• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권4호
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• pp.226-232
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• 2007

국립암센터에 설치된 양성자 치료기의 빔 전달 시스템에 대하여 Geant4 코드를 이용하여 몬테카를로 전산모사를 수행하였고, 선량검증 도구로써의 이용 가능성에 대하여 연구하였다. 몬테카를로 기술을 기반으로 하는 선량계산은 물질내의 선량분포를 이해하는 데 가장 정확한 방법으로 알려져 있다 외부조사 방사선치료에 있어서 이 방법의 장점을 극대화 하기 위해서는, 빔이 지나가는 곳에 놓여진 노즐 구성요소들의 정확한 모델링과 더불어 초기빔 특성파악은 무엇보다 중요하다. 국립암센터에 설치된 양성자 치료기는 총 3가지 형태-double/single scattering, uniform scanning and pencil-beam scanning-로 치료빔을 조사할 수 있으며, 본 연구진은 Geant4.8.2 코드를 기반으로 double/single scattering 모드를 구성하는 모든 노즐구성요소들에 대하여 모델링 하였다. 특정 치료감이에 대하여 실험치와 일치하는 전산모사의 결과를 얻었다 본 기관에 설치된 양성자치료기에 대한 몬테카를로 전산모사에 대한 기반을 성공적으로 구축하였고, 치료빔에 대하여 정밀한 선량측정에 이용할 수 있다. 치료빔의 전 에너지 영역에 걸쳐 추가적인 커미셔닝을 수행할 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2018-2025
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• 2023

In our previous study, we proposed an integrated PG-PET-based imaging method to increase the prediction accuracy for patient dose distributions. The purpose of the present study is to experimentally validate the feasibility of the PG-PET system. Based on the detector geometry optimized in the previous study, we constructed a dual-head PG-PET system consisting of a 16 × 16 GAGG scintillator and KETEK SiPM arrays, BaSO₄ reflectors, and an 8 × 8 parallel-hole tungsten collimator. The performance of this system as equipped with a proof of principle, we measured the PG and positron emission (PE) distributions from a 3 × 6 × 10 cm³ PMMA phantom for a 45 MeV proton beam. The measured depth was about 17 mm and the expected depth was 16 mm in the computation simulation under the same conditions as the measurements. In the comparison result, we can find a 1 mm difference between computation simulation and measurement. In this study, our results show the feasibility of the PG-PET system for in-vivo range verification. However, further study should be followed with the consideration of the typical measurement conditions in the clinic application.

• Advances in nano research
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• 제16권5호
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• pp.473-487
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• 2024

The current study employs the nonlocal Timoshenko beam (NTB) theory and von-Kármán's geometric nonlinearity to develop a non-classic beam model for evaluating the nonlinear free vibration of bi-directional functionally-graded (BFG) nanobeams. In order to avoid the stretching-bending coupling in the equations of motion, the problem is formulated based on the physical middle surface. The governing equations of motion and the relevant boundary conditions have been determined using Hamilton's principle, followed by discretization using the differential quadrature method (DQM). To determine the frequencies of nonlinear vibrations in the BFG nanobeams, a direct iterative algorithm is used for solving the discretized underlying equations. The model verification is conducted by making a comparison between the obtained results and benchmark results reported in prior studies. In the present work, the effects of amplitude ratio, nanobeam length, material distribution, nonlocality, and boundary conditions are examined on the nonlinear frequency of BFG nanobeams through a parametric study. As a main result, it is observed that the nonlinear vibration frequencies are greater than the linear vibration frequencies for the same amplitude of the nonlinear oscillator. The study finds that the difference between the dimensionless linear frequency and the nonlinear frequency is smaller for CC nanobeams compared to SS nanobeams, particularly within the α range of 0 to 1.5, where the impact of geometric nonlinearity on CC nanobeams can be disregarded. Furthermore, the nonlinear frequency ratio exhibits an increasing trend as the parameter µ is incremented, with a diminishing dependency on nanobeam length (L). Additionally, it is established that as the nanobeam length increases, a critical point is reached at which a sharp rise in the nonlinear frequency ratio occurs, particularly within the nanobeam length range of 10 nm to 30 nm. These findings collectively contribute to a comprehensive understanding of the nonlinear vibration behavior of BFG nanobeams in relation to various parameters.

