나라사이의 경계를 결정하기 위한 일반적인 방법은 등거리원칙이다. 등거리원칙은 각각의 기준선 또는 기준점의 경계에서 일정한 거리까지를 경계로 정하는 방법이다. 본 연구에서는 등거리 원칙을 기본으로 하는 알고리즘으로 폭넓게 사용되고 있는 Two-Point 알고리즘과 Three-Point 알고리즘을 정립한 후, 알고리즘을 적용한 결과와 오차를 확인할 수 있는 경계 획선 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 인공지물이나 지형지물이 없어 경계를 결정하기 어려운 해양경계 획선시 특히 유용하게 사용될 수 있다. 그 중간점 계산결과 타원체상에서 등거리원칙에 기초한 알고리즘을 적용하면, 지도 투영에 의한 어떤 왜곡도 없이 적용할 수 있고 평면이나 구에서 적용한 것 보다 오차가 적었다. 경계 획선 프로그램 개발을 통하여 도면을 이용한 수작업에 의한 여러 오차를 제거 할 수 있고, 해양경계협상시 신속히 대처할 수 있다. 또한, 기준선의 기준점 위치에러는 계산된 중간선의 중간점으로 전파되는 것을 확인할 수 있었고 그 오차를 확인하여 적합한 기준면을 설정 할 수 있었다.
For cuboid and ellipsoid crystallites of LiFePO4 powders, by X-ray diffraction (XRD) and microscopic (TEM) studies, it is possible to determine the anisotropic parameters of the crystallite size distribution functions. These parameters were used to describe the cathode rate capability within the model of averaging the diffusion coefficient D over the length of the crystallite columns along the [010] direction. A LiFePO4 powder was chosen for testing the developed model, consisting of big cuboid and small ellipsoid crystallites (close to them). When analyzing the parts of big and small rate capabilities, the fitting values D = 2.1 and 0.3 nm2/s were obtained for cuboids and ellipsoids, respectively. When analyzing the results of cyclic voltammetry using the Randles-Sevcik equation and the total area of projections of electrode crystallites on their (010) plane, slightly different values were obtained, D = 0.9 ± 0.15 and 0.5 ± 0.15 nm2/s, respectively. We believe that these inconsistencies can be considered quite acceptable, since both methods of determining D have obvious sources of error. However, the developed method has a clearly lower systematic error due to the ability to actually take into account the shape and statistics of crystallites, and it is also useful for improving the accuracy of the Randles-Sevcik equation. It has also been demonstrated that the shape engineering of crystallites, among other tasks, can increase the cathode capacity by 15% by increasing their size correlation coefficients.
The point load test (PLT) is a widely-used alternative method in the field to determine the uniaxial compressive strength due to its simple testing machine and procedure. The point load test index can estimate the uniaxial compressive strength through conversion factors based on the rock types. However, the mechanism correlating these two parameters and the influence of the mechanical properties on PLT results are still not well understood. This study proposed a theoretical model to understand the mechanism of PLT serving as an alternative to the UCS test based on laboratory observation and literature survey. This model found that the point load test is a self-confined compression test. There is a compressive ellipsoid near the loading axis, whose dilation forms a tensile ring that provides confinement on this ellipsoid. The peak load of a point load test is linearly positive correlated to the tensile strength and negatively correlated to the Poisson ratio. The model was then verified using numerical and experimental approaches. In numerical verification, the PLT discs were simulated using flat-joint BPM of PFC3D to model the force distribution, crack propagation and BPM properties' effect with calibrated micro-parameters from laboratory UCS test and point load test of Berea sandstones. It further verified the mechanism experimentally by conducting a uniaxial compressive test, Brazilian test, and point load test on four different rocks. The findings from this study can explain the mechanism and improve the understanding of point load in determining uniaxial compressive strength.
In this paper, a control method is presented to improve performance of haptic display on a passive haptic device equipped with passive actuators. In displaying a virtual wall with the passive haptic device, an unstable behavior occurs with excessive actions of brakes due to the time delay mainly arising from the update rate of the virtual environment and force approximation originated from the characteristics of the passive actuators. The previous T.D.P.C. (Time Domain Passivity Control) method was not suitable for the passive haptic device, since a programmable damper used in the previously introduced T.D.P.C. method easily leads to undesirable behaviors. A new passivity control method is evaluated with considering characteristics of the passive device. First, we propose a control method which is designed under the analysis of the passive FME (Force Manipulability Ellipsoid). And then a passivity control scheme is applied to the proposed control method. Various experiments have been conducted to verify the proposed method with a 2-link mechanism.
