• 제목/요약/키워드: Energy Partition

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Efficient and Secure Routing Protocol forWireless Sensor Networks through SNR Based Dynamic Clustering Mechanisms

  • Ganesh, Subramanian;Amutha, Ramachandran
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제15권4호
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    • pp.422-429
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    • 2013
  • Advances in wireless sensor network (WSN) technology have enabled small and low-cost sensors with the capability of sensing various types of physical and environmental conditions, data processing, and wireless communication. In the WSN, the sensor nodes have a limited transmission range and their processing and storage capabilities as well as their energy resources are limited. A triple umpiring system has already been proved for its better performance in WSNs. The clustering technique is effective in prolonging the lifetime of the WSN. In this study, we have modified the ad-hoc on demand distance vector routing by incorporating signal-to-noise ratio (SNR) based dynamic clustering. The proposed scheme, which is an efficient and secure routing protocol for wireless sensor networks through SNR-based dynamic clustering (ESRPSDC) mechanisms, can partition the nodes into clusters and select the cluster head (CH) among the nodes based on the energy, and non CH nodes join with a specific CH based on the SNR values. Error recovery has been implemented during the inter-cluster routing in order to avoid end-to-end error recovery. Security has been achieved by isolating the malicious nodes using sink-based routing pattern analysis. Extensive investigation studies using a global mobile simulator have shown that this hybrid ESRP significantly improves the energy efficiency and packet reception rate as compared with the SNR unaware routing algorithms such as the low energy aware adaptive clustering hierarchy and power efficient gathering in sensor information systems.

Interference-free Clustering Protocol for Large-Scale and Dense Wireless Sensor Networks

  • Chen, Zhihong;Lin, Hai;Wang, Lusheng;Zhao, Bo
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권3호
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    • pp.1238-1259
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    • 2019
  • Saving energy is a big challenge for Wireless Sensor Networks (WSNs), which becomes even more critical in large-scale WSNs. Most energy waste is communication related, such as collision, overhearing and idle listening, so the schedule-based access which can avoid these wastes is preferred for WSNs. On the other hand, clustering technique is considered as the most promising solution for topology management in WSNs. Hence, providing interference-free clustering is vital for WSNs, especially for large-scale WSNs. However, schedule management in cluster-based networks is never a trivial work, since it requires inter-cluster cooperation. In this paper, we propose a clustering method, called Interference-Free Clustering Protocol (IFCP), to partition a WSN into interference-free clusters, making timeslot management much easier to achieve. Moreover, we model the clustering problem as a multi-objective optimization issue and use non-dominated sorting genetic algorithm II to solve it. Our proposal is finally compared with two adaptive clustering methods, HEED-CSMA and HEED-BMA, demonstrating that it achieves the good performance in terms of delay, packet delivery ratio, and energy consumption.

Interior Partitioned Layout and Daylighting Energy Performance in Office Buildings

  • Kim, Gon
    • Architectural research
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    • 제1권1호
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    • pp.31-40
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    • 1999
  • In this age of "Information", many people consider it a deterrent to information flow to provide a hierarchy with private rooms in a modern office layout. There are others, however, who insist that visual and acoustical privacy are more important than any other design factor in achieving higher productivity. The debate may never end, but the partitioned open plan, which is a new form of the vast open plan, has merits of each concept - open and closed layout. Consequently, office design has dramatically shifted to partitioned open planning, with shorter, temporary walls or partitions, originally intended for increasing privacy and diminishing hierarchy, yet still keeping flexibility in spatial organization. The introduction of low-level partitioned spaces in an office layout, however, produces a complicated lighting design problem. Obviously, accurately predicted daylighting performance data are needed not only for daylighting design but for artificial lighting system design. Scale models of 12 sets of unit partitioned spaces are constructed and extensive scale model measurements of both daylight and reflected sunlight have been performed within an artificial sky simulator. The prototype-building interior is modeled with different partition configurations, each of which is modeled using the different envelope geometry and exterior configurations, and then the variations in interior light levels are estimated. The result indicates that partitioned spaces employed in an open plan of modern offices still offer a large potential for daylighting and energy saving as well. Much of the savings may derive from the cumulative effect of reflected sunlight. Optimal design for building envelope geometry and exterior configuration promises additional savings.

