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유연기구를 이용한 초정밀 단일체 3축 스테이지의 모델링 및 최적설계에 관한 연구 (Modeling and optimal design of monolithic precision XYZ-stage using flexure mechanism)

  • 심종엽;권대갑
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권4호
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    • pp.868-878
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    • 1998
  • There are recently increasing needs for precision XYZ-stage in the fields of nanotechnology, specially in AFMs(Atomic Force Microscope) and STMs(Scanning Tunneling Microscope). Force measurements are made in the AFM by monitoring the deflection of a flexible element (usually a cantilever) in response to the interaction force between the probe tip and the sample and controlling the force neasyred constant topography can be obtained. The power of the STM is based on the strong distance dependence of the tunneling current in the vacuum chamber and the current is a feedback for the tip to trace the surface topography. Therefore, it is required for XYZ-stage to position samples with nanometer resolution, without any crosscouples and any parasitic motion and with fast response. Nanometer resolution is essential to investigate topography with reasonable shape. No crosscouples and parasitic motion is essential to investigate topography without any shape distortion. Fast response is essential to investigate topography without any undesirable interaction between the probe tip and sample surface ; sample scratch. To satisfy these requirements, this paper presents a novel XYZ-stage concept, it is actuated by PZT and has a monolithic flexible body that is made symmetric as possible to guide the motion of the moving body linearly. PZT actuators have a very fast response and infinite resolution. Due to the monolithic structure, this XYZ-stage has no crosscouples and by symmetry it has no parasitic motion. Analytical modeling of this XYZ-stage and its verification by FEM modeling are performed and optimal design that is to maximize 1st natural frequencies of the stage is also presented and with that design values stage is manufactured.

Anaerobic Biotreatment of Animal Manure - A review of current knowledge and direction for future research -

  • Hong, Jihyung
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.97-102
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    • 2005
  • Anaerobic decomposition is one of the most common processes in nature and has been extensively used in waste and wastewater treatment for several centuries. New applications and system modifications continue to be adapted making the process either more effective, less expensive, or suited to the particular waste in question and the operation to which it is to be applied. Animal manure is a highly biodegradable organic material and will naturally undergo anaerobic fermentation, resulting in release of noxious odors, such as in manure storage pits. Depending on the presence or absence of oxygen in the manure, biological treatment process may be either aerobic or anaerobic. Under anaerobic conditions, bacteria carry on fermentative metabolisms to break down the complex organic substances into simpler organic acids and then convert them to ultimately formed methane and carbon dioxide. Anaerobic biological systems for animal manure treatment include anaerobic lagoons and anaerobic digesters. Methane and carbon dioxide are the principal end products of controlled anaerobic digestion. These two gases are collectively called biogas. The biogas contains $60\~70\%$ methane and can be used directly as a fuel for heating or electrical power generation. Trace amounts of ammonia and hydrogen sulfide ($100\~300\;ppm$) are always present in the biogas stream. Anaerobic lagoons have found widespread application in the treatment of animal manure because of their low initial costs, ease of operation and convenience of loading by gravity flow from the animal buildings. The main disadvantage is the release of odors from the open surfaces of the lagoons, especially during the spring warm-up or if the lagoons are overloaded. However, if the lagoons are covered and gases are collected, the odor problems can be solved and the methane collected can be used as a fuel. Anaerobic digesters are air-tight, enclosed vessels and are used to digest manure in a well-controlled environment, thus resulting in higher digestion rates and smaller space requirements than anaerobic lagoons. Anaerobic digesters are usually heated and mixed to maximize treatment efficiency and biogas production. The objective of this work was to review a current anaerobic biological treatment of animal manure for effective new technologies in the future.

