• KSBB Journal
• /
• 제24권1호
• /
• pp.30-40
• /
• 2009

Aspergillus terreus에 의한 이타콘산 생산 발효공정에서 생산균주의 성장을 어느 정도 제한시킴으로써 배양생리적 특성이 이타콘산 생합성 쪽으로 치우치도록 통계적 방법을 적용하여 itaconic acid의 생산배지 조성을 최적화하는 연구를 수행하였다. 이타콘산은 TCA회로를 거쳐 합성된 cis-aconitic acid의 디카르복실화 반응에 의해 생합성되는 고부가 화학원료물질이다. 우선 One factor at a time (OFAT) 방법을 이용하여 이타콘산의 생산성 증가에 크게 영향을 미치는 중요한 탄소원들로 sucrose, glucose, fructose와 soluble starch를 확인할 수 있었고, 질소원들로는 cottonseed flour와 soybean meal을 찾을 수 있었다. Fractional factorial design을 통하여 이들 6가지 요인들 간의 상호작용의 정도를 확인한 결과 sucrose와 cottonseed flour간의 상호작용의 정도가 가장 컸고, 나머지 요인들 간의 상호작용의 정도는 작거나 혹은 이타콘산 생산에 오히려 부정적인 결과를 나타냈다. 또한 full factorial design (FFD) 실험을 통해 생산배지에 $KH_2PO_4$와 $MgSO_4$가 과량 첨가되면 이타콘산의 생산성이 심각하게 저해됨을 알 수 있었다. FFD의 1차모델식을 근간으로 하여 최급상승법 (steepest ascent method, SAM)을 적용하여 sucrose, cottonseed flour, $KH_2PO_4$ 및 $MgSO_4$의 최적 농도로 향하는 가장 가파른 기울기를 구함으로써, 신속하고 효율적으로 최적 농도지점에 대한 정보를 얻을 수 있었다. SAM이 제시해주는 농도 부근에서 반응표면분석 (response surface method, RSM)을 적용하여 각 배지성분의 농도를 최적화시키기 위해, 2개의 중요한 요인인 sucrose와 cottonseed flour를 이용하여 중심합성계획 (central composite design, CCD) 실험을 수행하였다. 그 결과 이타콘산의 최적 배지 조건은 sucrose 90.4 g/L, cottonseed flour 53.8 g/L인 것으로 관찰되었고, 이 농도에서 이타콘산의 생산성은 초기 사용된 배지에서의 생산성에 비해 약 7배 증가한 4360 mg/l로 나타났다. 이로부터 탄소원 (C)으로 사용한 sucrose와 질소원 (N)으로 사용한 cottonseed flour 간의 C/N 비율이 이타콘산의 생산성에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할수 있었다.

• Journal of Computational Design and Engineering
• /
• 제3권3호
• /
• pp.215-225
• /
• 2016

In recent years, the automotive industry has known a remarkable development in order to satisfy the customer requirements. In this paper, we will study one of the components of the automotive which is the twist beam. The study is focused on the multicriteria design of the automotive twist beam undergoing linear elastic deformation (Hooke's law). Indeed, for the design of this automotive part, there are some criteria to be considered as the rigidity (stiffness) and the resistance to fatigue. Those two criteria are known to be conflicting, therefore, our aim is to identify the Pareto front of this problem. To do this, we used a Normal Boundary Intersection (NBI) algorithm coupling with a radial basis function (RBF) metamodel in order to reduce the high calculation time needed for solving the multicriteria design problem. Otherwise, we used the free form deformation (FFD) technique for the generation of the 3D shapes of the automotive part studied during the optimization process.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
• /
• pp.1358_1359
• /
• 2009

가스 절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear : GIS)의 고체 스페이서에 경사기능성 재료(Functionally Graded Material : FGM)를 적용할 때, 전계의 완화를 예상할 수 있다. 특히, 균일 유전율 분포를 가지는 스페이서에서 양극 근처에 집중된 높은 전계가 FGM 스페이서를 사용할 때, 스페이서와 $SF_6$ 가스의 접촉부로 옮겨지며, 그 크기가 완화됨을 확인할 수 있었다[1]. 본 연구에서는 상용 고체 스페이서의 양극 부근에서의 전계 집중을 감소시키기 위해 전극 형상의 최적화를 수행하였다. 최적화 기법으로는 완전계승계획법(Full Factorial Design : FFD)과 결합된 반응표면법(Response Surface Method : RSM)을 이용하였으며, 균일 유전율 스페이서에서 양극 형상을 최적화하였다. 또한 타원형 유전율 분포를 가지는 FGM 스페이서를 이용함으로써, 상용 GIS 모델에 비해 최대 전계가 크게 완화될 수 있음을 확인하였으며, 상용 GIS의 외함부의 크기를 줄여 실제 소형화 가능 여부를 확인하였다.

