• 제목/요약/키워드: Computer simulation and developed model

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강재 교량의 노후화에 따른 확률적 보수.보강 주기 추정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Probabilistic Repair.Reinforcement Cycles from Rating Curve of Steel Girder Bridges)

  • 김현배;김용수
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.102-110
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    • 2009
  • 교량구조물의 유지관리비용은 크게 증가하는 추세이며 이에 대한 교량의 점검은 많은 비용뿐만 아니라 시간과 노력이 소요된다. 따라서 사전에 교량의 보수 또는 보강이 필요한 시점을 파악하고 그 주기를 예측하는 것은 비용의 절감뿐만 아니라 교량 구조물에 대한 안전성을 확보하는데 크게 도움이 된다. 따라서 본 연구에서는 강박스 도로교량에 대한 신뢰성 있는 보수 또는 보강 주기를 추정하기 위하여 노후화에 따른 기존의 성능등급 곡선을 우선적으로 분석하였다. 이를 바탕으로 보수보강 확률함수를 정의하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확률적으로 보수보강 주기를 추정하는 독자적인 방법을 정립하여 제시 하였다. 또한 결과에 대한 통계적 분석을 통하여 신뢰성을 검증하였으며 강박스 도로교량에 대한 통계자료에서 얻어진 보수 또는 보강 주기와 그 결과가 유사하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 강재 교량 구조물에 대한 신뢰성 있는 보수 또는 보강 주기를 예측하는데 크게 기여할 것으로 판단된다.

곡선부 시각왜곡현상 분석 및 설계기법 제시 (Analysis of Visual Distortion and Suggestion of Design Criteria at Curve Sections)

  • 하태준;정준화;이정환;이석기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권6D호
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    • pp.663-673
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    • 2009
  • 도로의 곡선구간에서 운전자가 주행시 느끼는 인지곡선반경은 실제곡선반경과 상이하게 나타나는데, 이러한 현상을 시각왜곡현상이라 한다. 시각왜곡현상은 운전자에게 시각변화를 일으켜 운행속도에 영향을 미치고, 이로 인한 운행속도의 변화는 각운전자들의 인지정도 차이에 따라 운행속도의 편차에 영향을 주어 곡선부 주행안전에 악영향을 미친다. 그러나 현재까지 곡선부의 사고위험도를 증가시키는 시각왜곡현상을 정량적으로 분석하여 산정하거나, 시각왜곡현상을 고려해 도로 곡선부 설계시 이용될 설계기법에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 도로 곡선부의 시각왜곡현상을 경험적 실험을 통한 분석을 실시하여 시각왜곡도를 정량적인 수치로 제시하였고, 곡선부 시각왜곡도를 고려한 설계기법을 제시하였다. 본 연구의 수행절차는 다음과 같다. 첫째, 설문조사를 실시하여 자료를 수집 활용하여 인지곡선반경을 종속변수로 하고, 기하구조를 독립변수로 하는 곡선부 인지곡선반경 모형식을 개발하였다. 둘째, 도로의 유형별로 인지곡선반경에 대한 실제곡선반경의 비율을 계산하여 곡선부 시각왜곡도를 산정하였다. 마지막으로, 곡선부 시각왜곡도 영향인자를 분석하여 이를 고려한 설계기법을 제시하였다.

교육용 가상실험 라인 트레이서 모델링 (Line Tracer Modeling for Educational Virtual Experiment)

  • 기장근;권기영
    • 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.109-116
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    • 2021
  • 전통적으로 공학분야는 실험 실습 위주의 대면 교육이 주를 이루어 왔으나, IT 기술 및 인터넷 통신망의 급속한 발전과 최근 COVID-19 등의 사회적 환경 변화로 인해 온라인 학습에 대한 수요가 급증하고 있다. 다른 분야에 비해 실험 실습의 비중이 상대적으로 높은 공학 분야에서 효율적인 온라인 교육이 이루어지려면 실제 실험 실습을 대체할 수 있는 가상 실험실습 콘텐츠가 매우 필요하다. 본 연구에서는 전기전자 분야 뿐만 아니라 IT 융합이 이루어지고 있는 전반적인 공학 분야에서 필수적으로 사용되고 있는 마이크로프로세서의 효율적인 온라인 응용 학습을 위해 라인 트레이서 모델을 개발하고 이를 시뮬레이션 할 수 있는 가상실험 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 라인 트레이서 모델에서 사용자는 원하는 형태로 하드웨어 파라미터 값들을 다양하게 설정하고, 이에 따른 소프트웨어를 어셈블리 언어나 C 언어 등으로 작성하여 컴퓨터 상에서 동작을 시험해 볼 수 있도록 구성되었다. 개발된 라인 트레이서 가상 실험 소프트웨어는 실제 수업에 활용하여 동작을 검증하였으며, 앞으로 온라인 상에서 이루어지는 비대면 수업에서 효율적인 가상 실험 실습 도구가 될 것으로 기대된다.

