• 제목/요약/키워드: Computer-aided Research

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선택적 레이저 용융법으로 제조한 316L 스테인리스강의 기계적 이방성에 미치는 기공의 영향 (Effect of Porosity on Mechanical Anisotropy of 316L Austenitic Stainless Steel Additively Manufactured by Selective Laser Melting)

  • 박정민;전진명;김정기;성유진;박순홍;김형섭
    • 한국분말재료학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.475-481
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    • 2018
  • Selective laser melting (SLM), a type of additive manufacturing (AM) technology, leads a global manufacturing trend by enabling the design of geometrically complex products with topology optimization for optimized performance. Using this method, three-dimensional (3D) computer-aided design (CAD) data components can be built up directly in a layer-by-layer fashion using a high-energy laser beam for the selective melting and rapid solidification of thin layers of metallic powders. Although there are considerable expectations that this novel process will overcome many traditional manufacturing process limits, some issues still exist in applying the SLM process to diverse metallic materials, particularly regarding the formation of porosity. This is a major processing-induced phenomenon, and frequently observed in almost all SLM-processed metallic components. In this study, we investigate the mechanical anisotropy of SLM-produced 316L stainless steel based on microstructural factors and highly-oriented porosity. Tensile tests are performed to investigate the microstructure and porosity effects on mechanical anisotropy in terms of both strength and ductility.

Use of deep learning in nano image processing through the CNN model

  • Xing, Lumin;Liu, Wenjian;Liu, Xiaoliang;Li, Xin;Wang, Han
    • Advances in nano research
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    • 제12권2호
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    • pp.185-195
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    • 2022
  • Deep learning is another field of artificial intelligence (AI) utilized for computer aided diagnosis (CAD) and image processing in scientific research. Considering numerous mechanical repetitive tasks, reading image slices need time and improper with geographical limits, so the counting of image information is hard due to its strong subjectivity that raise the error ratio in misdiagnosis. Regarding the highest mortality rate of Lung cancer, there is a need for biopsy for determining its class for additional treatment. Deep learning has recently given strong tools in diagnose of lung cancer and making therapeutic regimen. However, identifying the pathological lung cancer's class by CT images in beginning phase because of the absence of powerful AI models and public training data set is difficult. Convolutional Neural Network (CNN) was proposed with its essential function in recognizing the pathological CT images. 472 patients subjected to staging FDG-PET/CT were selected in 2 months prior to surgery or biopsy. CNN was developed and showed the accuracy of 87%, 69%, and 69% in training, validation, and test sets, respectively, for T1-T2 and T3-T4 lung cancer classification. Subsequently, CNN (or deep learning) could improve the CT images' data set, indicating that the application of classifiers is adequate to accomplish better exactness in distinguishing pathological CT images that performs better than few deep learning models, such as ResNet-34, Alex Net, and Dense Net with or without Soft max weights.

재래식 및 개량식 고추장 효모의 분포 및 생리특성 (Distribution and Physiological Characteristics of Yeasts in Traditional and Commercial Kochujang)

  • 정윤창;최원진;오남순;한민수
    • 한국식품과학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.253-259
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    • 1996
  • 개량식 고추장으로부터 동정한 효모들은 Candida glabrata C. guilliermondii. C. humicola. C. rugosa, C. zeylanoides, Cryptococcus uniguttulatus, Pichia farinosa, Rhodotorula glutinis, Saccharomyces cerevisiae Zygosaccharomyces rouxii로 분류되었다. 재래식 고추장에서 동정한 효모는 C. glabrata, P. farinosa, S. cerevisiae, Z. rouxii로 분류되었으며 분포율이 높아 발효숙성에 깊이 관여할 것으로 생각되는 효모는 재래식과 개량식고추장에서 Candida, Pichia, Saccharomyces, Zygosaccharomyces등 4속이었다. 개량식 고추장의 발효숙성 중기와 후기에 나타난 Z. rouxii와 S. cerevisiae는 고추장용 메주에서 분리되어 그 기원이 되는 것으로 생각되며, 특히 Z. rouxii는 고추장용 메주에서 분포된 효모중 46%를 차지하였다. 발효숙성중 분포는 Z. rouxii가 15일 후에 33%, S. cerevisiae가 21일 후에 13%펄 각각 가장 높은 분포율을 보였다. Candida속의 경우 개량식 메주, 소맥코지, 콩코지 모두에서 분리되었으나 고추장의 발효숙성이 진행됨 에 따라 40%에서 10%로 점차 감소하는 경향을 보였다. 재래식 고추장에서는 발효음성 3개월 후에 Z. rouxii가 53%, 7개월 후에 S. cerevisiae가 26%로 가장 높은 분포율을 보였다. NaCl 과 glucose를 혼용한 배지에서 S. cerevisiae와 Z. rouxii 등 2종의 효모가 다른 효모에 비해 생육이 현저히 나타난 것은 이들이 고추장의 발효숙성 과정에서 분리된 빈도수가 높았다는 것과 무관하지 않을 것으로 사료된다. 특히 S. cerevisiae와 Z. rouxii 두 균주는 무염 또는 7% NaCl이 첨가된 배지에서 가장 먼저 가스를 생성하였으며 7% NaCl이 첨가된 조건하에서의 가스생산량은 Z. rouxii 및 S. cerevisiae 각각에서 0.024 ml/ml/hr, 0.013ml/ml/hr로 나타났다.