• 대한산업공학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.470-480
• /
• 2008

Loading steel coil products on a specialized packing case called pallet can be represented as a bin-packing problem with the special constraint where objects should be loaded on designated positions of bins. In this paper, under assuming that there exist only two types of objects, we focus on finding the optimum number of positions in a bin which minimizes the number of bins needed for packing a collection of objects. Firstly, we propose a method to decide the number of positions and prove that the method is optimum. Finally, for the packing problem using bins designed by the method, we show that the well-known algorithm, First-Fit Decreasing(FFD), is the optimum algorithm.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제17권10호
• /
• pp.1229-1238
• /
• 2014

Various 2D Shape deformation techniques has been presented recently. Concerning intuitive control of deformation, gradient domain 2D deformation techniques have an advantage over FFD(Free-form deformation) approaches, since they can deform objects with less control points. However, semantic shape properties such as thickness or length are difficult to handle in these approaches due to they treat the whole shape as a simple flat shape without structural meaning. In this paper, we propose a 2D shape deformation algorithm that deforms shapes using thin, deformable skeletal structure called freeform deformation axis (FDA). This concept separates the target shape and the deformable structure and thus enables user to manipulate shapes more intuitively.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제6권3호
• /
• pp.183-202
• /
• 2006

The behavior of steel-concrete composite beams is strongly influenced by the type of shear connection between the steel beam and the concrete slab. For accurate analytical predictions, the structural model must account for the interlayer slip between these two components. This paper focuses on a procedure for response sensitivity analysis using state-of-the-art finite elements for composite beams with deformable shear connection. Monotonic and cyclic loading cases are considered. Realistic cyclic uniaxial constitutive laws are adopted for the steel and concrete materials as well as for the shear connection. The finite element response sensitivity analysis is performed according to the Direct Differentiation Method (DDM); its analytical derivation and computer implementation are validated through Forward Finite Difference (FFD) analysis. Sensitivity analysis results are used to gain insight into the effect and relative importance of the various material parameters in regards to the nonlinear monotonic and cyclic response of continuous composite beams, which are commonly used in bridge construction.

• 한국작물학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.60-73
• /
• 1989

수도재배에 있어서 수량은 여러 가지 요인이 복합적으로 작용하여 나타난 반응의 산물이다. 수도의 적정재배조건을 구명하기 위하여 지금까지는 제한된 요인 및 수준에서 시험연구가 수행되어 왔는데, 처리요인수 및 각 요인당 처리수준이 증가될 경우 전체 처리수의 급증으로 시험수행이 어렵게 된다. 본 연구는 이를 극복하고자 조생량 벼 품종 '운봉벼'의 재식주수, 주당본수, 질소시비량, 이앙일, 육묘일수 등 5가지 계량적 재배요인의 최적조건을 구명하기 위한 시험을 수행하고 수량을 Box와 Wilson의 중심합성계획법에 따라 분석하였으며(시험 1), 같은 품종을 공시하여 실험 1과 같은 요인을 Finney의 부분실시법(FFD)과 비교함으로써(시험 2) CCD의 농사시험연구에의 활용가능성을 제시하고자 하였다. 1. 재배조건에 따른 수량반응 수량은 5요인중 4요인의 수준을 중심수준에서 통제하였을 때 각 요인별 최대수량은 중심수준(재식주수, 90수/3.3$m^2$ ; 주당본수, 5본 ; N시비량, 11kg/10a ; 이앙일, 6월 25일 ; 육묘일수, 35일) 부근이었고 각 요인이 양극단수준으로 갈수록 감수하였으며 5요인중 3요인을 중심수준에서 통제하고 난 뒤에 2요인들 간의 상호작용에 의한 수량은 가 수준의 중심부에서 최고치를 보였다. 전체 5개 요인의 상호작용에 의해 나타난 수량의 정상점은 안부점이었다. 2. 두 계획법의 비교 가. CCD에서 수량에 대한 각각의 정상점에서의 재배조건은, 재식주수 107주/3.3$m^2$, 주당본수 4본, 질소시비량 10kg/10a, 이앙일 6월 26일, 육묘일수 33일이었고, 정상점에서의 수량은 439kg/10a으로서 FFD에서의 그것들과 비슷하였다. 나. CCD에 의하면 요인수와 수준수가 많아도 처리조합수를 획기적으로 줄일 수 있었고, 실험재료의 절적, 작업시간의 단축 및 작업의 간편화를 가져왔다. 다. CCD(각 요인별 5수준)는 FFD(각 3수준)에 비하여 수준수가 많았지만 결과를 도해화하기에 편리하였다. 라. 양 계획법에 있어서 수량의 정상점이 안부점인 것으로 보아 요인의 설정시 각 요인 상호간의 이질성을 고려해야 하며, 처리요인의 지나친 증가도 억제되어야 할 것이다. 마. CCD는 극한수준($\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2)의 처리가 없기 때문에 각 요인의 극한수준의 실험영역에 대해서는 적은 정보를 얻었으나. FFD보다는 많은 유익한 정보를 획득할 수 있었다. 따라서, CCD는 획기적으로 처리수를 줄였어도 유익한 정보를 제공하는 것으로 보아, 농사시험연구에 효율적으로 활용할 수 있는 계획적으로 확인되었다.적으로 확인되었다.