• Computers and Concrete
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• 제16권4호
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• pp.625-642
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• 2015

Prestressed concrete bridges with corrugated steel webs have emerged as one of the promising bridge forms. This structural form provides excellent structural efficiency with the concrete flanges primarily taking bending and the corrugated steel webs primarily taking shear. In the design of this type of bridges, the flexural ductility and deformability as well as strength need to be carefully examined. Evaluation of these safety-related attributes requires the estimation of full-range behaviour. In this study, the full-range behaviour of beam sections with corrugated steel webs is evaluated by means of a nonlinear analytical method which uses the actual stress-strain curves of the materials and considers the path-dependence of materials. In view of the different behaviour of components and the large shear deformation of corrugated steel webs with negligible longitudinal stiffness, the assumption that plane sections remain plane may no longer be valid. The interaction between shear deformation and local bending of flanges may cause additional stress in flanges, which is considered in this study. The numerical results obtained are compared with experimental results for verification. A parametric study is undertaken to clarify the effects of various parameters on ductility, deformability and strength.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.872-879
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• 2010

본 논문은 차량 번호판용 RFID 태그 안테나의 인식 거리를 향상시키기 위한 최적 지향성 설계에 대해서 기술하고 있다. 제안된 수동형 안테나의 지향성 패턴은 미앤더 선로의 위치와 태그 안테나가 부착되는 범퍼의 크기에 의해 결정된다. 계산된 지향성 패턴과 인식 거리의 타당성을 입증하기 위하여 태그 안테나를 제작하고 전파 암실에서 측정을 행하였다. 능동형과 수동형 안테나의 측정된 방사 패턴의 최대 지향성 이득은 각각 2.32 dBi와 3.1 dBi로 관측되었다. 수동형 태그 안테나의 최대 인식 거리는 차량 진행 방향(방위각 $0^{\circ}$)을 기준으로 ${\pm}45^{\circ}$의 빔 방향에서 약 8.5 m로 측정되었다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권4호
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• pp.318-325
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• 2003

SPB방식과 시스템을 수조실험에서 검증하였다. 이상의 연구 성과를 정리하면 다음과 같다. 1) 핑거와 비슷한 펄스를 하이드로폰으로부터 발생시켜 수파기의 협빔과 광빔의 양빔 모드의 위상빔어레이 중심간 거리를 보정하여 전후, 좌우의 위상빔에 대한 위치측정 정도를 비교, 분석하였다. 측정위치오차는 협빔 모드의 전후위상빔에서 6.4cm, 좌우위상빔에서 6.3cm로 위치측정 정도는 고정도 이었으며, 광범 모드에서는 각각 24cm, 23cm로 협빔 모드보다 위치측정 정도는 4 배 정도 낮았다. 2) 핑거를 이미 계산된 위치로 이동시켜 핑거동기방식에 의한 거리정보와 SSBL 방식에 의한 방위정보를 자동, 연속으로 측정하였으며, 핑거동기 방식에 의한 핑거의 측정거리, SSBL. 핑거동기 바이오텔레메터리 방식에 의한 핑거의 측정위치, 핑거의 측정이동속도를 구해 기존의 값과 비교하여 새롭게 개발한 방식과 시스템의 유효성을 검증하였다. 핑거동기 방식에 의해 구한 핑거의 측정거리 오차는 1.8cm, SSBL. 핑거동기 바이오텔레메터리 방식에 의해 구한 핑거의 측정위치 오차는 7.7cm로 고정도로 측정이 기능하였으며, 핑거의 측정이동속도는 기존의 값에 대체적으로 일치하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권1호
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• pp.18-24
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• 2006

액체금속로 원자로 노심과 내부구조물 들은 불투명한 소듐 내에 잠겨 있어 육안검사를 수행할 수 없다. 액체금속로 내부구조물의 육안검사를 수행하기 위해서는 초음파를 이용한 소듐내부 가시화가 적용되어야 한다. 본 연구에서는 소듐내부 가시화에 적용하기 위한 판형 초음파 웨이브가이드 센서를 개발하였다. 웨이브가이드 센서에서의 판파 전파특성을 분석하고 판파 적용모드로 제0차 반대칭 $A_0$ 모드를 선정하였다 웨이브가이드 센서에 액체 웨지를 적용하여 $A_0$ 모드의 저주파수 분산 영역에서 판파가 발진되도록 하였으며 입사펄스의 주파수 변조에 의하여 초음파 빔 방사각을 변환시킬 수 있는 새로운 방법을 제안하였다 본 방법은 웨이브가이드 센서를 기계적으로 구동하지 않고 빔 방사각을 조정할 수 있어 기존 웨이브가이드 센서의 구동 제한성을 극복할 수 있게 해 준다. 웨이브가이드 센서의 빔 방사각 변환 특성을 실험적으로 검증하였으며, 수중 C-스캔 시험을 수행하여 웨이브가이드 센서의 소듐내부 가시화 적용 가능성을 확인하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권2호
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• pp.101-108
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• 2017

