLUT4 expressions in the insulin resistance model 8 3.4. Reduced therapeutic effects of cAT-MSC CM with anti-FGF1 neutralizing antibody treatment 9 4. Discussion 11 5. Conclusion 15 References 22 국문초록 32Maste

중첩 관성센서의 고장검출 및 판별 성능에 대한 기하학적 분석 및 최적화

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 기계항공공학부, 2016. 8. 박찬국.This thesis suggests optimal configurations for redundant inertial sensors with analysis of geometric parameters with respect to Fault Detection and Identification (FDI). To define FDI performance of each configuration, a performance index for FDI method based on Parity Space Approach (PSA) is applied. Even though this index is dependent on the geometry of sensor configurations, however, it is hard to analyze the performance index directly since it is expressed in the null space of Direction Cosine Matrix (DCM) for the configurations. To solve this limitation, a modified form of the FDI performance index is presented as a function of geometric parameter of the configurations. It makes the FDI performance analysis and optimization of the configurations much easier. Additionally, the optimizations of configurations such as platonic solids, single cones and dual cones are conducted by the modified performance index. Finally, the FDI performance of each configuration is compared with others by the FDI performance index. The comparison result shows that the optimized dual conic configurations achieve FDI performance superior to the one of other configurations. The same results are also confirmed by simulations and experiments on each configuration.Chapter 1.Introduction 1 1.1 Motivation and Background 1 1.2 Objecctives and Contriburions 4 1.3 Organization 5 Chapter 2. Problem Formulation 6 2.1 Sensor Measurement Model 6 2.2 GNC Performance Index 7 2.3 FDI Performance Index 9 2.4 Limitations of Previous Research 12 Chapter 3. Performance Index Modification 14 3.1 Geometric Parameter of Sensor Configuration 14 3.2 Modified Performance Index 15 Chapter 4. Performance Index Optimization 17 4.1 Platonic Solid Configuration 17 4.2 Single Conic Configuration 22 4.3 Dual Conic Configuration 26 4.4 Performance Index Comparison 33 4.5 Summary 35 Chapter 5. Simulation and Experiment 36 5.1 Numerical Simulation 36 5.2 Experiment on Sensor Frame 40 Chapter 6. Conclusions 46 Bibliography 48 국문 초록 51Maste

대의정치와 헌법재판: 헌법소송의 정치적 동기 유형화

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 사회과학대학 정치외교학부, 2018. 2. 박찬욱.본 논문의 목적은 정치의 사법화로 분류할 수 있는 헌법소송들에서 소송을 제기하는 원고들이 정치 분쟁을 헌법재판소로 가지고 가게 되는 원인을 그들의 정치적 무능력으로 단정 지을 수 없다는 점을 논증하는데 있다. 이를 위해 본 연구에서는 헌법소송을 제기하는 정치적 동기를 유형화하고, 대의정치의 주요 개념인 반응성과 정당성, 그리고 책임성 등 정치학의 분석틀과 개념에 근거하여 헌법재판소 판결 결과를 분석하고 있다. 사법자제와 사법적극주의에 관해 학계에서 명확한 개념이 정립되어 있는 것은 아니다. 판결문을 통한 내용 분석과 헌법소송이 제기된 정치상황을 동시에 분석함으로써 헌법재판소 판결 결과에 정치학적 해석을 부여할 수 있다. 본 연구에서 말하는 사법자제는 판결 결과가 의도적으로 정치과정에 개입하는 것을 자제하는 경우, 그리고 판결 결과가 국민여론을 적극적으로 반영하는 경우로 정의내리고 있다. 그렇다고 해서 헌법재판소가 여론에 끌려 다니거나 호도되는 것으로 해석하는 것은 아니다. 본 연구는 헌법재판소가 헌법소송에 대한 판단을 내릴 때 판결 내용의 정당성을 확보하는 차원에서 여론을 활용하는 것으로 이해하고 있다. 본 연구는 헌법소송이 제기되는 정치적 동기를 다섯 가지로 유형화하고 있다. 헌법소송은 국회 내부의 절차상의 하자, 다수결 원리의 정당성 확보, 다수결 원리와 국민여론 간의 불일치, 정치국면 전환과 정권의 정통성 도모, 그리고 정치적 책임의 분산 등의 정치적 동기에 의해서 제기될 수 있다. 