• 제목/요약/키워드: Fatigue model

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The Outcomes of an e-Wellness Program for Lupus Patients in Thailand: A Participatory Action Research Approach

  • Nop T. Ratanasiripong;Steven Cahill;Christine Crane;Paul Ratanasiripong
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제56권2호
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    • pp.154-163
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    • 2023
  • Objectives: Systemic lupus erythematosus (SLE) or lupus patients usually experience various physical and psychological challenges. Since the coronavirus disease 2019 pandemic, these challenges have become even harsher. Using the participatory action research approach, this study evaluated how an e-wellness program (eWP) impacted SLE-related knowledge and health behaviors, mental health, and quality of life among lupus patients in Thailand. Methods: A 1-group, pretest-posttest design study was conducted among a purposive sample of lupus patients who were members of Thai SLE Foundation. The 2 main intervention components were: (1) online social support, and (2) lifestyle and stress management workshops. Sixty-eight participants completed all the study requirements, including the Physical and Psychosocial Health Assessment questionnaire. Results: After being in the eWP for 3 months, participants' mean score for SLE-related knowledge increased significantly (t=5.3, p<0.001). The increase in sleep hours was statistically significant (Z=-3.1, p<0.01), with the percentage of participants who slept less than 7 hours decreasing from 52.9% to 29.0%. The percentage of participants reporting sun exposure decreased from 17.7% to 8.8%. The participants also reported significantly lower stress (t(66)=-4.4, p<0.001) and anxiety (t(67)=-2.9, p=0.005). The post-eWP quality of life scores for the pain, planning, intimate relationship, burden to others, emotional health, and fatigue domains also improved significantly (p<0.05). Conclusions: The overall outcomes showed promising results of improved self-care knowledge, health behaviors, mental health status, and quality of life. It is recommended that the SLE Foundation continues to use the eWP model to help the lupus patient community.

A numerical application of Bayesian optimization to the condition assessment of bridge hangers

  • X.W. Ye;Y. Ding;P.H. Ni
    • Smart Structures and Systems
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    • 제31권1호
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    • pp.57-68
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    • 2023
  • Bridge hangers, such as those in suspension and cable-stayed bridges, suffer from cumulative fatigue damage caused by dynamic loads (e.g., cyclic traffic and wind loads) in their service condition. Thus, the identification of damage to hangers is important in preserving the service life of the bridge structure. This study develops a new method for condition assessment of bridge hangers. The tension force of the bridge and the damages in the element level can be identified using the Bayesian optimization method. To improve the number of observed data, the additional mass method is combined the Bayesian optimization method. Numerical studies are presented to verify the accuracy and efficiency of the proposed method. The influence of different acquisition functions, which include expected improvement (EI), probability-of-improvement (PI), lower confidence bound (LCB), and expected improvement per second (EIPC), on the identification of damage to the bridge hanger is studied. Results show that the errors identified by the EI acquisition function are smaller than those identified by the other acquisition functions. The identification of the damage to the bridge hanger with various types of boundary conditions and different levels of measurement noise are also studied. Results show that both the severity of the damage and the tension force can be identified via the proposed method, thereby verifying the robustness of the proposed method. Compared to the genetic algorithm (GA), particle swarm optimization (PSO), and nonlinear least-square method (NLS), the Bayesian optimization (BO) performs best in identifying the structural damage and tension force.

ML-based prediction method for estimating vortex-induced vibration amplitude of steel tubes in tubular transmission towers

  • Jiahong Li;Tao Wang;Zhengliang Li
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제90권1호
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    • pp.27-40
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    • 2024
  • The prediction of VIV amplitude is essential for the design and fatigue life estimation of steel tubes in tubular transmission towers. Limited to costly and time-consuming traditional experimental and computational fluid dynamics (CFD) methods, a machine learning (ML)-based method is proposed to efficiently predict the VIV amplitude of steel tubes in transmission towers. Firstly, by introducing the first-order mode shape to the two-dimensional CFD method, a simplified response analysis method (SRAM) is presented to calculate the VIV amplitude of steel tubes in transmission towers, which enables to build a dataset for training ML models. Then, by taking mass ratio M*, damping ratio ξ, and reduced velocity U* as the input variables, a Kriging-based prediction method (KPM) is further proposed to estimate the VIV amplitude of steel tubes in transmission towers by combining the SRAM with the Kriging-based ML model. Finally, the feasibility and effectiveness of the proposed methods are demonstrated by using three full-scale steel tubes with C-shaped, Cross-shaped, and Flange-plate joints, respectively. The results show that the SRAM can reasonably calculate the VIV amplitude, in which the relative errors of VIV maximum amplitude in three examples are less than 6%. Meanwhile, the KPM can well predict the VIV amplitude of steel tubes in transmission towers within the studied range of M*, ξ and U*. Particularly, the KPM presents an excellent capability in estimating the VIV maximum amplitude by using the reduced damping parameter SG.

