Dynamic Analysis of Garlic Behavior during Mechanical Harvesting Procedure using Discrete Element Method

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :농업생명과학대학 바이오시스템·소재학부(바이오시스템공학),2019. 8. 이중용.Garlic is widely consumed as the main seasoning vegetables in Korea, but the burden of garlic farming is increasing due to lack of manpower caused by the aging in rural society. In addition, since the mechanization rate of garlic farming is still row, it is necessary to develop a garlic harvester to replace manpower. In the previous process of developing agricultural machinery, structural analysis using finite element method was mainly performed. However, performance analysis of harvesting process could not be performed in this way. It is also important to make sturdy machines, but farmers´ interest in how well garlic is harvested when they use a machine has been growing, so analysis of harvesting performance is increasingly required. In this study, the behavior of garlic during mechanical harvesting was analyzed by EDEM program with discrete element method(DEM) and simulation was performed to derive the harvesting performance. To analyze the system using DEM, the object to be analyzed as particles and other structures should be modeled. Garlic was composed of the particles to analyze its behavior. The garlic harvester was equally represented as structures and motion was applied with reference to actual design. The physical properties for EDEM include particle size, density, Poisson´s ratio, Young´s modulus, coefficient of restitution, and coefficient of friction, and the physical properties of garlic was measured. As the physical properties of the organisms were measured, there was a large variation in the results, and when compared with the previous researches, there were differences in the physical properties due to differences in growth environment and variety. However, it was considered that it does not deviate much from the previous one and the measured values were applied to the physical properties of garlic particles for the interpretation. Whether the similar analysis as the actual measurement experiments was performed when the physical properties obtained though compression, restitution, and friction tests were applied to the simulation were determined for evaluating the applicability of the simulation analysis to the harvesting process. In the process of harvesting with the garlic harvester, it is still difficult to understand the behavior and the impact of the actual garlic and compare with the simulation. Therefore, the comparison of collision phenomena between the roller and the garlic was also performed. On the whole, adequate analysis results were obtained, but in the case of friction test and collision acceleration, there were large differences in the interpretation, so it is necessary to improve the property measuring test method or the result interpretation method. As the experimental condition for the performance evaluation by the simulation of the harvesting process, the supply conditions of garlic and soil particles and the harvesting work space were designed by referring to the actual field conditions. Through the simulation analysis, the harvesting rate, transport time, the impact force of garlic, the harvested garlic distribution, and soil removed rate could