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송시몬 연구실
한양대학교 기계공학부 송시몬 교수
자기공명유속계(MRV)
4D flow MRI
혈류역학
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

송시몬 연구실

한양대학교 기계공학부 송시몬 교수

송시몬 연구실은 자기공명유속계(MRV)와 4D flow MRI를 활용하여 복잡 유동의 속도장을 재구성하고 유동 지표를 정량화하는 연구를 수행합니다. 혈류역학 영역에서는 wall shear stress(WSS) 및 혈류 정체 관련 지표 산출의 정확도를 높이기 위해 노이즈 저감과 부분부피 효과 보정 기법을 개발하고, 경동맥 유동의 실시간 분석을 포함한 혈류역학지표 기반 정밀의료 플랫폼 연구를 진행합니다. 공학 영역에서는 냉동·냉장 설비 및 원자로 냉각계의 난류와 3차원 유동 구조를 MRV로 해석하고 구조 변경을 통해 성능·소음과 연계된 설계 근거를 도출합니다.

자기공명유속계(MRV)4D flow MRI혈류역학Wall Shear Stress(WSS)난류 유동
대표 연구 분야
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4D flow MRI·MRV 기반 혈류역학 지표 정량화 및 혈전 위험 평가 연구 thumbnail
4D flow MRI·MRV 기반 혈류역학 지표 정량화 및 혈전 위험 평가 연구
Quantitative Hemodynamics Using 4D Flow MRI and MRV for Thrombosis Risk Assessment
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
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인용수 0
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2025
Refining wall shear stress measurements in four-dimensional flow magnetic resonance imaging through intra-voxel wall boundary consideration
Seungbin Ko, Seongju Lee, Hojin Ha, Dong Hyun Yang, Jeesoo Lee, Ilhoon Jang, Simon Song
IF 3.8 (2025)
Physics of Fluids
벽 전단응력(WSS)을 정확히 추정하는 것은 심혈관 질환의 기전 이해와 진단에 필수적이다. 4차원 유동 자기공명영상(4D flow MRI)은 WSS를 정량화하는 유용한 도구이지만, 부분 용적 효과(partial volume effects, PVE)의 영향을 자주 받아 WSS 추정에 잠재적 부정확성이 발생한다. 본 연구에서는 4D flow MRI 측정에서 PVE를 다룸으로써 WSS 추정을 향상시키는 새로운 접근법을 제안한다. 우리의 방법은 벽에 인접한 복셀 내에서 혈관 벽 경계를 정밀하게 위치시키며, 자기공명 신호 크기와 해당 복셀에서의 유체 점유율 분율 사이의 선형 상관관계를 활용한다. 제안된 방법은 지름 8 mm의 층류 원형 튜빙 유동을 측정하고, 생체 내 대동맥 데이터를 통해 평가하였다. 실험을 통해 PVE를 고려할 때 WSS 추정 정확도가 유의미하게 향상됨을 확인하였다. 측정된 WSS와 이론값 사이의 평균제곱근오차(root mean square error, RMSE)는 더 높은 Reynolds 해상도(즉, 더 작은 값)에서 약 40% 감소하였다. 또한 PVE 고려 방법은 대동맥 데이터에서 PVE를 고려하지 않은 경우에 비해 WSS 중앙값이 약 7% 낮게 나타났다. 이러한 결과는 PVE를 보정하고, 4D flow MRI에서 더 높은 Reynolds 해상도를 추구하여 정밀한 WSS 추정을 달성하는 것의 중요성을 강조하며, 궁극적으로 임상 연구에 기여하고 심혈관 질환 진단에서 WSS의 적용을 발전시키는 데 도움이 된다.
https://doi.org/10.1063/5.0266907
Physics
Shear flow