Dynamic modeling of LD converter processes

  • Yun, Sang Yeop;Jung, Ho Chul;Lee, In-Beum;Chang, Kun Soo
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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    • pp.1639-1645
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    • 1991
  • Because of the important role LD converters play in the production of high quality steel, various dynamic models have been attempted in the past by many researchers not only to understand the complex chemical reactions that take place in the converter process but also to assist the converter operation itself using computers. And yet no single dynamic model was found to be completely satisfactory because of the complexity involved with the process. The process indeed involves dynamic energy and mass balances at high temperatures accompanied by complex chemical reactions and transport phenomena in the molten state. In the present study, a mathematical model describing the dynamic behavior of LD converter process has been developed. The dynamic model describes the time behavior of the temperature and the concentrations of chemical species in the hot metal bath and slag. The analysis was greatly facilitated by dividing the entire process into three zones according to the physical boundaries and reaction mechanisms. These three zones were hot metal (zone 1), slag (zone 2) and emulsion (zone 3) zones. The removal rate of Si, C, Mn and P and the rate of Fe oxidation in the hot metal bath, and the change of composition in the slag were obtained as functions of time, operating conditions and kinetic parameters. The temperature behavior in the metal bath and the slag was also obtained by considering the heat transfer between the mixing and the slag zones and the heat generated from chemical reactions involving oxygen blowing. To identify the unknown parameters in the equations and simulate the dynamic model, Hooke and Jeeves parttern search and Runge-Kutta integration algorithm were used. By testing and fitting the model with the data obtained from the operation of POSCO #2 steelmaking plant, the dynamic model was able to predict the characteristics of the main components in the LD converter. It was possible to predict the optimum CO gas recovery by computer simulation

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A hybrid algorithm for the synthesis of computer-generated holograms

