• 제목/요약/키워드: 1-D Modeling

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Engineered human cardiac tissues for modeling heart diseases

  • Sungjin Min;Seung-Woo Cho
    • BMB Reports
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    • 제56권1호
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    • pp.32-42
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    • 2023
  • Heart disease is one of the major life-threatening diseases with high mortality and incidence worldwide. Several model systems, such as primary cells and animals, have been used to understand heart diseases and establish appropriate treatments. However, they have limitations in accuracy and reproducibility in recapitulating disease pathophysiology and evaluating drug responses. In recent years, three-dimensional (3D) cardiac tissue models produced using tissue engineering technology and human cells have outperformed conventional models. In particular, the integration of cell reprogramming techniques with bioengineering platforms (e.g., microfluidics, scaffolds, bioprinting, and biophysical stimuli) has facilitated the development of heart-on-a-chip, cardiac spheroid/organoid, and engineered heart tissue (EHT) to recapitulate the structural and functional features of the native human heart. These cardiac models have improved heart disease modeling and toxicological evaluation. In this review, we summarize the cell types for the fabrication of cardiac tissue models, introduce diverse 3D human cardiac tissue models, and discuss the strategies to enhance their complexity and maturity. Finally, recent studies in the modeling of various heart diseases are reviewed.

Parametric Analysis and Design Engine for Tall Building Structures

  • Ho, Goman;Liu, Peng;Liu, Michael
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제1권1호
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    • pp.53-59
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    • 2012
  • With the rise in CPU power and the generalization and popularity of computers, engineering practice also changed from hand calculations to 3D computer models, from elastic linear analysis to 3D nonlinear static analysis and 3D nonlinear transient dynamic analysis. Thanks to holistic design approach and current trends in freeform and contemporary architecture, BIM concept is no longer a dream but also a reality. BIM is not just providing a media for better co-ordination but also to shorten the round-the-clock time in updating models to match with other professional disciplines. With the parametric modeling tools, structural information is also linked with BIM system and quickly produces analysis and design results from checking to fabrication. This paper presents a new framework which not just linked the BIM system by means of parametric mean but also create and produce connection FE model and fabrication drawings etc. This framework will facilitate structural engineers to produce well co-ordinate, optimized and safe structures.

Loose-coupling GIS기반의 도시홍수 모의 및 피해액산정 (Urban Inundation Modeling and Its Damage Evaluation Based on Loose-coupling GIS)

  • 강상혁
    • Spatial Information Research
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    • 제18권1호
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    • pp.49-56
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    • 2010
  • 시가지 범람 문제를 고려할 경우 침수심의 정량적인 수치계산에 의한 재해 위험을 평가하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 2002년 막대한 시가지 침수 피해를 경험한 바 있는 삼척시를 대상으로 범람 모의 계산에 의한 시가지 침수피해 평가를 수행하였다, 입력자료의 변환과정에서 생길 수 있는 에러를 줄이기 위해 시가지 조도계수, 표고, 건물의 점유율 등은 ArcGIS에서 바로 전산화하여 시가지 범람모형을 구축하였으며 계산된 침수심을 토대로 격자별로 피해액을 산정하였다 본 연구를 통하여 강우유출, 침수심 모의 계산, 피해액의 정량적 산정이라는 일연의 과정이 통합적으로 수행되어 향후 시가지 배수계획에 기여할 것으로 기대된다.

MRI 영상을 이용한 한국인 인체 두부의 FDTD 모델링 (FDTD Modeling of the Korean Human Head using MRI Images)

  • 이재용;명노훈;최명선;오학태;홍수원;김기회
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.582-591
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    • 2000
  • 본 논문에서는 휴대전화기에 의한 인체 영향을 FDTD (시간영역 유한차분법) 해석할 수 있도록 한국인 표준 에 알맞는 인체 두부의 FDTD 모텔 제작 방법을 소개하였다. 한국인 표준에 알맞은 사람의 두부를 MRI 촬영한 다음.2차원 MRI 영상 데이터를 이용하여 2차원 segmentation을 하였다. segmentation은 반자동법을 적용하였 으며 제작된 2차원 se밍nentation 데이터를 토대로 $1mm\times1mm\times1mm$크기의 3차원 고해상도 segmentation 데이터를 제작하였다. 3차원 고해상도 segmentation 데이터를 이용하여 휴대전화기의 사용 상황에 어올리도록 다양한 각도로 기울인 인체 두부의 FDTD 모델을 제작하였다.

