• 제목/요약/키워드: D-optimal experimental design

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Optimal Temperature and Light Intensity for Improved Mixotrophic Metabolism of Chlorella sorokiniana Treating Livestock Wastewater

  • Lee, Tae-Hun;Jang, Jae Kyung;Kim, Hyun-Woo
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권11호
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    • pp.2010-2018
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    • 2017
  • Mixotrophic microalgal growth gives a great premise for wastewater treatment based on photoautotrophic nutrient utilization and heterotrophic organic removal while producing renewable biomass. There remains a need for a control strategy to enrich them in a photobioreactor. This study performed a series of batch experiments using a mixotroph, Chlorella sorokiniana, to characterize optimal guidelines of mixotrophic growth based on a statistical design of the experiment. Using a central composite design, this study evaluated how temperature and light irradiance are associated with $CO_2$ capture and organic carbon respiration through biomass production and ammonia removal kinetics. By conducting regressions on the experimental data, response surfaces were created to suggest proper ranges of temperature and light irradiance that mixotrophs can beneficially use as two types of energy sources. The results identified that efficient mixotrophic metabolism of Chlorella sorokiniana for organics and inorganics occurs at the temperature of $30-40^{\circ}C$ and diurnal light condition of $150-200{\mu}mol\;E{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$. The optimal specific growth rate and ammonia removal rate were recorded as 0.51/d and 0.56/h on average, respectively, and the confirmation test verified that the organic removal rate was $105mg\;COD{\cdot}l^{-1}{\cdot}d^{-1}$. These results support the development of a viable option for sustainable treatment and effluent quality management of problematic livestock wastewater.

FRP 기계적 물성을 고려한 복합소재 선체구조 적층판 경량화 설계 (Laminate Weight Optimization of Composite Ship Structures based on Experimental Data)

  • 오대균;;노재규;정숙현
    • 대한조선학회논문집
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    • 제57권2호
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    • pp.104-113
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    • 2020
  • The study aims to improve the previous theory-based algorithm on the lightweight design of laminate structures of a composite ship based on the mechanical properties of fiber, resin, and laminates obtained from experiments. From a case study on using a hydrometer to measure the specific gravity of e-glass fiber woven roving fabric/polyester resin used as the raw material for the hull of a 52 ft composite ship, the equation for calculating the weight of laminate was redefined, and the relationship between decreasing mechanical properties and increasing glass content was determined from the results of material testing according to ASTM D5083 and ASTM D790. After applying these experimental data to the existing algorithm and improving it, a possible laminate design that maximizes the specific strength of the composite material was confirmed. In a case study that applied the existing algorithm based on rules, the optimal lightweight design of composite structures was achieved when the weight fraction of e-glass fiber was increased by 57.5% compared with that in the original design, but the improved algorithm allowed for an increase of only 17.5%.

뇌파를 이용한 적정 자동차 내부소음의 평가 (Evaluation of Car Interior Noise by Using EEG)

  • 김정룡;박창순
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제24권65호
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    • pp.65-73
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    • 2001
  • In this study, psychophysiological stress was quantitatively evaluated at various car interior noise levels by using Electroencephalogram(EEG). An experiment was performed to investigate the most comfortable range of noise level during simulated driving condition. Twelve healthy volunteers participated in the experiment. They were asked to operate the driving simulator while six levels of interior noise were given, such as 45dB(A), 50dB(A), 55dB(A), 60dB(A), 70dB(A), 80dB(A), and maximal subjective noise level. EEG signals were recorded for 60 seconds in each noise level. The power spectral analysis was performed to analyze EEG signal. At the same time, psychological stress was also measured subjectively by using a magnitude estimation method. The results showed that subjective stress and EEG spectrum indicated a statistically significant difference between noise levels. In particular, high level noise produced an increase in beta power at temporal(T3, T4) areas. It was also found that beta activity was highly correlated with subjective perception of discomfort, and subjects responded to car interior noise as arousing or negative stimuli. Moreover, beta power remained stable above 70dB(A), whereas subjective discomfort continued to increase even above 70dB(A) We concluded that brain waves could provide psychophysiological information of drivers emotional reaction to car interior noise. Thus, EEG parameters could be a new measure to determine optimal noise level in ergonomic workplace design after further verification in various experimental conditions.

