In this paper, a topology optimization method based on the element independent nodal density (EIND) is developed for continuum solids with multiple load cases and multiple constraints. The optimization problem is formulated ad minimizing the volume subject to displacement constraints. Nodal densities of the finite element mesh are used a the design variable. The nodal densities are interpolated into any point in the design domain by the Shepard interpolation scheme and the Heaviside function. Without using additional constraints (such ad the filtering technique), mesh-independent, checkerboard-free, distinct optimal topology can be obtained. Adopting the rational approximation for material properties (RAMP), the topology optimization procedure is implemented using a solid isotropic material with penalization (SIMP) method and a dual programming optimization algorithm. The computational efficiency is greatly improved by multithread parallel computing with OpenMP to run parallel programs for the shared-memory model of parallel computation. Finally, several examples are presented to demonstrate the effectiveness of the developed techniques.
In a traditional topology optimization method, material properties are usually distributed by finite element density and visualized by a gray level image. The distribution method based on element density is adequate for a great mass of 2-D topology optimization problems. However, when it is used for 3-D topology optimization, it is always difficult to obtain a smooth model representation, and easily appears a virtualconnect phenomenon especially in a low-density domain. The 3-D structural topology optimization method has been developed using the node density instead of the element density that is based on SIMP (solid isotropic microstructure with penalization) algorithm. A computer code based on Matlab was written to validate the proposed method. When it was compared to the element density as design variable, this method could get a more uniform density distribution. To show the usefulness of this method, several typical examples of structure topology optimization are presented.
Patel, Bhavana S.S.;Narayan, Babu K.S.;Venkataramana, Katta
Structural Engineering and Mechanics
/
v.59
no.5
/
pp.901-920
/
2016
MeshFree methods have become popular owing to the ease with which high stress gradients can be identified and node density distribution can be reformulated to accomplish faster convergence. This paper presents a strategy for nodal density refinement with strain energy as basis in Element-Free Galerkin MeshFree technique. Two popular flat plate problems are considered for the demonstration of the proposed strategies. Issue of integration errors introduced during nodal density refinement have been addressed by suggesting integration cell refinement. High stress effects around two symmetrical semi-circular notches under in-plane axial load have been addressed in the first problem. The second considers crack propagation under mode I and mode II fracture loading by the way of introducing high stress intensity through line crack. The computational efficacy of the adaptive refinement strategies proposed has been highlighted.
Purpose: Nodal metastasis is the main prognostic factor in the patients with oral squamous cell carcinoma (OSCC). We investigated the association between tumor-associated lymphatics and OSCC characteristics. Methods: Thirty-four specimens were used for the immunohistochemical staining with the antibody for vascular endothelial growth factor (VEGF)-C, VEGF-D, VEGF receptor (VEGFR)-3, phosphorylated VEGFR-3, D2-40, and matrix metallproteinases (MMPs). We observed the distribution of the lymphangiogenic factors and quantified the degree of expression. We determined lymphatic vessel density (LVD) and lymphatic vessel dilatation with D2-40 immunostaining. We assessed the association of LVD or lymphatic vessel dilatation with tumor progression or tumor differentiation. Results: OSCC cells expressed lymphangiogenic ligands. Lymphangiogenic receptor, VEGFR-3, was expressed and activated in some tumor cells as well as in tumor-associated endothelial cells. LVD was not associated with tumor size or nodal status, but lymphatic vessel dilatation was higher in tumors with nodal metastasis, and also higher in poorly differentiated tumors. In stromal area of OSCC, MMP-1 and MMP-10 were up-regulated and the basement membrane of tumor-associated endothelial cells was destroyed by these collagenases. Conclusion: In the primary tumors with nodal metastasis, especially in poorly differentiated OSCC, tumor cells invaded the dilated lymphatic vessels via ruptured sites. MMP-1 and MMP-10 are important in the lysis of the glycocalyx inside the tumor-associated lymphatic endothelial cells.
Background and Purpose : Oral squamous cell carcinoma (OSCC) is one of the most aggressive tumors of the head and neck area. OSCC is known to preferentially metastasize via lymphatic system, and resulting cervical lymph node metastasis is the most reliable of treatment failure. But the biological mechanism of the regional nodal metastasis is not clear. So, we determined metastasis-related factors in orthotopic nude mouse models of OSCC. Experimental Design : Two cell lines-KB and YD-10B cells, established from human oral mucosal squamous cell carcinoma, were xenografted into the tissue space of athymic murine mouth floor. The mice were followed for tumor development and growth, the murine tumors were examined histopathologically for local invasion or regional or distant metastasis. Finally, we performed immunohistochemical assays with antiepithelial growth factor (EGF), EGF receptor (EGFR), phosphorylated EGFR (pEGFR), and anti-vascular endothelial growth factor (VEGF), VEGF receptor (VEGFR)-2, phosphorylated VEGFR-2/3 (pVEGFR-2/3) antibodies. We also determined the microvessel density. Results : Transplantation of human OSCC tumor cells into the mouth floor successfully resulted in the formation of orthotopic tumors. KB cell line showed significantly higher tumor proliferation and higher nodal metastatic potential than YD-10B cell line. Furthermore, immunohistochemical staining demonstrated higher expression of EGFR/pEGFR, VEGF, and pVEGFR-2/3 as well as higher microvessel density in KB murine tumors than in YD-10B murine tumors. Conclusion : An orthotopic model of OSCC in athymic mice was established which copies the cervical lymph nodal metastasis of human OSCC. Our mouth floor model should facillitate the understanding of the molecular pathogenesis of cervical nodal metastasis of OSCC.