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무선 애드혹 망에서의 전력 인식 동적 소스 라우팅 (Power-Aware Dynamic Source Routing in Wireless Ad-hoc Networks)

  • 정혜영;신광욱;임근휘;이승학;윤현수
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제31권5호
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    • pp.519-531
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    • 2004
  • 무선 애드혹 통신망은 고정된 기간망 없이 이동 기기들이 모여서 형성하는 임시 무선 시스템이다. 무선 애드혹 통신망에서는 이동 기기들이 모여서 통신망을 형성하므로 개개의 이동 기기의 수명이 통신망 자체의 수명을 결정짓는 중요한 요소가 된다. 망의 구조에 따라서 어떠한 경우는 단지 하나의 이동 기기가 자신의 배터리를 모두 소모하고 동작을 멈추었을 뿐인데, 이것이 통신망의 분할(partition)을 가져올 수도 있다. 이처럼 이동 기기의 수명은 각 이동 기기가 가지고 있는 배터리에 의존하므로 될 수 있는 한 소모하는 에너지량을 줄여 모든 이동 기기들이 골고루 오래 살수 있도록 하는 것이 전체 통신망의 수명을 늘릴 수 있는 방안이 된다. 본 연구에서는 모든 이동 기기들이 오랫동안 함께 살 수 있도록 최적의 경로를 선택하여 통신을 하도록 하는 전력 인식 동적 소스 라우팅(Power-Aware Dynamic Source Routing: PADSR) 프로토콜을 제안한다. PADSR에서는 송신 기기가 패킷(packet) 전송을 위한 경로를 선택할 때 어떤 특정 이동 기기의가 에너지를 많이 소모하지 않도록 하기 위하여 경로 선택 시에 경로에 포함되어 있는 이동 기기들의 남아있는 배터리량과 패킷을 전달하는데 소모하게 되는 송신 에너지량을 고려한다. 따라서 PADSR을 사용하게 되면 통신망의 수명이 연장된다.

Sorption of $UO^{2+}_2$ onto Goethite and Kaolinite: Mechanistic Modeling Approach

  • Jinho Jung;Lee, Jae-Kwang;Cho, Young-Hwan;Keum, Dong-Kwon;Hahn, Pil-Soo
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제31권2호
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    • pp.182-191
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    • 1999
  • The sorption of UO$_{2}$$^{2+}$ onto goethite and kaolinite under various experimental conditions was successfully interpreted using surface complexation modeling (SCM). The SCM approach used in this work is the triple-layer model (TLM) in which weakly bonded ions are modeled as outer-sphere (ion-pair) complexes and strongly bonded ions as inner-sphere (surface coordination) complexes. The change of ionic strength did not affect the U(VI) sorption onto goethite, thus the formation of inner-sphere surface complexes, (FeO)$_2$UO$_2$ and (FeO)$_2$(UO$_2$)$_3$OH$_{5}$ was assumed to simulate the effects of ionic strength and goethite concentration. On the other hand, the U(VI) sorption onto kaolinite showed ionic strength dependence, thus the formation of AlO-UO$_{2}$$^{2+}$(outer-sphere complex) and SiO(UO$_2$)$_3$OH$_{5}$ (inner-sphere complex) was assumed to simulate the experimental data. In the presence of carbonates, the sorption of U(VI) onto kaolinite decreased in the weakly alkaline pH range. This was well simulated assuming the formation of a outer-sphere surface complex, A1OH$^{2+}$- (UO$_2$)$_2$CO$_3$OH$_3$. Since SCM approach uses thermodynamic data such as surface complexation constants, it is more predictive than empirical modeling approach in which conditional values such as partition coefficient are used. used.

