• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.581-586
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• 2014

하수처리장을 운영함에 있어 안정적인 방류수질 확보와 이에 따른 처리 비용을 최소화하는 것이 주요 목적이다. 하지만 유입수 유량 및 성분 농도의 변화와 미생물의 비선형적인 동특성, 기타 환경 요인에 의해서 최적의 운전 제어를 하기가 쉽지 않기 때문에, 기존의 하수처리장에서는 필요한 양 이상의 폭기 및 화학물질을 과량 주입하는 방법 등을 사용하였다. 본 연구에서는 포기조에서 미생물에 필요한 용존산소농도는 유지하면서 과폭기로 인한 전력 비용을 감소하는 최적 제어 방법을 제안하였다. 하수조성와 포기조 미생물의 호흡률은 실시간 미생물 호흡률 측정기(Oxygen uptake rate, OUR)를 이용하여 측정하였고, 실시간 호흡률 측정값을 바탕으로 현재 미생물에 필요한 최적 DO 농도를 제안하였다. 유입수 부하변동에 따라 변화하는 미생물 호흡에 필요한 산소량 만큼만 폭기하도록 구성함으로써, 방류수 수질기준을 만족함과 동시에 전력 비용을 최소화할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.236-247
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• 1992

Optimization has been developed to minimize the cost function while satisfying constraints. Nonlinear Programming method is used as a tool for the optimization. Usually, cost and constraint function calculations are required in the engineering applications, but those calculations are extremely expensive. Especially, the function and sensitivity analyses cause a bottleneck in structural optimization which utilizes the Finite Element Method. Also, when the functions are quite noisy, the informations do not carry out proper role in the optimization process. An algorithm called "Second-order Approximation Method" has been proposed to overcome the difficulties recently. The cost and constraint functions are approximated by the second-order Taylor series expansion on a nominal points in the algorithm. An optimal design problem is defined with the approximated functions and the approximated problem is solved by a nonlinear programming numerical algorithm. The solution is included in a candidate point set which is evaluated for a new nominal point. Since the functions are approximated only by the function values, sensitivity informations are not needed. One-dimensional line search is unnecessary due to the fact that the nonlinear algorithm handles the approximated functions. In this research, the method is analyzed and the performance is evaluated. Several mathematical problems are created and some standard engineering problems are selected for the evaluation. Through numerical results, applicabilities of the algorithm to large scale and complex problems are presented.presented.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2167-2170
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• 2002

In this paper, model-based tuning rules of the PID controller are proposed incorporating with genetic algorithms. Three sets of optimal PID parameters for set-point tracking are obtained based on the first-order time delay model and a genetic algorithm as a optimization tool which minimizes performance indices(IAE, ISE and ITAE). Then tuning rules are derived using the tuned parameter sets, potential rule models and a genetic algorithm. Simulation is carried out to verify the effectiveness of the proposed rules.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권1호
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• pp.73-80
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• 2007

본 연구는 생물학적 폐수 처리 공정인 연속 회분식 반응기(sequencing batch reactor, SBR)에서 질소 제거 최적화를 위해 활성 오니 공정모델(activated sludge model, ASM No.1, ASM1)과 반복 동적 프로그래밍(iterative dynamic programming, IDP)을 이용하여 SBR의 처리 기준을 만족하면서 최적 운전 조건을 탐색하고 하는 것을 목적으로 하였다. 연속 회분식 반응기의 최적화를 위해 에너지 최소화와 최소 회분 시간이 질소 처리의 농도 그래프의 면적과 비례하는 점을 이용하여 이를 고려한 새로운 performance index를 제안하였다. 회분 시간과 에너지에 대항하는 면적에 적절한 비중(weight)을 줌으로써 최소 회분 시간과 최소 에너지 문제를 동시에 고려하였다. SBR에서 IDP를 이용한 최적 운전서 최적 용존 산소 농도의 설정치가 전체 회분 시간과 전체 에너지 비용에 동시에 영향을 미침을 알 수 있었고 최적 운전시 기존의 운전 방법과 같은 유기물과 질소 제거가 가능하고 동시에 전체 비용을 20％까지 줄일 수 있었다. 더 나아가 공정이상으로 실제 공정이 모델과 다른 모델링 에러에 의해 잘못된 모사의 경우에도 IDP를 이용하여 다시 재최적화할 수 있음을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.216-225
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• 2023

본 연구에서는 냉간 헤딩 공정에서 성형하중과 펀치 금형의 마모 감소를 통한 펀치 수명 증대를 위해 헤딩용 펀치 형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 냉간 헤딩 펀치와 성형공정에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 성형하중과 유동 특성 분석, 펀치금형에 집중되는 유효응력 및 마모량에 대하여 분석하였으며, 이를 통해 금형 마모와 밀접한 주요 설계인자를 확인하였다. 펀치금형의 최적설계 변수로서는 펀치 금형 포인트각(Point angle), 에지 반경값(Corner radius), 펀치소재재종(die material type), 마찰계수(friction coefficient) 등의 4가지 변수를 대상으로 4인자 3수준 인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계 인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 냉간 헤딩용 펀치 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 펀치에 발생하는 최대유효응력은 최대 8.9 % 감소 효과를, 최대 펀치 마모 깊이는 37 % 감소 효과를, 성형하중은 평균 20% 수준 의 감소효과를 얻을 수 있었다. 현재, 소성 성형제품군이 적용되는 자동차, 건설 플랜트사에서 요구되는 고품질에 대응하면서도 적정 제조원가 절감을 위한 성형성 개선을 위한 성형공정개발 및 금형설계의 최적화가 지속적으로 필요하며, 향후 연구 결과를 현업에 적용하여 제품 성형성 개선 및 금형수명 증대 관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