be analyzed as the performance of garlic harvester. The comparative analysis about the harvesting performances of the established garlic harvester specifications, the conditions that improved the rotational speed of roller, which is an operating factor, and the condition of improving the coefficient of restitution of the roller, which is a design factor, were performed in the simulations. As a result of the interpretation, the increase of the roller rotational speed caused the decrease of the harvesting rate, but there was a slight effect to reduce the impact, and the increase of the coefficient of restitution of roller raised the transfer time, but the harvesting rate and the soil removed rate could be improved by 8.19% and 2.35%, respectively. In the future, it is expected that the simulation of DEM will contribute to the development of the garlic harvester and the performance improvement through the detailed verification and the evaluation under various conditions.마늘은 국내의 주요 조미채소로서 많이 소비되고 있으나 농촌의 고령화로 인한 인력 부족으로 마늘 농사에 대한 부담이 커지고 있다. 그리고 마늘 관련 농작업의 기계화율도 여전히 낮기 때문에 인력을 대체하기 위한 마늘 수확기의 개발이 필요한 상황이다. 이전까지의 농기계 개발과정에서는 유한요소해석을 활용한 구조해석이 주로 이루어졌으나 이러한 방식으로는 수확 과정에 대한 성능 분석이 수행될 수 없었다. 견고한 기계를 만드는 것도 중요하지만 농민들의 입장에서 기계를 사용하였을 때 얼마나 잘 수확되는지에 대한 관심도 커지고 있기 때문에 수확 성능에 대한 분석이 점점 요구되고 있다. 본 연구에서는 이산요소법이 적용된 EDEM 프로그램을 활용하여 기계 수확 과정에서 마늘의 거동을 분석하고 수확 성능을 도출하기 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 이산요소법으로 시스템을 해석하기 위해서는 입자로 해석할 물체와 그 이외의 구조물을 모델로 설정해야 한다. 마늘을 입자로 구성하여 거동을 해석하였고 마늘 수확기는 실제 설계안을 참고하여 구조물로 동일하게 나타내고 움직임을 적용하였다. EDEM에 필요한 입자의 물성으로는 크기, 밀도, 푸아송비, 탄성계수, 반발계수, 마찰계수가 있으며 이를 위해 실제 마늘의 물성을 측정하도록 했다. 생물체의 물성을 측정하였기에 결과의 편차가 크고 선행 연구와 비교하였을 때 생육 환경이나 품종 등의 차이가 있었기 때문에 물성 값에 차이는 있었지만 크게 벗어나지 않는 것으로 판단하여 측정된 수치를 마늘 입자의 물성으로 적용하여 해석하였다. 압축, 반발, 마찰 시험을 통해서 얻어진 물성 값들을 시뮬레이션에 적용하였을 때 실제 측정 실험과 동일한 해석이 이루어지는지 파악하여 수확 과정에 대한 시뮬레이션 해석의 적용성을 평가하도록 했다. 마늘 수확기로 밭에서 수확하는 과정에서 실제 마늘의 거동과 충격 등을 파악하여 시뮬레이션과 비교하는 것에는 아직 어려움이 많으므로 수확 과정에서 핵심적으로 이루어지는 롤러와 마늘의 충돌 현상을 구성하여 비교하는 과정도 수행되었다. 대체적으로 적절한 해석 결과가 도출되었으나 마찰 시험이나 충돌 가속도의 경우 해석에 차이가 크게 나타나 물성을 측정하기 위한 시험 방법이나 결과 해석 방법에 개선이 필요할 것으로 보였다. 수확 과정에 대한 시뮬레이션으로 수행되는 성능 평가를 위한 실험 조건으로 마늘과 토양 입자의 공급 조건 및 실제 밭의 조건을 참고한 수확 작업 공간을 설계하였다. 그리고 시뮬레이션 해석을 통해서 수확률, 이송 시간, 충격력, 적재 분포도, 토양 제거율이 마늘 수확기의 성능으로 분석될 수 있었다. 이를 활용해 기존의 마늘 수확기 사양과 작동 요인인 롤러의 회전속도를 향상시킨 조건, 설계 요인인 롤러의 반발계수를 향상시킨 조건에서의 수확 성능을 비교 분석을 하였다. 그 결과로 롤러 회전속도 상승은 수확률 저하를 초래하였으나 약간의 충격 감소 효과가 있었고 롤러 반발계수 상승은 이송 시간을 증가시켰지만 8.19%의 수확률 개선과 2.35%의 토양 제거율 향상이 이루어질 수 있을 것으로 해석되었다. 향후 더 상세한 검증과 다양한 조건에서의 평가를 통해서 마늘 수확기 개발과 성능 개선에 이산요소법 시뮬레이션 해석이 충분히 기여할 수 있을 것으로 예상된다.1. 서론 1 2. 문헌조사 5 2.1. 마늘 재배와 수확기계 5 2.2. 마늘 물성에 관한 연구 7 2.3. 이산요소법과 수확기계 적용사례 9 3. 재료 및 방법 13 3.1. 연구 대상의 물성 13 3.1.1. 이산요소법을 위한 마늘 및 토양의 물성 13 3.1.2. 공시 마늘 수확기와 기계재료의 물성 17 3.2. 이산요소법 해석 시뮬레이션의 적용성 평가 22 3.2.1. EDEM 시뮬레이션 프로그램 22 3.2.2. 물성값 적용 평가 시뮬레이션 25 3.2.3. 구근 모형과 롤러의 충돌 비교 29 3.3. 수확 과정 시뮬레이션 구현 및 수확기 성능 분석 연구 34 3.3.1. 토양 유무에 따른 마늘 수확 성능 34 3.3.2. 설계 및 작동 요인에 따른 필드 조건 수확 성능 39 4. 결과 및 고찰 42 4.1. 물성 측정 결과 및 모델 구성 42 4.1.1. 마늘 및 토양의 물성 및 입자 모델 42 4.1.2. 마늘 수확기 해석 모델 47 4.2. 적용성 평가를 위한 시뮬레이션 비교 분석 52 4.2.1. 압축시험 결과 비교 분석 52 4.2.2. 반발시험 결과 비교 분석 56 4.2.3. 마찰시험 결과 비교 분석 57 4.2.4. 롤러 충돌시험 비교 분석 59 4.3. 수확 과정 시뮬레이션을 통한 수확 성능 분석 65 4.3.1. 토양 유무에 따른 마늘 수확 성능 결과 65 4.3.2. 필드 조건에서의 요인별 수확 성능 결과 76 5. 결론 86 참고문헌 89 Abstract 95Maste

