전분 에멀션 젤의 장내 소화 및 물성학적 특징

학위논문 (석사) -- 서울대학교 대학원 : 농업생명과학대학 농생명공학부, 2021. 2. 최영진.Emulsion-filled gel is a system that collects emulsion in hydrogel, and has both high stability, which is an advantage of hydrogel, and fat-soluble material transportability, which is an advantage of emulsion. In this study, the emulsion-filled gel was stabilized by using modified corn starch, which can act as emulsifier and gelide at the same time, and the physical and storage stability and intestinal digestion characteristics of this emulsion gel were analyzed. The modified corn starch was manufactured through the reflux process of octhenyl succinic acid for the emulsification of corn starch and the sedimentation and freezing drying process, and the heat treatment process was used to act as a gelling agent. When the modified starch was used less 3 wt%, the water's interfacial surface was stabilized by starch, and if more than 4 wt% were used, emulsion gel, in which oil drops were collected in gel, was manufactured. The higher the concentration of replaced starch and oil, the higher the storage modulus and loss modulus, and the storage modulus of emulsion gel reached about 10,000 Pa when the maximum of 8 wt% starch was used. Experiments in quantifying free fatty acids released by emulsion gel in the in vitro small intestinal environment confirmed that the higher the concentration of starch created a more rigid network structure, the lower the initial digestion rate of the oil inside the emulsion gel and the 150-minute digestion rate (78% with 3 wt% starch; 70% with 8 wt% starch). In addition, after stored at room temperature for 60 days, it was observed that oil particles were dispersed without causing layer separation, and confirmed that they formed a stable emulsion. In summary, these results suggest that emulsion-filled gel developed in this study can be used as a carrier with both the properties of emulsion and hydrogel, so this study could serve as a basis for the study of developing gel-type carriers using health functional substances.에멀션 젤은 하이드로젤 내에 에멀션이 포집된 것으로, 하이드로젤의 장점인 뛰어난 안정성과 에멀션의 장점인 지용성 물질 운반성을 모두 지니는 시스템이다. 본 연구에서는 유화제 역할과 겔화제 역할을 동시에 할 수 있는 변성 옥수수전분을 사용하여 에멀션 젤을 안정화하였고, 이 에멀션 젤의 물성학적 특성과 저장 안정성, 그리고 장내 소화 특성을 분석하였다. 변성 옥수수전분은 옥수수전분이 유화능을 지니도록 하기 위하여 옥테닐호박산 치환 과정과 침전 및 동결 건조과정을 거쳐 제조하였고, 열처리 과정을 통해 겔화제로 작용하도록 하였다. 변성 옥수수전분을 3 wt% 이하로 사용해 에멀션 제조 시 기름(20 wt%)과 물의 계면이 전분에 의해 안정화 되었고, 4 wt% 이상 사용할 경우에는 연속상이 젤화되면서 기름 방울이 젤에 포집된 형태인 에멀션 젤이 제조되었다. 에멀션 젤은 치환된 전분과 기름의 농도가 높을수록 높은 저장탄성률과 손실탄성률을 나타냈으며, 최대치인 8wt%의 전분을 사용할 경우 에멀션 젤의 저장탄성률은 약 10,000 Pa 에 달했다. In-vitro 소장 환경에서 에멀션 젤이 방출하는 자유지방산을 정량하는 실험을 통해 전분의 농도가 높아 더 견고한 3 차원 네트워크 구조를 형성할수록 에멀션 젤 내부 기름의 장내 초기 소화 속도와 150 분 동안의 소화율(3 wt% 전분 사용 시 78%; 8 wt% 전분 사용 시 70%)이 유의미하게 감소함을 확인하였다. 또한 60 일간 상온에서 저장한 경우, 층 분리를 일으키지 않고 오일 입자가 분산되어 있음을 관찰하여 에멀션의 안정성이 유지됨을 알 수 있었다. 요컨대, 이 결과들은 본 연구에서 개발된 에멀션 젤이 에멀션의 특성과 하이드로젤의 특성을 모두 갖춘 운반체로서 활용될 수 있다는 것을 시사하여, 본 연구는 건강기능성물질을 이용하여 식품용 젤 형태의 운반체를 개발하려는 연구에 기초 자료를 제공할 수 있을 것이다.Table of contents ⅰ List of Tables ⅲ List of Figures ⅳ Abstract ⅶ Ⅰ. INTRODUCTION 1 Ⅱ. MATERIALS AND METHODS 6 2.1. Materials 6 2.2. Maize starch modified with octenyl succinic anhydride (MS) preparation 6 2.3. Determination of degree of substitution (DS) 7 2.4. Fourier transform infrared spectroscopy measurement 7 2.5. Preparation of oil-in-water emulsion-filled gels stabilized by MS 8 2.6. Rheological characterization 8 2.7. Instrumental texture profile analysis 9 2.8. Determination of the in vitro digestion patterns of the emulsions 10 2.9. Monitoring lipolysis of the emulsions in vitro in simulated small intestinal fluid 10 2.10. Microscopic observation 12 2.11. Determination of the storage stability 12 2.12. Statistical analysis 13 Ⅲ. RESULTS AND DISCUSSION 14 3.1. Infrared spectra of MS 14 3.2. Formation of the emulsion-filled gel 17 3.3. Viscoelasticity of the emulsion-filled gels 21 3.4. Texture profile analysis of the emulsion-filled gels 32 3.5. Starch digestion patterns of emulsion-filled gels 36 3.6. Lipolysis of the emulsion-filled gels 41 3.7. Storage stability of emulsions-filled gels 47 Ⅳ. CONCLUSION 50 Ⅴ. REFERENCES 52 Ⅵ. 국문초록 59Maste