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분할된 코일을 이용한 전자기장 유도가 강섬유보강몰탈의 파괴에너지에 미치는 영향 (Effect of Induction of Electromagnetic Field by Partitioned Coils on Fracture Energy of Steel Fiber Reinforced Mortar)

  • 문도영;누르 인다 무카로마
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.219-226
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    • 2022
  • 본 실험적 연구에서는 수개의 코일과 릴레이 스위치를 활용하여 전자기력 위치를 지속적으로 교란하는 방법이 파괴에너지에 미치는 영향을 분석하였다. 마이크로 강섬유와 일반 후크 강섬유로 보강된 일반몰탈, 모래의 50 %와 100 %를 스틸슬래그로 치환한 스틸슬래그 몰탈을 제작하고, 전자기에 노출하였다. 전자기력이 유도방식은 기존의 방식인 한 개의 코일을 사용하고 릴레이 스위치 없이 일정한 전자기력을 유도하는 기존의 방법과 이를 상과 하로 두 개로, 상중하 세 개로 분할하고 릴레이 스위치를 두어 지속적으로 변화시키는 방법으로 하였다. 실험결과로부터 획득한 하중-수직변위곡선으로부터 파괴에너지를 계산하고 이를 상호 비교하였다. 실험결과, 동일한 전력량을 사용하더라도 코일을 분리하고 릴레이 스위치를 활용하여 전자기력을 교란하는 방식이 파괴에너지를 증가시키는데 효과적인 것으로 확인되었다.

액체/액체 계면에서 테트라사이클린 전이반응의 전기화학적 분석 및 응용 (Electrochemical Analysis and Applications of Tetracycline Transfer Reaction Process at Liquid/liquid Interfaces)

  • 리우샤오원;한혜연;고은서;이혜진
    • 공업화학
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    • 제28권5호
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    • pp.506-512
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    • 2017
  • 편극화된 물/1,2-dichloroethane (1,2-DCE) 계면에서 이온화가 가능한 테트라사이클린(tetracycline, TC) 화학종 전이 반응을 순환전압전류법과 시차펄스전위법을 이용하여 조사하였다. 물의 pH 변화에 따라 전하 상태가 다른 TC 이온 화학종이 물/1,2-DCE 계면에서 전이하는 전위 값을 측정하여 TC 이온의 상 분배 도표를 얻었다. 이를 통해 각 pH에 따라 수용액 또는 유기 용액 층에서 좀 더 우세한 TC 이온 화학종 형태를 확인하였다. 이와 함께 상기 계면에서 TC 전이 반응의 형식 전이 전위, 분배 계수 및 Gibbs 에너지 값을 포함한 열역학적 정보를 얻었다. 또한 TC 이온을 정량 분석 가능한 센서로 제작하기 위해 고분자 박막에 단일 마이크로 홀을 만들고 유기성의 polyvinylchloride-2-nitrophenyloctylether (PVC-NPOE) 젤을 도포하여 물/젤 계면을 형성하였다. 물/1,2-DCE 계면에서 TC 이온의 전이 반응과 매우 유사하게 수용액의 pH가 4.0일 때 TC 이온의 농도 변화에 따라 전류 값이 증가하는 것을 순환전압전류법으로 관찰하였다. 시차펄스벗김전위법을 이용하여 상기 물/젤 계면에서 완충 수용액에 존재하는 TC 화학종을 $5{\mu}M$까지 검출할 수 있었으며, $5{\mu}M$에서 $30{\mu}M$까지 정량분석 할 수 있었다.

