• 제목/요약/키워드: Box-Behnken Method

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점토의 중금속 흡착에 대한 통계모델링 (Statistical Modeling on the Sorption of Heavy Metals by Clay Minerals)

  • 정찬호;김수진
    • 지질공학
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    • 제13권3호
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    • pp.369-378
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    • 2003
  • 캐오리나이트, 일라이트, 녹리석의 중금속(Pb, Cu, Zn, Cd) 흡착에 다양한 실험적 변수의 영향을 박스-벤켄(Box-Benken)모델을 이용한 통계 모델링을 실시하였다 중금속 흡착에 미치는 변수로 pH, 중금속의 초기농도, HCO3 (혹은 K)농도를 변수로 하고, 각 실험변수의 농도를 3차원으로 설정하여 모델에 근거한 벳치실험과 3차원 통계모델링을 실시하였다. 아울러 일라이트에 한하여 pH변화에 따른 중금속의 흡착특성을 알아보았다. 통계적 해를 얻기 위하여 SAS 프로그램을 이용하여 표면반응 분석을 통하여 실시하였다 중금속의 흡착에 영향을 미치는 가장 큰 변수는 pH이며, 그다음 중금속의 초기 농도와 중탄산(혹은 K성분)의 농도가 실험적 조건에 따라서 서로 다른 영향력을 보인다. 점토광물에 따른 중금속 흡착능력의 차이는 크지 않지만 일라이트의 경우 중금속의 초기농도에 따라서 흡착율에 상당한 차이를 보인다. 일라이트의 중금속 흡착에 K 성분이 흡착경쟁에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 중금속간의 흡착경쟁은 Cu>Pb>>Zn>Cd의 순서를 보인다. 중금속 흡착에 점토광물의 광물학적 영향보다는 수용액의 화학적 조건이 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 통계모델에 근거한 흡착모델링은 흡착결과를 3차원으로 효과적으로 표현할 수 있으며, 실험적 노력을 경감할 수 있는 효과적인 방법으로 판단된다.

α-Bisabolol을 함유한 PIT Nanoemulsion의 최적화 및 피부흡수연구 (Study on Optimization and Skin Permeation of PIT Nanoemulsion Containing α-Bisabolol)

  • 김희주;윤경섭
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.1738-1751
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    • 2020
  • 피부는 표피, 진피, 피하지방의 세 부분으로 나누어져 있으며, 표피의 가장 윗부분에 존재하는 각질층은 약물의 피부 전달을 방해하는 장벽 역할을 한다. 나노에멀젼은 특유의 작은 입자크기 때문에 세포간 지질을 통과하여 약물의 피부전달에 효과적이라고 알려져 있다. 본 연구에서는 α-bisabolol의 효과적인 피부흡수를 위해 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 이용하여 상반전온도(phase inversion temperature, PIT) 유화법으로 제조한 α-bisabolol을 함유한 나노에멀젼을 최적화하였다. 예비실험으로 25-2 일부요인배치법과 23 요인배치법이 수행되었다. 요인배치법의 결과를 바탕으로 계면활성제(6.3~12.6%), 보조계면활성제(5.2~7.8%) 및 α-bisabolol (0.5~5.0%) 함량을 인자로 하고 반응 변수를 나노에멀젼의 입자크기로 하는 Box-Behnken design을 수행하였다. RSM 결과에 따라 PIT 나노에멀젼 최적화를 수행하였고, 그 결과 최적의 나노에멀젼 처방 조건은 계면활성제 함량 10.4%, 보조계면활성제 함량 6.3%, α-bisabolol 함량 5.0%로 예측되었다. 피부흡수시험 결과 PIT 나노에멀젼의 최종 피부흡수율은 35.11±1.01%, 대조군인 일반에멀젼의 최종 피부흡수율은 28.25±1.69%로 PIT 나노에멀젼의 피부흡수율이 더 우수함을 확인하였다.

통계적 기법을 이용한 스핀드럼의 시밍 최적조건 선정 (Selection of the Optimum Seaming Condition for Spin Drum Using Statistical Method)

  • 김의수;이정민;김병민
    • 한국정밀공학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.99-107
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    • 2008
  • There are being a lot of studies for achievement of high speed Dehydration, high-strength and Lightweight of washing machine in the latest washing machine business. It is essential that strength of mechanical press-Joining (MPJ) for spin drum is improved to attain that target. MPJ of spin drum is composed of seaming and caulking process. Because Seaming process of MPJ has various design factors such as thickness, bending radius, seaming width, caulking press width and the dynamic factor such as multistage plastic working, elastic recovery, residual stress, the optimum conditions can't be easily determined. Using a design of experiment (DOE) based on the FEM (Finite Element Method), which has several advantages such as less computing, high accuracy performance and usefulness, this study was performed investigating the interaction effect between the various design factor as well as the main effect of the each design factor during drum MPJ and proposed optimum condition using center composition method among response surface derived from regression equation of simulation-based DOE.