  • Nguyen The Anh;An Jun Won;Choe Jae Gwang;Kim Nam
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.60-61
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    • 2003
  • A new approach to reduce the computation time of genetic algorithm (GA) for making binary phase holograms is described. Synthesized holograms having diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are proven in computer simulation and experimentally demonstrated. Recently, computer-generated holograms (CGHs) having high diffraction efficiency and flexibility of design have been widely developed in many applications such as optical information processing, optical computing, optical interconnection, etc. Among proposed optimization methods, GA has become popular due to its capability of reaching nearly global. However, there exits a drawback to consider when we use the genetic algorithm. It is the large amount of computation time to construct desired holograms. One of the major reasons that the GA' s operation may be time intensive results from the expense of computing the cost function that must Fourier transform the parameters encoded on the hologram into the fitness value. In trying to remedy this drawback, Artificial Neural Network (ANN) has been put forward, allowing CGHs to be created easily and quickly (1), but the quality of reconstructed images is not high enough to use in applications of high preciseness. For that, we are in attempt to find a new approach of combiningthe good properties and performance of both the GA and ANN to make CGHs of high diffraction efficiency in a short time. The optimization of CGH using the genetic algorithm is merely a process of iteration, including selection, crossover, and mutation operators [2]. It is worth noting that the evaluation of the cost function with the aim of selecting better holograms plays an important role in the implementation of the GA. However, this evaluation process wastes much time for Fourier transforming the encoded parameters on the hologram into the value to be solved. Depending on the speed of computer, this process can even last up to ten minutes. It will be more effective if instead of merely generating random holograms in the initial process, a set of approximately desired holograms is employed. By doing so, the initial population will contain less trial holograms equivalent to the reduction of the computation time of GA's. Accordingly, a hybrid algorithm that utilizes a trained neural network to initiate the GA's procedure is proposed. Consequently, the initial population contains less random holograms and is compensated by approximately desired holograms. Figure 1 is the flowchart of the hybrid algorithm in comparison with the classical GA. The procedure of synthesizing a hologram on computer is divided into two steps. First the simulation of holograms based on ANN method [1] to acquire approximately desired holograms is carried. With a teaching data set of 9 characters obtained from the classical GA, the number of layer is 3, the number of hidden node is 100, learning rate is 0.3, and momentum is 0.5, the artificial neural network trained enables us to attain the approximately desired holograms, which are fairly good agreement with what we suggested in the theory. The second step, effect of several parameters on the operation of the hybrid algorithm is investigated. In principle, the operation of the hybrid algorithm and GA are the same except the modification of the initial step. Hence, the verified results in Ref [2] of the parameters such as the probability of crossover and mutation, the tournament size, and the crossover block size are remained unchanged, beside of the reduced population size. The reconstructed image of 76.4% diffraction efficiency and 5.4% uniformity is achieved when the population size is 30, the iteration number is 2000, the probability of crossover is 0.75, and the probability of mutation is 0.001. A comparison between the hybrid algorithm and GA in term of diffraction efficiency and computation time is also evaluated as shown in Fig. 2. With a 66.7% reduction in computation time and a 2% increase in diffraction efficiency compared to the GA method, the hybrid algorithm demonstrates its efficient performance. In the optical experiment, the phase holograms were displayed on a programmable phase modulator (model XGA). Figures 3 are pictures of diffracted patterns of the letter "0" from the holograms generated using the hybrid algorithm. Diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are measured. We see that the simulation and experiment results are fairly good agreement with each other. In this paper, Genetic Algorithm and Neural Network have been successfully combined in designing CGHs. This method gives a significant reduction in computation time compared to the GA method while still allowing holograms of high diffraction efficiency and uniformity to be achieved. This work was supported by No.mOl-2001-000-00324-0 (2002)) from the Korea Science & Engineering Foundation.

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의료보험 관리체계에 대한 연구 - 관리비용을 중심으로 - (A Study on the Health Insurance Management System; With Emphasis on the Management Operating Cost)

  • 남광성
    • 보건교육건강증진학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.23-39
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    • 1989
  • There have been a lot of considerable. discussion and debate surrounding the management model in the health insurance management system and opinions regarding the management operating cost. It is a well known fact that there have always been dissenting opinions and debates surrounding the issue. The management operating cost varies according to the scale of the management organization and component members characteristics of the insurance carrier. Therefore, it is necessary to examine and compare the management operating cost to the simulated management models developed to cover those eligible for the health insurance scheme in this country. Since the management operating cost can vary according to the different models of management, four alternative management models have been established based on the critical evaluation of existing theories concerned, as well as on the basis of the survey results and simulation attempts. The first alternative model is the Unique Insurance Carrier Model(Ⅰ) ; desigened to cover all of the people with no classification of insurance qualifications and finances from the source of contribution of the insured, nationwide. The second is the Management Model of Large-scale District Insurance Carrier(Ⅱ) ; this means the Korean society would be divided into 21 large districts; each having its own insurance carrier that would cover the people in that particular district with no classification of insurance qualifications arid finances as in Model I. The third is the Management Model of Insurance Carrier Divided by Area and Classified with Occupation if Largescale (Ⅲ) ; to serve the self-employed in the 21 districts divided as in Model Ⅱ. It would serve the employees and their dependents by separate insurance carriers in large-scale similar to the area of the district-scale for the self-employed, so that the insurance qualifications and finances would be classified with each of the insurance carriers: The last is the Management Model of the Multi - insurance Carrier (Ⅳ) based on the Si. Gun. Gu area which will cover their own self- employed people in the area with more than 150 additional insurance carriers covering the employees and their dependents. The manpower necessary to provide services to all of the people according to the four models is calculated through simulation trials. It indicates that the Management Model of Large-scale District Insurance Carrier requires the most manpower among the four alternative models. The unit management operating costs per the insured individuals and covered persons are leveled with several intervals based on the insurance recipients. in their characteristics. The interval levels derived from the regression analysis reveal that the larger the scale of the insurance carriers is in the number of those insured and covered. the more the unit management operating cost decreases. significantly. Moreover. the result of the quadratic functional formula also shows the U-shape significantly. The management operating costs derived from the simulated calculation. on the basis of the average salary and related cost per staff- member of the Health Insurance Societies for Occupational Labours and Korean Medical Insurance Corporation for the Official Servants and Private School Teachers in 1987 fiscal year. show that the Model of Multi-insurance Carrier warrants the highest management operating cost. Meanwhile the least expensive management operating cost is the Management Model of Unique Insurance Carrier. Insurance Carrier Divided by Area and Classified with Occupation in Large-scale. and Large-scale District Insurance Carrier. in order. Therefore. it is feasible to select the Unique Insurance Carrier Model among the four alternatives from the viewpoint of the management operating cost and in the sense of the flexibility in promoting the productivity of manpower in the human services field. However. the choice of the management model for health insurance systems and its application should be examined further utilizing the operation research analysis for such areas as the administrative efficiency and factors related to computer cost etc.