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삼차원 유한 요소 모델을 이용한 전방십자인대 이중다발 재건술 후 전방 전위 및 회전 부하에 따른 이식건 응력 양상 분석 (Stress Patterns in the Reconstructed Double Bundles of the Anterior Cruciate Ligament in Response to an Anterior Tibial Load and Rotatory Load: an Analysis using a 3-Dimensional Finite Element Model)

  • 서영진;송시영;안정태;김윤상;고준호;장성욱;유연식
    • 대한관절경학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.160-166
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    • 2012
  • 목적: 삼차원 유한 요소 모델을 이용하여 해부학적 이중 다발 전방십자인대 재건술 시행 후 전방 전위 및 회전 부하에 따른 이식건의 응력 분포 양상을 살펴보고자 하였다. 대상 및 방법: 건강한 성인 남성의 우측 슬관절을 대상으로 한 $0^{\circ}$$45^{\circ}$ 굴곡 위에서의 고해상도 컴퓨터 전산화 단층 촬영을 기반으로 삼차원 슬관절 모델을 구축하였다. Computer aided design (CAD) 프로그램으로 $0^{\circ}$ 굴곡 슬관절 모델에서 전내측 및 후외측 다발의 중심점에 직경 7 mm의 터널을 생성시키고, 각각의 터널에 이식건을 삽입시켜 해부학적 이중 다발 재건술을 시행하였다. 구축된 모델을 $45^{\circ}$ 굴곡위로 시뮬레이션 한 후 대퇴골에 대한 경골의 5 mm 전방 전위 및 $10^{\circ}$ 내회전 부하를 각각 구현하여 이식건 응력 양상의 유한 요소 분석을 시행하였다. 결과: 전방 전위 시 전내측 다발의 응력 분포는 주로 경골 부착부와 대퇴골 부착부의 전방부에서 증가된 양상을 보였고, 후외측 다발 역시 이식건의 전방부 전장에 걸쳐 응력이 증가되었다. 내회전 부하 시 전내측 다발은 경골 부착부 전면에서 응력이 가장 증가되었다. 후외측 다발의 응력 분포 또한 전반적으로 후방부보다 전방부에서 응력이 증가하였다. 결론: 슬관절 유한 요소 모델에서 전방 전위 및 회전 부하 시 전내측 다발 및 후외측 다발 공히 비슷한 양상으로 응력이 증가하는 소견을 보였다.

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컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 임플란트 상부 티타늄 구조물의 주조방안 (CONFUTER-AIDED CASTING DESIGN FOR IMPLANT TITANIUM SUPERSTRUCTURES)

  • 오세욱;이호용;이근우;심준성
    • 대한치과보철학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.421-439
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    • 2003
  • Statement of problem : It is difficult to obtain a good titanium casting body using the traditional sprue design because of high melting point of Ti, and the low fluidity and high reactivity of molten Ti. Purpose : A new sprue design for titanium casting bodies needs more trial and error. In order to decrease the number of trial and error, computer simulation(MAGMASOFT, Magmasoft Giessereitechnologie GmbH, Achen, Germany) was used to optimize sprue design in U-shaped implant superstructures. Material and method : Five kinds of sprue were examined for the design of the sprue former for titanium casting: Sprue design A(sprue length 4 mm, rectangular shape, 4 sprues), Sprue design B(sprue length 4 mm. round shape. radius 2 mm, 7 sprues), Sprue design C (sprue length 2 mm, round shape, radius 2 mm, 7 sprues). Sprue design D (sprue length 2 mm, cone shape, large radius 3mm. small radius 2mm, 7 sprues), and Sprue design E( sprue length 2 mm. one unit channel shape). Sprue design F(sprue length 2mm, one unit channel shape) was also examined for the design of the customized sprue former in the Biotan system(Schutz Dental Gmbh, Germany). The casting bodies were taken in Sprue design A, Sprue design D, Sprue design E, and Sprue design F in the Biotan casting system. The numerically predicted defects were compared with the experimental dental castings by the radiographic and sectional view observations. Results : 1. According to the result of computer simulation, turbulence during mold filling was decreased in the sequence of Sprue design F, Sprue design E, Sprue design D, Sprue design C, Sprue design B, and Sprue design A. 2. The calculated solidification time contours indicate that hot spot was moved from the casting body to the sprue button in the sequence of Sprue design A, Sprue design B, Sprue design C, Sprue design D, and Sprue design E. The filling pattern of Sprue design F was similar to that of Sprue design E. 3 The predicted filling pattern shows that less turbulence was found in the customized sprue former than in the standard sprue former. 4. According to the results of the radiographic and cross sectional observations, casting defects less than 1mm were found at the center of a casting body with Sprue design E and Sprue design F. However, larger casting defects of 4mm were found in a casting with Sprue design A. 5. The predicted casting porosity was similar to that of the real casting. Conclusion : One unit channel-type and customized sprue former can be recommended. Further research and developement of various sprue designs using computer simulation in necessary to optimize casting design, in order to reduce the formation of casting defects in implant titanuim super-structures.

