• 제목/요약/키워드: mathematical experiment

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무게 단원 수업에서 겪는 교사와 학생의 어려움 분석 (An Analysis of Difficulties of Teachers and Students in Class on Weight)

  • 박준형;전영석
    • 한국과학교육학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.295-301
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 무게 재기 단원을 지도한 교사가 겪는 어려움과 무게 재기 단원을 학습하는 학생들이 겪는 어려움을 탐색하는 데에 있다. 이를 위해 교사 대상으로는 설문지, 면담, 자기반성성찰지를, 학생 대상으로는 설문지, 단원평가지, 면담을 통하여 자료를 수집하였으며 반복적으로 자료를 검토하고 범주화 하였다. 분석한 자료는 과학교육 전문가 2명과 함께 검토하였다. 연구결과 교사들이 겪는 어려움은 교사들의 절차적 지식의 부족, 교육과정의 연계성 부족, 충분하지 못한 수업환경, 그리고 학생들의 조작능력 미숙으로부터 나타났다. 학생들이 겪는 어려움은 오개념의 발생, 이해하기 어려운 개념, 조작능력 미숙, 수학적 능력의 부족, 실제에 원리 적용의 어려움, 문제해결능력 부족으로부터 나타났다. 그리고 교사들은 학생들이 실험부분에서 더 어려움을 겪는다고 인식을 하였으나 학생들은 개념을 이해하는데 더 많은 어려움을 겪는 것으로 나타났다.

동축 공기다단 LPG화염의 NOx 생성특성에 관한 연구 (Characteristics of NOB Formation in a Coaxial Multi-Air Staged LPG Flame)

  • 김한석;안국영;김호근;유명종;백승욱
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권2호
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    • pp.215-226
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    • 2003
  • Experimental and numerical studies have been done to examine the effects of excess air ratio and tertiary air swirl number on the formation characteristics of NOx in a pilot scale combustor adopting a multi-air staged burner. In numerical calculation the mathematical models for turbulence, radiation and nitric oxide chemistry were taken into account. The radiative transfer equation was solved using the discrete ordinates method with the weighted sum of gray gases model. In the NOx chemistry model, the chemical reaction rates for thermal and prompt NOx were statistically averaged using a probability density function. The results were validated by comparison with measurements. For the experiment, a 0.2 MW pilot multi-staged air burner has been designed and fabricated. Using the numerical simulation developed here, a variation of thermal and prompt NOx formation was predicted by changing the excess air ratio and tertiary air swirl number. As the excess air ratio increased up to 1.9, the formation of the total as well as thermal NOx at exit increased while the prompt NOx decreased. The formation of thermal NOx was more affected by concentration of $O_2$ and $N_2$ than gas temperature. When the tertiary air swirl number increased, the formation of the total as well as the prompt NOx slightly decreased.

최적화 기법을 적용한 매체 이송 시스템의 이송속도 및 비틀어짐 제어기의 이득값 결정 (Gain Parameter Determination for the Feeding Speed and Skew Controller of Media Transport System using Optimization Technique)

  • 차호영;범선호;김민수;이순걸
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권6호
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    • pp.607-613
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    • 2009
  • In this paper, we made a simple paper feeding system which is one of MTS (media transport system) and controllers. The plant has a flexible paper and two driving rollers and two driven rollers. The control system has two conventional PID controllers. Skew angle and feeding speed of MTS deteriorate the quality of feeding system. In order to control a feeding speed and skew of feeding paper, we control rotational velocity of two driving rollers. Therefore, this controller has two inputs and two outputs as MIMO (multi-input and multi-output) system. The control inputs were the feeding speed and the skew displacement of the paper. The control outputs were the rotational velocity to each driving roller. To find appropriate PID gains of two controllers, we proposed an optimization technique. We assume the system variables and performance of a whole system as follows. PID gains of two controllers for skew and feeding speed are system variables. System performance is both skew and feeding speed. We simulates to making mathematical correlation using global Kriging interpolation. To find appropriate value of system variables, optimization method is simulation in sequence as following method. First, the optimization solver simulates with DOE (design of experiment) tables to find correlation equation of both system variable and performances. Then, the solver guesses the appropriate values and simulates if the system variables are appropriate or not. If the result of validation doesn't satisfy the convergence and iteration tolerance, the solver makes a new Kriging models and iterates this sequence until satisfy the tolerances.

