• 제목/요약/키워드: System Optimization

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다구찌 방법을 이용한 지역난방시스템의 벤드형상 설계 (Shape Design of Bends in District Heating Pipe System by Taguchi Method)

  • 최문덕;김주용;고현일;조종두
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권3호
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    • pp.307-313
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    • 2010
  • 본 논문에서는 지역난방에 사용되는 이형관인 벤드(bend)의 형상설계에 대한 연구를 수행하였다. 지역난방관은 강관(내부)과 폴리우레탄 보온재(중앙부) 그리고 고밀도폴리에틸렌 외관(외부)의 3개의 중공관으로 구성되며 일반적으로 $10{\sim}120^{\circ}C$ 온도범위의 물이 $16kgf/cm^2$의 내압을 가지면서 수송된다. 이에 따라 작동 중 발생하는 반복적인 열적-기계적 하중을 지탱할 수 있어야 한다. 보통 지역난방관의 벤드부에는 폼패드라고 부르는 신축흡수재가 덧씌워지는데 이 폼패드의 노후에 따른 문제가 종종 발생한다. 본 논문에서는 벤드부에서의 폼패드 노후 문제를 경감시키기 위한 대안으로 폼패드를 없앤 이중보온관의 형상 설계를 제안하였다. 제안된 설계는 벤드부 강관에 전단고리(shear ring)를 적용하는 방법으로 이때 전단고리의 최적치수는 다구찌 방법과 유한요소법을 적용하여 접근하였다. 그 결과로 전단고리의 두께와 높이, 개수 순으로 최적화 효과가 있음을 확언하였다.

반도체 광증폭기를 이용한 전계흡수 광변조기 비선형성 보상 (Nonlinearity Compensation of Electroabsorption Modulator by using Semiconductor Optical Amplifier)

  • 이창현;손성일;한상국
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권5호
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    • pp.23-30
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    • 2000
  • 지수함수형태의 전달함수를 갖는 전계흡수 광변조기(electroabsorption modulator: EAM)의 비선형성 보상을 위해 로그함수형태의 전달함수를 갖는 반도체 광증폭기(semiconductor optical amplifier : SOA)를 이용한다. 우선 SOA의 전달함수는 EAM의 전달함수와 역함수 관계를 갖기 때문에 EAM의 상호변조왜곡 (intermodulation distortion: IMD)을 보상한다. 더불어 SOA가 제공하는 이득에 의해 변조신호는 증폭되어진다. 이 두 가지에 의해 EAM의 SFDR(spurious free dynamic range)은 증가한다. 이때 SOA는 EAM 뒷단에 직렬로 연결되어 이득포화영역에서 동작되어진다. EAM의 IMD 보상을 향상시키기 위해서는 SOA의 이득을 증가시켜 이득포화영역 기울기를 증가시켜야 한다. 하지만 SOA의 이득 증가에 따라 ASE 잡음도 증가하여 시스템의 잡음레벨을 높여 EAM의 SFDR은 감소한다. 즉 SOA의 이득포화영역 기울기와 ASE 잡음은 이득에 대해 trade-off를 가지게 되고 모의실험 결과 이득이 약 8㏈일 때 최적화 된다. 이 지점에서 EAM의 SFDR 향상은 약 9㏈였다. SOA를 사용한 EAM 선형성 향상 방법은 구성이 간편하고 3개의 소자를 집적할 경우 낮은 삽입손실, 낮은 편광의존성, 낮은 처핑 등 효율적인 아날로그 광변조기로 이용될 수 있다.

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전산플랫폼을 이용한 비정형 초고층 건축물 성능기반 내진설계기술의 실무적용 (Seismic Performance-based Design using Computational Platform for Structural Design of Complex-shaped Tall Building)

  • 이동훈;조창희;윤우석;강대언;김태진;김종호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.59-67
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    • 2013
  • 비정형 초고층 구조물은 골조 직교성이 해제되고, 형상이 복잡해 기존 설계방식보다 많은 문제점이 발생된다. 비정형성으로 인한 문제점은 설계안을 지속적으로 변경시켜 프로젝트의 효율성을 저하시킨다. 또한 해외프로젝트의 경우 해당업체 간 혹은 해당국가 간 의견차로 국내보다 더욱 많은 변경상황이 발생되고 있다. 따라서 지속적인 변경상황에 전산플랫폼을 사용할 경우 효율적으로 설계변경업무에 대처할 수 있다. 파라메트릭 기반의 전산플랫폼인 StrAuto를 이용할 경우 최적의 구조설계대안을 신속히 선정할 수 있다. 특히 StrAuto는 비선형 내진성능평가를 위한 해석 툴 간의 신속한 모델링 연동도 효율적으로 가능하다. 그래서 본 연구에서는 지진하중 변경에 따른 전산플랫폼을 이용한 내진성능평가 프로세스를 현재 구조설계가 진행 중인 몽골지역 최고층 빌딩 프로젝트에 적용하고 검증하려 한다.