Pharmacophore Identification for Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Agonists

  • Sohn, Young-Sik;Lee, Yu-No;Park, Chan-In;Hwang, S-Wan;Kim, Song-Mi;Baek, A-Young;Son, Min-Ky;Suh, Jung-Keun;Kim, Hyong-Ha;Lee, Keun-Woo
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권1호
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    • pp.201-207
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    • 2011
  • Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are members of nuclear receptors and their activation induces regulation of fatty acid storage and glucose metabolism. Therefore, the $PPAR\gamma$ is a major target for the treatment of type 2 diabetes mellitus. In order to generate pharmacophore model, 1080 known agonists database was constructed and a training set was selected. The Hypo7, selected from 10 hypotheses, contains four features: three hydrogen-bond acceptors (HBA) and one general hydrophobic (HY). This pharmacophore model was validated by using 862 test set compounds with a correlation coefficient of 0.903 between actual and estimated activity. Secondly, CatScramble method was used to verify the model. Hence, the validated Hypo7 was utilized for searching new lead compounds over 238,819 and 54,620 chemical structures in NCI and Maybridge database, respectively. Then the leads were selected by screening based on the pharmacophore model, predictive activity, and Lipinski's rules. Candidates were obtained and subsequently the binding affinities to $PPAR\gamma$ were investigated by the molecular docking simulations. Finally the best two compounds were presented and would be useful to treat type 2 diabetes.

기계식 인공판막 상태 평가를 위한 컴퓨터 보조진단 시스템 (Computer Aided Diagnosis System for Evaluation of Mechanical Artificial Valve)

  • 이혁수
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.421-430
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    • 2004
  • 임상적으로 의사가 청진기를 이용해 초기 혈전이 생긴 기계식 판막 음향신호의 변화를 구분하기는 쉽지 않다. 기계식 판막의 이상은 환자의 죽음을 의미하기 때문에 기계식 판막의 신뢰성과 초기 혈전 현상을 비관혈적으로 조기 진단하는 방법은 매우 중요하다. 이 논문은 컴퓨터 보조진단 시스템과 음향신호의 주파수 스펙트럼의 이동을 관찰하여 기계식 판막의 혈전 현상을 비관혈적으로 평가하는 것을 목적으로 한다. 혈전 모델은 상용화된 기계식 판막에 폴리우레세인과 실리콘을 이용하여 제작하였다. 판막의 표면에는 폴리우레세인을 코팅하고, 봉합링에는 실리콘을 코팅하였다. 봉합링의 주위에서 혈전이 발생하고, 20%, 40%, 60%로 자라나는 현상은 실리콘을 이용하여 제작하였다. 실험 시스템에서 판막의 음향 신호는 마이크로폰과 증폭기를 사용하여 측정하였고, 마이크로폰에는 주위잡음을 제거하기 위해 커플러를 장착하였다. 측정된 음향신호는 A/D 컨버터를 이용하여 샘플링하고, 스펙트럼을 분석하였다. 정상적인 판막과 혈전이 형성된 판막의 주파수 구분을 위해 인공신경망을 구성하였고, 연속적으로 판막의 운동 주기성을 확인하기 위하여 return map을 사용하였다. 생체 내 실험에서는 기계식 판막을 사용하는 순환장치를 장착한 동물과 기계식 판막을 치환 받은 지 1년 이내와 1년이 넘은 환자에게서 데이터를 채집하였다. 실험에서 얻은 데이터 스펙트럼은 두 가지 형태의 첨두치를 보였고, 이중에서 두 번째 첨두치는 혈전의 모델에 따라 변화를 보였다. 생체 내, 외 실험에서 얻은 데이터를 인공신경망에 적용한 결과 정상 판막과 혈전이 생성된 판막을 구분하였고, 환자를 대상으로 한 실험에서는 10명 중 1명이 두 번째 첨두치가 이동하는 결과를 보였지만 다른 방법으로 확인하지는 못했다. 본 논문의 결과는 기계식 판막의 혈전현상을 비침습적으로 조기 진단하고, 상태를 지속적으로 감시할 수 있는 기술적 토대를 제공할 것이다.