헌법소송 동기가 국회 내 협상절차의 부재로 문제제기할 통로가 차단된 경우, 정치적 동기는 비슷하지만 각각의 사례에 따라 반응성과 책임성에 대한 해석은 다르게 나타나고 있다. 청탁금지법은 반응성을 확대한 사례이며, 국회선진화법은 책임성을 최소화하고 있는 반면, 공직선거법은 책임성을 확대하고 있는 판결로 해석할 수 있다. 국회의원과 국회의장 간의 권한쟁의사건은 국회 다수결 절차에 대한 문제 제기가 주된 사법심사 대상이 되지만, 헌법재판소는 절차의 위헌성에 대해서 부분적으로 위헌을 확인할 뿐, 그 입법의 효과에 대해서는 판단을 자제하고 정치과정에 개입하지 않는다는 원칙을 유지하고 있다는 점에서 사법자제 판결로 볼 수 있다. 다수결 원리와 여론이 불일치하는 경우에 개인의 침해된 권리를 구제하기 위해 헌법소송이 제기된 신행정수도이전법 사례는 헌법재판소가 여론에 대한 반응성을 극대화하고, 국회 다수결의 결정을 위헌 선언함으로써 책임성을 강화하고 있음을 알 수 있다. 정치국면 전환과 정권의 정통성을 도모하기 위한 통합진보당 해산 사건과 정치적 책임을 분산하기 위해 제기된 두 차례의 탄핵심판 사건을 심사할 때, 헌법재판소는 각각 정부의 의지 및 여론의 방향과 일치하는 사법자제 판결을 내림으로써 결과의 책임성 부담을 줄이는 대신 반응성과 제도적 정당성을 극대화시키는 전략적 행위자로 기능하고 있음을 확인할 수 있다. 다섯 가지 정치적 동기에 따라 헌법소송이 제기된 사건들을 살펴본 결과 헌법재판소는 사법자제 판결을 통해 제도적 정당성을 확대하고 있다는 공통점을 발견할 수 있다. 그러나 각 사례별로 반응성과 책임성에 대한 해석은 다르게 나타나고 있다. 다수결 원리의 불공평성에 대한 문제를 제기하는 헌법소송의 경우에는 반응성을 소극적으로 해석하고 있다. 그리고 그 판결은 원고의 입법재량이나 자율성의 영역에 개입하지 않는 사법자제 형식으로 나타나고 있다. 한편, 국회 내 협상절차가 부재한 경우나 다수결 원리와 국민여론이 서로 상충하는 경우 그리고 정치 국면전환과 정치적 책임의 분산 등의 정치적 이유로 제기되는 헌법소송에 대해서는 헌법재판소가 반응성을 적극적으로 실현하는 방향으로 판결을 내리고 있다. 결론적으로 원고의 무능력이 원인이 아닌 정치적 동기의 유형화에 해당하는 헌법소송의 경우 헌법재판소는 사법적 해결방식을 정치과정에 개입하지 않거나 여론의 방향과 일치하는 판결을 통해 사법자제 판단을 내리고 있다. 헌법재판소는 입법행위와 관련한 사건을 판단할 때 제도적 정당성은 확대하면서 반응성과 책임성은 정치적 사안에 따라 전략적으로 최소화하거나 혹은 최대화하고 있음을 알 수 있다.제 1 장 서론 1 제 1 절 문제 제기 및 연구 주제 1 제 2 절 정치의 사법화에 관한 선행 연구 6 1. 정치의 사법화에 관한 정의 연구 6 (1) 정치의 사법화 정의에 관한 기존 논의 8 (2) 정치의 사법화 담론 형성의 제약요인 14 (3) 국내 헌정민주주의에 관한 담론 17 2. 사법적극주의와 사법자제에 관한 기존 연구 21 (1) 사법적극주의에 관한 기존 논의 21 (2) 사법자제 관점의 필요성 및 정의 30 제 3 절 연구 분석틀 33 1. 분석 개념 및 연구 대상 33 (1) 헌법소송의 정치적 동기 유형화 34 (2) 반응성, 정당성, 책임성에 관한 논의 39 ① 반응성(responsiveness) 40 ② 정당성(legitimacy) 44 ③ 책임성(accountability) 45 (3) 헌법재판소의 사법자제 판결 사례 분류 51 2. 연구 분석틀 57 제 4 절 논문의 구성 59 제 2 장 [헌법소송 유형 1] 국회 내 협상절차 부재로 제기된 사건 64 제 1 절 부정청탁 및 금품등 수수의 금지에 관한 법률 합헌 결정 64 1. 부정청탁 및 금품등 수수의 금지에 관한 법률 사건의 헌법소송 발단 및 쟁점사항 66 2. 반응성 분석 69 (1) 국민여론과 입법 관계 69 ① 언론 보도 경향 및 여론조사 추이 69 ② 국민여론 반영의 모순 71 (2) 판결문에 나타난 반응성 검토 74 3. 합헌 결정의 정치적 의미 76 (1) 민주적 정당성과 내용적 정당성에 관한 헌법적 보완 76 (2) 국회의 입법책임성 강조 77 4. 소결: 사법자제 판결을 통한 반응성과 정당성 강화 79 제 2 절 국회선진화법(국회의원과 국회의장 간의 권한쟁의) 검토 81 1. 국회법 일부 개정법률안(국회선진화법) 사건의 헌법소송 발단 및 쟁점사항 82 (1) 국회의장의 법률안 심사기간 지정 및 본회의 부의(직권상정) 87 (2) 국회 입법교착상태와 국회법 개정안 관계 94 (3) 정파 논리에 따른 졸속입법 101 2. 언론 보도 경향 103 3. 판결문에 나타난 반응성 및 사법자제 판단 104 (1) 판결문에 나타난 반응성 분석 104 (2) 각하 결정을 통한 사법자제 105 4. 소결: 제도적 정당성 강화 108 제 3 절 선거구 획정안(공직선거법 개정안) 논의 109 1. 선거구 획정안(공직선거법 개정안) 사건의 헌법소송 발단 및 쟁점사항 109 2. 언론 보도 경향 112 3. 판결문에 나타난 정치규범의 해석 112 (1) 투표가치의 평등에 관한 규범적 논의 113 (2) 대표성의 실현에 관한 현실적 논의 116 4. 헌법불합치 결정 이후 국회 논의과정 검토 120 5. 소결: 제도적 정당성과 책임성 강화 124 제 4 절 국회 협상절차 부재와 사법자제 판결에 관한 해석 126 제 3 장 [헌법소송 유형 2] 다수결 원리의 불공평성을 문제 제기한 사건 128 1. 국회의원과 국회의장 간의 권한쟁의 사건 검토 128 (1) 권한쟁의심판 사건 처리결과 129 (2) 주요 쟁점 사항 133 2. 국회의원과 국회의장 간의 권한쟁의 주요 사례 검토 135 (1) 국회의원 당사자 적격 여부(96헌라2) 141 (2) 한미FTA 비준동의안 상임위원회 상정 사건(2008헌라7) 142 ① 헌법소송 발단 및 진행사항 142 ② 언론 보도 경향 및 여론조사 추이 144 ③ 판결문에 나타난 입법관련 행위에 대한 관점 144 (3) 본회의 반대토론 절차상의 하자 사건(2009헌라7) 147 ① 헌법소송 발단 및 쟁점사항 147 ② 판결문에 나타난 입법관련 행위에 대한 관점 147 ③ 다수결 원리의 정당성 인정 149 (4) 미디어법 사건(2009헌라8910 병합) 150 ① 헌법소송 발단 및 쟁점사항 150 ② 언론 보도 경향 및 여론조사 추이 152 ③ 판결문에 나타난 입법관련 행위에 대한 관점 155 3. 국회의 자율성 범위와 권한쟁의심판의 정치적 효과 159 (1) 국회의원의 법률안 심의표결권 160 (2) 국회의 자율성 범위 161 ① 법률안 가결선포행위의 의미 162 ② 위법위헌의 불특정화와 절차적 민주주의의 정당성 관계 163 (3) 정치적 판결에 대한 해석 165 4. 