Feasibility study of the beating cancellation during the satellite vibration test

  • Bettacchioli, Alain
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제5권2호
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    • pp.225-237
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    • 2018
  • The difficulties of satellite vibration testing are due to the commonly expressed qualification requirements being incompatible with the limited performance of the entire controlled system (satellite + interface + shaker + controller). Two features cause the problem: firstly, the main satellite modes (i.e., the first structural mode and the high and low tank modes) are very weakly damped; secondly, the controller is just too basic to achieve the expected performance in such cases. The combination of these two issues results in oscillations around the notching levels and high amplitude beating immediately after the mode. The beating overshoots are a major risk source because they can result in the test being aborted if the qualification upper limit is exceeded. Although the abort is, in itself, a safety measure protecting the tested satellite, it increases the risk of structural fatigue, firstly because the abort threshold has been already reached, and secondly, because the test must restart at the same close-resonance frequency and remain there until the qualification level is reached and the sweep frequency can continue. The beat minimum relates only to small successive frequency ranges in which the qualification level is not reached. Although they are less problematic because they do not cause an inadvertent test shutdown, such situations inevitably result in waiver requests from the client. A controlled-system analysis indicates an operating principle that cannot provide sufficient stability: the drive calculation (which controls the process) simply multiplies the frequency reference (usually called cola) and a function of the following setpoint, the ratio between the amplitude already reached and the previous setpoint, and the compression factor. This function value changes at each cola interval, but it never takes into account the sensor signal phase. Because of these limitations, we firstly examined whether it was possible to empirically determine, using a series of tests with a very simple dummy, a controller setting process that significantly improves the results. As the attempt failed, we have performed simulations seeking an optimum adjustment by finding the Least Mean Square of the difference between the reference and response signal. The simulations showed a significant improvement during the notch beat and a small reduction in the beat amplitude. However, the small improvement in this process was not useful because it highlighted the need to change the reference at each cola interval, sometimes with instructions almost twice the qualification level. Another uncertainty regarding the consequences of such an approach involves the impact of differences between the estimated model (used in the simulation) and the actual system. As limitations in the current controller were identified in different approaches, we considered the feasibility of a new controller that takes into account an estimated single-input multi-output (SIMO) model. Its parameters were estimated from a very low-level throughput. Against this backdrop, we analyzed the feasibility of an LQG control in cancelling beating, and this article highlights the relevance of such an approach.

대중교통 수단선택과 연계한 복합환승센터 내 보행자 최적경로 산정 (Computation of Optimal Path for Pedestrian Reflected on Mode Choice of Public Transportation in Transfer Station)

  • 윤상원;배상훈
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.45-56
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    • 2007
  • 미래 사회로 갈수록 대중교통을 연계하기 위한 환승센터의 기능 및 규모가 확대됨에 따라 환승센터 내에서 이용자를 대상으로 경로를 안내하는 시스템의 필요성이 제기되고 있다. 그러나 도로에서의 차량을 대상으로 한 최적경로에 관한 모형은 많이 제시되고 있는 반면 건물 내에서 보행자를 위한 최적경로에 대한 연구는 미미하다. 따라서 본 연구는 복합환승센터 내에서 승용차를 이용하는 개인이 지하주차장에서 환승센터 내 대중교통 수단 이용을 위한 승강장이나 상가 시설로 이동하는 최적의 경로를 제시할 수 있는 모형개발을 주요내용으로 하였다. 건물 내 최적경로 모형은 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 기본으로 하여 거리의 최소비용을 산정하고, 여기에 이동시간, 피로감, 쾌적도와 대기시간 등의 요소를 순위합, 산술합 방법 등을 통해 적용하여 객관성을 부가하였다. 또한 대중교통 수단의 이용자들의 성향이 반영된 Neuro-Fuzzy 모형을 통하여 환승센터 내 환승하는 이용자에게 최적의 교통수단을 제시하고, 그 해당 수단의 승강장까지 최적경로를 제시함으로써 모형의 효율성을 높였다. 마지막으로 가상의 시나리오들를 통하여 개발 모형의 효율성 검증하였다. 검증결과 개발모형을 통했을 경우 그렇지 않을 경우보다, 수직이동 경로차이의 시나리오에서 약 75%, 수평이동 경로차이의 시나리오에서 약 $24.5{\sim}107.7%$ 더 효율적으로 나타났다.

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128 채널 뇌파를 이용한 사이버멀미 평가법 개발 (Development of a Method of Cybersickness Evaluation with the Use of 128-Channel Electroencephalography)