Q6, Q10 어린이 인체모형 상해치에 대한 안전 구속 시스템 최적화 연구 (The study of optimization of restraint systems for injuries of Q6 and Q10 child dummies)

  • 선홍열;이슬;김기석;윤일성
    • 자동차안전학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.7-13
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    • 2015
  • Occupant protection performance in frontal crashes has been developed and assessed for mainly front seat occupants over many years, and in recent years protection of rear seat occupants has also been extensively discussed. Unlike the front seats, the rear seats are often occupied by children seated in rear-facing or forward - facing child restraint systems, or booster seats. In the ENCAP, child occupant protection assessments using 18-month-old(P1.5) and 3-year-old(P3) test dummies in the rear seat have already been changed to new type of 18-month-old (Q1.5)and 3-year-old(Q3) test dummies. In addition, ENCAP are scheduled with the development and introduction of test dummies of 6-year-old (Q6) and 10.5-year-old children(Q10) starting 2016. In KNCAP, Q6 and Q10 child dummies will be introduced in 2017 as well. Automobile manufacturers need to develop safety performance for new child dummies closely. In this paper, we focused on Q6 and Q10 child dummies sitting in child restraint system. Offset frontal crash tests were conducted using two types of test dummies, Q6 and Q10 child dummies, positioned in the rear seat. Q6 and Q10 were used to compare dummy kinematics in rear seating positions between Q6 behind the driver's seat and Q10 behind the front passenger's seat. The full vehicle sled test results of both dummies were conducted with different restraint systems. It showed that several injury and image data was collected as the result of the full vehicle sled test. Based on the results of these investigations, this paper describes which factor is most important and combination is the best performance when evaluating rear seat occupant protection for Q6 and Q10 child dummies.

Chromobacterium을 이용한 황토볼에 의한 인산 제거를 위한 최적화 (Optimization for Phosphorus Remove by Loess Ball Using Chromobacterium)

  • 최두복;이춘범;차월석
    • 생명과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.584-589
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    • 2005
  • 담체인 황토볼와 Chromobacterium WS 2-14을 이용하여 F-STEP공정(혐기${\rightarrow}$ 호기${\rightarrow}$ 무산소)에서 실제폐수에 존재하는 인산을 효율적으로 제거하기 위해 최적 황토볼 크기 및 소성 온도, 폐수의 초기 pH,폐수의 초기 인산염 농도, 운전온도, 그리고 통기를 검토했다. 최적 조건은 다음과 같다. 황토볼 크기 및 소성 온도, $2\~4mm,\;960^{\circ}C$; 실페수의 초기pH, 6.0; 실페수의 초기 인산 농도, 5.0mg/1. 운전온도, $30^{\circ}C$; 그리고 통기, 5.0L/min등이 얻어졌다. 그리고 최적 운전조건을 이용해서 pilot test을 65일 동안 진행했다. 인산 평균 제거율은 $92.0\%$였고. 또한 최종 유출수에서 COD와 BOD의 평균 제거율은 각각 77.1와 $74.2\%$였으며, SS의 경우는 평균 제거율이, $86.4\%$였다. 이상의 결과로부터 황토볼을 담체로 이용한 Biofilter System은 실제폐수에 존재하는 인산 제거 가능성을 암시했다.

ELISA에 의한 유기인계 살충제 Acephate 잔류물 분석법 개발 (ELISA Development for the residue of the organophosphorus insecticide acephate)