종양 미세환경에서 대식세포 헴 산화 효소의 역할

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 의과대학 협동과정 종양생물학전공, 2019. 2. 서영준.One of the most common treatment options for breast cancer is chemotherapy. After chemotherapy, however, unwanted host effects provoke tumor recurrence and aggressiveness of cancer cells which often arise as a consequence of disruption in the patients immune system. Lymphocytes, such as CD8+ cytotoxic T cells which have capability of suppressing cancer progression, are depleted following chemotherapy. Tumor-associated macrophages (TAMs), an abundant set of tumor-infiltrating myeloid cells in tumor microenvironment, play an important role in immunosuppression which often occurs during conventional chemotherapy. Dying cancer cells generated during the chemotherapy can potentially hijack accumulated TAMs, provoking tumor recurrence. Therefore, reprogramming of TAMs to maximize the chemotherapeutic efficacy is considered a promising novel anticancer strategy. In this study, I investigated whether tumor cell debris generated as a consequence chemotherapy can reduce therapeutic efficacy by modulating the activity of tumor-infiltrating macrophages. In a 4T1 syngeneic murine breast cancer model, the expression of the M1 marker, CD86 in the TAMs and the infiltration of CD8+ T cells was reduced following paclitaxel (PTX) treatment. PTX treatment also resulted in an enhancement of heme oxygenase-1 (HO-1) expression in tumor-infiltrating myeloid cells engulfing tumor cell debris. Consistent with the in vivo profile of TAMs, bone marrow-derived macrophages (BMDMs) phagocytosing breast tumor cell debris exhibited significant upregulation of HO-1 expression. HO-1 induction in BMDMs engulfing breast tumor cell debris inhibited M1 polarization and reprogramed macrophages to the M2 phenotype. In contrast, inhibition of HO-1 activity with zinc protoporphyin IX resulted in sustained M1 macrophage activity of BMDMs co-cultured with breast cancer cell debris. Therapeutic efficacy of PTX to suppress the tumor growth was significantly enhanced in HO-1 knock out mice bearing 4T1 breast cancer. Consistent with that finding, pharmacologic inhibition of HO-1 activity augmented the therapeutic efficacy of PTX by stimulating CD86+ M1 TAMs in a 4T1 breast cancer. Furthermore, blockade of HO-1 in breast tumor bearing mice promoted CD8+ T cell infiltration and activity. Taken together, the above findings suggest that tumor cell debris-induced HO-1 overexpression in macrophages during chemotherapy dampens therapeutic efficacy by manipulating anti-tumor immunity.유방암 치료를 위하여 많이 쓰이는 치료방법 중 하나는 화학요법이다. 그러나 화학 요법 치료 후 면역 시스템의 문제로 암의 재발이나 악성화가 진행 되기도 한다. 특히, 암 진행을 억제하는 중요한 역할을 가지고 있는 CD8+ T세포가 화학 요법 후 활성이 떨어지기도 한다. 종양 미세환경에서 많은 부분을 차지하고 있는 종양 관련 대식세포는 화학 요법 치료에서 항암 면역 반응을 조절하는 역할을 가지고 있다. 화학 요법으로 인하여 생성된 사멸된 암세포는 종양 관련 대식세포를 조절 하여 암을 재발시키기도 한다. 그러므로 종양 관련 대식세포를 재프로그래밍 하여서 화학요법의 효과를 극대화시키는 방법이 항암 치료 전략 중 주목받고 있다. 이번 연구에서는 화학 요법 후 사멸된 암세포가 대식세포의 활성을 조절하여 항암 치료의 효과를 줄이는지 알아보았다. 4T1 유방암 모델에서 파클리탁셀을 처리한 군에서는 CD86+M1 대식 세포와 CD8+ T세포의 비율이 줄어들었다. 흥미롭게도 파클리탁셀을 투여한 군에서 사멸된 암세포를 잡아먹은 대식세포의 헴산화 효소 발현이 증가 되어있었다. 또한, 사멸된 암세포를 잡아먹은 골수 유래 대식 세포의 헴 산화 효소 발현도 확인 할 수 있었다. 사멸된 암세포를 잡아먹은 골수 유래 대식세포의 헴 산화 효소의 발현은 M1 극성화를 줄이고 M2 극성화를 증가 시켰다. 반대로 헴 산화 효소를 비활성화 시키면 사멸된 암세포를 잡아 먹은 골수 유래 대식 세포의 M1 활성이 유지됨을 관찰할 수 있었다. 헴 산화 효소 녹아웃 마우스를 사용한 4T1 유방암 모델에서는 파클리탁셀의 치료 효과가 증진되었다. 마찬가지로, 4T1 유방암 모델에서 zinc protoporphyin IX를 사용하여 HO-1 활성을 억제하니 CD86+ M1 대식 세포 비율이 증진되어 파클리탁셀의 치료 효과를 증가시켰다. 또한 유방암 모델에서 헴 산화 효소의 억제는 CD8+ T세포의 유입을 증진시켰다. 이를 통해, 화학요법으로 생성된 사멸된 암세포를 통하여 대식 세포의 증가된 헴 산화 효소는 항암 면역을 억제하여 항암치료 효과를 감소 시킨다는 것을 알았다. 이러한 결과는 유방암 종양 미세 환경에서 화학요법으로 증가된 헴 산화 효소를 표적으로 치료 하면 면역 시스템을 조절하여 화학 요법을 증진시킬 수 있음을 시사한다.TABLE OF CONTENTS ABSTRACT----------------------------------------------------------------------i TABLE OF CONTENTS---------------------------------------------------iv LIST OF FIGURES-----------------------------------------------------------ix LIST OF ABBREVIATIONS--------------------------------------------xiii 1. Introduction-----------------------------------------------------------------------1 2. Materials and Methods-----------------------------------------------------------5 3. Results ---------------------------------------------------------------------------16 3.1 Chemotherapy induces an immunosuppressive TME in breast cancer-------------------------------------------------------------------------------------------16 3.2 Phagocytosis of tumor cell debris regulates the polarization of macrophages to a pro-tumor phenotype-----------------------------------------17 3.3 Engulfment of tumor cell debris induces HO-1 expression in macrophages-----------------------------------------------------------------------20 3.4 HO-1 overexpression triggered by phagocytosis of tumor cell debris regulates the polarization of macrophages--------------------------------------21 3.5 HO-1 inactivation amplifies the therapeutic efficacy of PTX ----------23 3.6 HO-1 inhibition promotes anti-tumor T cell function in response to PTX treatment---------------------------------------------------------------------------24 3.7 HO-1 inactivation-induced M1 TAMs are crucial for the enhanced response to PTX therapy----------------------------------------------------------25 4. Discussion-----------------------------------------------------------------------69 5. References-----------------------------------------------------------------------75 Appendix---------------------------------------------------------------------------90 Taurine chloramine potentiates phagocytic activity of peritoneal macrophages through upregulation of dectin-1 mediated by heme oxygenase-1-derived carbon monoxide 1. Abstract--------------------------------------------------------------------------92 2. Introduction----------------------------------------------------------------------94 3. Materials and Methods---------------------------------------------------------97 4. Results --------------------------------------------------------------------------104 4.1 TauCl potentiates host defense to fungal infection-----------------------104 4.2 TauCl promotes phagocytic efficiency of peritoneal macrophages in a fungal infection-------------------------------------------------------------------104 4.3 TauCl increases dectin-1 expression in macrophages of mice infected with fungal pathogens-----------------------------------------------------------106 4.4 TauCl-induced HO-1 expression is critical for upregulation of dectin-1 expression in macrophages in a murine peritonitis---------------------------107 4.5 TauCl-induced HO-1 expression is essential for enhanced phagocytic activity of macrophages in a murine peritonitis-------------------------------108 4.6 CO enhances phagocytic activity of murine macrophages through upregulation of dectin-1 expression--------------------------------------------109 4.7 TauCl-induced HO-1 expression upregulates dectin-1 expression through PPAR-γ activation------------------------------------------------------109 5. Discussion----------------------------------------------------------------------134 6. References----------------------------------------------------------------------140 ABSTRACT IN KOREAN (국문초록) --------------------------------------148Docto