• KSBB Journal
• /
• 제25권2호
• /
• pp.142-154
• /
• 2010

Inonotus obliquus 균사체의 액상배양을 통한 항당뇨효능의 단백다당체 대량생산 배양공정을 개발하기 위한 첫 단계로 고생산성 균주의 개발을 신속하게 수행하기 위한 방법을 개발하였다. I. obliquus는 균사체로 성장할 때 포자를 형성하지 못하므로 단일 세포를 획득하기 위해서는 원형질체들을 회수하여 이로부터 성장 능력과 단백다당체의 생산성이 높은 우량균주를 선별하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 균주개량 공정 중 특별히 장기간의 배양 시간이 요구되어 신속한 균주개발 시 가장 큰 장애 요인으로 작용하는 고체성장배양 단계의 문제점을 극복하고자, 고체배양 환경의 최적화에 대한 연구를 중점적으로 수행하였다. 고체성장배양 시 균사체 성장에 효능이 탁월한 배지성분을 선별하기 위해 우선 Plackett-Burman design 실험을 통해서 유의성 높은 배지성분을 찾아내었고, 이에 근거한 부분요인설계법 fractional factorial design, FFD) 실험을 통해 배지성분 상호간의 관계를 분석 할 수 있었다. 또한 이 FFD 실험결과에 근거해서 설계한 최급상승법 (steepest ascent method, SAM) 실험방법을 적용한 결과, 고체성장배양 시 균사체 성장환의 직경이 기존의 MA 배지와 비교해서 약 41% 증가했을 뿐만 아니라 균사체의 밀도도 크게 향상된 배지조성을 확립 할 수 있었다. 또한 SAM 연구결과를 바탕으로 최적의 배지조성을 확립하고자 각 배지성분의 최적농도를 통계적으로 더욱 정밀하게 조사하는 반응표면분석법 (response surface method, RSM) 실험을 수행하였다. 그 결과 최적고체성장배지의 성분과 농도는 glucose 25.61 g/L, brown rice 12.53 g/L, soytone peptone 12.53 g/L, $MgSO_4$ 5.53 g/L, agar 20 g/L인 것으로 최종 결정되었으며, 이 조건에서 13일 동안 배양시 균사체의 직경이 약 82 mm 정도에 이르는 것으로 나타났다. 이 결과는 상기의 SAM 실험에서 최적농도로 제시한 배지조성과 매우 유사한 것으로 확인되었는데, 이로부터 최종적인 RSM 실험을 수행하기 전에 최적 농도의 근사치를 추정하기 위해서 수행한 SAM 실험이 매우 효율적이었음을 확인할 수 있었다. 또한 배지 최적화 결과 고체성장배양에서의 성장속도의 증가로 인해 배양기간을 기존의 15~20일에서 8일로 획기적으로 줄일 수 있게 되어, 짧은 시간 내에 대규모 균주 선별과 각 균주의 단백다당체의 생산성 확인이 가능하게 되었다.