  • 이재구;안기창
    • 농약과학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.1-12
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    • 2001
  • 다클론항체를 이용하여 환경 시료중 유기인계 살충제 acephate를 분석할 수 있는 경합적 간접효소면역측정법(competitive indirect ELISA)을 개발하기 위하여 분석물과 화학구조가 유사하며 hexanoic acid를 지닌 3종의 hapten을 합성하였다. 이들 hapten을 active ester 방법으로 담체단백질인 keyhole limpet hemocyanin과 접합시켜 면역원으로 사용하있고, bovine serum albumin과 접합시켜 homologous 혹은 heterologous ELISA를 위한 코팅항원으로 사용하였다. 생산된 항체들과 코팅항원을 최종선발하여 acephate 잔류분석을 위한 ELISA를 위하여 최적화하였다. 단백질의 농도가 $1{\mu}g/mL$인 코팅항원 (hapten-3-BSA)과 다클론항체 #8377를 16000배로 희석한 heterologous ELISA에서 최적화된 acephate의 $IC_{50}$ 값은 110 ng/mL이었고, 분석범위와 최소검출한계는 각각 $10{\sim}1000$과 4 ng/mL 이었다. Acephate의 주분해산물이고 살충제로 사용되는 methamidophos을 위시한 몇몇 유기인계 살충제의 항체에 대한 교차반응은 모두 0.02%이하였다. 이와 같은 결과는 본 ELISA가 농산물 및 환경시료중의 acephate 잔류분석을 위하여 편리한 방법이 될 수 있음을 시사한다.

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스마트폰의 CMOS 영상센서를 이용한 광용적맥파 측정방법 개발 (Development of a Photoplethysmographic method using a CMOS image sensor for Smartphone)

  • 김호철;정원식;이권희;남기창
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.4021-4030
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    • 2015
  • 맥파는 심전도와 같이 자율신경계를 통해 생리적 반응을 측정하는 신호이지만, 손가락에 센서 하나만 부착시키면 되기 때문에 상대적으로 신호의 측정이 간편하다는 장점을 가지고 있어 u-Healthcare 분야에서의 활용이 용이하다. 따라서 본 연구의 목적은 스마트폰 카메라의 CMOS 영상 센서를 활용하여 맥파를 비침습적으로 측정하는 방법 중의 하나인 광용적맥파를 획득하고 이로부터 스트레스 여부를 판단하는 휴대형 시스템을 개발하여 u-Healthcare 분야에서의 활용 가능성을 확인하는 것이다. 이를 위해 광용적맥파를 별도의 센서에 의한 측정이 아닌 스마트폰 카메라에서 획득되는 영상 데이터를 활용하여 광용적맥파를 획득한 후 분석하였다. 또한 확보된 광용적맥파 영상신호 데이터를 이용하여 심박변이도와 스트레스 지수를 별도의 호스트 장비 없이 스마트폰만을 이용해 사용자에게 제공 하였다. 또한 부가적으로 스마트폰에 부착가능한 별도의 하드웨어 디바이스를 개발함으로써 획득된 데이터의 신뢰도 및 정확성을 향상시켰다. 실험결과를 통해 스마트폰의 카메라 영상을 활용하여 광용적맥파 신호를 통한 심박수 측정과 스트레스의 정도를 분석하기 위한 스트레스 지수 추출이 가능함을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 상용화된 제품 또는 정형화된 센서가 아닌 스마트폰의 카메라를 이용하기 때문에 상용화된 외부 센서에 의한 광용적맥파 신호보다는 해상도가 떨어지는 단점이 있음에도 불구하고 결과 데이터의 신뢰도 향상을 위한 별도의 추가외부 장치 개발 및 여러 가지 최적화 알고리즘을 통해 신뢰성 있는 데이터를 확보할 수 있어 u-Healthcare 장비로써의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

MIH(Medical Image History)을 이용한 의료영상조회의 최적화 연구 (A study on the optimization of referring method about medical images using MIH(Medical Image History))

  • 김선칠;김정민
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제25권2호
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    • pp.57-64
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    • 2002
  • 의료영상의 접근 용이성에 관한 대한 평가는 과거 영상의 조회 시 장기 저장장소에 있는 영상은 요청에 의해 기다렸으나, 쉽게 접근하여 자유롭게 조회 할 수 있다는 평가를 받았다. 임상적 유용성의 가치는 진료나 판독의 경우 더 많은 정보를 짧은 시간 내에 쉽게 제공받을 수 있고, 타과의 검사결과나, 진행상태, 검사주기를 파악하기에 편리하다는 평가였다. 외래 진료 시 편리성은 짧은 시간 내에 많은 환자를 대하는 진료환경에서 환자에게 제공해야 할 데이터의 긴 대기시간으로 충분히 설명하지 못하는 문제점을 해결하여, 환자와 같이 환자 본인의 의료영상을 조회하는 우수성을 인정했다. 영상관리의 용이성은 환자 개인 디지털 의료영상을 하나로 시간을 기준으로 통합 관리 할 수 있는 평가를 받았으며, 이는 과거 환자 개인의 Film 봉투와 같은 역할을 할 것이라는 결론을 얻었다. 또한 협진과 컨설팅에 있어서도 타 과의 도움을 받는데 큰 도움이 되리라는 평가이다. 마지막으로 전반적인 MIH의 선호도에 있어서도 타 프로그램과의 호환성과 조회시간 단축에 있어서 선호도를 나타내었다. 환자 개인의 의료영상을 시간별, 기간별로 나누어 조회가 가능하며, 환자의 검사 주기를 쉽게 볼 수 있어 진료에 도움이 될 것으로 사료된다.