소결: 사법자제를 통한 다수결 원리의 정당성 강화 167 제 4 장 [헌법소송 유형 3] 다수결 원리와 국민여론 간의 불일치에서 비롯된 사건 169 1. 신행정수도의 건설을 위한 특별조치법 위헌 사건의 발단 및 쟁점사항 170 2. 반응성 분석 173 (1) 언론 보도 경향 및 여론조사 추이 173 (2) 판결문에 나타난 반응성 검토 175 3. 사법자제 판결: 절차의 위헌성 확인 177 4. 사법자제 판결의 정치적 의미 178 (1) 위헌 절차에 관한 헌법적 보완 178 (2) 지방자치단체장의 정치적 입지 강화 181 5. 소결: 반응성과 절차적 정당성 강화 182 제 5 장 [헌법소송 유형 4] 정치국면 전환과 정권 정통성 도모를 위해 제기된 사건 184 1. 통합진보당 해산심판 발단 및 주요 쟁점사항 185 (1) 통합진보당 해산심판 청구 185 (2) 정치적 쟁점사항 188 ① 민주적 기본질서의 해석 문제 189 ② 국회의원 자격심사 자율성 침해 문제 194 ③ 정부 제소 절차상의 문제 195 2. 헌법재판소와 대법원 간의 갈등 196 3. 통합진보당 해산 관련 언론 동향 및 반응성 분석 200 (1) 언론 보도 경향 및 여론조사 결과 200 (2) 여론과 사법자제 판결 202 4. 소결: 정치국면 전환과 사법자제 판결의 모순 203 제 6 장 [헌법소송 유형 5] 정치적 책임 분산의 이유로 제기된 사건 205 1. 탄핵제도와 헌법재판기관 207 2. 탄핵제도 기존 연구 검토 211 (1) 기존 연구 및 탄핵제도 쟁점사항 211 (2) 탄핵절차의 주요 변수 214 ① 여러 정부 기관들 간의 제도적인 권력균형 217 ② 탄핵에 관한 헌법과 성문법 규정 217 ③ 정당정치구조 217 ④ 대통령의 인기와 대중성 218 ⑤ 미디어 환경과 경제적 조건 그리고 국제적 압력 218 ⑥ 헌법재판관 임명방식과 임기 218 3. 노무현 대통령과 박근혜 대통령의 탄핵과정 비교 220 (1) 국회 탄핵소추안 발의 220 ① 노무현 대통령 탄핵소추안 발의 및 처리 (제1차 탄핵사태) 227 ② 박근혜 대통령 탄핵소추안 발의 및 처리 (제2차 탄핵사태) 227 ③ 탄핵소추안 발의의 정치적 조건 229 (2) 헌법재판소 탄핵심판 내용 230 (3) 민주적 정당성과 여론 236 ① 노무현 대통령 탄핵 관련 언론 및 여론 동향 237 ② 박근혜 대통령 탄핵 관련 언론 및 여론 동향 241 (4) 탄핵심판의 정치적 결과 245 (5) 대통령 탄핵절차 요인에 대한 평가 247 4. 민주적 정당성의 획득 250 (1) 절차와 규범의 강조 251 (2) 민주적 정당성에 기반한 대통령 권력 견제 252 5. 소결: 사법자제 판결을 통한 반응성과 정당성 확대 256 제 7 장 결론 258 1. 헌법소송의 정치적 동기 유형화 평가 258 (1) 반응성과 사법자제의 관계 260 (2) 분점정부와 사법자제의 관계 265 2. 함의와 전망 266 참고문헌 268 Abstract 295Docto

Closed-loop separation control system design using model-based observer

본 연구는 유동 박리 상에서의 synthetic jet의 효과를 파악하고 synthetic jet을 이용한 유동 박리 폐루프 제어 시스템을 설계한다. 유동 박리 폐루프 제어 시스템의 설계는 본 연구에서 제안하는 유동 모델을 이용한다. synthetic jet의 물리적 현상을 기반으로 하는 유동 모델이 유도되며, 풍동 실험 데이터를 바탕으로 유동 모델의 변수들을 추정한다. 본 연구에서는 박리의 효과적인 추정을 위한 모델 기반 관측기를 사용한다. 모델 기반 관측기를 이용한 결과로부터, 효과적인 유동 제어 시스템 설계의 가능성을 파악한다.The objective of this research is to assess the effect of synthetic jets on flow separation and provide a feedback control strategy for flow separation using synthetic jets. A feedback control loop is crucial for the efficient operation of synthetic jets. Constructing the flow model with synthetic jet actuators is important to accomplish such feedback control. The mathematical model whose structures are based on physical knowledge of synthetic jets is derived to estimate the model coefficients from experimental data. In order to estimate the separation, this research employs an observer. The results performed with an observer, it showed the possibility of reliable flow control system design using model-based observer.This work was supported by Defense Acquisition Program Administration and Agency for Defense Development(UC100031JD).OAIID:oai:osos.snu.ac.kr:snu2011-01/104/0000004648/28SEQ:28PERF_CD:SNU2011-01EVAL_ITEM_CD:104USER_ID:0000004648ADJUST_YN:NEMP_ID:A001138DEPT_CD:446CITE_RATE:0FILENAME:모l델_기반_관측기를_이용한_폐루프_박리_제어_시스템_설계.pdfDEPT_NM:기계항공공학부EMAIL:[email protected]:

Chlamydia pneumoniae accompanied by inflammation is associated with the progression of atherosclerosis in CAPD patients: a prospective study for 3 years