Thrombotic Occlusion of an Inferior Vena Cava Filter during Maintenance with a Novel Anticoagulant

A 68-year-old woman presented with chest pain and dyspnea and was diagnosed with a massive pulmonary embolism. Bleeding colon cancer was detected incidentally during anticoagulation therapy. After stabilization, she underwent surgical resection of the cancer with insertion of an inferior vena cava filter and was treated with rivaroxaban as antithrombotic therapy thereafter. Unexpectedly, thrombotic obstruction of the filter was revealed on a computed tomography scan taken in preparation for removing the device. After switching to warfarin, the obstruction had resolved at the 4-week follow-up examination. We discuss what to consider when performing antithrombotic therapy in patients with an inferior vena cava filter.ope

Transvascular Implantation of an Implantable Cardioverter-Defibrillator in a Patient Who has Undergone One-and-a-Half Ventricle Repair

Implantable cardioverter-defibrillator (ICD) therapy is acknowledged as a valid treatment method for the effective prevention of sudden cardiac death, which is a major cause of mortality in adult congenital heart disease patients. But ICD implantation by the conventional transvascular approach is not always possible in patients who have undergone palliative surgery due to congenital and structural heart disease. Here, we report a case in which an ICD was transvascularly implanted in an arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy patient who had undergone a one-and-a-half ventricle repair.ope

Rifampicin-induced minimal change disease is improved after cessation of rifampicin without steroid therapy

There are several reports to demonstrate that rifampicin, a major anti-tuberculosis agent, is associated with some adverse renal effects, with a few cases of rifampicin-induced minimal change disease (MCD). In the present case, a 68-year-old female presented with nausea, vomiting, foamy urine, general weakness and edema. She had been taking rifampicin for 4 weeks due to pleural tuberculosis. The patient had no proteinuria before the anti-tuberculosis agents were started, but urine tests upon admission showed heavy proteinuria with a 24-h urinary protein of 9.2 g/day, and serum creatinine, albumin, and total cholesterol levels were 1.36 mg/dL, 2.40 g/dL, and 283 mg/dL, respectively. MCD was diagnosed, and the patient achieved complete remission after cessation of rifampicin without undergoing steroid therapy.ope

Reversible Pulmonary Hypertension due to Sick Sinus Syndrome

A 60-year-old man visited the hospital after experiencing dyspnea after exertion for 2 weeks. An electrocardiogram showed sinus arrest with junctional escape rhythm at 40 beats/min. Transthoracic echocardiography showed that the right ventricular systolic pressure (RVSP) was approximately 71 mmHg and that the left ventricular ejection fraction was preserved. The ratio of peak early diastolic transmitral inflow velocity to early diastolic peak mitral annular velocity (E/E’) was 29. Cardiac catheterization revealed a systolic pulmonary artery pressure (SPAP) of 63 mmHg, a mean pulmonary artery pressure of 27 mmHg, and a pulmonary capillary wedge pressure of 22 mmHg with a rhythm of 40 beats/min. The patient was diagnosed with pulmonary hypertension (group 2) due to sick sinus syndrome. SPAP decreased to 48 mmHg during atrial pacing at 60 beats/min. After permanent pacemaker insertion, RVSP decreased from 71 mmHg to 44 mmHg. In this case, passive group 2 pulmonary hypertension occurred due to sick sinus syndrome.ope