반응표면분석법을 이용한 우엉가루와 올리고당 첨가 머핀의 제조 조건 최적화 (Optimization of Muffin Preparation by Addition of Dried Burdock (Arctium lappa L) Powder and Oligosaccharide by Response Surface Methodology)

  • 김미경;김원모;이혜정;최은영
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.575-585
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    • 2010
  • This study was performed to determine the optimal composition of a muffin administered dried burdock powder and oligosaccharide. The experiment was designed base on CCD (Central Composite Design), and evaluation was carried out by means of RSM (Response Surface Methodology), which included 10 experimental points with 3 replicates for the two independent variables burdock powder and oligosaccharide. The experimental muffin was made according to a traditional recipe, except that the flour was partially replaced with dried burdock powder (5%, 15%, 25%) and the sugar was partially replaced with oligosaccharide (25%, 50%, 75%). The compositional and functional properties of the prepared products were measured, and these values were applied to the mathematical models. Using the F-test, volume, height, pH, yellowness, chewiness, resilience, springiness, cohesiveness, taste, and overall quality were expressed as a linear model, whereas lightness, redness, adhesiveness, color, flavor, and overall quality were expressed as a quadratic model. The polynomial models developed by RSM for sensory evaluation, color, flavor, texture, taste, and overall quality were highly effective in describing the relationships between the factors (p<0.01). The estimated response surfaces confirmed that the amount of burdock powder had significant effects on color, taste, texture, flavor, and overall quality (p<0.01), whereas and the amount of oligosaccharide had significant effects on color and texture (p<0.01). Increased amount of burdock powder led to reductions of the sensory scores for color, taste, texture, flavor, and overall quality at all oligosaccharide levels. The optimal mixing percentage of burdock powder and oligosaccharide muffin were determined to be 5.00% and 46.25%, respectively.

형태론적 손짓 인식 알고리즘 (Morphological Hand-Gesture Recognition Algorithm)

  • 최종호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권8호
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    • pp.1725-1731
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    • 2004
  • 최근 들어 인간의 의지를 컴퓨터에 전달하기 위한 수단으로 컴퓨터 시각기반 방식으로 제스처를 인식하고자 하는 연구가 널리 진행되고 있다. 제스처 인식에서 가장 중요한 이슈는 알고리즘의 단순화와 처리시간의 감소이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 기하학적 집합론에 근거하고 있는 수학적 형태론을 적용하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘의 중요한 아이디어는 형태론적 형상 분해를 적용하여 제스처를 인식하는 것이다. 손짓 형상으로부터 얻은 원시형상요소들의 방향성은 손짓에 관한 중요한 정보를 내포하고 있다. 이러한 특징에 근거하여 본 연구에서는 주 원시형상요소와 부 원시형상요소의 중심점을 연결하는 직선으로부터 특징벡터를 이용한 형태론적 손짓 인식 알고리즘을 제안하고 실험을 통하여 그 유용성을 증명하였다. 자연스러운 손짓을 이용한 인터페이스 설계는 TV 스위치 조정이나 비디오 컨텐츠 검색용 시스템으로 널리 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

폭발볼트 및 스프링 레버를 이용한 발사관 분리식 덮개 (The Separating Cover Using an Explosive Bolt and Spring Lever)

  • 최원홍;신상목
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권11호
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    • pp.922-931
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    • 2017
  • 본 논문에서는 신규 방식의 발사관 덮개인 분리식 덮개의 설계과정과 해석 및 실험적 검증결과에 대하여 기술하였다. 발사관 덮개에 보편적으로 사용되고 있는 종래의 파열식 및 구동기 방식의 덮개의 단점을 극복하기 위하여 폭발볼트 및 스프링 레버를 이용한 분리식 덮개를 제안하였다. 분리식 덮개는 폭발볼트와 스프링 레버 구동시스템으로 단순하게 구성되어 있다. 첫 번째로, 수학적 모델에 의해 제시된 설계제원에 대하여 다물체 동역학 해석을 통하여 기계적 작동성능에 관한 검토를 실시하였다. 도출된 해석결과는 이후 초고속 카메라로 획득한 계측 결과와 잘 부합하였다. 또한 작동성능에 대한 설계인자별 영향을 파악하기 위한 경향분석이 수행되었다. 본 연구를 통해 구조적 단순성과 가격의 효율성을 보유한 신규방식의 발사관 덮개를 군수분야에 제시하는데 기여했다고 판단되며 특별히 다연장 발사관 시스템(MLRS)에 유용하게 적용될 것이라고 예상된다.

대체모델의 정확성 및 강건성 향상을 위한 가중함수 기반 순차 최소거리최대화계획 (Weight Function-based Sequential Maximin Distance Design to Enhance Accuracy and Robustness of Surrogate Model)

  • 장준용;조수길;이태희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권4호
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    • pp.369-374
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    • 2015
  • 효율적인 최적설계를 위해 공학분야에 도입된 대체모델의 정확성은 표본점에 큰 영향을 받는다. 대체모델의 정확성을 높이는 방법으로 기 추출한 응답을 이용하는 순차실험계획이 제안되었다. 크리깅 대체모델의 상관계수를 가중치로 적용하여 대체모델의 정확성을 향상시킨 연구가 있었으나, 주어진 정보가 부족하거나 상관계수가 잘못 추정된 경우 표본점이 잘못 추출되어 대체모델의 강건성이 저하된다. 본 논문에서는 기존 순차실험계획의 여러 문제점을 제시하고, 이를 해결하기 위한 가중함수 기반 순차 최소거리최대화계획을 제안한다. 제안하는 순차실험계획의 효용성을 수학 함수에 적용하여 기존 순차실험계획들과 비교하여 정확성과 강건성이 향상됨을 예시한다.