로봇 시스템의 설계 및 동작 동시 최적화

학위논문 (석사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 기계공학부, 2020. 8. 박종우.A robot design has the potential for numerous combinations of the components such as the actuators, links, joints, etc. Therefore, a process of finding a good design is a challenging problem even for the robot experts. To overcome this difficulty, we present an optimization framework for the morphological shape of a robot, considering its motion. Both the design and motion parameters can be simultaneously optimized for specific tasks by our methodology. In the space where the design and motion parameters are combined, our framework seeks the steepest direction that reduces the objective function on the constraint manifold. To overcome the flaws of the previous studies, we utilize the recently discovered recursive differential dynamics, which informs of the analytic relationship between the variation of joint torques and design parameters, thus our framework brings faster and more accurate optimization results. We validate our optimization framework through two numerical experiments: the 2-R planar manipulator with a given end-effector trajectory and the quadruped robot with a locomotion task.로봇 디자인에는 액츄에이터, 링크, 관절 등과 같은 구성요소의 수많은 조합 가능성이 존재한다. 따라서, 좋은 로봇 디자인을 찾는 과정은 전문가에게도 어려운 문제이다. 위 문제점을 극복하기 위해 로봇의 동작을 고려하여 형태를 최적화하는 방법론을 제시한다. 제시된 방법론을 통해 특정 작업을 위한 로봇 형태 및 동작의 동시 최적화가 가능하다. 위 방법론은 형태 및 동작 변수가 결합된 공간 상에서 목적함수를 가장 많이 감소시키는 구속조건 매니폴드 상에서의 방향을 찾아 최적화를 진행한다. 이전 연구들의 결점을 극복하기 위해 우리는 최근 개발된 반복 미분 동역학(recursive differential dynamics) 알고리즘을 사용한다. 이 알고리즘을 통해 관절 토크 변화와 형태 변화 사이의 해석적 관계를 계산할 수 있다. 따라서, 제시된 방법론을 사용하면 더욱 빠르고 정확한 최적화 결과를 도출할 수 있다. 총 두 가지 수치적 실험을 통해 위 최적화 방법론을 검증하였다: 엔드이펙터가 주어진 궤적을 추종하는 2축 평면 매니퓰레이터, 4족로봇의 보행작업.1 Introduction 1 1.1 Design Optimization of Robotic Devices 1 1.2 Limitations of Previous Works 4 1.3 Main Contributions of This Thesis 5 2 Preliminaries 7 2.1 Lie Group Theory 7 2.1.1 SO(3) and SE(3) 8 2.1.2 Twists and Wrenches 10 2.1.3 Adjoint Mappings 10 2.2 Rigid Body Dynamics 11 2.2.1 Dynamics of a Single Rigid Body 11 2.2.2 Dynamics of Open Chains 12 2.2.3 Dynamics of Floating Bodies 14 2.3 Recursive Differential Dynamics 15 3 Simultaneous Design and Motion Optimization 18 3.1 Problem Definition 18 3.2 Optimization Parameters 20 3.2.1 Design Parameters 20 3.2.2 Motion Parameters 23 3.2.3 Constraints 24 3.2.4 Inertial Changes 26 3.3 Optimization Algorithm Description 27 4 Numerical Experiments31 4.1 2-R Planar Manipulator 31 4.1.1Experimental Settings 31 4.1.2Optimization Results 33 4.2 Quadruped Robot 36 4.2.1Experimental Settings 37 4.2.2Optimization Results 39 5 Conclusion 44 A Appendix 46 A.1 Local parametrization of the design 46 A.2 Design rule for the link 48 A.3 Derivative of the constraints 51 A.3.1 End-effector trajectory 51 A.3.2 Equations of motion of the base for quadruped robots 52 A.4 Laikago Specification 53 Bibliography 55 국문초록 60Maste