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동적 제어 정보를 이용한 효율적인 프로그램 슬라이싱 알고리즘 (An Efficient Program Slicing Algorithm using Dynamic Control Information)

  • 박순형;정은이;박만곤
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.92-100
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    • 2000
  • 일반적인 소프트웨어 시스템은 새로운 요구와 오류의 발견으로 인해 계속적인 개발과 확장 그리고 수정이 요구된다. 이러한 일련의 작업과정에서 기존 프로그램의 정확한 이해는 매우 필요하다. 어떤 프로그램의 특정 명령문에 있는 변수에 대한 관련 명령문을 찾고 싶을 때 프로그래머는 입력 자료의 값에 대해 프로그램의 실행궤도 추적을 통해 프로그램을 분석한다. 그러므로, 현재 입력 값에 영향을 끼치는 모든 명령문들에 관련된 동적 프로그램 슬라이싱(dynamic program slicing)과 이를 구현하는 기술의 개발은 매우 중요하다고 할 것이다. 그러나 전통적인 동적 슬라이싱 기법은 구현 초기에 프로그램 실행이력을 만들어야 하는 불편이 있었다. 본 논문에서는 실행이력 파일을 사용하지 않고 동적 제어 정보와 프로그램 슬라이싱 기법을 사용하여 효율적으로 프로그램 슬라이스를 산출하는 알고리즘을 제시하였고 이것을 프로그래밍한 뒤 예제 프로그램을 적용시켜 구현하였다. 그리고, 본 논문에서 제시한 슬라이스 생성기법이 기존의 기법보다 더 효율성이 높다는 것을 보였다.

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Mechanism of the X-ray and Soft Gamma-ray Emissions from the High Magnetic Field Pulsar: PSR B1509-58

  • Wang, Yu;Takata, Jumpei;Cheng, Kwong Sang
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제30권2호
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    • pp.91-94
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    • 2013
  • We use the outer gap model to explain the spectrum and the energy dependent light curves of the X-ray and soft ${\gamma}$-ray radiations of the spin-down powered pulsar PSR B1509-58. In the outer gap model, most pairs inside the gap are created around the null charge surface and the gap's electric field separates the opposite charges to move in opposite directions. Consequently, the region from the null charge surface to the light cylinder is dominated by the outflow current and that from the null charge surface to the star is dominated by the inflow current. We suggest that the viewing angle of PSR B1509-58 only receives the inflow radiation. The incoming curvature photons are converted to pairs by the strong magnetic field of the star. The X-rays and soft ${\gamma}$-rays of PSR B1509-58 result from the synchrotron radiation of these pairs. The magnetic pair creation requires a large pitch angle, which makes the pulse profile of the synchrotron radiation distinct from that of the curvature radiation. We carefully trace the pulse profiles of the synchrotron radiation with different pitch angles. We find that the differences between the light curves of different energy bands are due to the different pitch angles of the secondary pairs, and the second peak appearing at E > 10 MeV comes from the region near the star, where the stronger magnetic field allows the pair creation to happen with a smaller pitch angle.

ns-2 시뮬레이터를 이용한 은닉 노드와 CCA 지연 알고리즘이 IEEE 802.15.4 네트워크의 성능에 미치는 영향 분석 (Analysis of Effects of Hidden Nodes and CCA Deferment Algorithm on IEEE 802.15.4 Performance Using ns-2 Simulator)

  • 이강우;현규완;신연순;안종석
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제16C권3호
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    • pp.393-406
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    • 2009
  • 본 논문에서는 IEEE 802.15.4의 성능을 정확하게 평가하기 위하여 ns-2에 추가한 두 가지 기능을 소개한다. 첫째는 전체 노드의 수와 은닉 노드의 수가 정해짐에 따라 노드들의 배치를 자동으로 결정하는 은닉 노드 배치 방안과 은닉 노드로 인한 신호 충돌을 구별하는 방안이다. 둘째는 2003 표준만 구현되어 있는 현재의 ns-2 2.33 버전에 2006 표준에 기술된 CCA 지연 처리 방안을 구현하였다. 기능이 확장된 ns-2를 이용하여, 802.15.4 네트워크의 성능에 은닉 노드와 CCA 지연에 대한 처리 방안이 미치는 영향을 정확하게 분석할 수 있게 되었다. 시뮬레이션 결과 은닉 노드가 없을 때에 비하여 은닉 노드가 단 하나 존재할 때 네트워크 처리량이 약 66% 감소하며, 충돌율은 65%에서 90%로 급증한다. CCA 지연 처리 알고리즘의 2003 표준과 2006 표준에 따르면, 충돌 확률은 약 19%까지 차이를 보이고, 처리량은 약 38% 차이를 보이며 2006 버전이 우수한 성능을 보인다.