다중 이상점 과 다중 지렛점의 식별은 가장효과(masking effect)와 편승효과(swamping effect)에 영향을 받으므로 어려움이 존재한다. Rousseeuw와 van Zomeren(1990)은 LMS (Least Median of Squares) 회귀방법과 MVE(Minimum Volume Ellipsoid) 통계량을 이용하여 다중 이상점과 다중 지렛점을 식별하였다. 그러나 이들의 방법은 LMS와 MVE의 강한 로버스트성으로 인하여 이상점과 지렛점이 아닌 점들도 이상점과 지렛점으로 식별하는 경향이 있다. Fung(1993)은 식별된 이상점과 지렛점들에 대하여 재확인방법을 제안하였는데 이 방법은 인근효과(adjacent effect)에 영향을 받아 이상점과 지렛점을 식별하는데 문제가 있는 것으로 분석되었다. 본 논문은 이러한 문제점을 지적하고 새로운 방법을 제안하여 식별된 이상점과 지렛점을 재확인하고자 한다.
본 논문에서는 두 타원체 사이의 중심 간 방향으로의 최단 접근 거리를 구하는 방법을 다룬다. 이는 타원체 사이의 충돌 검사 및 반응에 있어서 핵심 기술이다. 외부에서 서로 접하는 두 타원체의 중심 사이의 거리와 접촉점, 접촉방향에 관한 조건식을 세우고, 해를 포함하는 구간을 유지하는 이분법과 도함수를 이용하는 Newton 방법의 혼합을 통해 최단 접근 거리를 항상 안정적이며 효율적으로 구할 수 있게 한다. 또한 다양한 실험을 통해 제안된 방법의 안정성 및 효율성을 보인다.
A high-order potential-based panel method based on Green's theorem, with piecewise-linear dipole strength on triangular panels, is formulated for the analysis of potential flow around a three-dimensional wing. Previous low-order panel methods adopt square panels with piecewise-constant dipole strength, which results in inherent errors. Square panels can not represent a high curvature lifting body, such as propellers, since the four vertices of the square panel do not locate at the same flat plane. Moreover the piecewise-constant dipole strength induces inevitable errors due to the steps in dipole strength between adjacent panels. In this paper a high-order panel method is formulated to improve accuracy by adopting a piecewise linear dipole strength on triangular panels. Firstly, the square panels are replaced by triangular panels in order to increase the geometric accuracy in representing the shape of the object with large curvature. Next, the step difference of the dipole strength between adjacent panels is removed by adopting piecewise-linear dipole strength on the triangular panels. The calculated results by the present method is compared with analytical ones for simple non-lifting geometries, such as ellipsoid. The results for an elliptic wing with zero thickness at finite angle of attack are compared with Jordan's results. The comparison shows reasonable agrements for the both lifting and non-lifting bodies.
An effective dexterous motion control method of redundant robot manipulators based on neural optimization network is proposed to satisfy multi-criteria such as singularity avoidance, minimizing energy consumption, and avoiding physical limits of actuator, while performing a given task. The method employs a neural optimization network with parallel processing capability, where only a simple geometric analysis for resolved motion of each joint is required instead of computing of the Jacobian and its pseudo inverse matrix. For dexterous motion, a joint geometric manipulability measure(JGMM) is proposed. JGMM evaluates a contribution of each joint differential motion in enlarging the length of the shortest axis among principal axes of the manipulability ellipsoid volume approximately obtained by a geometric analysis. Redundant robot manipulators is then controlled by neural optimization networks in such a way that 1) linear combination of the resolved motion by each joint differential motion should be equal to the desired velocity, 2) physical limits of joints are not violated, and 3) weighted sum of the square of each differential joint motion is minimized where weightings are adjusted by JGMM. To show the validity of the proposed method, several numerical examples are illustrated.