BACKGROUND: The causes of accelerated atherosclerosis in end-stage renal disease (ESRD) patients are unknown, although recent studies have suggested that Chlamydia pneumoniae (Cp) infection and inflammation might be contributing factors. We aimed to evaluate the association of carotid atherosclerosis progression with Cp infection and inflammation in patients undergoing peritoneal dialysis (PD). METHODS: This is a prospective observational study. A total of 52 non-diabetic prevalent PD patients were included. The intima-media thickness of a common carotid artery (CCA-IMT) was measured at baseline and after 36 months by B-mode ultrasonography. Serum antibodies to Cp and inflammatory markers were obtained at the time of initial measurement of the CCA-IMT. RESULTS: CCA-IMT progressors (deltaCCA-IMT > or = 0.015 mm/year) had a higher prevalence of seropositivity for Cp IgA antibody, a higher level of Cp IgA antibodies indices, log IL-(interleukin-)6, and intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) compared to the non-progressors (deltaCCA-IMT < 0.015 mm/year). On multivariate analysis, Cp IgA index and log IL-6 were independent risk a factors for CCA-IMT progression. Also, Cp IgA index had independent positive correlation with the magnitude of annual deltaCCA-IMT. Cp IgA antibody seropositive patients showed significantly higher mean annual deltaCCA-IMT than seronegative patients. Moreover, patients with both positive Cp IgA antibodies and elevated IL-6 above the median level showed higher deltaCCA-IMT than those with either factor alone. CONCLUSIONS: Our data showed that Cp and inflammation were significant risk factors of CCA-IMT change in PD patients. This study strengthens evidence that Cp is involved in the pathogenesis of atherosclerosis and also suggests that the effect of Cp infection under high inflammatory status might be a risk factor for progression of atherosclerosis.ope

비정규 광대역 과정에 대한 주파수 영역 피로 해석 기법에 관한 연구

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :공과대학 조선해양공학과,2019. 8. 장범선.선박과 해양 구조물들은 풍력, 파랑 및 조류와 같은 다양한 환경 하중을 생애 주기 동안에 반복적으로 받고 있다. 이와 같은 반복하중들은 그 크기가 항복 응력에 도달하지 않더라도, 구조물에 지속적으로 손상을 입히며 누적 손상도가 임계점에 도달할 때, 취약 부위에 피로 파괴 (fatigue failure) 현상이 발생할 수 있다. 극한 하중에 대한 구조물의 안전성을 평가하는 극한 강도 해석과는 달리, 피로 강도 해석의 경우 제품의 생애 주기 동안에 발생할 수 있는 모든 환경 하중을 고려해야 하므로, 많은 해석 시간을 요구한다는 특징이 있다. 보다 효율적으로 선박과 해양 구조물의 피로 수명을 평가하기 위해서 주파수 영역 기반의 스펙트랄 피로 해석 기법 (spectral fatigue analysis)이 꾸준히 연구되어 왔다. 스펙트랄 피로 해석 기법은 제품의 취약 부위인 핫 스팟(hot spot)에 작용하는 응력 스펙트럼으로부터 계산되는 스펙트랄 모멘트를 이용해서, 응력 진폭에 대한 확률 밀도 함수를 1차적으로 추정한다. 그리고 이를 S-N 선도와 Miner 누적 식에 대입함으로써, 핫 스팟의 피로 수명을 추정한다. 현업에서는 과정을 단순화하기 위해서, 핫 스팟에 작용하는 응력들이 협대역 정규 과정을 따른다고 가정하며, 이 가정 하에 응력 진폭에 대한 확률 밀도 함수를 레일리 분포(Rayleigh distribution)로 이론적으로 유도할 수 있다. 하지만, 실제로 많은 엔지니어링 문제에서 하중의 비선형성, 구조물 형상의 복잡성 및 복합 하중과 같은 다양한 이유로 핫 스팟에 작용하는 응력이 위와 같은 가정에 위배되는 경우가 많다. 이러한 경우 기존 스펙트랄 피로 해석 기법은 피로 손상도를 과도하게 평가하는 경향이 있으므로, 이를 보완하고자 많은 연구가 이뤄졌다. 밴드폭 효과(bandwidth effect)는 핫 스팟 응력이 협대역 과정을 따르지 않기 때문에 발생한다. 밴드폭 효과가 피로 손상도에 미치는 영향을 반영하기 위해서, 다수의 연구 모델들이 제시되었다. 이들 중 몇 개의 모델은 성공적으로 밴드폭 효과를 다루는데 성공하였지만, 이들은 광대역 정규과정에서 응력 진폭에 대한 확률 밀도 함수와 이에 대응하는 피로 손상도를 유도하는 데 그치고 있으며, 광대역 비정규 과정으로 확장할 수 없다는 한계점이 있다. 비정규성(non-normality)은 밴드폭 효과와 마찬가지로 피로 손상도에 영향을 미치는 중요한 인자다. 비정규성을 다루기 위해서, 기존 연구 기법들은 광대역 정규 과정에서 유도된 응력 사이클의 확률 밀도 함수를 비선형 변환 함수(transformation function)를 통해 확장하는 방법을 제안하였다. 