Flow (mathematics)
Mechanics
Shear stress
Magnetic resonance imaging
Boundary (topology)
Refining (metallurgy)
Nuclear magnetic resonance
Classical mechanics
2
Article
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인용수 1
·
2025
Effects of initial and operating conditions on the closed supercritical carbon dioxide Brayton cycle
Senthil Kumar Raman, Jae Sung Park, Simon Song
IF 3.8 (2025)
Physics of Fluids
초임계 이산화탄소(s-CO2) 파워 사이클은 실제 기체 물성으로 인해 다양한 열원으로부터의 효율적인 열에너지 변환을 위한 잠재적 후보이다. 임계점 근처에서 실제 기체 물성이 크게 변하기 때문에, 초기 열역학적 조건의 영향은 s-CO2 파워 사이클에 상당한 영향을 미칠 수 있어 이를 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 일차원 해석 모델을 개발하여 작동유체로 s-CO2를 사용하는 피스톤 엔진의 열역학적 과정을 분석하였다. 또한 동적 메쉬를 적용한 피스톤–실린더 모델의 열역학적 과정을 분석하기 위해 과도(전이) 계산 시뮬레이션을 수행하였다. 이어서 CO2의 비이상(비이상적) 열역학적 성질을 실제 기체 방정식의 상태방정식으로 추정하고, 이를 해석 및 계산 결과 모두와 연계하였다. Z의 최솟값 궤적을 따라 T1 및 P1의 초기 조건은 최소 일 입력에 대해 이상적임이 확인되었으며, 이는 기체상 CO2와 비교하여 최대 20%까지 일 입력을 감소시킬 수 있다. 또한 초기 압력 P1을 임계압 Pc=73.773 bar보다 약간 높이면 압축 작업이 감소함이 밝혀졌다. 초기 조건뿐 아니라, 열을 가한 이후 온도의 증가 및 열 재생(heat regeneration) 도입은 열-기계 에너지 변환을 강화하여 더 높은 일 출력을 유도하였고, 그 결과 효율이 최대 105%까지 증가하였다. 초임계 상태는 기체상에 비해 일 입력 요구량을 유의미하게 감소시킨다.
https://doi.org/10.1063/5.0261473
Brayton cycle
Physics
Supercritical fluid
Supercritical carbon dioxide
Carbon dioxide
Thermodynamics
Mechanics
Power (physics)
3
Article
|
·
인용수 0
·
2025
Flow-induced tonal noise in automotive cabins: Experimental analysis and Helmholtz resonator modeling
Seongwook Jeon, Jun Kim, Yeonjin Jang, Sang‐Il Choi, Junhong Park, Simon Song
IF 3.8 (2025)
Physics of Fluids
자동차 실내에서 구조적 틈을 통해 유입되는 유동에 의한 소음(tonal noise)의 발생은 자동차 설계에서 중대한 공력음향(aeroacoustic) 문제를 야기한다. 본 연구는 통합된 실험 및 해석적 접근을 통해 자동차 실내에서 유동 유도( flow-induced ) 톤성 소음의 발생을 규명하였다. 먼저 톤성 소음은 다채널 마이크로폰 어레이에 위상 변환(phase transform) 기법을 적용한 steered response power로 국소화하여, 지배적인 소스 영역이 사이드 미러–차체 접합 부근에 있음을 확인하였다. 풍동 환경에서 다양한 요(yaw) 각도와 환기 모드 하에 실내, 도어 패널, 사이드 미러 캐비티를 포함한 여러 위치에서 압력 측정을 수행하였다. 개별 지점의 압력은 톤성 소음을 신뢰성 있게 예측하지 못했으나, 실내와 도어 캐비티 사이의 약 105 Pa에 해당하는 임계 압력 차가 톤성 성분의 발생을 일관되게 표시하였다. 