Predictors of Long-Term Outcomes of Percutaneous Mitral Valvuloplasty in Patients with Rheumatic Mitral Stenosis.

PURPOSE: We determined factors associated with long-term outcomes of patients who underwent successful percutaneous mitral balloon valvuloplasty (PMV). MATERIALS AND METHODS: Between August 1980 and May 2013, 1187 patients underwent PMV at Severance Hospital, Seoul, Korea. A total of 742 patients who underwent regular clinic visits for more than 10 years were retrospectively analyzed. The endpoints consisted of repeated PMV, mitral valve (MV) surgery, and cardiovascular-related death. RESULTS: The optimal result, defined as a post-PMV mitral valve area (MVA) >1.5 cm² and mitral regurgitation ≤Grade II, was obtained in 631 (85%) patients. Over a mean follow up duration of 214±50 months, 54 (7.3%) patients underwent repeat PMV, 4 (0.5%) underwent trido-PMV, and 248 (33.4%) underwent MV surgery. A total of 33 patients (4.4%) had stroke, and 35 (4.7%) patients died from cardiovascular-related reasons. In a multivariate analysis, echocardiographic score [p=0.003, hazard ratio=1.56, 95% confidence interval (CI): 1.01-2.41] and post-MVA cut-off (p<0.001, relative risk=0.39, 95% CI: 0.37-0.69) were the only significant predictors of long-term clinical outcomes after adjusting for confounding variables. A post-MVA cut-off value of 1.76 cm² showed satisfactory predictive power for poor long-term clinical outcomes. CONCLUSION: In this long-term follow up study (up to 20 years), an echocardiographic score >8 and post-MVA ≤1.76 cm² were independent predictors of poor long-term clinical outcomes after PMV, including MV reintervention, stroke, and cardiovascular-related deathope

Non-cardioembolic risk factors in atrial fibrillation-associated ischemic stroke.

INTRODUCTION: Cardioembolic (CE) risks is usually considered as the main mechanism of ischemic stroke in non-valvular atrial fibrillation (NVAF) patients. However, a substantial number of ischemic strokes in NVAF patients are related to non-CE mechanisms. The aim of this study was to investigate the non-CE risk factors in ischemic stroke patients had NVAF. METHODS: We included 401 patients (65.6% male, 68.6 ± 9.6 years old) who had been hospitalized due to ischemic stroke and had a known or newly diagnosed NVAF. The CE (intracardiac thrombus, dense spontaneous echo contrast, or low left atrial appendage flow velocity) and non-CE (complex aortic plaque, significant carotid stenosis, or intracranial arterial stenosis) risk factors were investigated at the time of the index stroke. RESULTS: The number of CE and non-CE risk factors increased with increasing CHA2DS2-VASc scores (p for trends < 0.001). The presence of CE risk factors was independently associated with persistent atrial fibrillation (p < 0.001), body mass index (p = 0.003), heart failure (p = 0.003), and left atrial volume index (p < 0.001). In contrast, the presence of non-CE risk factors was independently associated with age (p < 0.001), hypertension (p = 0.049), diabetes (p = 0.030), and coronary artery calcium score (CACS; p < 0.001). CACS had the added value in predicting non-CE risk factors of ischemic stroke regardless of the CHA2DS2-VASc risk category (p < 0.001). CONCLUSION: Non-CE risk factors in ischemic stroke patients with NVAF are associated with high CHA2DS2-VASc score and CACS. Atherosclerotic non-CE risk factors should be considered as potential mechanisms of stroke even in patients with AF-associated ischemic stroke.ope