재실자 행동 모델링을 위한 재실자 다양성 분석

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 건축학과, 2023. 8. 박철수.재실자 행동은 건물 에너지 시뮬레이션에서 주요한 불확실성 요소 중 하나로 간주되며, 건물 내 재실자의 다양한 행동 양상을 정확하게 모델링하는 것은 건물 내 환경 제어와 에너지 수요 예측을 위하여 필수적이다. 이 연구는 건물 내 재실자 행동의 다양성이 재실자 모델링에서 미치는 영향을 조사하고자 한다. 이를 위하여 이전 연구들에서 제안된 재실자 행동 모델링 접근 방식들을 검토하고, 건물 에너지 시뮬레이션에서의 재현성과 복제성을 어떻게 보완할 수 있는지에 대해 탐구한다. 이를 위해 본 연구에서는 서울시 소재 3개의 주거 건물에서 31개 세대를 선정하여 데이터를 수집하였다. 수집된 데이터는 재실자의 재실 상태, 창문 상태, 조명 스위치, 에어컨 스위치, 보일러 스위치의 다양한 재실자 행동 유형 데이터와 함께, 실내 및 실외 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도, 조도의 재실자 행동에 영향을 미치는 환경 데이터도 수집되었다. 연구 결과, 재실자의 재실 상태는 짧은 측정 기간 동안 특정 가구에서 무작위한 이동 패턴을 보였으며, 이는 재실자 행동의 시간적 다양성을 나타내는 것으로 해석 가능하다. 재실자 재실 상태 예측의 정확도는 세대마다 큰 차이를 보이며, 신뢰할 수 있는 재실자 행동 모델을 구현하기 위해서는 공간적 다양성 측면에서 특정 재실자 및 건물/공간에 대한 적용 가능성을 평가하는 것이 필요하다. 또한, 창문 조절 행동에 대한 특성 영향 분석 결과 각 세대는 창문 사용에 대한 개인적인 선호가 존재하며, 일반적인 접근 방식보다는 세대별 맞춤형 모델이 필요함을 시사한다. 창문 조절 행동에 영향을 미치는 요인은 단일 환경 변수에만 근거할 수 없으며, 환경, 비환경 및 알려지지 않은 요소들의 조합이 영향을 미친다. 마지막으로, 행동 유형 간 차이가 크게 나타났다. 서로 다른 행동 유형 간에는 세대에 따라 종속성의 정도가 다르며, 이는 각 세대들의 다양한 관점과 사용자의 에너지 유효성을 나타낸다. 본 논문에서는 건물 에너지 시뮬레이션에서 재실자 행동 모델링으로 인한 성능 차이의 원인을 분석하였다. 연구 결과는 재실자의 시간적, 공간적, 행동적 다양성을 고려하는 것이 건물 에너지 시뮬레이션의 정확성과 효과성을 향상시키는데 중요함을 강조한다. 앞으로의 재실자 연구는 이러한 결과를 바탕으로 재실자 다양성을 포함한 더 신뢰성 있고 재현 가능한 재실자 모델을 개발할 수 있을 것이다. 이를 통해 건물의 실제 에너지 사용과 시뮬레이션 결과의 일치를 높일 수 있는 재실자 행동 이해에 기여할 것으로 기대된다.Occupant behavior (OB) plays a crucial role in building performance simulations, but its complexity and variability pose challenges for accurate modeling. This thesis emphasizes the importance of reproducibility and replicability in OB models and explores the impact of occupant diversity on building energy control and prediction. Three types of occupant diversity are identified: temporal, spatial, and behavioral. In this thesis, in-situ experiments were conducted in three residential buildings in Seoul, South Korea, involving 31 households to investigate occupant diversity. Various aspects of occupant behavior, including occupant presence, window state, light switch, AC switch, and Boiler switch, as well as indoor and outdoor environmental data were collected. The results showed significant temporal diversity in occupant presence, highlighting the need for considering the temporal variability of behavior in OB models. The analysis of window adjustment behavior revealed individual preferences and the influence of multiple factors. Furthermore, variations in behavior types among households demonstrated diverse perspectives on indoor environment control and energy conservation. To address the performance gap in building simulations resulting from occupant behavior modeling, this research underscores the importance of considering occupant diversity to improve the accuracy and effectiveness of building performance simulations. Future research should focus on developing more reliable and reproducible occupant models incorporating occupant diversity, bridging the gap between actual and simulated building energy use.Abstract i Chapter 1. Introduction 1 1.1 Background 1 1.2 Objectives 3 1.3 Thesis organization 6 Chapter 2. Experiments 8 2.1 Target buildings 8 2.2 Sensor installation for measuring occupant and environmental data 10 Chapter 3. Predictability quantification in occupant presence 21 3.1 Introduction 21 3.2 Random walk approach 24 3.2.1 Mathematical form 25 3.2.2 Normalized Cumulative Periodogram (NCP) 26 3.2.3 Bartletts test 29 3.3 Results 30 3.3.1 NCPs of 31 households 30 3.3.2 Predictability with varying measurement periods 32 3.3.3 Predictability between weekdays/weekends 35 3.3.4 Predictability with varying temporal and spatial resolutions 36 3.4 Summary 38 Chapter 4. Feature influence quantification in window adjustment behavior using XAI 41 4.1 Introduction 41 4.2 Feature influence analysis 45 4.2.1 XAI 47 4.2.2 Logistic regression 49 4.2.3 XGBoost classifier and feature importance method 50 4.2.4 Shapley additive explanations 52 4.3 Results 53 4.3.1 Analysis of measured window state by households 53 4.3.2 Implementing window state models 59 4.3.3 Feature influence quantification 62 4.4 Discussion 65 4.5 Summary 69 Chapter 5. Multinomial occupant behavior model 71 5.1 Introduction 71 5.2 Modeling multinomial occupant behavior using LSTM 72 5.2.1 LSTM 74 5.2.2 Mutual information 78 5.3 Results 79 5.3.1 Analysis of measured occupant behavior by households 79 5.3.2 Implementing multinomial OB model 80 5.3.3 Mutual information analysis 81 5.4 Discussion 82 5.5 Summary 84 Chapter 6. Conclusion 86 References 89 Abstract in Korean 101석