하지만, 이 변환 함수를 이용하기 위해서는 1차적으로 가공된 응력 진폭에 대한 확률 밀도 함수가 아닌, 사이클에 대한 온전한 정보인 사이클을 구성하고 있는 피크(peak)와 밸리(valley) 또는 진폭 및 평균에 대한 결합밀도함수가 필요하다. 하지만, 기존에 광대역 정규 과정에서 제안된 확률 모델들 중 극히 일부만이 이 결합 밀도에 대한 근사 모델을 제공하고 있다. 더구나 이 근사 모델들도 부정확한 결합 밀도 함수를 제공하거나, 정확한 결과를 제공하더라도 이를 위해서 많은 시간을 요구하는 다차원 수치 적분이 필요하다는 한계점이 있다. 본 연구에서는 광대역 정규 과정에서, 사이클의 진폭과 평균에 대한 결합 밀도 함수를 예측하는 모델을 제안하였다. 응력 평균에 대한 정보를 왜곡하는 기존 모델을 보완하기 위해, 결합 밀도 함수를 응력 진폭에 대한 주변확률분포(marginal probability distribution)와 응력 평균에 대한 조건부 확률 분포 (conditional probability distribution)으로 분리하였다. 그리고 이 중 응력 평균에 대한 조건부 확률 분포에 대한 정교한 근사 모델을 회귀 분석을 통해 제안하였다. 광대역 정규 과정에서 제안된 결합 밀도 함수를 에르마이트 (Hermite) 변환 함수를 이용하여 광대역 비정규 과정으로 확장하였다. 비정규 과정에서 대상 모델을 통해 예측된 피로 손상도의 정확도는 이상화된 응력 스펙트럼을 통해 1차적으로 검증하였다. 이를 기존 모델과 비교한 결과, 응력 평균에 대한 정보를 보정한 제안된 모델이 보다 정확하게 시뮬레이션 결과를 모사하고 있음을 확인하였다. 제안된 모델에 대한 적용성을 검토해 보기 위해, TLP tendon에 대한 균열 해석과 풍력 터빈에 대한 피로 해석에 각각 제안된 모델과 기존 모델을 적용해 보았다. 두 개의 예제를 통해, 제안된 모델은 간단한 수식을 통해 진폭과 평균에 대한 결합밀도함수를 추정함으로써, 이상화된 예제와 마찬가지로 효율적으로 피로 손상도와 균열 성장 곡선을 예측할 수 있음을 확인하였다. 또한 기존 모델과 비교했을 때, 높은 정확도로 시뮬레이션 결과를 모사하고 있음을 확인하였다. 끝으로, 본 연구에서는 모리슨 하중 (Morison load)에 대한 선형화 계수에 대한 연구를 추가로 수행하였다. 비선형 항력으로 인해 모리슨 하중에 지배적인 영향을 받는 세장 부재들에 작용하는 핫 스팟 응력들은 광대역 비정규 과정을 따르며, 때문에 기존 스펙트랄 피로 해석 기법을 통해 피로 손상도를 예측할 수 없다. 이를 극복하기 위해, 선형화 계수가 제안되었다. 기존 선형화 계수는 물체가 완전히 물속에 잠겼을 때만 적용이 가능하며, 때문에 자유 수면 근처에 위치한 부재에는 적용할 수 없다는 한계가 있다. 이와 같은 부재는 자유 수면의 높낮이에 따라 하중이 불연속적으로 작용하므로, 이 부재에 적합한 선형화 계수를 새로이 유도할 필요가 있다. 본 연구에서는 간헐적 효과 (intermittent effect)를 고려한 선형화 계수를 유도하고 이를 통해 모리슨 하중을 받는 부재의 피로 해석을 주파수 영역에서 수행하는 절차를 제안하였다. 선형화 계수를 통한 피로 해석은 비정규성을 반영할 수 없다는 한계는 있지만, 응력 스펙트럼을 계산하는 절차를 단순하게 할 수 있는 효용이 있음을 확인하였다.Ships and offshore structures are cyclically exposed to various environmental loads induced by wind, wave and current during its entire life. Even though internal stress due to the loads does not reach yield stress of material, the structures are damaged by the cyclic load and it might result in fatigue failure. Unlike ultimate limit state analysis considering only extreme a load case, all environmental conditions occurring design life should be considered in fatigue limit state (FLS) analysis so it requires huge amount of computational costs. Spectral fatigue analysis based on frequency domain has been widely utilized to more efficiently predict fatigue life of products. Spectral analysis evaluates a probability density function of stress amplitude as a function of spectral moments and predict fatigue life of structures by utilizing it. In many practices, hot spot stresses are modelled as narrow-banded Gaussian process and under this assumption, the probability density function follows the Rayleigh distribution. However, there are just few structural responses which satisfy this assumption actually due to nonlinear load, multiple excitation and geometry complexity. Many fatigue analysis methods in frequency domain for wide-banded Gaussian process were developed to evaluate fatigue damages and approximate marginal distribution of stress amplitude. Some of them could predict fatigue damages with great accuracy in wide-banded Gaussian problem. Non-normality is another important factor in fatigue analysis. Transformation technique which defines the relation