• 제목/요약/키워드: Finite volumes method

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부분체적에 의해 번진 명암 값으로 표현된 뇌의 자기공명영상에 대한 영역분할 및 체적계산 (Region Segmentation and Volumetry of Brain MR Image represented as Blurred Gray Value by the Partial Volume Artifact)

  • 성윤창;송창준;노승무;박종원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권7A호
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    • pp.1006-1016
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    • 2000
  • 본 논문은 뇌의 자기공명영상에서 백질과 회백질 및 뇌척수액을 분리하고 각각의 체적을 산철하기 위한 것이다. 본 연구는 먼저 뇌의 자기공명영상에서 영상의 배경을 제거한 후 외피 및 지방층으로부터 뇌 영역 전체를 분리하였으며, 부분체적의 문제(partial volume artifact)에 의해 명암 값의 번짐 현상을 보이는 뇌의 내부 영역에서 자기 공명영상의 생성원리를 근거로 명암 값의 산술적인 해석을 통해 원래의 단면 안에 존재하던 각 성분의 부분체적을 산출하였다. 산출된 백질과 회백질 및 뇌척수액의 부분체적은 번짐 현상을 보이는 자기공명영상에서 각 성분을 분리하기 위한 판별값을 경정하기 위해 사용되었고, 최종적으로 백질과 회백질 및 뇌척수액의 체적을 산출하도록 하였다. 본 연구는 뇌의 위축을 보이지 않는 정상인의 자기공명영상을 대상으로 하였으며, 향후 이러한 연구 결과는 알쯔하이머 병이나 뇌성마비등과 같은 퇴행성 뇌 질환 환자의 뇌 위축정도를 객관적으로 진단하는 방법으로 사용 될 수 있다.

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일반화된 4차원 특징을 이용한 행동 방향 인식 (Recognizing the Direction of Action using Generalized 4D Features)

  • 김선정;김수완;최진영
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권5호
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    • pp.518-528
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    • 2014
  • 본 논문에서는 4차원 시공간 (4D-ST, [x,y,z,t]) 특징을 이용하여 행동 방향을 인식하는 방법을 제안한다. 이를 위해 4차원 시공간 특징점 (4D-STIPs, [x,y,z,t])을 제안하였고, 이는 여러 다른 뷰에서 촬영한 이미지들로부터 복원된 3차원 공간 (3D-S, [x,y,z]) 볼륨으로부터 계산된다. 3차원 공간정보를 갖고 있는 3D-S 볼륨과 4D-STIPs는 2차원 공간 (2D-S, [x,y]) 뷰로 사영을 하여 임의의 2D-S 뷰에서의 특징을 생성해 낼 수 있다. 이 때, 사영 방향을 결정 할 수 있으므로, 학습 시 방향에 대한 정보를 포함하여 행동 방향을 인식 할 수 있다. 행동 방향을 인식하는 과정은 두 단계로 나눌 수 있는데, 우선 어떤 행동인지를 인식하고 그 후, 방향 정보를 이용하여 최종적으로 행동 방향을 인식한다. 행동 인식과 방향 인식을 위해, 사영된 3D-S 볼륨과 4D-STIPs은 각각 움직이는 부분과 움직이지 않는 부분에 대한 정보를 담고 있는 motion history images (MHIs)와 non-motion history images (NMHIs)로 구성된다. 이러한 특징들은 행동 인식을 위해, 방향 정보에 상관없이 같은 행동이면 같은 클래스로 분류되어 support vector data description (SVDD) 분류기로 학습되고, support vector domain density description (SVDDD)을 이용하여 인식된다. 인식된 행동에서 최종적으로 방향을 인식하기 위해 각 행동을 방향 클래스로 분류하여 SVDD 분류기로 학습하고 SVDDD로 인식한다. 제안된 방법의 성능을 보이기 위해서 INRIA Xmas Motion Acquisition Sequences (IXMAS) 데이터셋에서 제공하는 3D-S 볼륨을 사용하여 학습을 하고, 행동 방향 인식 실험이 가능한 SNU 데이터셋을 구축하여 인식 실험을 하였다.