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3 차원 간극 열전도도 모델을 이용한 핵연료봉의 열적 비대칭 거동 해석 (Simulation of Asymmetric Fuel Thermal Behavior Using 3D Gap Conductance Model)

  • 강창학;이성욱;양동열;김효찬;양용식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권3호
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    • pp.249-257
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    • 2015
  • 원자력 발전소의 반응로에는 핵분열 에너지를 생성하고 방사성 물질의 유출을 막는 핵연료 집합체가 있으며, 이러한 집합체는 핵연료와 피복관으로 구성되어 있는 핵 연료봉으로 구성되어 있다. 원자로에서 핵연료봉 거동의 안전성을 평가하기 위해 해석적인 방법을 적용하며 이러한 평가 코드를 핵 연료 성능 코드라 한다. 경수로 핵연료 해석에서는 간극의 두께에 따라 열전도도가 크게 영향을 받는 간극 열전도도가 주요 거동해석에 영향을 미친다. 본 연구에서는 간극 두께에 따라 열전도도가 변화하는 3 차원 간극 요소(Gap element)를 제안하였으며, 이를 적용하기 위해 3 차원 열탄성 모듈을 FORTRAN90을 이용하여 개발하였다. 제안된 3 차원 간극 요소를 이용하여 핵 연료봉에서 발생할 수 있는 비대칭적인 형상인 핵 연료 표면에 결함이 생긴 경우 MPS(Missing Pellet Surface)와 핵연료봉의 편심(Eccentricity of the nuclear fuel rod) 형상에 대하여 3 차원 해석을 진행하였다.

다성분 에어로졸계의 동특성 묘사를 위한 전산 코드의 개발 -불확실성 및 민감도 해석- (Development of Computer Code for Simulation of Multicomponent Aerosol Dynamics -Uncertainty and Sensitivity Analysis-)

  • Na, Jang-Hwan;Lee, Byong-Whi
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제19권2호
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    • pp.85-98
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    • 1987
  • 중대사고시 LMFBR의 에어로졸(aerosol) 동특성을 살피기 위해 전산코드인 MCAD (Multicomponent Aerosol Dynamics)가 개발되었다. 사고경과에 따른 두 방사능원의 상대적인 충돌확률을 적용하여 에어로졸계를 모사할 수 있다. Brownian 확산과 중력작용에 의한 결합 및 제거과정을 고려했으며, 입자형태를 묘사하기 위해 밀도보정과 형태요소(shape factor)를 동시에 고려하였다. ORNL의 NSPP-300 계열 실험자료와 기존의 코드를MCAD의 입증에 이용하였다. 그 결과 MCAD의 계산치와 실험치 및 기존의 코드 계산값이 일치함을 보여준다. 여러 입력자료의 불화실한 값들을 정의하고, 그들값의 한계로 설정하기 위하여 불확실성 및 민감도해석을 수행하였다. 14개의 입력자료를 선택하여 실험계획법과 Latin hypercube sampling에 의한 입력자료를 조합하여 그 회귀 (regression) 정도를 반응표면 계획법(Response surface method)에 의해 구하였다. 각 변수들의 중요성 및 시간경과에 따른 그들의 상대적인 등위를 결정하기 위하여 단계식 회귀방법 (Stepwise regression method)을 고려했다. LHS에 의한 회귀모형에 Monte Carlo Method를 적용하여 계산값 및 변수들에의 신뢰도를 향상시켰다.