• 한국작물학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.177-183
• /
• 1989

관행의 수확방법 대비 밀식과 증비수건하에서 하위엽을 수확치 않을 때의 실용성을 검사하고, 향끽미종 본래의 품질 특성을 유지하면서 수량을 확보할 수 있는 과정 수확기간을 구명하고자 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 관행대비 밀식증비구에서 수량 및 kg당 가격이 높았고, 하엽 4수(5수) 제거 또는 방치구 경작면에서 유리한 것으로 나타났다. 2. 하위엽 폐엽에 따른 건조엽의 내용성분은 관행에 비해 밀식증비구가 본엽에서 환원당이 낮고 전질소 단백태질소 함량이 높을 뿐 큰 차이는 없었으며, 밀식증비한 수확방법간에는 KA102, Xanthi Basma 모두 하엽 8매 (10매) 방치구의 상엽에서만 환원당이 다소 낮고 니코틴 및 전질소 함량이 높았으나 큰 차이는 없었다. 3. 수확기간을 단축한 조기수확구에서 수량 및 1kg당 가격이 저하되고 질소시용 수준은 3.0kg/10a 구에 비해 6.0kg/10a 시용이 수량은 다소 증가하였으나 kg당 가격은 거의 대등하였다. 4. 건조엽의 내용성분중 당함량은 수확기간별로 30일 수확구에서 높고, 기간이 길어질수록 니코틴 함량은 증가하며, 전질소, 단백태질소 함량은 감소하는 경향이었고, 질소증비구내에서 니코틴 및 전질소함량이 다소 증가하였다. 5. 석유에텔 추출물은 40일구를 제외하고 증비시에 함량이 감소하고 하위엽에서 상위엽으로 갈수록 수확이 늦어질수록 증가하는 경향이었다. 이하의 결과, 향끽미종 수확 및 건조방법은 최대 생장기에 하위엽 4∼5매를 제거하거나 1회 수확엽을 방치한 후, 개화기경 첫 수확을 시작, 성숙진행에 따라 30∼40일간 5회에 걸쳐 하는 방법이 적합한 것으로 나타났다.3일이었고, 정상점에서의 수량은 439kg/10a으로서 FFD에서의 그것들과 비슷하였다. 나. CCD에 의하면 요인수와 수준수가 많아도 처리조합수를 획기적으로 줄일 수 있었고, 실험재료의 절적, 작업시간의 단축 및 작업의 간편화를 가져왔다. 다. CCD(각 요인별 5수준)는 FFD(각 3수준)에 비하여 수준수가 많았지만 결과를 도해화하기에 편리하였다. 라. 양 계획법에 있어서 수량의 정상점이 안부점인 것으로 보아 요인의 설정시 각 요인 상호간의 이질성을 고려해야 하며, 처리요인의 지나친 증가도 억제되어야 할 것이다. 마. CCD는 극한수준($\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2)의 처리가 없기 때문에 각 요인의 극한수준의 실험영역에 대해서는 적은 정보를 얻었으나. FFD보다는 많은 유익한 정보를 획득할 수 있었다. 따라서, CCD는 획기적으로 처리수를 줄였어도 유익한 정보를 제공하는 것으로 보아, 농사시험연구에 효율적으로 활용할 수 있는 계획적으로 확인되었다.적으로 확인되었다.높은 검색률을 나타내었고 다음 성계(150일영이상)에서 35.3％ 및 유추(30 일영미만)에서 17.3％의 순이었다. 이중 세균성 및 기생충성 질병은 육성계에서의 검색률이 가장 높았으나, 바이러스성 질병은 육성계 및 성계에서 거의 같은 비율로 높았으며 곰팡이성 질병은 유추에서 가장 높은 검색률을 나타내었다.17) 사료비절감은 생산비의 60∼70％를 차지하고 있으므로 공동구인 자가배합을 하여 자기실정에 맞는 경영체질로 운영하고 있었다.

• Food Science and Biotechnology
• /
• 제17권5호
• /
• pp.904-911
• /
• 2008

Covalent cross-links between a number of proteins and peptides explain why transglutaminase may be widely used by food processing industries. The objective of this work was optimization of the fermentation process to produce transglutaminase from a new microbial source, the Streptomyces sp. P20. The strategy adopted to modify the usual literature media was: (1) fractional factorial design (FFD) to elucidate the key medium ingredients, (2) central composite design (CCD) to optimise the concentration of the key components. Optimization of the medium resulted in not only an 86% increase in microbial transglutaminase activity as compared to the media cited in the literature, but also a reduction in the production cost. Optimal fermentation conditions - namely temperature and agitation rate - were also studied, using CCD methodology. Usual conditions of $30^{\circ}C$ and 100 rpm were within the optimal area. All other parameters for enzyme production were experimentally proven to be optimum fermentation conditions.