Park, Dong-Hyuck

학위논문(박사)----아주대학교 일반대학원 :심리학과,2007. 8본 연구의 기본적인 목표는 청소년 정신건강의 예방과 촉진을 도모하기 위한 보다 포괄적인 정신건강 개념을 제안하는 것이었다. 에서는 정신건강 구성 요인의 기본적 구조를 살펴보기 위해 Veit와 Ware(1983)에 의해 개발된 Mental Health Inventory(MHI)를 번안하여 청소년 6,411명의 자료를 토대로 요인분석을 실시하였다. 그 결과 미국, 호주 청소년을 대상으로 수행되었던 선행연구와 마찬가지로 한국 청소년들의 경우에도 주관적 안녕감과 심리적 고통이 연속적 차원이 아닌 분리된 2개 요인임을 확인할 수 있었다. 에서는 질적분석을 통해 정신건강의 보다 세부적인 하위 차원에 대해 탐색해 보았다. 21개 집단, 총 85명의 청소년을 대상으로 FGI를 실시하고 피면접자의 반응을 녹취하여 근거이론에 따라 질적 분석을 실시하였다. 그 결과 정신건강에 대한 총 972개의 진술문을 확보할 수 있었고, 이것을 105개의 개방코드와 14개의 축코드, 최종적으로 5개의 선택 코드로 요약하였다. 이렇게 발견된 요인은 주관적 안녕감, 심리적 고통, 사회적 자원, 개인적 자원, 스트레스였다. 에서는 질적분석을 통해 발견된 정신건강 관련 요인들의 타당성과 요인간 관련성을 확인하기 위해 각 요인의 하위 내용을 측정문항으로 변환하여 청소년 4,074명을 대상으로 양적 자료를 수집하였다. 요인 분석 결과, 정신건강은 과 동일하게 주관적 안녕감과 심리적 고통으로 이루어진 2요인 상관모형이 가장 타당했고, 회귀분석 결과 정신건강의 수준은 심리적 자원과 스트레스의 수준에 따라 결정되는 것으로 나타났다. 안녕감이 높고 심리적 고통이 낮은 ‘완전한 건강’ 조건에 해당되는 비율은 18.3%였고, 안녕감이 낮고 심리적 고통이 높은 ‘비건강’ 상태는 19.7%였다. 전반적으로 여학생들이 더 높은 심리적 고통을 호소하고 있었고, 중학교 이후 시기부터 청소년들의 전반적인 정신건강 수준이 급격하게 하락됨을 알 수 있었다. 논의를 통해 정신건강의 향상은 병리적 증상의 제거만으로는 가능하지 않으며 안녕감의 경험과 심리적 자원의 확보가 중요함을 제안하였다. 이 외에 본 연구의 제한점과 향후 연구 방향에 대해 논의하였다.I. 서 론 1 II. 이론적 배경 7 1. 청소년 정신건강의 실태 7 2. 전통적 정신건강의 개념과 문제점 8 3. 주관적 안녕감 11 1) 기본 개념 12 2) 사회인구학적 영향 요인들 17 3) 개인 내적(성격적) 영향 요인들 21 4) 시간적 안정성 23 5) 부정적 생활사건의 영향 25 4. 심리적 자원 27 III. 연구 문제 및 가설 31 IV. 연구 1: 정신건강의 기본적 요인구조 32 1. 방법 34 2. 결과 35 3. 논의 45 V. 연구 2: 질적분석을 통한 정신건강의 하위 차원 탐색 47 1. 방법 49 2. 결과 52 3. 논의 55 VI. 연구 3: 양적분석을 통한 정신건강 요인 구조의 탐색 59 1. 방법 60 2. 결과 62 3. 논의 85 VII. 종합논의 91 참고문헌 99 부록 122Maste