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Finite element modeling of slab-on-beam concrete bridge superstructures

  • Patrick, Michael D.;Huo, X. Sharon
    • Computers and Concrete
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    • 제1권3호
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    • pp.355-369
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    • 2004
  • This paper presents a study of four finite element techniques that can be used to model slabon-beam highway bridges. The feasibility and correctness of each modeling technique are examined by applying them to a prestressed concrete I-beam bridge and a prestressed concrete box-beam bridge. Other issues related to bridge modeling such as torsional constant, support conditions, and quality control check are studied in detail and discussed in the paper. It is found that, under truck loading, the bending stress distribution in a beam section depends on the modeling technique being utilized. It is observed that the behavior of the bridge superstructure can be better represented when accounting for composite behavior between the supporting beams and slab.

확장 Born 근사에 의한 시추공간 3차원 전자탐사 모델링 (Three-dimensional Cross-hole EM Modeling using the Extended Born Approximation)

  • 이성곤;김희준;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제2권2호
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    • pp.86-95
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    • 1999
  • 이 연구에서는 적분방정식의 근사해를 이용한 3차원 모델링 알고리듬을 구성하고 그 효율성을 분석하였다. 전기장 적분방정식에 확장 Born 근사(extended Born approximation)를 적용시켜 알고리듬을 구성하였으며 모델링의 계산 속도를 향상시키기 위하여 Green 텐서 적분을 공간 주파수 영역에서 수행하였다. 이 방법은 연속 함수로 표현되는 전기전도도를 갖는 이상체에 대한 모델 계산을 가능하게 하고, Green 텐서 적분시 발생하는 특이치 문제가 발생하지 않는 장점이 있다 얇은 전도체에 대한 모델링 계산 결과를 적분방정식의 해와 비교하여 알고리듬의 타당성을 검증하였다. 전기전도도 물성차, 사용 송신원의 주파수에 따른 개발된 알고리듬의 분석을 통하여 물성차 1:16 정도, 사용주파수는 100 Hz-100 kHz까지 정확한 결과를 얻었다. 그러나, 확장 Born 근사는 송신원과 모델의 상대적인 위치에 따라 오차를 나타내었다. 한편, 연속적인 전기전도도 함수를 갖는 모델에 대한 이 알고리듬의 적용성를 알아보기 위하여 서로 다른 전기전도도를 갖는 두 이상체가 접합한 모델에 대하여 적분방정식의 해와 비교하였으며 양호한 결과를 나타내었다.

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3D 레이저 스캐닝과 BIM 연동을 통한 건축물 노후 상태 정보 시각화 프로세스 (Integration of 3D Laser Scanner and BIM Process for Visualization of Building Defective Condition)

  • 최문영;김상용;김승호
    • 한국건축시공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.171-182
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    • 2022
  • 주기적인 건축물 안전진단은 구조적 안전성 및 잠재적 위험을 조기에 파악할 수 있다. 하지만 기존의 수집 방식은 비정형화된 형태의 주관적 데이터가 주로 사용되며, 노동집약적이고 시간 소모적이기 때문에 신뢰성이 떨어진다. 이에 본 연구는 3D 레이저 스캐너를 이용하여 건축물 노후 상태 정보를 수집하고 Building Information Modeling(BIM)으로 통합하여 시각화하는 방안을 제안하며, 순서는 다음과 같다: (1) 3D 레이저 스캐너와 파이썬 스크립트를 통한 데이터 수집, (2) Scan-to-BIM 프로세스, (3) 다이나모를 이용한 상태 데이터 시각화 및 정보 통합. 이를 통해 데이터 저장과 보고서 및 도면 작성 과정의 생략에 따른 시간 단축 효과를 확인하였다. 또한 시각화된 3D 모델은 건축물 유지관리자가 효율적인 결정을 할 수 있도록 한다. 이를 통해 유지관리 업무 효율성이 향상될 것으로 예상된다.