A Study on the asymmetric control of 3-phase thyristor bridge for SMES

일반적으로 3상 사이리스터 브리지 회로는 AC-DC 변환장치, 대형 모터의 가역속도 조정, 에너지 저장 장치 등 전압, 전류 제어의 여러 분야에서 사용되고 있다. 에너지 저장 장치에서는 현재까지 개발된 여러 가지 대용량 에너지 저장 장치들 중 초전도 에너지 저장 장치 (Superconducting Magnet Energy Storage, SMES)는 상대적으로 에너지 저장용량이 크고 응답속도가 빨라서 오랜 시간동안 잦은 충·방전이 요구되는 시스템에 적용하기에 적합하고 사이리스터 브리지를 대칭 제어하는 대신에 비대칭 제어를 하면 상대적으로 평균 출력전압은 감소하지만 유효전력을 최대화하면서 무효전력을 최소화하여 역률을 증가시킬 수 있다. 따라서 SMES용 3상 사이리스터 브리지 회로에서 사이리스터가 점호되는 각을 대칭 또는 비대칭 제어함으로써 특징을 분석하였고 에너지를 SMES에 저장하고 회생 시에는 저장된 에너지를 입력 전원 측에 공급하게 된다. 본 논문에서는 SMES에 에너지를 저장하기 위한 전력변환기인 3상 사이리스터에서 비대칭 제어를 함으로써 무효전력을 최소화 시켜 역률을 증가시킬 수 있는 방법에 대하여 연구하였다. KEY WORD: 초전도 에너지 저장 장치(Superconducting Magnet Energy Storage, SMES), 3상 사이리스터 브리지, 대칭 제어, 비대칭 제어|In this paper, in general three-phase thyristor bridge circuits are used in various fields of voltage and current control such as AC-DC converter, reversible speed adjustment of large motors, and energy storage devices. Among the various energy storage devices developed so far, superconducting energy storage devices have a relatively large energy storage capacity and high response speed, which is suitable for a system requiring frequent charge and discharge of a long time. In the SMES three-phase thyristor bridge circuit, energy is stored in the SMES by symmetrical or asymmetrical control of the alpha angles at which thyristors are turned on, and reverse voltage is generated during regeneration period in which to regenerate energy is supplied on the power supply side. This paper describes the control characteristics of power converters for SMES In this paper, we have studied a method to increase the power factor by minimizing reactive power by asymmetric control in a 3-phase thyristor, which is a power converter for storing energy in SMES. KEY WORD: Superconducting Magnet Energy Storage (SMES), 3-phase thyristor bridge, Symmetrical control, Asymmetrical control목 차 목 차 ⅰ 그림 및 표 목차 ⅱ Abstract ⅴ 제 1 장 서 론 01 제 2 장 이 론 03 2.1 초전도 에너지 저장 시스템(SMES) 03 2.2 사이리스터 브리지 제어 05 2.2.1 대칭 제어 (Symmetry control) 10 2.2.2 비대칭 제어 (Asymmetry control) 15 2.3 제어에 따른 출력전압 및 출력전류 23 2.4 사이리스터 브리지의 비대칭 제어 동작 특성 26 2.4.1 전류의 겹침과 전환각 27 2.4.2 동시전환과 전환실패 30 2.5 역률 및 고조파 44 제 3 장 초전도 에너지 저장 장치용 전력변환기 47 3.1 초전도 에너지 저장 장치용 전력변환기 47 3.2 회로 구성 48 3.3 시뮬레이션 및 실험 51 3.3.1 컨버터 모드 (Converter mode) 52 3.3.2 인버터 모드 (Inverter mode) 55 3.4 결과 및 고찰 58 제 4 장 결 론 59 참 고 문 헌 60Maste