between non-Gaussian and the underlying Gaussian random process has been studied to extend the approximation models derived in Gaussian random process to non-Gaussian problem. However, it requires complete information of cycle distribution such as a joint distribution of stress mean and amplitude, only few models derived in Gaussian random process could be used to analyze non-Gaussian random process. Moreover, the existing approximate models for joint distribution of stress cycles seems to give inaccurate results or require multi-dimensional integration to get the cycle distribution. In this present work, an approximate model for conditional probability density function of stress mean given amplitude in wide-banded Gaussian process is proposed. This model is combine with the existing three models for marginal distribution of stress amplitude to get the joint distribution of stress mean and amplitude. The accuracy of proposed joint distribution is verified by numerical simulation for engineering critical assessment on TLP tendons The proposed joint distribution is extend to non-Gaussian region through Hermite function. The accuracy of the proposed model in prediction on fatigue damages due to non-Gaussian loadings is verified in various conditions having different bandwidth and non-Gaussian values. In addition, to examine the applicability of the model in the real engineering problem, the fatigue analyses for the typical nonlinear problems, wind and Morison loads, are performed. Particularly, in the numerical example of Morison load, the effect of non-normality on fatigue damage is discussed through comparison with the linearization coefficient approach. Although the accuracy of the proposed model is dependent on the selection of approximate model marginal distribution of stress amplitude, it is verified that the proposed model can improve the fatigue analysis results in wide-band non-Gaussian problems.1. Introduction １ 1.1. Study Background １ 1.2. Purpose of Research ６ 2. Basics of fatigue analysis ９ 2.1. S-N curve based fatigue analysis ９ 2.2. Fracture mechanics based fatigue analysis １２ 2.3. Counting methods ２０ 3. Frequency domain methods for Gaussian random loadings ３０ 3.1. Introduction ３０ 3.2. Random process and spectral representation ３２ 3.3. Approximate models for wide-banded Gaussian processes ４２ 4. Construction of a new regression model for joint probability distribution of stress mean and amplitude in Gaussian process ５４ 4.1. Introduction ５４ 4.2. Approximation on conditional probability density function of rainflow mean given amplitude ５６ 4.2.1. Procedure for time simulation ５６ 4.2.2. Determination on the form of approximate model ６２ 4.2.3. Regression analysis on standard deviation ６５ 4.3. Joint probability distribution of mean & amplitude ８０ 4.4. Fatigue damage estimation considering mean stress correction ８３ 5. Fatigue analysis for wide-banded non-Gaussian random loadings ８９ 5.1. Introduction ８９ 5.2. Transformation techniques ９２ 5.2.1. Hermite model [Winterstein (1988)] ９６ 5.2.2. Power-law model [Sarkani et al (1994)] ９９ 5.3. Fatigue analysis for wide-banded non-Gaussian processes １００ 5.3.1. Modified Hermite transformation １００ 5.3.2. Numerical simulations