IMT-2000용 초소헝 적층형 대역 통과 칩 필터 설계 및 제작 (Miniaturized Multilayer Band Pass Chip filter for IMT-2000)

  • 임혁;하종윤;심성훈;강종윤;최지원;최세영;오영제;김현재;윤석진
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권10호
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    • pp.961-966
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    • 2003
  • BiN $b_{0.975}$S $b_{0.025}$ $O_4$저온 동시 소결 세라믹 후막 및 적층 세라믹(Multi-Layer Ceramic, MLC) 공정 기술을 이용한 소형 마이크로파 필터를 설계 및 제작하였다. MLC 칩 대역 통과 필터(BPF)는 소형화와 낮은 가격이라는 장점을 가지고 있다. 제안된 필터는 stripline 공진기와 결합 캐패시터로 구성되며, IMT-2000용 단말기의 수신단 통과 대역에 적합하며 통과 대역 아래쪽 저지 대역에 감쇠극이 형성되도록 설계하였다. 상용 마이크로파 회로 및 구조 설계 tool를 이용하여 제안된 MLC칩 대역 통과 필터의 공진기 전자기적 결합량 변화 및 결합 캐패시턴스에 따른 필터의 주파수 특성, 특히 감쇠극의 위치 변화에 대해 살펴보았다. 제작된 MLC 칩 BPF의 주파수 특성은 시뮬레이션 결과와 매우 일치하였다.

CT Angiography 영상에서 대동맥 추출을 위한 혈관 분할 알고리즘 성능 평가 (Performance evaluation of vessel extraction algorithm applied to Aortic root segmentation in CT Angiography)

  • 김태형;황영상;신기영
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.196-204
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    • 2016
  • 세계보건기구협회에의 통계에 따르면 심장 혈관 질환의 발병률이 가장 높은 것으로 알려져 있다. CTA영상을 사용하여 관상동맥 및 대동맥 질환을 치료 및 검사할 수 있다. 혈관을 3차원으로 복원하는 과정이 의사의 숙련도에 따라 결과가 상이하며 복원 시간이 길다는 단점이 있으며 이를 극복하고자 자동으로 정확한 혈관을 추출하는 연구들이 진행되어 왔다. 본 논문에서는 자동 및 반자동 분할 기법인 Region Competition, Geodesic Active Contour(GAC), Multi-atlas based segmentation, Active Shape Model(ASM) 알고리즘을 CTA영상에 적용하여 대동맥 기부를 추출하였으며 하우스도르프 거리, 볼륨, 영상처리속도, 사용자 관여 여부, 그리고 관상동맥 심문 검출률을 비교 및 분석하였다. 추출된 3차원 대동맥 모델 중 가장 높은 정확도를 나타낸 알고리즘은 GAC인 반면 사용자 관여가 가장 높았기 때문에 실제 시술에 적용하기 위해서는 자동 분할 알고리즘 개선이 필요하다

열/화학적 에너지 평형을 고려한 통합 연료 개질 시스템의 수치적 연구 (Numerical Analysis of Integrated Fuel Processing System Considering Thermo-Chemical Energy Balance)

  • 노정훈;정혜미;정운호;윤왕래;엄석기
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.111.1-111.1
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    • 2010
  • This paper focuses on a systematic configuration of steam reforming fuel processor, particularly designed for small and medium sized hydrogen production application. In a typical integration of the fuel processor, there exist significant temperature gradients over the entire system which has negative effect on both catalyst life-time and system performance. Also, the volumetric inefficiency should be avoided to obtain the possible compactness for the commercial purpose. In the present work, the computational analysis will be performed to gain the fundamental insight on the transport phenomena and chemical reactions in the reformer consisting of preheating, steam reforming (SR), and water gas shift (WGS) reaction beds in the flow direction. Also, the fuel processing system includes a top-fired burner providing necessary thermal energy for endothermic catalytic reactor. A fully two-dimensional numerical modeling for a integrated fuel processing system is introduced for in-depth analysis of the heat and mass transport phenomena based on surface kinetics and catalytic process. In the model, water gas shift reaction and decomposition reaction were assumed to be at equilibrium. A kinetic model was developed and then computational results were compared with the experimental data available in the literature. Finally, the case study was done by considering the key parameters, i.e. steam to carbon (S/C) ratio and temperature. The computer-aided models developed in this study can be greatly utilized for the design of advanced fast-paced compact fuel processors research.

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