도시 물순환 관리를 위한 빗물 그린인프라스트럭쳐 실천전략에 관한 연구

학위논문 (박사)-- 서울대학교 환경대학원 : 협동과정 조경학, 2014. 2. 조경진.최근 기후변화에 따른 강우패턴의 변화와 도시화로 인한 불투수층의 증가로 인해 도시홍수의 증가, 지하수위의 저하, 열섬현상의 심화, 수질오염의 악화 등이 빈번하게 발생되고 있다. 이에 본 연구는 도시지역에 물순환 왜곡으로 인해 발생되는 문제점을 해결하기 위해 최근 도시 물순환 관리 전략으로서 미국을 중심으로 활발하게 논의되고 있는 그린인프라스트럭쳐(이후 본문에서는 약어인그린인프라로 표기한다)의 정책, 기술요소, 계획 및 설계전략 등 그린인프라스트럭쳐 실천전략에 관하여 연구하고자 한다. 이를 위해 먼저 그린인프라의 개념, 유형, 편익 등의 이론적 내용을 고찰하였고, 최근 그린인프라의 정책적 실행에 있어 선도적인 북미에 주요도시들의 그린인프라 정책을 분석하고 서울시의 그린인프라 관련 정책과 비교분석하여 국내에 그린인프라 정책수립에 있어 시사점을 제시하고자 하였다. 또한 그린인프라가 실제로 조성된 해외의 다양한 그린인프라 계획 및 설계사례를 분석하여 그린인프라의 기술요소와 계획 및 설계전략을 도출하였다. 이러한 연구를 토대로 국내 최초로 국가공원으로 조성되고 있는 용산공원 설계 국제공모에 제출된 출품작들의 그린인프라 설계전략을 분석하고 향후 조성될 용산공원과 주변 도시지역의 물순환 회복을 위해 적합한 그린인프라 전략을 도출하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 미국을 중심으로 1990년대 후반에 통용되기 시작한 그린인프라는 자연지역과 오픈스페이스 등의 상호연결을 중요시하는 공원녹지네트워크 개념에서 시작하여, 최근에는 도시지역에 훼손된 자연의 수문학적 과정을 회복하기 위한 지속가능한 도시 물순환 관리 전략으로서 그린인프라 개념으로 진화되고 있다. 둘째, 그린인프라는 협의적 의미에서 소규모의 레인가든, 식생수로, 인공습지, 옥상녹화, 침투트렌치, 투수성포장, 빗물저장시설 등 도시지역에 적용가능한 강우유출수 및 오염원 저감 기술요소를 포함할 뿐 아니라 광의적 의미에서 그린인프라는 도시지역의 건전한 물순환을 위한 산림, 하천 등의 자연지역과 공원, 녹지 등 오픈스페이스의 보존과 상호연결을 의미하는 도시지역의 주요한 생태적 인프라를 포함한다. 셋째, 그린인프라는 강우유출수의 저감과 침투, 지하수 충전, 도시홍수와 침수의 예방 등 도시지역의 물순환 회복 뿐 아니라 도시지역의 열섬현상 완화, 동식물의 서식처 제공, 생물다양성 증진, 대기질 향상, 에너지 사용절감, 여가·휴양 기회의 제공, 삶의 질 향상, 자산가치 상승, 기후변화 적응과 완화 등 다양한 사회적, 경제적, 환경적인 편익을 다차원적으로 지속가능하게 제공할 수 있다. 넷째, 미국의 필라델피아, 포틀랜드, 시애틀 등의 주요도시에서는 기존의 배수관, 하수시설, 관로 등 강우유출수 관리를 위한 단일목적의 회색인프라를 지양하고 다차원적이고 비용효과적이며 지속가능한 편익을 제공하는 그린인프라 정책을 수립하고 이를 조성하기 위해 그린인프라 규정 및 조례, 시범사업, 교육 및 지원활동, 빗물요금, 인센티브 등의 다양한 정책수단을 활용하고 있다. 다섯째, 해외의 주요도시들은 도시의 물순환 회복을 위해 그린인프라의 양적인 확충뿐 아니라 도시, 단지, 부지, 가로 등의 다양한 토지이용에 질 높은 수준의 그린인프라의 계획과 설계를 통해 도시민에게 쾌적한 환경과 심미적인 만족감을 제공할 수 있는 작동하는 조경설계로서 그린인프라의 조성을 실천하고 있다. 여섯째, 향후 조성될 용산공원은 인공습지, 생태하천, 호수, 생태연못, 식생수로, 저류지, 투수성포장 등 식생기반과 비식생기반의 그린인프라 기술요소를 활용하여 용산공원 내 조성되는 녹지, 수공간, 건물, 도로, 보행로 등 다양한 토지이용에 적용하고 각각의 그린인프라 기술요소들이 생태적 작동시스템으로 기능할 뿐 아니라 서로 연결되고 네트워크 됨으로서 더 큰 환경적, 경제적, 사회적 편익을 창출할 수 있다.제1장 서론 제1절 연구 배경 및 목적 제2절 연구 범위 및 방법 1. 연구의 범위 2. 연구의 내용 및 방법 제3절 연구사 1. 분산식 빗물관리에 관한 연구 2. 저영향개발에 관한 연구 3. 그린인프라스트럭쳐에 관한 연구 4. 도시 물순환 관리 기술요소에 관한 연구 제4절 도시 물순환 관리 관련 국내법규 검토 제2장 그린인프라스트럭쳐 이론적 고찰 제1절 도시 물순환을 위한 그린인프라스트럭쳐 개념 1. 공원녹지 네트워크로서 그린인프라스트럭쳐 2. 도시 물순환 관리로서 그린인프라스트럭쳐 제2절 도시 물순환을 위한 그린인프라스트럭쳐 유형 1. 적용기법에 따른 그린인프라스트럭쳐 유형 2. 강우처리 방식에 따른 그린인프라스트럭쳐 유형 제3절 도시 물순환을 위한 그린인프라스트럭쳐 편익 1. 그린인프라스트럭쳐의 지속가능한 편익 2. 그린인프라스트럭쳐의 다차원적 편익 제4절 도시 물순환을 위한 그린인프라스트럭쳐 정책 1. 그린인프라스트럭쳐 실행을 위한 빗물규정 및 지방조례 2. 그린인프라스트럭쳐 도입과 확대를 위한 시범사업 3. 그린인프라스트럭쳐 교육 및 지원활동 4. 그린인프라스트럭쳐 재정지원을 위한 빗물요금 5. 그린인프라스트럭쳐 장려를 위한 인센티브 6. 소결 제3장 그린인프라스트럭쳐 계획 및 설계사례분석 제1절 도시 물순환을 위한 그린인프라스트럭쳐 계획 및 설계사례 1. 그린인프라스트럭쳐 계획 및 설계사례 개요 2. 그린인프라스트럭쳐 계획 및 설계사례 분석 제2절 도시 물순환을 위한 그린인프라스트럭쳐 기술요소 도출 1. 그린인프라스트럭쳐 계획 및 설계사례 기술요소 분석 2. 그린인프라스트럭쳐 기술요소 도출 제3절 도시 물순환을 위한 그린인프라스트럭쳐 계획 및 설계전략 1. 연결된 시스템으로서 그린인프라스트럭쳐 2. 생태적 작동시스템으로서 그린인프라스트럭쳐 3. 다차원적 접근으로서 그린인프라스트럭쳐 제4장 그린인프라스트럭쳐 국내 적용성 검토 제1절 용산공원 설계 국제공모 출품작 그린인프라스트럭쳐 전략 분석 1. 용산공원 설계 국제공모 출품작 그린인프라스트럭쳐 전략 분석내용 2. 용산공원 설계 국제공모 출품작 그린인프라스트럭쳐 전략 분석 3. 용산공원 설계 국제공모 출품작 그린인프라스트럭쳐 전략 분석종합 제2절 용산공원 그린인프라스트럭쳐 전략 도출 1. 연결된 시스템으로서 그린인프라스트럭쳐쳐 전략 2. 생태적 작동시스템으로서 그린인프라스트럭쳐 전략 3. 다차원적 접근으로서 그린인프라스트럭쳐 전략 제5장 결론 참고문헌 AbstractDocto