공랭식 미소유로 응축기의 R410A 충전량 예측에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on R410A Charge Amount in an Air Cooled Mini-Channel Condenser)

  • 박창용
    • 설비공학논문집
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    • 제22권10호
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    • pp.710-718
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    • 2010
  • A numerical study was performed to predict refrigerant charge amount in a mini-channel condenser for a R410A residential air-conditioning system. Multi-channel flat tubes with 12 mini-channels of 1.17 mm average hydraulic diameter for each tube were applied to the condenser. The condenser consisted of 3 passes, and the first, second, and third pass had 44, 19, and 11 tubes, respectively. Each pass was connected by a vertical header. In this study, the condenser was divided into 410 finite volumes, and analyzed by an $\varepsilon$-NTU method. With thermophysical properties and void fraction models for each volume element, the R410A amount distribution and a total charge amount in the condenser were calculated. The predicted total charge amount was compared with the experimentally measured charge amount under a standard ARI A condition. The developed model could predict the charge amount in the mini-channel condenser within prediction errors from -23.9% to -3.0%. Air velocity distribution at the condenser face was considered as non-uniform and uniform by the simulation model, and its results showed that the air velocity distribution could significantly influence the charge amount and vapor phase distribution in the condenser.

후류체적선도를 이용한 인공어초 후류역 평가 (Wake Region Estimation of Artificial Reefs using Wake Volume Diagrams)

  • 김동하;정소미;나원배
    • 수산해양교육연구
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    • 제28권4호
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    • pp.1042-1056
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    • 2016
  • To evaluate the wake regions of six artificial reefs (ARs) frequently used in the marine forest creation project in Korea, we consider the effect of water flow directions on the wake regions and accordingly propose a wake region diagram, which is characterized by parameters such as wake volume fluctuations, averaged wake volume, fundamental symmetric angle, secure angle, and principal direction. To demonstrate the parameters, seven water flow directions (0 to $90^{\circ}$) were considered and consequently the variations in wake volumes were investigated by using the concept of wake volume, adopting element-based finite volume method, and utilizing numerical flow domain and boundary conditions. From the analysis results, it was shown that the wake region diagrams have a period of either 45 or $90^{\circ}$ according to the geometrical symmetry of each artificial reef. Also, it was found that the secure angle ranges fluctuate depending on the shapes and sizes of the artificial reefs considered. Thus, it is demanded to consider those parameters during installation of artificial reefs for establishing a larger wake region and accordingly attracting more marine fauna and flora in the region.

대기로 확산된 방사성물질로부터 방출되는 감마선에 의한 피폭선량을 계산하기 위한 근사화 방법 (An Approximation Method for the Estimation of Exposed dose due to Gamma - rays from Radioactive Materials dispersed to the Atmoshere)

  • 김태욱;박종묵;노성기
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제15권2호
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    • pp.51-56
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    • 1990
  • 대기로 방출된 방사성 물질의 대기 확산 형태를 파스킬의 대기안정도에 따른 모델인 타원형 근사화 모델로 가정하고 인체가 받을 수 있는 감마선에 의한 피폭선량률을 계산하였다. 이 결과를 대기 확산 기본 모델인 가우스플룸 모델을 적용하여 계산한 결과 및 이미 발표된 원형 근사화 모델에 의한 결과와 비교하여 보았다. 제시한 타원형 근사화 모델을 이용하여 피폭선량을 계산한 결과는 가우스플룸 모델의 결과와 비슷하고, 원형 근사화 모델의 경우보다 오차가 적었으며, 동시에 기본 모델인 가우스 플룸 모델과 비교할 때 1/40 정도의 계산 시간이 걸렸다.