2차원의 영상을 이용한 돌출형 전립선 비대증의 부피 평가방법에서 돌출부위를 포함시킬 경우와 포함시키지 않을 경우의 부피변화를 3차원 볼륨 렌더링(volume rendering, VR)을 이용하여 비교 평가하고자 한다. 돌출형 전립선 부피측정을 위한 가상 전립선 모델은 곤약을 이용해 임의로 평균 1 cm 정도로 돌출되도록 하여 10 ml에서 각각 10 ml씩 부피를 변화시켜 100 ml까지 총 10 개의 모델을 제작하였다. 이 때 제작된 모델의 부피측정은 64 channel 전산화단층촬영(computed tomography, CT)과 3.0 Tesla 자기공명영상(magnetic resonance image, MRI)을 이용하여 획득된 3차원 볼륨 영상자료로 계측하였다. 산출한 CT와 MRI영상들의 3차원 볼륨데이터 근접성 평가를 위해 wilcoxon 부호순위(signed rank) 검정을 하였다. 또한 획득한 영상자료는 3차원 영상처리를 통하여 볼륨 렌더링으로 재구성한 후 타원체부피공식법을 이용하여 돌출부위를 포함시킬 때와 포함하지 않을 때의 부피를 구하였다. 이 때 돌출 유무에 따라 각각 측정된 부피와 3차원 볼륨 렌더링의 부피를 wilcoxon 부호순위(signed rank) 검정을 사용하여 유의성을 평가했으며 상관계수(pearson's correlation coefficient, r)를 사용하여 상관관계를 분석하였다. 계측된 가상 전립선 모델의 돌출부위길이는 CT에서 $0.90{\pm}0.18\;mm$, MRI에서 $0.75{\pm}0.11\;mm$이었으며, CT와 MRI에서 계측된 3차원 영상 부피의 p-value는 0.414로 유의한 차이는 없었다. 그러나 MRI에서 측정된 3차원 영상 부피와 2차원 영상에서 돌출부위를 포함시킬 때의 p-value는 0.005인 반면 포함하지 않을 때의 p-value는 0.139로 나타났으며, CT에서도 측정된 3차원 영상 부피와 2차원 영상에서 돌출부위를 포함시킬 때의 p-value는 0.005인 반면 포함하지 않을 때의 p-value는 0.057로 나타났다. 돌출형 전립선의 부피측정은 돌출부위를 제외하고 상하길이를 측정하는 것이 3차원 볼륨 렌더링에 의한 부피 값과 더 가까운 부피 값을 얻을 수 있었다.
감마나이프 방사선수술(GKRS)의 높은 정밀도와 정확성은 치료 성공을 위한 기본 요건이다. 방사선의 급격한 감소와 함께 정교한 방사선 전달 및 선량 기울기가 임상적으로 적용되어야 하므로 방사선량 측정 및 기하학적 정확성을 보장하고 감마나이프 방사선수술에서 발생할 수 있는 모든 위험 요인을 줄이기 위해서는 전용 정도관리(QA) 프로그램이 필요하다. 본 연구에서는 독립적인 검증 프로그램 가변 타원체 모형화기술(Variable Ellipsoid Modeling Technique: VEMT)을 적용해서 감마나이프 치료계획 시스템 렉셀 감마플랜의 알고리즘에 사용된 단일 샷 선량 분포의 정확성을 검증하였다. 감마나이프 퍼펙션(PFX)에 장착한 직경 160 mm의 구형 ABC 팬텀에 조사한 단일 샷의 선량 분포를 평가했다. 단일 샷의 조사는 ABC 팬텀의 중심으로 향하게 하여 x, y 및 z 축을 따라 4, 8 및 16 mm 크기의 시준기 배치가 고려되었다. 감마나이프 방사선수술에서 사용되는 감마나이프 퍼펙션 치료계획 시스템은 렉셀 감마플랜(LGP) 버전 10.1.1이 사용되었다. VEMT의 검증을 통해서 감마나이프 방사선수술의 정확성은 배가 될 것이다. 그래서 VEMT 검증 후 감마나이프 방사선수술의 정확성과 정밀성을 토대로 임상 적용이 최종적으로 수행되어야 한다. 특히 환자의 머리가 직경 160mm의 구형으로 시뮬레이션된 조건에서 50% 등선량 높이 수준의 너비, 즉 최대반값폭(FWHM)이 검토되었다. VEMT를 통해 예측된 x, y, z 축의 선량 분포에 관한 모든 데이터는 4 mm 및 8 mm 시준기 배치에 대해 z 축을 따라 최대반값폭과 반그늘(PENUMBRA)의 약간의 차이점을 제외하고는 사양 내(등선량 50%에서 1 mm 이내)에서 LGP의 선량 분포와 훌륭하게 일치했다. 최대반값폭의 최대 불일치는 모든 시준기 배치에서 2.3% 미만이었다. 반그늘의 최대 불일치는 z 축을 따라 8 mm 시준기에 대해서 0.07 mm로 주어졌다. VEMT와 LGP로 얻은 선량 분포에서 최대반값폭과 반그늘의 차이는 감마나이프 방사선수술에서 임상적 유의성을 부여하기에는 너무 작았다. 이 연구의 결과는 전 세계 감마나이프 방사선수술에 관련된 의학물리학자를 위한 참고 자료로 활용될 수 있으리라 사료된다. 따라서 우리는 LGP의 결과물에 대한 독립적인 검증방법 VEMT를 포함하는 정기 예방정비 프로그램을 통해 결정된 모든 시준기 배치에 대한 선량 분포의 유효성을 확인하고 감마나이프 방사선수술 환자에게 임상적으로 완벽한 치료를 보장할 수 있다. 그래서 VEMT의 활용은 시스템을 안전하게 검증하고 운영할 수 있는 정도관리의 한 부분이 될 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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