에어샤워부품의 용출 가스 중 유기화합물의 반 정량적 Headspace GC-MS 분석 (Semiquantitative Dynamic Headspace GC-MS Analysis for Organic Compounds Outgassed from FAB Materials of Air Shower)

  • 박현미;백승우;김영만;이강봉
    • 분석과학
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    • 제13권4호
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    • pp.412-422
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    • 2000
  • 실리콘 웨퍼 산업계의 청정실에서 사용되는 에어샤워기중 고분자로 제작된 부품들을 $100^{\circ}C$에서 30분간 다이나믹 해드 스페이스에서 가스로 용출한 후 GC-MS로 분석 하였다. 에어샤워기가 가동중인 청정실의 대기를 흡착관 튜브방식으로 채취하였고, 이러한 흡착관 튜브에 흡착된 유기화합물은 쏙시렛 용출법을 이용하여 용출한 후 GC-MS로 분석하였다. 에어샤워기의 제조 부품(electric over current relay, acryl plate. polycarbonate window, filter, fan housing, steel galvanized cold plate and canvas buffer)들로 부터의 분석결과 대부분의 성분들은 제조부품의 고분자 성분들에서 유래되었음을 확인 할 수 있었으며, 에어샤워기가 가동중인 청정실의 대기분석 결과와 비교 분석되었다. 이러한 분석결과의 비교 연구는 청정실내에서의 유기오염물질이 에어샤워기의 고분자 제조부품으로부터 유래 되었는지를 확인하게 해준다.

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호주 원주민 공동체 아카이브와 '평행출처주의'의 현재적 의미 (Aboriginal Community Archives in Australia and Current Meaning of "Parallel Provenance")

  • 이경래
    • 기록학연구
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    • 제40호
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    • pp.29-60
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    • 2014
  • 본 논문은 호주의 원주민 공동체 아카이브 사례를 중심으로 발전한 '평행 출처주의'의 형성 과정을 추적하고, 이것이 국내 과거사 아카이브의 기록화 과정에 어떤 함의를 가질 수 있는지를 고찰했다. 이 글은 호주 원주민 공동체 아카이브의 역사적 발전을 중심에 놓고, 그 시기를 크게 식민주의 아카이브, 후기식민주의 아카이브, 그리고 동시대 아카이브로 구분했다. 각 국면 분석을 통해 본 연구는 호주원주민 공동체 아카이브의 관리 및 구축 방법에 있어서 고유한 특성들과 원주민 아카이브의 진화 과정을 살폈다. 즉 식민주의 아카이브에서는 백인 관료들이 생산한 현용 행정기록 중심의 아카이브 전통과 그로 인한 다중 출처주의의 발전에 주목했다. 후기 식민주의 아카이브에서는 기록화 범주로서 호주원주민의 등장과 이들에 대한 인명 색인 작업에 대해 비판적으로 검토하였다. 마지막으로 동시대 아카이브에서는 호주 원주민의 타자화를 극복하기 위한 호주 기록학계의 최근의 움직임을 '평행 출처주의' 개념을 통해 살펴보았다. 결론에서는 이 개념의 현재적 의의를 통해 그동안 역사에서 재현되지 못한 피해당사자들이 주체가 되는 국내 과거사아카이브의 민주적인 동시대적 재구성을 위한 함의를 도출하고자 했다.