관찰된 형상 및 유동 조건을 바탕으로, 사이드 미러 캐비티가 헬름홀츠 공진기(Helmholtz resonator)처럼 거동할 것으로 가설을 세웠다. 이를 검증하기 위해 캐비티를 기하학적 매개변수를 사용하여 모델링하고, 난류 경계층 압력 변동을 Corcos 기반 표현으로 여기하였다. 예측된 공진 주파수는 실험에서 관측된 값과 매우 근접하게 일치하여, 이러한 가설을 뒷받침하였다. 본 연구 결과는 톤성 소음이 공진 캐비티 구조에 대한 유동 유도의 여기에서 비롯됨을 보여주며, 차량 설계에서 압력 구배(pressure gradient) 제어의 중요성을 강조한다. 또한 본 결과는 유동 경로 및 구조 형상 최적화를 통해 톤성 소음을 완화하기 위한 실질적인 지침을 제공한다.
https://doi.org/10.1063/5.0283403
Physics
Acoustics
Noise (video)
Helmholtz resonator
Flow (mathematics)
Aeroacoustics
Helmholtz free energy
Resonator
Mechanics
Aerospace engineering
최신 정부 과제
24
과제 전체보기
1
2024년 12월-2025년 12월
|20,000,000
자기공명유속계를 이용한 다중물리현상 분석 연구 선도 및 표준화를 위한 한-독 국제협력 플랫폼
- MRV는 원자핵의 자기장을 이용하여 비광학 비침습적으로 유체 내에서의 속도 및 난류응력을 3차원 공각에 대해 측정할 수 있는 강력한 측정 기법임- 아직은 전 세계적으로 10개가량의 소수의 국제 연구그룹에 의해서만 MRV를 이용한 유체역학 관련 연구가 이뤄지고 있어 연구자들 간의 연구 교류를 통한 연구 역량 향상이 어렵고 MRV 기술 사용에 대해 명확하게...
자기공명유속계
유체역학
속도장
난류운동에너지
시퀀스 설계
2
2024년 7월-2025년 7월
|136,188,000
초발수 표면의 마찰항력 저감 성능 향상을 위한 CFD/기계학습 기반의 천이 및 난류 유동 정밀 분석 시스템
최종 목표: 고속 유동(천이 및 난류 조건)에서도 최상의 마찰항력 저감 성능을 유지하는 초발수 표면 설계를 위한 Computational Fluid Dynamics(CFD)와 기계학습 기반의 유동 특성 분석 시스템 개발.■ 초발수 표면 정밀 유동 분석을 위한 direct numerical simulation(DNS) 모델 개발■ DNS을 이용한 초발수 표면...
초발수 표면
천이
난류마찰항력
직접수치 시뮬레이션
기계학습
3
2024년 7월-2025년 7월
|110,730,000
초발수 표면의 마찰항력 저감 성능 향상을 위한 CFD/기계학습 기반의 천이 및 난류 유동 정밀 분석 시스템
최종 목표: 고속 유동(천이 및 난류 조건)에서도 최상의 마찰항력 저감 성능을 유지하는 초발수 표면 설계를 위한 Computational Fluid Dynamics(CFD)와 기계학습 기반의 유동 특성 분석 시스템 개발.■ 초발수 표면 정밀 유동 분석을 위한 direct numerical simulation(DNS) 모델 개발■ DNS을 이용한 초발수 표면...
초발수 표면
천이
난류마찰항력
직접수치 시뮬레이션
기계학습
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2022특이값 분해를 이용한 3차원 속도장 데이터의 노이즈 필터 및 이를 이용한 노이즈 필터링 방법1020220145677
등록2022표면장력 및 접촉각 동시 측정기 및 측정방법1020220020123
등록2018수중 공기층 유지를 위한 초발수 다공성 막 및 그 제조방법1020180122460-
전체 특허

특이값 분해를 이용한 3차원 속도장 데이터의 노이즈 필터 및 이를 이용한 노이즈 필터링 방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220145677

표면장력 및 접촉각 동시 측정기 및 측정방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220020123

수중 공기층 유지를 위한 초발수 다공성 막 및 그 제조방법

상태
등록
출원연도
2018
출원번호
1020180122460