초록 ▼

연구의 목적 및 내용
IVC 필터를 사용한 수치시뮬레이션과 같이 FEM/CFD와 같은 의료용 수치 시뮬레이션에서 사용할 수 있는 높은 질의 메쉬를 생성 및 최적화 한다. 이러한 메쉬를 사용하여 전산 유체 역학 시뮬레이을 수행하여 계산 과학적인 방법으로 수치적인 해를 계산 한다. 최종적으로 이러한 결과를 바탕으로 환자에 맞는 의료용 필터 및 메쉬 모델을 생성한다.

연구결과
1차년도에는 IVC 필터에서 사용할 수 있는 높은 질의 메쉬 모델 생성을 위하여 생성된 메쉬의 질을 높이고 inverted 요소를 제거할 수

연구의 목적 및 내용
IVC 필터를 사용한 수치시뮬레이션과 같이 FEM/CFD와 같은 의료용 수치 시뮬레이션에서 사용할 수 있는 높은 질의 메쉬를 생성 및 최적화 한다. 이러한 메쉬를 사용하여 전산 유체 역학 시뮬레이을 수행하여 계산 과학적인 방법으로 수치적인 해를 계산 한다. 최종적으로 이러한 결과를 바탕으로 환자에 맞는 의료용 필터 및 메쉬 모델을 생성한다.

연구결과
1차년도에는 IVC 필터에서 사용할 수 있는 높은 질의 메쉬 모델 생성을 위하여 생성된 메쉬의 질을 높이고 inverted 요소를 제거할 수 있는 방법에 대해서 연구하였다. 이러한 수치 시뮬레이션을 수행하는 경우 시간에 따라 메쉬의 변형이 오게 되는데 이러한 메쉬 변형에 올바르게 대처할 수 있도록 inverted 요소를 방지하고 높은 메쉬 질을 갖도록 하는 메쉬 변형 방법을 제안하였다.

2차년도에는 다양한 슈퍼 컴퓨팅 환경에서 메쉬 알고리즘의 병렬화가 가능하도록 KISTI에 있는 슈퍼컴퓨터를 활용하여 메쉬 알고리즘을 병렬화 하였다. 구체적으로, 다양한 메쉬 분할 방법을 사용하여 메쉬를 분할하여 멀티코어 환경에서 병렬 메쉬 알고리즘이 동작하도록 하였고 이를 통해 효율적으로 메쉬 알고리즘을 병렬화 하였다. 또한, 멀티 코어 환경에서 병렬 메쉬 알고리즘을 동작하기 위하여 vertex 재배열 방법과 데이터 지역성을 높이는 메쉬 재배열 방법에 대해서 연구하였다.

마지막으로 3차년도에서는 전산 유체 역학 시뮬레이션을 통하여 혈액의 유속을 계산할 수 있도록 Navier-Stokes 방정식과 오픈 소스 시뮬레이션 코드를 사용하여 IVC 필터와 메쉬를 사용하여 삽입 전후의 혈류 속도등에 대하여 분석하였다.

연구결과의 활용계획
연구에서 사용한 IVC 필터 및 메쉬는 다양한 학문 분야 (의학, 재료공학, 기계 공학) 등에서 활용 가능한 연구 분야이다. 본 연구 결과를 활용하여 다양한 수치 시뮬레이션과 관련된 분야의 수치적인 해의 정확도와 계산 속도 향상을 기대하고 있다. 또한, 국내(KISIT)에 있는 슈퍼 컴퓨터 자원을 사용하고 KISTI 연구진과의 공동 연구를 통하여 국내 슈퍼 컴퓨팅 기술 발전 및 슈퍼 컴퓨팅 관련 자원 활용에 이바지 하고자 한다.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
Our goal is to generate and optimize meshes, which can be used for numerical simulations such as IVC simulations. Using these high quality meshes, we can compute accurate numerical solutions when we perform CFD simulations. Finally, we generate patient specific IVC filter and mes

Purpose&contents
Our goal is to generate and optimize meshes, which can be used for numerical simulations such as IVC simulations. Using these high quality meshes, we can compute accurate numerical solutions when we perform CFD simulations. Finally, we generate patient specific IVC filter and meshes.

Result
We proposed several methods for improving the mesh qualities and removing inverted elements. These methods can be used to produce high quality IVC filters and meshes for numerical simulations. For time-dependent PDEs, meshes can vary with respect to time and mesh deformations occur. We proposed a novel mesh deformation method, which can be used when large boundary deformations occur.

Also, we studied the parallel meshing algorithms using multi-core environments. We proposed several parallel meshing algorithms using mesh partitioning methods and vertex reordering methods. Finally, we analyzed the numerical solutions when IVC filter and meshes are used. We used Navier-stokes equations and open-source codes to solve these problems.

Expected Contribution
The IVC filters and meshes that we used for the research can be utilized for various research fields such as biomedical engineering and mechanical engineering.

We expect that when researchers use our mesh models, more accurate numerical solutions can be achieved more quickly. Also, we plan to collaborate with researchers at KISTI and propose research projects, which uses super computers at KISTI.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 16
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 17
• 5. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 18
• 7. 연구성과 ... 19
• 8. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 20
• 9. 기타사항 ... 20
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 21
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 33
• 끝페이지 ... 36