실험계획법을 이용한 해양플랜트 플로트오버 설치 작업용 능동형 DSF의 구조설계 민감도 해석 (Structure Design Sensitivity Analysis of Active Type DSF for Offshore Plant Float-over Installation Using Design of Experiments)

  • 김훈관;송창용;이강수
    • 융합정보논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.98-106
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    • 2021
  • 본 연구에서는 해양플랜트의 플로트오버 설치작업을 위해 개발된 능동형 갑판 지지 프레임 (Deck support frame, DSF)의 구조설계에 대해 다양한 실험계획법을 이용한 민감도해석의 비교연구를 수행하였다. 능동형 DSF의 주요 구조부재의 두께 치수 변수는 설계인자로 고려하였고, 응답치는 중량과 강도성능으로부터 선정하였다. 민감도해석의 비교연구에 사용한 실험계획법은 직교배열설계법, Box-Behnken 설계법 그리고 Latin hypercube 설계법이다. 실험계획법의 설계공간 탐색의 근사화 성능을 평가하기 위해 반응표면법을 각 실험계획법 별로 생성하여 근사화 정확도 특성을 검토하였다. 또한 최상설계안의 결과로부터 실험계획법의 특성에 따른 수치계산 비용, 중량감소 효과 등과 같은 설계향상 효과를 비교하였다. 능동형 DSF의 구조설계에 대해 직교배열설계법이 가장 향상된 결과를 나타내었다.

반응표면 분석법을 이용한 천연마섬유보강 순환굵은골재 콘크리트의 성능 평가 (Performance Evaluation of Natural Jute Fiber Reinforced Recycled Coarse Aggregate Concrete Using Response Surface Method)

  • 전지홍;김황희;김춘수;유성열;박찬기
    • 한국농공학회논문집
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    • 제56권4호
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    • pp.21-28
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    • 2014
  • In this study, evaluated ware the strength and durability of the vegetated water purification channel concrete to which recycled aggregates, hawang-toh and jute were applied. Box-Behnken method of response surface analysis in statistics was applied to the experimental design. Experimental variables are as follows, recycled coarse aggregates, hawang-toh, blast-furnace slag and jute fiber. In the experiment, conducted were the tests of compressive strength, chloride ion penetration, abrasion resistance and impact resistance the replacement rate effects of the recycled aggregates, blast-furnace slag and hwang-toh on the performance of vegetated water purification channel concrete were analyzed by using the response surface analysis method on the basis of the experimental results. In addition, an optimum mixing ratio of vegetated water purification channel concrete was determined by using the experimental results. The optimum mixing ratio was determined to be in 10.0% recycled coarse aggregates, 60.0% blast-furnace slag, 10.1% hwang-toh and 0.16% jute fiber. The compressive strength, chloride ion penetration, abrasion rate, and impact number of fracture test results of the optimum mixing ratio were 24.1 MPa, 999 coulombs, 10.30 g/mm3, and 20 number, respectively.

High cell density cultivation of Bacillus sp.

  • 이백석;채원복;조재희;최기현;김영범;최성원;김은기
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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    • pp.290-293
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    • 2001
  • 본 연구는 Bacillus sp.의 고농도 생산을 위한 최적배지 조건의 확립과 배양중 발생하는 foam control에 대해 알아보았다. PBD와 “one factor at a time", BBD로 이여지는 배지 최적화 과정을 통해 최초 생산 배지에서의 균체량보다 100% 이상의 향상된 균사체량을 볼 수 있었다. 또한 scale-up 과정에서 발생하는 foam control를 위해 각기 다른 type의 antifoam을 사용하였는데, 적당한 농도에서 좋은 생장을 보이고 있었고, vegetable oil은 foam control과 값비싼 탄소원인 soluble starch을 대신할 수 있는 좋은 기질임을 알 수 있었다. 또한 배양액 내의 산소를 잡고 있으면서 좋은 전달자의 역학을 하여 급격한 DO의 감소를 막아주었다.