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3D 프린팅 적층 방향을 고려한 위상최적설계의 실험적 검증 (Experimental Validation of Topology Design Optimization Considering Lamination Direction of Three-dimensional Printing)

  • 박희만;이규빈;김진산;선채림;윤민호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권3호
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    • pp.191-196
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    • 2022
  • 본 연구에서는 3D 프린팅 FDM 방식의 적층 방향에 따라 기계적 물성이 달라지는 이방성 특성을 확인하고 이를 이용하여 위상 최적설계를 수행하였다. 벤치마크 문제인 자동차 현가장치 부품 중 하나인 로어 컨트롤 암에 대하여 밀도법 기반 위상 최적설계를 수행하였으며, 외부 하중과 이방성 특성에 따라 위상 최적결과가 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 이를 이용하여 최적화된 모델에 대하여 3D 프린터로 적층 방향을 달리하여 2가지 시험품을 제작하였으며 인장시험을 수행하였다. 시험시 3D 비접촉 변형률 측정기를 이용하여 변형률을 구하였으며 이를 CAE 응답해석으로 얻은 변형률과 비교한 결과가 정량 및 정성적으로 일치하는 것을 확인하였다. 3D 프린팅 적층 방향을 고려한 위상 최적모델의 인장 실험 결과를 통해 해당 최적설계 방법론의 유효성을 검증하였다.

실험 설계와 디자인 스페이스 융합 분석을 통한 Angelica gigas Nakai 추출물을 함유한 로션 제조의 최적 공정 연구 (A Study of Optimal Lotion Manufacturing Process Containing Angelica gigas Nakai Extracts by Utilizing Experimental Design and Design Space Convergence Analysis)

  • 표재성;김현진;윤선혜;박재규;김강민
    • 융합정보논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.132-140
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    • 2022
  • 본 연구에서는 데커신 및 데커시놀 안젤레이트를 이용한 최적의 로션 제조 공정을 확인하기 위하여 연구를 진행하였다. 초기 로션 제형은 3개월 동안 점도(5,208±112 cPs), 함량(99.71±1.01%) 및 pH(5.62)을 유지하는 것을 확인하였다. 제조 공정D 혼합 4의 최적 제조 공정 확인은 22+3 완전 배치 요인법을 이용하였으며, 독립변수로 혼합 온도(40-80℃)와 혼합 시간(10-30 min)으로 종속변수로써 중요품질특성인 함량, pH, 질량편차를 확인하였다. 함량 및 질량편차는 도출된 회귀방적식의 결정계수는 약 0.9였고 p-value값은 0.05보다 작아 모델적합성을 확인하였다. 로션 제조를 위한 최적의 온도조건과 혼합 시간은 61.93℃와 15.85분으로 확인되었다. 혼합4 공정에 있어 혼합 온도(60℃)와 혼합 시간(15 min)에서의 함량은 100.69%, pH는 5.57, 질량편차는 98.07%으로 예측되었고, 실제 검증에서는 각각 100.29±0.98%, 5.57±0.02, 98.27±0.89%으로 예측된 값에 대하여 유사한 결과까지 확인 할 수 있었다.

디지탈재설계법에 의한 크레인계의 제어 (Control of Crane Systems by a Digital Redesign Method)

  • 이동철;신민생;하주식;김상봉
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.41-52
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    • 1992
  • 본 연구에서는 쌍선형 함수를 이용하여 연속시스템의 상태공간에서 설계된 폐 루우프계로 부터 이산시스템의 피이드백 게인행렬을 얻을 수 있는 디지탈재설계법이 제안 되었고, 크레인의 실시간 제어를 통해 본 연구에서 제안된 디지탈 재설계법의 유 효성을 확인했다.