상승단계 발사체의 최적 궤적 생성 및 강건 제어 기법

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 기계항공공학부, 2018. 2. 김현진.This research focused on trajectory generation and control of a flexible launch vehicle during ascent flight. An important issue of a launch vehicle design is generating optimal trajectory during its atmospheric ascent flight while satisfying constraints such as aerodynamic load. These constraints become more significant due to wind disturbance, especially in the maximum dynamic pressure region. On the other hand, modern launch vehicles are becoming long and slender for the reduction in structure mass to increase payload. As a result, they possess highly flexible bending modes in addition to aerodynamically unstable rigid body characteristics. This dissertation proposes a rapid and reliable optimization approach for trajectory generation via sequential virtual motion camouflage (VMC) and non-conservative robust control for an unstable and flexible launch vehicle. First, an optimal trajectory is generated in a rapid and reliable manner through the introduction of the virtual motion camouflage. VMC uses an observed biological phenomenon called motion camouflage to construct a subspace in which the solution trajectory is generated. By the virtue of this subspace search, the overall dimension of the optimization problem is reduced, which decreases the computational time significantly compared to a traditional direct input programming. Second, an interactive optimization algorithm is proposed to find a feasible solution easier. For this, the constraint correction step is added after VMC optimization. Since VMC is a subspace problem, a feasible solution may not exist when subspace is not properly constructed. In order to address this concern, a quadratic programming (QP) problem is formulated to find a direction along which the parameters defining the subspace can be improved. Via a computationally fast QP, specific parameters (such as prey and reference point) used in VMC can be refined quickly and sequentially. As a result, the proposed interactive optimization algorithm is less sensitive to the initial guess of the optimization parameters. Third, a non-conservative 2-DOF H infty controller for an unstable and flexible launch vehicle is proposed. The objectives of the control system are to provide sufficient margins for the launch vehicle dynamics and to enhance the speed of the closed-loop response. For this, a robust control approach is used. The key of the control design is to overcome conservativeness of the robust control. The baseline controllers using the optimal control such as LQG and LQI are designed prior to a robust controller. These optimal controllers are used to find a desirable shape of the sensitivity transfer function in order to reduce conservativeness of the robust control. After implementation and analysis of the baseline controllers, an improved sensitivity weighting function is defined as a non-conventional form with different slopes in the low frequency and around crossover frequency, which results in performance enhancement without loss of robustness. A two-degree-of-freedom H infty controller is designed which uses feedback and feedforward control together to improve tracking performance with the proposed sensitivity weighting function as a target closed-loop shape. The resulting H infty controller stabilizes the unstable rigid body dynamics with sufficient margins in the low frequency, and also uses gain stabilization in addition to phase stabilization to handle the lightly damped bending modes in the high-frequency region.1 Introduction 1 1.1 Background and motivations 1 1.2 Literature survey 3 1.2.1 Optimal trajectory generation for a launch vehicle 3 1.2.2 Controller design for a flexible launch vehicle 5 1.3 Research objectives and contributions 6 1.4 Thesis organization 7 2 Launch Vehicle Dynamics 9 2.1 Frame and coordinate 9 2.2 Rigid body motion 9 2.3 Aerodynamic forces and moments 12 2.4 Gravity force 14 2.5 Thrust forces and moments 14 2.6 Flexible bending modes 15 3 Optimal Trajectory Generation 16 3.1 VMC based trajectory optimization 16 3.1.1 Nonlinear constrained trajectory optimization problem 17 3.1.2 VMC formulation 17 3.2 VMC based trajectory optimization applied to the launch vehicle 21 3.2.1 Relationship between launch vehicle dynamics and VMC 21 3.2.2 Selection of reference point and virtual prey motion 23 3.2.3 Trajectory optimization via VMC 25 3.2.4 Sequential VMC: constraint correction 27 3.2.5 Comparison study 29 3.3 Numerical simulations 31 3.3.1 Case 1: No wind disturbance 36 3.3.2 Case 2: Z-axis wind disturbance 39 3.3.3 Case 3: Y -axis wind disturbance 43 3.3.4 Case 4: Z and Y -axes wind disturbance 48 3.3.5 Performance comparison 51 4 Robust Control 57 4.1 Launch vehicle model description 57 4.1.1 Rigid body model 58 4.1.2 Flexible modes and Actuator 59 4.1.3 System properties and design specications 63 4.2 Baseline controllers design 65 4.2.1 Set-point LQG 65 4.2.2 Integral LQG 69 4.3 Robust controller design 74 4.3.1 H infinity control theory 74 4.3.2 Two-degree-of freedom H infinity controller 76 4.3.3 Selection of weighting functions: Wp and Wu 77 4.3.4 Synthesis results 82 4.3.5 Comparison study 88 4.4 Numerical simulation 94 5 Conclusions 98 Abstract (in Korean) 106Docto