PET 초극세사 염색에서 분산염료의 친화력과 온도 의존성 (Influence of Temperature and Affinity of Disperse Dye on Dyeing of PET(Polyethylene Terephthalate) Microfiber)

  • 이헌
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.532-540
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    • 2019
  • 본 연구에서는 PET 초극세사의 분산염료 등온흡착염색에서 염료의 분배계수와 표준친화력의 시료 굵기에 따른 영향성과 확산계수의 온도 의존성을 알아보았다. 염색은 해도형 초극세사 0.2, 0.06, 0.01 dpf 급과 일반 극세사 0.5 dpf 급을 anthraquinone계 염료 C.I. Disperse Blue 56으로 무한염욕조건 100, 110, 120, $130^{\circ}C$에서 등온염색을 진행하였다. 그 결과 Nernst type과 잘 일치하는 분산염료의 시료 굵기별 등온흡착곡선을 얻었다. 해도형 PET 초극세사의 해성분 용출은 NaOH 수용액을 이용한 PET 알칼리 가공을 통하여 이루어졌다. 염색에 사용된 분산염료는 흡광도 측정을 토대로 고온에서 장시간 염색 진행시 안정성이 확보됨을 확인하였다. 초극세사의 염색은 결론적으로 동일 온도에서 굵기가 감소함에 따라 시료 표면적의 증가로 인해 분배계수 및 표준친화력은 증가하였다. 모든 굵기에서 염색현상은 발열반응이기 때문에 염색 온도가 증가할수록 분배계수가 감소하였고 이에 따라 표준친화력은 동일 굵기에서 대략 9% 감소하였다. 또한 굵기가 감소할수록 동일 온도에서 최대로 염착되는 염료 농도가 증가하였고, 염색 과정에서 발생되는 염색열은 0.01 dpf 초극세사에서 -10.64 kcal/mol로 가장 낮게 나타났다. 시료 굵기가 감소할수록 염액과 접촉 가능한 표면적은 증가하였지만, 그에 반해 초극세사 사이의 공간이 조밀하게 되어 염액이 원활히 이동하기 어렵게 된다. 그 때문에 확산계수는 시료의 굵기가 극세화될수록 감소하였다. 이러한 경향성은 고온으로 갈수록 더 뚜렷하게 나타났으며. 시료의 굵기가 증가할수록 확산계수의 온도 의존성은 $130^{\circ}C$에서 40%까지 증가하였다.

저장 탱크 구조변경이 연료유 이송에 미치는 영향 (Effect of Storage Tank Structure Variation on Fuel Shiftting)

  • 류명록;이계광;박권하
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권6호
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    • pp.599-603
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    • 2015
  • 탄소배출과 관련된 선박규제가 강화되면서 효율향상에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 기술들은 현존선에 적용이 어려우며 많은 비용이 소요된다. 본 논문은 기존의 선박에 우선적용이 가능한 연료유 이송시스템에 관한 것으로 저장탱크의 구조를 개선하였으며 이를 계산적으로 분석하였다. 저장탱크의 격벽을 설치하고 격벽에 마련된 홀 위치의 변경 및 격벽을 교차하여 이중으로 설치한 경우에 대하여 계산을 수행하였다. 이중 격벽의 경우가 에너지 손실을 최소화 하면서 효율적으로 연료를 이송하는 결과를 나타내었다.

웨이브렛 변환과 퍼지 군집화를 활용한 문자추출 (Character Extraction Using Wavelet Transform and Fuzzy Clustering)

  • 황중원;황재호
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제44권4호통권316호
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    • pp.93-100
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    • 2007
  • 웨이브렛 변환에 근거하여 디지털영상으로부터 문자를 처리하는 새로운 접근법을 제시한다. 대상은 각필(刻筆)문자 영상이다. 각필문자에는 형성된 결상에 유사성이 존속하며 배경부분과 함께 서로 다른 준위의 다해상도 특성들로 분해된다는 점을 착안하였다. 우선 Daubechies 웨이브렛을 적용하여 영상을 부대역들로 분해한다. 저주파 부대역은 분할처리와 FCM근거 퍼지 군집분리 및 면적기반 영역처리기법을 적용하여 문자특성을 추출한다. 고주파 부대역들에는 이동창을 설정하고, 이동창의 국부 에너지를 추정하여 고주파 특성들을 활성화한다. 이들 특성들은 조합되어 역웨이브렛 과정을 통해 본래 영상 상태로 복원되고 배경부분이 배제된 문자를 추출한다. 실험 결과는 제안된 기법의 효과를 보이고 있다.