모듈러 교각의 BIM 기반 정보 모델 인터페이스 모듈 개발 (Development of BIM Based Information Model Interface Module for a Modular Pier)

  • 김동욱;이광명;남상혁
    • 한국BIM학회 논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.1-7
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    • 2015
  • Modular technology has become a major issue of the construction industries to enhance their productivity. Modular bridge construction generally requires the data exchange between the contractors, designers, fabricators and constructors. Therefore, a readily accessible information model interface module based on BIM technology is essential for their communication during a project life-cycle. In this study, BIM based information model interface module for a modular pier was developed. For the information models, the PBS(Product Breakdown Structure) and LOD(Level of Development) were defined. Next, all components of a modular pier were conducted by the parametric modeling technique, and then 3D cell library interface was developed. An nterface module was also developed using VBA(Visua basic Application) for exchanging a data from 3D model library to other softwares such as Microstation, AutoCad and Excel and was connected with MS Access database. The developed information model interface module would improve the design quality of the modular pier and reduce the time and cost for design. Updated 3D information models could be utilized for the fabrication, assembly, and construction process for modular piers.

증강현실 기술과 삼차원 튜토리얼 방식을 활용한 단계별 치아 형태 조각 실습 컨텐츠 개발과 관련된 융합 연구 (Study on the Development of Stepwise Tooth Carving Practice Content Using Augmented Reality Technology and a Three-Dimensional Tutorial Method)

  • 임은정;이재기
    • 한국융합학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.81-88
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    • 2020
  • 본 연구의 목적은 증강현실 기술을 기반으로 상악 우측 중절치의 치아 형태 조각의 반복 실습이 가능한 콘텐츠를 개발하는 것이다. 치아 형태의 단계별 실습을 위해, 1단계부터 16단계까지의 단계별 실습스토리 보드에 의한 근심, 원심, 협면, 설면의 특징을 반영한 단계별 치아 조각 형태를 삼차원 모델링 하였다. 이 자료가 학습자의 모바일 기기 화면상에 출력될 수 있도록 단계별 이미지 마커를 인식하여, 증강현실 어플리케이션으로 사용할 수 있도록 제작하였다. 이를 통해 학습자는 치아 형태 조각 연습을 반복적으로 수행해 완성도 높은 상악 우측 중절치를 조각할 수 있었다. 이 콘텐츠를 이용하여 치아 형태학 강의실 수업과 치의학 입문자의 실습이 함께 연계되어 치아 형태 조각 능력 향상에 기여하고자 한다.

3D Structure Prediction of Thromboxane A2 Receptor by Homology Modeling

  • Nagarajan, Santhosh Kumar;Madhavan, Thirumurthy
    • 통합자연과학논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.75-79
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    • 2015
  • Thromboxane A2 receptors (TXA2-R) are the G protein coupled receptors localized on cell membranes and intracellular structures and play pathophysiological role in various thrombosis/hemostasis, modulation of the immune response, acute myocardial infarction, inflammatory lung disease, hypertension and nephrotic disease. TXA2 receptor antagonists have been evaluated as potential therapeutic agents for asthma, thrombosis and hypertension. The role of TXA2 in wide spectrum of diseases makes this as an important drug target. Hence in the present study, homology modeling of TXA2 receptor was performed using the crystal structure of squid rhodopsin and night blindness causing G90D rhodopsin. 20 models were generated using single and multiple templates based approaches and the best model was selected based on the validation result. We found that multiple template based approach have given better accuracy. The generated structures can be used in future for further binding site and docking analysis.