Tonkunas, Aurimas;Pabarcius, Raimоndas;Slavickas, Andrius
Nuclear Engineering and Technology
/
v.52
no.11
/
pp.2415-2421
/
2020
The axial heterogeneous void distribution in a fuel channel is a relevant and important issue during nuclear reactor analysis for LWR, especially for boiling water channel-type reactors. Variation of the coolant density in fuel channel has an effect on the neutron spectrum that will in turn have an impact on the values of absolute reactivity, the void reactivity coefficient, and the fuel isotopic compositions during irradiation. This effect is referring to as the history effect in light water reactor calculations. As the void reactivity effect is positive in RBMK type reactors, the underestimation of water density heterogeneity in 3D reactor core numerical calculations could cause an uncertainty during assessment of safe operation of nuclear reactor. Thus, this issue is analysed with different cross-section libraries which were generated with WIMS8 code at different reference water densities. The libraries were applied in single fuel model of the nodal code of QUABOX-CUBBOX/HYCA. The thermohydraulic part of HYCA allowed to simulate axial water distribution along fuel assembly model and to estimate water density history effect for RBMK type fuel.
Based on the modal coordinates of the structure, a finite-element and CQC (complete quadratic combination) method for analyzing the coupled buffeting response of long-span bridges is presented. The formulation of nodal equivalent aerodynamic buffeting forces is derived based on a reasonable assumption. The power spectral density and variance of nodal displacements and elemental internal forces of the bridge structure are computed using the finite-element method and the random vibration theory. The method presented is very efficient and can consider the arbitrary spectrum and spatial coherence of natural winds and the multimode and intermode effects on the buffeting responses of bridge structures. A coupled buffeting analysis of the Jiangyin Yangtse River Suspension Bridge with 1385 in main span is performed as an example. The results analyzed show that the multimode and intermode effects on the buffeting response of the bridge deck are quite remarkable.
Background and Objectives: The aim of our study was to describe the appearance of recurrent and residual lesions in the head and neck tumors, and to evaluate the usefullness of CT and MRI. Materials and Methods: CT(n=42) and MRI(n=4) of 44 patients with recurrent head and neck tumors were reviewed retrospectively. Primary tumor sites were larynx/hypopharynx in 15, oral cavity/floor of mouth in 13, base of tongue/tonsil in 5, nasopharynx in 4, palate in 2, and others in 5 patients. Therapeutic modalities included sugery and radiotherapy in 23, radiotherapy in 11, surgery in 5, chemotherapy and radiotherapy in 4, and chemotherapy in 1 patient. Results: The patterns of tumor recurrence were nodal recurrence(n=17), primary tumor bed recurrence combined with nodal recurrence(n=12), primary tumor bed recurrence(n=10) and residual primary tumors(n=5). The most common appearance of residual/recurrent primary tumor on CT was focal or diffuse heterogenous mass with or without surrounding fat or muscle infiltration(25/27). On MRI, the recurrent lesions showed intermediate signal intensity on T1 weighted image and high signal intensity on T2 weighted image with heterogenous enhancement in the most cases(n=3). 38 out of 44 nodal recurrences(86%) which had been pathologically or clinically proved were more than 1 cm in diameter or contained central low density on CT scan. Conclusion: Although CT and MRI findings of recurrent and residual tumors of the head and neck were nonspecific, in the majority the lesions manifested as a mass at primary tumor bed and/or nodal disease including contralateral side of the neck. And CT and MRI are valuable for revealing above lesions.
The human's biomechanical structure keeps an optimal state by adapting the original biomechanical structure according to a change in the physical environment. This phenomenon is believed to be the main cause of loosening of the total hip replacement which is used widely in these days. In this study the bone density change due to artificial hip joint, which is generally believed as bone-remodeling, was investigated by the finite element method. For this, 2-D FEM models with 4 nodal point elements were constructed for intact and implanted cases. The density was calculated by comparing the relative amounts of effective stress for these two cases. In this way, calculated new density values were used in the next step as input values and this procedure repeated until convergence was obtained. Severe density change was detected at the femoral cortex of the proximal-medial side as expected. Moreover, following surprising result was found from this analysis. Titanium alloy prosthesis showed less density change compared to stainless steel prosthesis at earlier stage, however, almost same amount of the density change was detected at final stage. It was also found that other design parameters could not significantly affect its density change.
The Force Density Method (FDM) is a well known and extremely versatile tool in form finding of cable nets. In its linear formulation such method makes it possible to find all the possible equilibrium configurations of a net of cables having a certain given connectivity and given boundary conditions on the nodes. Each singular configuration corresponds to an assumed force density distribution. Its improvement as Non-Linear Force Density Method (NLFDM) introduces the possibility of imposing assigned relative distances among the nodes, the tensile level in the elements and/or their initial undeformed length. In this paper an Extended Force Density Method (EFDM) is proposed, which makes it possible to set conditions in terms of given fixed nodal reactions or, in other words, to fix the positions of a certain number of nodes and, at the same time, to impose the intensity of the reaction force. Through such extension, the (EFDM) enables us to deal with form findings problems of cable nets subjected to given constraints and, in particular, with mixed structures, made of cables and struts. The efficiency and the robustness of method are assessed through comparisons with other form finding techniques in dealing with characteristic applications to the prestress design of cable systems. As a further extension, the EFDM is applied to structures having some parts not yet geometrically defined, as can happen in designing new creative forms.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.