• ETRI Journal
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• 제44권1호
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• pp.10-23
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• 2022

Despite the significant progress in camera pose estimation and structure-from-motion reconstruction from unstructured images, methods that exploit a priori information on camera arrangements have been overlooked. Conventional state-of-the-art methods do not exploit the geometric structure to recover accurate camera poses from a set of patch images in an array for mosaic-based imaging that creates a wide field-of-view image by sewing together a collection of regular images. We propose a camera pose estimation framework that exploits the array-structured image settings in each incremental reconstruction step. It consists of the two-way registration, the 3D point outlier elimination and the bundle adjustment with a constraint term for consistent rotation vectors to reduce reprojection errors during optimization. We demonstrate that by using individual images' connected structures at different camera pose estimation steps, we can estimate camera poses more accurately from all structured mosaic-based image sets, including omnidirectional scenes.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.13-21
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• 1987

합리적인 수질관리를 위하여 여러가지 수질관리정책들을 수질과 비용의 측면에서 평가하고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구의 대상지역은 서울동북부의 중랑천유역으로 하였으며, 용존산소를 수질지표로 하였다. 과학적인 분석을 위하여 수질예측모형인 QUAL2E와 최적화기법의 하나인 선형계획법을 사용하였다. 중랑천에 가상의 처리장을 설치하여 점오염원을 처리함으로써 수질을 개선하도록 하였으며, 수질기준의 변화에 따른 유역내 처리장의 총비용을 검토하였다. 연구결과에 의하면 여름기간에 중랑천에서 유지할 수 있는 용존산소량(DO)은 3.5mg/l 정도였다. 그러나 오염이 심한 지역의 수질기준을 3.0mg/l로 고정할 경우, 그 외의 지역에서는 4 개의 처리장을 설치하여 5.0mg/l 이상의 DO도 유지시킬 수 있었다. 처리자간의 평등성에 따른 정책비교에 의하면, 균등처리(UT)인 경우(\$24.8{\times}10^8$)가 최소비용(LC)의 경우(\$22.9{\times}10^3$)보다 더 많은 처리비용이 소용되었다. 그리고 LC보다 더 공평한 방법인 지역별 균등처리(ZUT)의 경우(\$23.0{\times}10^8$)는 거의 차이가 없어, 적은 비용의 증가로도 평등성(Equity)을 높일 수 있는 중랑천의 지역적 특성을 발견하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제23권4호
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• pp.223-229
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• 2005

목적: 근접방사선 치료시 직장내 선량측정은 치료간(Inter-fraction) 직장의 형태가 변화하므로 측정의 재현성을 이룰 수 없다. 본 연구에서는 근접방사선치료용 다목적 팬톰(Multi Purpose Brachytherapy Phantom, MPBP)을 제작하여 치료 시와 동일한 조건을 재현하였고 이때 측정한 선량 값을 직장의 부작용을 줄이기 위해 선량최적화에 적용하고자 하였다. 대상 및 방법: 자궁경부암 근접방사선 치료 시 탄뎀(tandem)과 난형체(ovoid)를 사용한 환자 4명을 대상으로 다이오드 검출기를 이용하여 직장표시 기준점 R1에서 선량측정을 시행하였다. 환자 당 5회씩 총 20회 직장선량을 측정하였다. 그리고 반복 측정 시 다이오드 검출기의 설정 변화(set up variation)를 분석하였다. 그리고 자체 제작된 근접방사선치료용 다목적 팬톰에서 MFA (Multi Function Applicator)를 이용하여 치료 시와 동일한 조건을 재현한 후 열형광선량계(TLD)를 이용하여 직장 표시 기준점 좌표 위치에서 선량을 측정하였다. 결과: 직장 내 다이오드 검출기의 측정 결과 설정 변화는 환자 1의 경우에 Y방향에서 최고 $11.25{\pm}0.95mm$보였고, 환자 2와 3은 Z 방향에서 각각 $9.90{\pm}4.50mm$와 $20.85{\pm}4.50mm$를 나타냈다. 그리고 환자 4는 Z 방향에서 $19.15{\pm}3.33mm$의 변화를 나타내었다. 또한 다이오드 검출기 위치에 따른 평균선량 값은 $122.82{\pm}7.96cGy{\sim}323.78{\pm}11.16cGy$로 나타났다. MPBP에서 TLD의 측정 결과는 직장 표시 기준점(R1)에서 환자1과 4는 상대오차가 각각 최고 8.6%와 7.7%를 보였고, 환자2와 3은 각각 1.7%와 1.2%의 오차를 보였다. 그리고 R과 R2에서 측정한 선량 값들은 환자 2의 R 지점을 제외하고 계산값과 비교하여 $1.7{\sim}8.6%$ 높은 값을 나타냈다. 그리고 반복측정으로 인한 위치변화와 그에 따른 선량 값의 변화는 분석하지 않았다. 계산 값과 측정값의 상대오차가 미국의학물리학회 보고서에서 권고한 15% 내에서 잘 일치하는 것으로 분석되었다. 결론: 자체 제작된 근접치료용 다목적 팬톰(MPBP)은 치료 시와 동일한 조건에서 선량측정의 재현성을 이룰 수 있었고, 직장의 기준점에서 선량을 정확히 분석할 수 있었다. 또한 팬톰에서 측정한 데이터를 이용하여 직장의 부작용을 줄이기 위해 치료 전 선량 최적화를 이루는데 충분한 자료로 활용할 수 있다고 판단되었다.