흰쥐 부신 크로마핀 세포 칼슘통로 조절에 미치는 ATP의 효과 (Effect of ATP on Calcium Channel Modulation in Rat Adrenal Chromaffin Cells)

  • 김경아;구용숙
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제25권3호
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    • pp.157-166
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    • 2014
  • 뉴론에서 ATP는 분비 과립내에 신경전달물질과 함께 다량 저장되어 있다가 신경전달물질과 함께 분비되는 것으로 알려져 있으므로 신경전달물질의 자극-분비(stimulus-secretion) coupling 과정에 있어 중요한 조절작용을 할 것으로 기대된다. 그러므로 본 연구에서는 뉴론과 그 발생학적 기원이 동일한 부신수질 세포(adrenal chromaffin cell)를 대상으로 하여 세포막 칼슘통로를 통한 세포막 전류에 미치는 ATP의 영향을 측정함으로써 신경전달물질이 자극-분비 coupling 과정에 작용하는 ATP의 조절 작용을 알아보고자 하였다. 부신수질 세포의 칼슘통로를 통한 세포막 전류는 패치클램프 테크닉으로 기록하였다. 10 mM $Ba^{2+}$을 포함한 세포 외 용액에서, $Ba^{2+}$ current는 0.1 mM ATP를 세포외부에 처치했을 때, 평균 $36{\pm}6%$ (n=6) 감소되어 나타났고 ATP를 씻어준 후 전류는 다시 회복되는 가역적 반응을 보였다. ATP의 전류 억제 기전을 알아보고자 칼슘통로에서 관찰되는 현상 중의 하나인 소통(facilitation)현상을 기록하였다. +80 mV의 큰 prepulse를 준 후 바로 테스트 펄스를 주며 측정한 전류는 큰 prepulse에 의해 억제효과가 풀리는(disinhibition) 현상을 나타내었다. ATP 처치 후 큰 자극을 주어 $37{\pm}5%$ (n=11)의 $Ba^{2+}$ 전류 증가가 있었고 이는 ATP가 없는 상태에서 순수하게 큰 자극에 의해 소통되는 $25{\pm}3%$ (n=12)과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). ATP의 억제 기전이 G-protein을 매개로 한 것인지를 알아보고자 가수분해 되지 않는 GTP 유도체인 $GTP{\gamma}S$를 세포 내에 준 후 $Ba^{2+}$ 전류를 기록하였다. $GTP{\gamma}S$에 의해 55%의 전류 크기의 감소가 있었고 이 환경에서 큰 prepulse를 인가하였을 때 $34{\pm}4%$ (n=19)의 소통현상을 보였다. 이는 $GTP{\gamma}S$가 없는 환경에서의 $25{\pm}3%$ (n=12)의 소통현상을 보인 것과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). $Ba^{2+}$ current trace의 활성화 과정(activation)을 curve-fitting한 결과, control은 single exponential curve로 fitting된 반면, ATP 또는 $GTP{\gamma}S$를 처치한 경우, 그리고 ATP와 $GTP{\gamma}S$ 모두 처치한 경우에서는 double-exponential curve로 가장 잘 fitting이 되었다. 즉, ATP나 $GTP{\gamma}S$를 처치했을 때 모두 전류가 더 느리게 활성화되는 모양을 나타내었고, 이상의 결과로 미루어 ATP와 $GTP{\gamma}S$는 같은 방식으로 칼슘통로를 억제하고, 이러한 억제효과는 세포막에 아주 큰 전압을 걸어주면 칼슘 통로에 결합했던 G-protein이 막전압 의존적으로 떨어짐으로써 소실(disinhibition)된다고 해석된다. 본 연구에서 확인한 ATP의 칼슘통로 억제효과는 자체 크로마핀 세포 또는 주변 세포에서 아드레날린이 적게 분비되게 하는 autocrine 또는 paracrine inhibition 과정의 중요한 기전으로 작용할 것이다.