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3D Auxetic Pyramid 구조의 최적화 연구 (A Study on Optimization of 3D Auxetic Pyramid Structure)

  • 김규영;김수호;윤기원
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2017년)
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    • pp.241-250
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    • 2017
  • Auxetic is a structure that behave as negative Poisson's ratio. It is known for high mechanical property like energy absorption and destruction toughness so far. In this paper, we aimed to design auxetic structure which has small internal energy when force is applied and high NPR and over 50N/mm stiffness by using optimization method. We defined length(L), thickness(t), angle(${\theta}_1$, ${\theta}_2$) as design factors and also von-Mises stress, NPR, stiffness as reaction factors. We used Box-Behnken method and conducted 4factors - 3levels experiment design. We also analyzed each models by using CSD_EPLAST, Edison program, and did extra analysis for more accurate results. Finally, we found out the optimal design factors which is satisfied aimed value and increased reliability through factor analysis and validity verification.

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나노코발트 분말합성을 위한 액상환원공정의 최적화 (Optimization of Wet Reduction Processing for Nanosized Cobalt Powder)

  • 홍현선;정항철;김건홍;강이승;석한길
    • 한국분말재료학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.191-196
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    • 2013
  • Nano-sized cobalt powder was fabricated by wet chemical reduction method at room temperature. The effects of various experimental variables on the overall properties of fabricated nano-sized cobalt powders have been investigated in detail, and amount of NaOH and reducing agent and dropping speed of reducing agent have been properly selected as experimental variables in the present research. Minitab program which could find optimized conditions was adopted as a statistic analysis. 3D Scatter-Plot and DOE (Design of Experiments) conditions for synthesis of nano-sized cobalt powder were well developed using Box-Behnken DOE method. Based on the results of the DOE process, reproducibility test were performed for nano-sized cobalt powder. Spherical nano-sized cobalt powders with an average size of 70-100 nm were successfully developed and crystalline peaks for the HCP and FCC structure were observed without second phase such as $Co(OH)_2$.

반응표면법-역전파신경망을 이용한 AA5052 판재 점진성형 공정변수 모델링 및 유전 알고리즘을 이용한 다목적 최적화 (Modeling of AA5052 Sheet Incremental Sheet Forming Process Using RSM-BPNN and Multi-optimization Using Genetic Algorithms)

  • 오세현;샤오샤오;김영석
    • 소성∙가공
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    • 제30권3호
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    • pp.125-133
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    • 2021
  • In this study, response surface method (RSM), back propagation neural network (BPNN), and genetic algorithm (GA) were used for modeling and multi-objective optimization of the parameters of AA5052-H32 in incremental sheet forming (ISF). The goal of optimization is to determine the maximum forming angle and minimum surface roughness, while varying the production process parameters, such as tool diameter, tool spindle speed, step depth, and tool feed rate. A Box-Behnken experimental design (BBD) was used to develop an RSM model and BPNN model to model the variations in the forming angle and surface roughness based on variations in process parameters. Subsequently, the RSM model was used as the fitness function for multi-objective optimization of the ISF process the GA. The results showed that RSM and BPNN can be effectively used to control the forming angle and surface roughness. The optimized Pareto front produced by the GA can be utilized as a rational design guide for practical applications of AA5052 in the ISF process

수소충전소 폭발위험장소 완화를 위한 확산차단벽 최적화 설계 (Optimization of Designing Barrier to Mitigate Hazardous Area in Hydrogen Refueling Stations)

  • 안승효;오세현;김은희;이준서;마병철
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.734-740
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    • 2023
  • Hydrogen emphasis on safety management due to its high potential for accidents from wide explosive limits and low ignition energy. To prevent accidents, appropriate explosion-proof electrical equipment with installed to safe management of ignition sources. However, designing all facilities with explosion-proof structures can significantly increase costs and impose limitations. In this study, we optimize the barrier to effectively control the initial momentum in case of hydrogen release and form the control room as a non-hazardous area. We employed response surface method (RSM), the barrier distance, width and height of the barrier were set as variables. The Box-Behnken design method the selection of 15 cases, and FLACS assessed the presence of hazardous area. Analysis of variance (ANOVA) analysis resulting in an optimized barrier area. Through this methodology, the workplace can optimize the barrier according to the actual workplace conditions and classify reasonable hazardous area, which is believed to secure safety in hydrogen facilities and minimize economic burden.