Anesthetic considerations for awake craniotomy

Awake craniotomy is a gold standard of care for resection of brain tumors located within or close to the eloquent areas. Both asleep-awake-asleep technique and monitored anesthesia care have been used effectively for awake craniotomy and the choice of optimal anesthetic approach is primarily based on the preferences of the anesthesiologist and surgical team. Propofol, remifentanil, dexmedetomidine, and scalp nerve block provide the reliable conditions for intraoperative brain mapping. Appropriate patient selection, adequate perioperative psychological support, and proper anesthetic management for individual patients in each stage of surgery are crucial for procedural safety, success, and patient satisfaction.ope

Implementation of algebraic multigrid method and performance analysis on unstructured flow solver

본 연구에서는 비정렬 격자 기반 압축성 유동 해석자에 수렴 가속화 기법인 algebraic multigrid (AMG) 기법을 적용 후 가속 성능 분석을 진행하였다. Classic AMG 기법과 additive correction 기반 AMG 기법을 이용하여 타원형 편미분 방정식을 풂으로써 각 기법의 성능 비교 후 비정렬 격자 기반 유동 해석자에 AMG 기법을 적용하였으며, 2차원 아음속, 천음속, 초음속 영역의 비정렬 격자와 정렬 격자 기반의 대칭 익형을 해석함으로써 적용된 AMG 기법의 수렴 가속과 정확성을 검증하였다. 충격파가 발생하는 천음속과 초음속 영역 계산에서는 limiter freezing 기법이 사용되어 잔차(residual)의 감소가 멈추는 경우 limiter 값을 고정하여 사용함으로써 계산을 진행하였다. AMG 기법의 coarsening은 additive correction method를 기반으로 각 계층(level)에서 주어져 있는 격자 연결 강도에 따른 응집(agglomeration)을 통해 진행되었으며, 각 격자의 연결 강도를 정의하는 응집 기법을 변화시켜가며 사례 연구(case study)를 진행함으로써 응집 기법의 차이에 따른 AMG 기법의 성능 영향에 대한 분석을 진행하였다. 사례 연구에는 Jacobian 행렬 대각 요소의 절댓값, trace of matrix, matrix norm (P-1, P-infinity, Max, Frobenius) 그리고 matrix determinant가 응집 기법으로 사용되었다. 성능 분석 결과, 가장 높은 AMG 기법 성능을 보인 첫 번째 대각 요소를 사용한 계산과 가장 낮은 AMG 기법 성능을 보인 trace of matrix를 사용한 계산의 성능 차이 원인은 AMG 내부의 coarsening 성능 차이에 따른 것으로 분석되었다.Present study implemented convergence acceleration method on unstructured grid based compressible flow solver. The convergence acceleration and accuracy of the calculation were verified by solving the symmetrical airfoil problems based on unstructured and structured grid for the two-dimensional subsonic, transonic, and supersonic flow regions. In the transonic and supersonic flow regions where the shock wave occurs, the limiter freezing method was used. The calculation was carried out by making the limiter uses the values from the previous iteration when the residual reduction stalls. The coarsening method of the algebraic multigrid (AMG) was based on the additive correction method, and coarsening was performed through agglomeration according to the grid connection strength given at each levels of equations. By conducting case study changing the agglomeration method which defines the connection, transonic and supersonic flow region simulations were performed for the symmetrical airfoil. In addition, the difference of each agglomeration method based AMG performance was analyzed accordingly. In the case study, the absolute value of the diagonal element of the Jacobian matrix, trace of matrix, matrix norm (P-1, P-infinity, Max, Frobenius), and matrix determinant were used as agglomeration methods. As a result of the performance analysis, it was analyzed that the cause of the performance difference between the calculation with the best performance of the AMG and the calculation with the worst performance was due to the difference in coarsening performance.제 1 장 서론 1 1.1 Multigrid 기법 1 1.2 연구 목표 2 제 2 장 수치기법 4 2.1 지배방정식 4 2.2 시간 적분법 5 2.3 AMG 기법 6 2.3.1 Classic AMG 기법 7 2.3.2 Additive correction method 기반 AMG 기법 11 2.3.3 AMG 사이클 16 2.3.4 응집 기법 17 제 3 장 AMG 기법 성능 검증 20 3.1 Poisson equation 해석 20 3.2 아음속 영역 NACA0012 익형 해석 22 3.3 천음속 영역 NACA0012 익형 해석 28 3.4 초음속 영역 NACA0012 익형 해석 33 제 4 장 수치해석 38 4.1 NACA0012 익형 38 4.2 가속화 분석 39 제 5 장 결론 42 참고문헌 44 abstract 46석

Time to Surgery and Injury Severity Score

Purpose: To evaluate the association between time to surgery and injury severity score (ISS). Methods: Medical charts and records were reviewed for polytrauma patients who underwent trauma surgery from November 2014 to March 2016. The patients were divided into two groups based on the ISS. Results: Among the 217 operated patients, 22 patients underwent first and second surgery. The patients with an ISS over 17 (mean 13.0 days) had a longer interval between surgeries than patients with an ISS of 17 or less (mean 7.5 days) (p=0.031). One hundred and twenty-one patients only underwent elective surgery and there is a positive correlation between ISS and time to elective surgery (p<0.028, Pearson’s correlation coefficient=0.224). Seventy-four patients underwent emergent surgery only. Among these, the patients with an ISS of 17 or less underwent general surgery (86%) but the patients with an ISS more than 17 underwent neurological surgery (47%). Conclusion: Patients with high ISS need critical care during the preoperative and postoperative period.ope