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MVA 알고리즘을 이용한 ATM 기반 통합 서비스 교환기 내 워크스테이션의 성능 평가 (Performance Evaluation of Workstation System within ATM Integrated Service Switching System using Mean Value Analysis Algorithm)

  • 장승주;김길용;이재흠;박호진
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제6권4호
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    • pp.421-429
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    • 2000
  • 현재 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 기반 통합 서비스 교환 시스템 개발 추세는 복합 교환 시스템에서의 운용, 보전 기능 및 ATM 기반 인터넷/협대역 통합 서비스 등을 수용하기 위하여 워크스테이션에 멀티플러그-인 개념을 도입하여 시스템이 설계, 구현되고 있다. 한편, 기존 워크스테이션에서는 교환 시스템을 운용하기 위해 HMI(Human Machine Interface) 운용 시스템 기능과 함께 파일 관리 기능, 시간 관리 기능, 그래픽 처리 기능 및 TMN(Telecommunication Management Network)의 에이전트 기능 등이 설정되어 교환 시스템과의 많은 인터페이스를 통하여 기능들이 수행되고 있다. 이러한 기능들은 프로세스 혹은 프로세서간 많은 메시지 통신을 필요로 하고 있으며, 워크스테이션내 입출력 장치 파일, 일반 파일, 그리고 메시지 전송을 위한 메시지 큐, 소켓 자원 등을 사용하고 있다. 따라서, 현재 개발 중인 시스템의 정상 동작 여부를 확인하고 파악된 문제점들에 대한 성능 개선과 함께 추후 지속적인 기능 추가 시에도 시스템의 정상 동작을 보장하기 위해서는 사전에 개발될 교환 시스템에 대한 성능 평가가 선행되어야 한다. 본 논문은 이러한 ATM 기반 통합 서비스 교환 시스템 개발 작업에서 사전에 시스템의 성능 평가를 했다. 성능 평가는 MVA(Mean Value Analysis) 알고리즘을 이용한다. 모델은 큐잉 네트워크 모델을 사용하고 모델링된 시스템을 이용하여 PDQ(Pretty Damn Quick) 시뮬레이션 패키지와 C 언어를 사용하여 시뮬레이션 하였다.

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고감도 MOSFET 선량계 방사선학적 특성 연구 (Radiological Characterization of the High-sensitivity MOSFET Dosimeter)

  • 조성구;김찬형
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제15권4호
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    • pp.215-219
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    • 2004
  • MOSFET 선량계는 기존의 선량계들에 비해 여러 가지 장점이 있기 때문에 최근에 방사선 치료뿐만 아니라 방사선 진단 등 기타 여러 분야에서 선량검증을 위해 시도되고 있다. 하지만 이렇게 사용되기 위해서는 중ㆍ저에너지 범위의 광자선에 대한 MOSFET 선량계의 방사선학적 특성파악이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 고감도 MOSFET 선량계의 여러가지 방사선학적 특성을 자세하게 연구할 수 있는 3차원 몬테칼로 전산모사 모델을 개발하였다. 고감도 MOSFET 선량계의 검출부위는 매우 얇아서 MCNP에서 기본적으로 제공하는 Tally를 사용하면 검출부위에 흡수된 에너지를 정확하게 결정할 수 없으므로 검출부위에 주어진 에너지를 전자들의 트랙들로부터 직접 계산하는 방법을 채택하였다. 개발된 모델은 에너지 의존도, 전자 기여도, 깊이 의존도 등의 MOSFET 선량계의 방사선학적 특성을 연구하기 위해 사용되었다. 에너지 의존도는 15 keV에서 6 MeV 에너지 범위에서 정량화하였는데 약 40 keV에서 최대 6.6으로 나타났다. 본 연구에서는 PTRAC 파일과 Sabrina 코드를 이용하여 MOSFET 선량계 각 부분에서의 전자 기여도를 조사하였다. 깊이 의존도는 신체 내 평균 깊이를 15 cm로 가정할 때 0.662 MeV의 경우는 교정인자 1.16 그리고 1.25 MeV의 경우는 교정인자 1.11을 사용하여 깊이 의존도에 의한 오차를 줄일 수 있다.

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