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대피선 최소화를 고려한 광역·도시철도 급행화를 위한 고성능 열차 가감속도 분석 (Analysis of Acceleration and Deceleration on High Performance Train for A Metropolitan Rapid Transit System)

  • 고경준;김정태;김무선;장동욱;홍재성;류상환;정종덕
    • 대한교통학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.564-574
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    • 2015
  • 서울 지하철 9호선의 급행열차에 대한 높은 인기에서 볼 수 있듯이, 광역 도시철도 급행화에 대한 수요는 꾸준히 증가하고 있다. 하지만, 기존 노선에 건설된 노선을 급행화하기 위해서는 인프라를 추가적으로 설치하여야 하며 많은 비용이 소요된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 유치선, 건넘선 등 기존에 구축된 인프라를 최대한 활용해서 대피역의 역할을 해야 할 필요가 있다. 이 경우에 급 완행 열차의 교차점을 줄이기 위해, 기존 열차는 급행열차로 활용하고 가 감속도를 증가시킨 고성능 열차를 완행 열차로 투입하는 방법이 있지만 실현 가능한 고성능 열차의 가 감속도와 최적의 가 감속도를 분석하는 현재까지 연구는 진행되지 않았다. 본 논문에서는 기존 시설을 최대한 활용하여 급행화 방안을 추진할 때, 고성능 열차의 실현 가능한 가 감속도의 범위를 수식적으로 분석하고 그것을 서울지하철 3호선에서 검증한다. 실험결과는 열차 간 최소간격이 40초 이하일 때, 실현 가능한 가 감속도의 범위가 존재한다는 것을 보여준다.

Fabrication of Large Area Transmission Electro-Absorption Modulator with High Uniformity Backside Etching

  • Lee, Soo Kyung;Na, Byung Hoon;Choi, Hee Ju;Ju, Gun Wu;Jeon, Jin Myeong;Cho, Yong Chul;Park, Yong Hwa;Park, Chang Young;Lee, Yong Tak
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.220-220
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    • 2013
  • Surface-normal transmission electro-absorption modulator (EAM) are attractive for high-definition (HD) three-dimensional (3D) imaging application due to its features such as small system volume and simple epitaxial structure [1,2]. However, EAM in order to be used for HD 3D imaging system requires uniform modulation performance over large area. To achieve highly uniform modulation performance of EAM at the operating wavelength of 850 nm, it is extremely important to remove the GaAs substrate over large area since GaAs material has high absorption coefficient below 870 nm which corresponds to band-edge energy of GaAs (1.424 eV). In this study, we propose and experimentally demonstrate a transmission EAM in which highly selective backside etching methods which include lapping, dry etching and wet etching is carried out to remove the GaAs substrate for achieving highly uniform modulation performance. First, lapping process on GaAs substrate was carried out for different lapping speeds (5 rpm, 7 rpm, 10 rpm) and the thickness was measured over different areas of surface. For a lapping speed of 5 rpm, a highly uniform surface over a large area ($2{\times}1\;mm^2$) was obtained. Second, optimization of inductive coupled plasma-reactive ion etching (ICP-RIE) was carried out to achieve anisotropy and high etch rate. The dry etching carried out using a gas mixture of SiCl4 and Ar, each having a flow rate of 10 sccm and 40 sccm, respectively with an RF power of 50 W, ICP power of 400 W and chamber pressure of 2 mTorr was the optimum etching condition. Last, the rest of GaAs substrate was successfully removed by highly selective backside wet etching with pH adjusted solution of citric acid and hydrogen peroxide. Citric acid/hydrogen peroxide etching solution having a volume ratio of 5:1 was the best etching condition which provides not only high selectivity of 235:1 between GaAs and AlAs but also good etching profile [3]. The fabricated transmission EAM array have an amplitude modulation of more than 50% at the bias voltage of -9 V and maintains high uniformity of >90% over large area ($2{\times}1\;mm^2$). These results show that the fabricated transmission EAM with substrate removed is an excellent candidate to be used as an optical shutter for HD 3D imaging application.

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