레이저산란패턴 기반 나노 래핑 표면 거칠기의 실험적 모델링 및 추정에 관한 연구 (Study on Experimental Modeling and Estimation of Roughness of Nanoscale Lapping Surface Based on Laser Scattering Patterns)

  • 홍연기;김경범
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권1호
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    • pp.107-114
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    • 2011
  • 본 논문에서는 나노 래핑 표면의 형상과 레이저산란 패턴 사이의 실험적 모델링에 관한 연구를 하였다. 우선, 반사표면에서 나타나는 산란광 속성들을 고찰하여 암시야 기반의 레이저산란 검사 메커니즘을 구성하였다. 이 메커니즘을 이용한 레이저산란 패턴 분석의 경우, 나노 래핑 표면 형상으로부터 산란된 레이저산란 성분은 불규칙하게 사선형태로 교차됨을 알 수 있다. 또한, 실험 계획법을 기반으로 도출된 매개변수로 적용된 최적의 레이저산란 영상에서 나노 래핑 표면 거칠기와 레이저산란 성분 사이의 상관관계를 회귀분석법을 이용하여 수학적 모델링을 시도 하였다. 이 모델의 검증을 위해 나노 래핑 표면 3 종류의 거칠기에 대해 50 번의 반복실험을 수행한 결과, 제시된 수학적 모델은 실제 거칠기 값에 근접하게 추정할 수 있음을 보였다.

자탈형(自脫型) 콤바인 환원장치(還元裝置)의 환원물(還元物) 유동현상(流動現象)과 환원성능(還元性能) 개선(改善)에 관한 연구(硏究)(II) -환원물(還元物) 유동(流動)의 이론해석(理論解析)과 실험분석(實驗分析)- (Tailings Behavior and Performance of the Tailings Return Unit of the Head-feed Combine(II) -Theoretical and Experimental Analysis of Tailing Behavior-)

  • 조영길;정창주;최규홍;박판규
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제16권2호
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    • pp.133-141
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    • 1991
  • This study was undertaken to investigate the structural and configurational characteristics of the tailings return-unit in the commercially available head-feed combines and to study the aero-dynamical behavior of the tailings in the units. The mathematical model of the motion of tailings in the thrower casing was developed and the simulated trajectories for different type of units was analyzed to compare with the measured ones. The air-stream velocity profile in various locations along the tailings returning duct was measured to find the effect of configurational characteristics and blade tip speed. The results of the study are summerized as follows. 1. The ejecting angle, which is the angle between the direction of the particle velocity ejecting from the blade and the horizontal axis, was found to be about $66^{\circ}$ in both the simulation and experiment. The angle was much greater than the setting angle of actual duct of the combines studied, which were $48{\sim}56^{\circ}$. By comparison of these results, it was suggested to change duct setting angle so as to reduce the frictional force, between the duct wall and tailings, by reducing the difference between the ejecting and setting angles. 2. The velocity of the air stream in the duct was in general higher in the upper bound of the duct compared to the lower and decreased as the stream went toward the end of duct. The comparison of the tailings units among the combines studied showed a superior performance with the tapered duct having small diameter in the outlet and with greater number of thrower blade.

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Responses of Holstein Cows to Different Bovine Somatotropin (bST) Treatments during the Transition Period and Early Lactation

  • Gulay, M.S.;Garcia, A.N.;Hayen, M.J.;Wilcox, C.J.;Head, H.H.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제17권6호
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    • pp.784-793
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    • 2004
  • Major objective was to evaluate three doses of bST (POSILAC(R)) injected into Holstein cows during the transition period and through 56 d of lactation for potential to improve DMI, BCS, BW, metabolites, hormones, IGF-I and milk production. Biweekly injections of bST (0, 5.1, 10.2, or 15.3 mg bST/d) began 28 d before expected parturition and continued through 56 d postpartum. Twenty-three of the 25 multiparous Holstein cows assigned randomly to four groups completed experiment (7, 5, 6 and 5 cows/group, respectively). The DMI, BW and BCS were recorded weekly throughout the prepartum and postpartum periods and blood samples were collected thrice weekly for analyses of ST, insulin, $T_{4}$, $T_{3}$, IGF-I, glucose and NEFA. Milk yields were recorded daily through 60 d postpartum and milk components measured once weekly. Mathematical model for data analyses for prepartum and postpartum periods included treatment, calving month, and the two-factor interaction. Cows injected with 10.2 and 15.3 mg bST prepartum had greater mean prepartum concentrations of ST and IGF-I. Prepartum injections of bST did not affect prepartum BW or BCS. On average, cows injected postpartum better maintained their BCS during first 60 d of lactation (3.15$\pm$0.06, 3.12$\pm$0.007, 3.20$\pm$0.006 and 3.58$\pm$0.009). Treatments did not affect mean prepartum DMI but cows injected with 15.3 mg bST/d had greatest DMI and greatest mean daily MY during the first 3 wk and tended to be greater during first 60 d of lactation. Cows injected with two highest bST doses (10.1 and 15.2 mg/d) had greater mean postpartum concentrations of ST and $T_{3}$, but IGF-I, $T_{4}$, glucose and NEFA did not differ across groups. No adverse effects of bST treatment were observed.