Lower the Detection Limits of Accelerator Mass Spectrometry

  • ;송종한;김준곤;김재열;오종주;김종찬
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.243-244
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    • 2013
  • Over the past 15 years, several groups have incorporated radio-frequency quadrupole (RFQ) based instruments before the accelerator in accelerator mass spectrometry (AMS) systems for ion-gas interactions at low kinetic energy (<40 eV). Most AMS systems arebased on a tandem accelerator, which requires negative ions at injection. Typically, AMS sensitivity abundance ratios for radioactive-to-stable isotope are limited to Xr/Xs >10^-15, and the range of isotopes that can be analyzed is limited because of theneed to produce rather large negative ion beams and the presence of atomic isobaric interferences after stripping. The potential of using low-kinetic energy ion-gas interactions for isobar suppression before the accelerator has been demonstrated for several negative ion isobar systems with a prototype RFQ system incorporated into the AMS system at IsoTrace Laboratory, Canada (Ontario, Toronto). Requisite for any such RFQ system applied to very rare isotope analysis is large transmission of the analyte ion. This requires proper phase-space matching between the RFQ acceptance and the ion beam phase space (e.g. 35 keV, ${\varphi}3mm$, +-35 mrad), and the ability to control the average ion energy during interactions with the gas. A segmented RFQ instrument is currently being designed at Korea Institute for Science and Technology (한국과학기술연구원, KIST). It will consist of: a) an initial static voltage electrode deceleration region, to lower the ion energy from 35 keV down to <40 eV at injection into the first RFQ segment; b) the segmented quadrupole ion-gas interaction region; c) a static voltage electrode re-acceleration region for ion injection into a tandem accelerator. Design considerations and modeling will be discussed. This system should greatly lower the detection limits of the 6 MV AMS system currently being commissioned at KIST. As an example, current detection sensitivity of 41Ca/Ca is limited to the order of 10^-15 while the 41Ca/Ca abundance in modern samples is typically 41Ca/Ca~10^-14 - 10^-15. The major atomic isobaric interference in AMS is 41K. Proof-of-principal work at IsoTrace Lab. has demonstrated that a properly designed system can achieve a relative suppression of KF3-/41CaF3- >4 orders of magnitude while maintaining very high transmission of the 41CaF3- ion. This would lower the 41Ca detection limits of the KIST AMS system to at least 41Ca/Ca~10^-19. As Ca is found in bones and shells, this would potentially allow direct dating of valuable anthropological archives and archives relevant to our understanding of the most pronounced climate change events over the past million years that cannot be directly dated with the presently accessible isotopes.

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Semi-Lagrangian 이류항 계산의 추적법 개선 (Improved Trajectory Calculation on the Semi-Lagrangian Advection Computation)

  • 박수완;백낙훈;유관우
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제16A권6호
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    • pp.419-426
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    • 2009
  • 일반적으로 사실성 있는 유체를 시뮬레이션하기 위해 Navier-Stokes 방정식을 사용한다. Euler 구조에서 Navier-Stokes 방정식을 풀 때, 이 류항은 비선형이어서 계산이 복잡하기 때문에 근사화한 모델로 Semi-Lagrangian 방법을 사용한다. Semi-Lagrangian 방법에서는 먼저 이류하 는 위치를추적하고, 추적한 위치에서 값을 보간해서 사용한다. Stam이 제안한 방법으로 계산할 경우, 이 과정에서 수치적 소실이 많이 발생하 기 때문에 수치적 소실을 보정하려는 노력들이 있어 왔다. 그러나 대부분의 경우에 보간하는 과정에서의 소실을 줄이려는 노력이거나, 입자를 같이 사용하는 방법이었다. 따라서 본 논문에서는 Euler 구조에서 다른 추가나 변형을 가하지 않고 이류항의 연산에서 추적법을 개선함으로 수 치적 소실을 줄이는 방법을 제안한다. 우리의 방법에서는 현재 격자의 속도로 역추적하는 기존의 방법이 아니라, 현재의 격자로 오게 될 속도 를 가진 격자를 찾아서, 그 격자의 물리량들을 선형 보간하여 사용한다. 이는 직관적으로 생각할 때, 어느 지점의 물리량은 그 지점의 속도로 인해 다음 단계에 다른 지점에 있게 된다는 사실을 그대로 적용한 것이다. 본 논문에서 제안한 방법으로 기체를 시뮬레이션 했을 때 수치적 소 실이 줄었으며, 그로 인해 사실성을 높이면서도 실시간 처리가 가능했다.