목 적: 양성자치료에 이용되는 양성자선은 종양 부위 앞에 있는 정상 조직에는 적은 선량을 주는 반면 암 조직 부위에서는 브래그 피크(Bragg peak)를 형성하며 최대 선량을 주고 바로 소멸하는 특징을 가지고 있으며 양성자치료의 장점을 극대화하기 위해서는 양성자의 도달 위치 검증이 매우 중요하다. 본 연구에서는 Off-line PET CT 방법을 이용하여 양성자 조사 후 양성자 궤적을 따라 생성된 11 C(반감기=20분), 150(반감기=2분), 13N (반감기=10분) 등의 핵자에서 방출되는 양전자의 분포를 측정하여 양성자의 Range와 Distal falloff 지점을 검증하게 되었다. 대상 및 방법: IEC 2001 Body 팬텀안에는 37 mm, 28 mm, 22 mm 구체를 삽입할 수 있게 구성되어 있으며 팬텀안에 물을 가득 채워 각 구체크기별로 CT image를 획득하였고 양성자의 Range와 Distal falloff 지점을 검증하기 위하여 양성자치료계획시스템으로 각 구체 크기 별로 37 mm 구체에서 46 mm, 28 mm에서 37 mm, 22 mm 구체에서 33 mm의 SOBP를 설정하였고, Scanning 방법으로 Gantry 0도의 Single beam으로 동일한 센터에서 양성자를 조사하였다. 조사된 팬텀은 PET-CT 장비를 이용하여 스캔하였고, PET-CT 영상획득방법은 1분씩 50개의 영상을 획득하여 팬톰 내의 구체를 포함하여 4개의 ROI를 설정한 후 10개씩 영상을 합산하여 재구성 하였다. 치료계획 시 수립한 구체크기에 따른 Dose profile과 비교하기 위하여 Depth에 따른 Activity profile로 나타냈다 결 과: 37 mm, 28 mm, 22 mm 구체에서 모두 Distal falloff position 에서 Dose profile과 같이 PET-CT의 Activity profile 역시 급격히 감소하는 양상을 나타냈다. 하지만 Range를 평가하는 구간인 SOBP구간에서는 Activity profile의 경우 Proximal 부분에서의 측정치가 Dose profile 양상과 다른 결과가 나왔으며, Distal falloff position을 구체 크기별로 양성자 치료계획과 PET-CT 측정치와의 차이를 비교해 본 결과 37 mm 구체에서는 Max dose의 50 % 지점에서 최대 1.4 mm, 28 mm 구체에서는 45 % 지점에서 최대 1.1 mm, 22 mm 구체에서의 차이는 40 % 지점에서 최대 1.2 mm로 모두 1.5 mm 미만의 차이를 보였다. 결 론: 양성자치료의 장점을 최대한 활용하기 위해서는 양성자빔의 Range를 검증하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 PET-CT 장비를 이용하여 양성자빔의 SOBP 와 Distal falloff 위치를 통해 양성자 Range를 확인하였고 그 결과 PET-CT 장비를 이용해 측정한 Activity 분포와 양성자 치료계획과의 Distal falloff position의 차이는 1.4 mm 내에서 일치함을 확인하였다. 이는 본원에서 양성자치료계획 시 적용하는 선량마진에 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Computers and Concrete
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• 제9권2호
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• pp.133-151
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• 2012

This paper presents an analytical procedure for the analysis of high strength steel fiber reinforced concrete members considering the cracking effect in the serviceability loading range. Modifications to a previously proposed formula for the effective moment of inertia are presented. Shear deformation effect is also taken into account in the analysis, and the variation of shear stiffness in the cracked regions of members has been considered by reduced shear stiffness model. The effect of steel fibers on the behavior of reinforced concrete members have been investigated by the developed computer program based on the aforementioned procedure. The inclusion of steel fibers into high strength concrete beams and columns enhances the effective moment of inertia and consequently reduces the deflection reinforced concrete members. The contribution of the shear deformation to the total vertical deflection of the beams is found to be lower for beams with fibers than that of beams with no fibers. Verification of the proposed procedure has been confirmed from series of reinforced concrete beam and column tests available in the literature. The analytical procedure can provide an accurate and efficient prediction of deflections of high strength steel fiber reinforced concrete members due to cracking under service loads. This procedure also forms the basis for the three dimensional analysis of frames with steel fiber reinforced concrete members.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권1호
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• pp.163-179
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• 2016

The Cuckoo search (CS) algorithm is a simple and efficient global optimization algorithm and it has been applied to figure out large range of real-world optimization problem. In this paper, a new formula is introduced to the discovering probability process to improve the convergence rate and the Tournament Selection Strategy is adopted to enhance global search ability of the certain algorithm. Then an approach for structural damage identification based on modified Cuckoo search (MCS) is presented. Meanwhile, we take frequency residual error and the modal assurance criterion (MAC) as indexes of damage detection in view of the crack damage, and the MCS algorithm is utilized to identifying the structural damage. A simply supported beam and a 31-bar truss are studied as numerical example to illustrate the correctness and efficiency of the propose method. Besides, a laboratory work is also conducted to further verification. Studies show that, the proposed method can judge the damage location and degree of structures more accurately than its counterpart even under measurement noise, which demonstrates the MCS algorithm has a higher damage diagnosis precision.