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자동차 엔진 냉각시스템의 컴퓨터 시뮬레이션 (Computer Simulation of an Automotive Engine Cooling System)

  • 원성필;윤종갑
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.58-67
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    • 2003
  • An automotive engine cooling system is closely related with overall engine performances, such as reduction of fuel consumption, decrease of air pollution, and increase of engine life. Because of complex reaction between each component, the direct experiment, using a vehicle, takes high cost, long time, and slow response to the system change. Therefore, a computer simulation would provide the designer with an inexpensive and effective tool for design, development, and optimization of the engine cooling system over a wide range of operating conditions. In this work, it has been predicted the thermal performance of the engine cooling system in cases of stationary mode, constant speed mode, and city-drive mode by mathematical modelling of each component and numerical analysis. The components are engine, radiator, heater, thermostat, water pump, and cooling fans. Since the engine model is the most important, that is divided into eight sub-sections. The volume mean temperature of eight sub-sections are simultaneously calculated at a time. For detail calculation, the radiator and heater are also divided into many sub-sections like control volumes in finite difference method. Each sub-section is assumed to consist of three parts, coolant, tube with fin, and air. Hence it has been developed the simulation program that can be used in case of design and system configuration changes. The overall performance results obtained by the program were desirable and the time-traced tendencies of the results agreed fairly well with those of actual situations.

Comparative study of constitutive relations implemented in RELAP5 and TRACE - Part II: Wall boiling heat transfer

  • Shin, Sung Gil;Lee, Jeong Ik
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권5호
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    • pp.1860-1873
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    • 2022
  • Nuclear thermal-hydraulic system analysis codes have been developed to comprehensively model nuclear reactor systems to evaluate the safety of a nuclear reactor system. For analyzing complex systems with finite computational resources, system codes usually solve simplified fluid equations for coarsely discretized control volumes with one-dimensional assumptions and replace source terms in the governing equations with constitutive relations. Wall boiling heat transfer models are regarded as essential models in nuclear safety evaluation among many constitutive relations. The wall boiling heat transfer models of two widely used nuclear system codes, RELAP5 and TRACE, are analyzed in this study. It is first described how wall heat transfer models are composed in the two codes. By utilizing the same method described in Part 1 paper, heat fluxes from the two codes are compared under the same thermal-hydraulic conditions. The significant factors for the differences are identified as well as at which conditions the non-negligible difference occurs. Steady-state simulations with both codes are also conducted to confirm how the difference in wall heat transfer models impacts the simulation results.

세기조절 방사선 치료에서 CORVUS TPS를 이용한 $\textrm{IMFAST}^{TM}$ Segmentation Algorithm의 연구 (Study of $\textrm{IMFAST}^{TM}$ Segmentation Algorithm with CORVUS TPS for Intensity Modulated Radiation Therapy)

  • Lee, Se-Byeong;Jino Bak;Cho, Kwang-Hwan;Chu, Sung-Sil;Lee, Chang-Geol;Lee, Suk;Hongryll Pyo;Suh, Chang-Ok
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제13권4호
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    • pp.181-186
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    • 2002
  • 세기조절 방사선 치료는 각각의 치료계획 시스템의 도스 최적화 알고리즘과 선형 가속기의 조합에 따라 다양하게 최적의 성능을 발휘 할 수 있다. 연세 암센터는 효과적인 방사선치료를 위하여 2002년 2월에 세기조절 방사선 치료 시스템을 도입하여 운영 중에 있으며 도입된 시스템은 CORVUS (Nomos, 미국) 치료계획 시스템과 LANTIS, PRIMEVIEW, PRIMART (Siemens, 미국)의 선형가속기 시스템으로 구성되어 있다. 최적화된 치료를 위해서는 CORVUS 치료계획기와 PRIMART 선형가속기의 적절한 조합 조건을 찾아 적용하는 것이 중요한 일이다. 이 Step & Shoot 방식의 세기조절 방사선 치료기는 Finite Size Pencil Beams (FSPB) 도스모델과 simulated annealing method의 도스 최적화 알고리즘 및 IMFAST의 segmentation 알고리즘을 사용하고 있다. 본 연구는 segmentation 알고리듬에 관한 것으로 두개의 기본 beamlet 크기(1.0$\times$1.0 $\textrm{cm}^2$ 와 0.5$\times$1.0$\textrm{cm}^2$)와 4가지의 빔 세기 단계(5%, 10%, 20%, 33%)의 option을 4명의 상이한 환자 case에 대하여 적용하고 비교해 보았다. 상대적으로 작은 target 부피를 갖는 경우 TPS상의 segmentation의 설정에 민감하게 target 도스분포가 변하였으며 작은 beamlet일수록 intensity step을 작게 할수록 최적의 도스분포를 보여주었다.

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