for non-Gaussian signals １０６ 5.3.3. Results １０８ 5.3.4. Discussion １１６ 6. Application on real engineering problems １２１ 6.1. Introduction １２１ 6.2. Case study I – Prediction on fatigue crack growth on TLP tendon (wide-banded Gaussian process) １２２ 6.2.1. Procedure of case study I １２２ 6.2.2. Information of simulation １２３ 6.2.3. Results １２８ 6.3. Case study II – Fatigue analysis on floating wind turbine support structure (wide-banded non-Gaussian process) １３６ 6.3.1. Information of simulation １３６ 6.3.2. Results １４０ 7. A linearization coefficient for Morison force considering intermittent effect １４９ 7.1. Introduction １４９ 7.2. Linear intermittent random wave theory and the probabilistic density function of force maxima １５２ 7.2.1. Linear intermittent random wave theory １５２ 7.2.2. Force spectral density １５５ 7.2.3. The probabilistic density function of force maxima １５７ 7.3. Linearization coefficients in fully and intermittently submerged members １６０ 7.3.1. Coefficients for fully submerged member １６０ 7.3.2. Coefficients for intermittently submerged member １６４ 7.4. Numerical simulations １７２ 7.4.1. Procedure of simulation １７２ 7.4.2. Information of simulation １７７ 7.4.3. Results １７８ 7.5. Convergence problems in frequency domain approach １８２ 7.5.1. Convergence test in Gaussian processes １８３ 7.5.2. Convergence test in non-Gaussian process １８６ 8. Conclusion １９３ 8.1. Summary １９３ 8.2. Future works １９５Docto

태내 다중 약물 노출이 보상 처리와 충동성에 미치는 영향 규명

학위논문 (석사) -- 서울대학교 대학원 : 사회과학대학 심리학과, 2020. 8. 안우영.The prenatal substance exposure has persisting effects on neurocognitive dysfunction from fetuses to children and adolescents. Among various neurocognitive functions, many studies focused on reward processing and impulsivity as they are key functions related to many psychiatric disorders. However, there were some limitations: previous studies had a relatively small sample size and the effects of prenatal polysubstance exposure were rarely investigated, even though many individuals with substance use disorders are polysubstance users. Also, the moderation effects of demographic and postnatal environmental factors were not considered in many previous studies. Here, the current study aimed 1) to replicate or further investigate the effects of prenatal exposure to each of the two most commonly used drugs (nicotine and alcohol) in a large sample, 2) to examine the effects of prenatal polysubstance exposure on reward processing and impulsivity, and 3) to investigate the influence of demographic and postnatal factors on the outcomes of prenatal drug exposure. For the goal, we used the behavioral and neuroimaging measures of reward processing and impulsivity from the Adolescent Brain Cognitive Development study in the US (N=10,161). We found that prenatal nicotine exposure was associated with hyperactivation in the inhibitory region, inferior frontal gyrus (IFG) during response inhibition. Also, we found a significant interaction effect of nicotine and alcohol on hyperactivation in ACC and IFG during response inhibition, which might indicate additive or synergistic effects of nicotine and alcohol. Lastly, we found an alteration in reward processing in the ethnically minor group and alteration in inhibitory function in children given birth from old mothers. Overall, the results suggest that there is a need to pay close attention to the complex effects of prenatal polysubstance exposure and its interaction with demographic and postnatal factors.