N/M/D/F/Fmax 일정계획 문제에서 최적 알고리듬의 개발 (A Development of Optimal Algorithms for N/M/D/F/Fmax Scheduling Problems)

  • 최성운
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제13권21호
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    • pp.91-100
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    • 1990
  • This paper is concerned with the development of optimal algorithms for multi-stage flowshop scheduling problems with sequence dependent setup times. In the previous researches the setup time of a job is considered to be able to begin at the earliest opportunity given a particular sequence at the start of operations. In this paper the setup time of a job is considered to be able to begin only at the completion of that job on the previous machine to reflect the effects of the setup time to the performance measure of sequence dependent setup time flowshop scheduling. The results of the study consist of two areas; first, a general integer programming(IP) model is formulated and a nixed integer linear programming(MILP) model is also formulated by introducing a new binary variable. Second a depth-first branch and bound algorithm is developed. To reduce the computational burdens we use the best heuristic schedule developed by Choi(1989) as the first trial. The experiments for developed algorithm are designed for a 4$\times$3$\times$3 factorial design with 360 observations. The experimental factors are PS(ratio of processing time to setup time), M(number of machines), N(number of jobs).

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개선된 선형성과 해상도를 가진 10비트 전류 출력형 디지털-아날로그 변환기의 설계 (Monolithic and Resolution with design of 10bit Current output Type Digital-to-Analog Converter)

  • 송준계;신건순
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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    • pp.187-191
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    • 2007
  • 본 논문은 상위 7비트와 하위3비트의 binary-thermal decoding 방식과 segmented 전류원 구조로서 전력소모, 선형성 및 글리치 에너지등 주요 사양을 고려하여, 3.3V 10비트 CMOS D/A 변환기를 제안한다. 동적 성능을 향상 시키기위해 출력단에 return-to-zero 회로를 사용하였고, segmented 전류원 구조와 최적화 된 binary-thermal decoding 방식으로 D/A변환기가 가질 수 있는 장점은 디코딩 논리회로의 복잡성을 단순화 함으로 칩면적을 줄일 수 있다. 제안된 변환기는 $0.35{\mu}m$ CMOS n-well 표준공정을 이용한다. 설계된 회로의 상승/하강시간, 정착시간, 및 INL/DNL은 각각 1.90/2.0ns, 12.79ns, ${\pm}2.5/{\pm}0.7$ LSB로 나타난다. 또한 설계된 D/A 변환기는 3.3V의 공급전원에서는 250mW의 전력소모가 측정 된다.

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고해상도를 위한 DAC 오차 보정법을 가진 10-비트 전류 출력형 디지털-아날로그 변환기 설계 (A Design of 10bit current output Type Digital-to-Analog converter with self-Calibration Techique for high Resolution)

  • 송준계;신건순
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.691-698
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    • 2008
  • 본 논문은 상위 7-비트와 하위3-비트의 binary-thermal decoding 방식과 segmented 전류원 구조로서 전력소모, 선형성 및 글리치 에너지 등 주요 사양을 고려하여, 3.3V 10비트 CMOS D/A 변환기를 제안한다. 동적 성능을 향상 시키기위해 출력단에 return-to-zero 회로를 사용하였고, segmented 전류원 구조와 최적화 된 binary-thermal decoding 방식으로 D/A 변환기가 가질 수 있는 장점은 디코딩 논리 회로의 복잡성을 단순화함으로 칩면적을 줄일 수 있다. 제안된 변환기는 $0.35{\mu}m$ CMOS n-well 표준공정을 이용한다. 설계된 회로의 상승/하강시간, 정착시간, 및 INL/DNL은 각각 1.90/2.0ns, 12.79ns, ${\pm}2.5/{\pm}0.7\;LSB$로 나타난다. 또한 설계된 D/A 변환기는 3.3V의 공급전원에서는 250mW의 전력소모가 측정된다.

H$\infty$ 제어를 이용한 가스 및 석유 탐사용 플랫폼의 동위치 제어 (Dynamic Positioning Control System for Gas & Oil Exploration Platforms Using H$\infty$ Control)

  • 유휘룡;노용우;박대진;구성자;박승수;김상봉
    • 한국가스학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.62-69
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    • 1999
  • 본 논문에서는 혼합감도문제를 이용하여 강인한 서보계를 구성함으로서 동위치 제어 시스템의 제어계를 설계하는 방법을 제안하였고, LQG를 이용한 다변수 디지털 서보 제어기 및 H$\infty$ 최적 제어기와의 비교실험을 통하여 제안된 제어기의 유용성을 입증하였다.

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