태내 약물 노출은 태아에서 아동, 청소년에 이르기까지 인지신경적 기능에 지 속적인 영향을 끼친다. 기존 연구들은 많은 인지신경 기능들 중 다양한 정신 질환과 주요한 관련성을 보이는 보상 처리와 충동성에 주목해왔다. 그러나 기존 연구에는 다음과 같은 한계가 있었다. 먼저 상대적으로 적은 수의 표본을 사용했고, 일상에서 는 많은 약물 중독자들이 하나 이상의 약물을 사용하고 있는 데에도 불구하고 다중 약물 사용이 태내 노출에 미치는 영향에 대한 연구는 드물었다. 또한, 인구통계학 적 요인이나 생후 환경적 요인이 태내 약물 노출의 영향에 어떻게 관여하는지에 대한 연구가 부족했다. 따라서 본 연구에서는 1) 대규모 표본을 사용해 가장 흔히 사용되는 니코틴과 알코올에 대한 노출 효과를 반복 검증 및 확장하고자 하며, 2) 태내 다중 약물의 보상 처리와 충동성에 대한 상호작용 효과를 검증하고, 3) 인구 통계학적 요인이나 생후 환경적 요인이 태내 약물 노출의 영향에 어떻게 관여하 는지 살펴보고자 한다. 이러한 목표를 위해 미국의 Adolescent Brain Cognitive Development 연구에서 제공하는 보상 처리와 충동성에 대한 행동 및 뇌 영상 지 표를 사용하였다 (N = 10,161). 분석 결과, 태내 니코틴 노출은 반응 억제 동안 또 다른 억제 영역인 하전두회의 과잉 활성과 관련있었고 더불어 반응을 억제하 는 동안의 전대상회와 하전두회의 과잉 활성에 대해 니코틴과 알코올이 유의미한 상호작용 효과를 보였다. 이는 태내에서 니코틴과 알코올에 동시 노출되는 것이 가산 효과나 시너지 효과를 내고 있을 가능성을 시사한다. 마지막으로 소수 인종 집단과 나이 많은 어머니로 부터 태어난 자녀의 경우 보상 처리와 반응 억제 중에 서 유의미하게 다른 패턴이 나타났다. 종합해보면, 이러한 연구 결과는 태내 다중 약물 노출의 복잡한 효과와 환경적 요인과의 상호작용에 앞으로 더욱 주목해야할 필요성을 제기한다.Abstract i 1 Introduction 1 1.1 Substance use disorder........................ 1 1.1.1 Nicotine............................ 3 1.1.2 Alcohol ............................ 5 1.1.3 Nicotine and alcohol ..................... 6 1.2 The maternal substance use..................... 8 1.2.1 Nicotine............................ 9 1.2.2 Alcohol ............................ 11 1.2.3 Nicotine and alcohol ..................... 13 1.2.4 Effects of demographic and postnatal environment . . . . 14 1.3 Objectives and hypotheses...................... 15 2 Methods 17 2.1 Participants.............................. 17 2.2 Measurement ............................. 19 2.2.1 Demographic information .................. 19 2.2.2 Prenatal exposure to substance............... 19 2.2.3 Reward processing ...................... 20 2.2.4 Impulsivity .......................... 21 2.2.5 Neuroimaging......................... 22 2.2.6 Postnatal environment.................... 23 2.3 Analysis................................ 24 2.3.1 Effects of prenatal mono substance . . . . . . . . . . . . . 24 2.3.2 Effects of prenatal polysubstance . . . . . . . . . . . . . . 26 2.3.3 Propensity score matching................. 27 2.3.4 Effects of demographic and postnatal environment . . . . 27 3 Results 28 3.1 Demographic information ...................... 28 3.2 Effects of prenatal mono substance ................. 28 3.3 Effects of prenatal polysubstance .................. 31 3.4 Effects of demographic and postnatal environment . . . . . . . . 32 4 Discussion 38 4.1 Main findings............................. 38 4.2 Interpretation on findings ...................... 39 4.2.1 Effects of prenatal mono substance . . . . . . . . . . . . . 39 4.2.2 Effects of prenatal polysubstance . . . . . . . . . . . . . . 40 4.2.3 Effects of demographic and postnatal environment . . . . 41 4.3 Limitations .............................. 42 4.4 Implications and further directions ................. 43 References 44 Appendix A Supplementary 58 국문초록 89 감사의 글 91Maste