  • 한동욱;이동현;지경하;안봉영;임현균
    • 감성과학
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    • 제22권3호
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    • pp.3-20
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    • 2019
  • 가상현실 기술이 발전하면서 다양한 영역에서 여러 목적으로 활용되고 있다. 하지만 사용자로부터 메스꺼움, 어지러움 등과 같은 멀미 증상에 대한 부작용도 함께 보고되고 있다. 이런 멀미 증상을 사이버멀미라고 말하며, 사용자에게 불편을 야기시켜 불쾌감과 스트레스와 같은 부정적 영향을 줄 수 있으며, 현재 사이버멀미의 발생 원인과 해결책에 관한 공식적인 표준이 없다. 본 연구에서는 이런 한계점을 극복하기 위해 정량적, 객관적 사이버멀미 평가법을 제안하였다. 10명의 20대 남성 대상으로 이동과 회전을 하는 가상현실을 경험하게 하면서 128채널의 뇌파를 측정하였다. 11개 영역에서 Delta와 Alpha 상대 파워를 계산하고, ROC curve를 통해 area under the ROC curve (AUC)가 가장 높은 값을 가지는 다중회귀모형을 도출하였다. 이렇게 도출한 다중회귀모형은 11개의 설명변수로 피험자가 응답한 사이버멀미의 정도와 비교하여 95.1 % (AUC = 0.951)의 정확성으로 사이버멀미를 구분하는 것이 가능함을 알 수 있었다. 이러한 결과를 정리하면 본 연구에서는 128 채널의 뇌파를 통해 멀미에 대한 객관적 반응을 확인하였으며, 뇌의 특정부위에서 반응이 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과와 분석법을 활용하면 추후 사이버멀미 관련 연구에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

요양보호사의 감정노동과 장기요양기관의 서비스 질의 관계 - 직무관련 삶의 질 매개효과 - (Effect of Long-term Care Worker's Emotional Labor on Service Quality of long term care facility - Mediating Effect of Professional Quality of Life -)

  • 이영선;송명섭;박정환
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권10호
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    • pp.336-343
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    • 2017
  • 본 연구에서는 요양보호사의 감정노동, 직무관련 삶의 질, 서비스 질의 관계를 분석하였다. 연구대상은 전국의 장기요양시설에 근무하는 요양보호사 211명이며, 자기기입식 설문지를 활용하여 조사 하였다. 연구모형은 감정노동(표면행위, 내면행위)을 독립변수, 직무관련 삶의 질(공감만족, 공감피로)을 매개변수, 서비스 질을 종속변수로 구성하여 검증하였다. 모형의 적합성과 서비스 질에 영향을 미치는 각 요인의 직접효과, 간접효과를 검증한 결과 모형의 적합도는 적합한 수준이었으며, 감정노동 표면행위와 내면행위에서 서비스 질로 향하는 직접효과는 통계적으로 유의미하지 않는 것으로 나타났다. 그러나 직무관련 삶의 질을 매개하여 서비스 질에 영향을 미치는 총 효과는 통계적으로 유의미하였으며, 내면행위와 서비스질의 관계에서는 정적 상관관계, 표면행위와 서비스질의 관계는 부적 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 서비스 질에 영향력이 가장 큰 변인은 직무관련 삶의 질(공감만족)이었다. 이 연구 결과를 토대로 요양보호사의 감정노동과 삶의 질에 대한 임상적, 학문적 관심을 환기시킬 필요성을 제안하였다.

생약조성물 투여가 지구력 향상과 항산화 물질에 미치는 영향 (Effects of Formula (JR-22) Maybe Containing Traditional Herbs on Maximal Exercise Performance and Antioxidant Meterials in Murine Model)

  • 홍성길;양동식;강봉주;이홍석;윤유식
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권7호
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    • pp.1076-1081
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    • 2003
  • 근육은 지속적인 수축운동 과정상에서 근육 세포내의 에너지원인 ATP가 고갈되고, 근육피로를 나타내는 물질이 축적되어 근력이 약해지고 피로도가 증가하게 된다. 지구력을 향상시키기 위하여 ATP의 합성 증가 및 근육내 피로 물질의 축적 방지 등이 요구되어지는데, 본 연구에서는 전통 생약재로부터 추출 증류한 조성물 JR-22를 이용하여 지구력 향상 효과를 확인하고자 하였다. JR-22를 4주간 실험 동물에게 투여한 이후 체중의 4-8%에 해당하는 무게를 부가하고 강제수영 시간을 통하여 지구력 향상효과를 확인한 결과 JR-22의 투여로 인하여 지구력이 향상되는 효과를 확인하였다 JR-22에 의한 지구력 향상효과의 기작을 관찰하기 위하여 체중의 4%에 해당하는 무게를 부가한 뒤 90분간 강제 수영시킨 실험 동물로부터 근육 피로 물질들과 근육내 ATP 함량을 측정한 결과 JR-22의 투여가 근육내 ATP 함량을 증가시키는 것으로 나타나 JR-22의 투여가 근육내 ATP를 증가시킴으로서 지구력을 향상시키는 효과를 나타내는 것으로 추측되었다. 또한 근육세포의 강화와 연관성이 있는 IGF-1과의 관련성을 알아보기 위하여 JR-22를 투여한 이후 혈액중의 IGF-1의 농도를 측정하였을 때도 JR-22에 의해서 유의성이 있는 IGF-1의 증가가 관찰되어 JR-22의 투여가 근력 강화에 도움을 줄 수 있다고 추측되었다. 이러한 운동 과정상에서 발생하는 체내의 산화적 손상은 JR-22의 투여를 통해 완화되고 있음을 확인하여 JR-22의 투여가 체내의 항산화력 증진에 도움을 줄 수 있는 것으로 추측되었다. 한편 JR-22를 4주 이상 투여하였을 경우에도 간독성 지표인 GOT, GPT를 비롯한 각종 혈액 생화학적 수치들의 변화가 나타나지 않았으며, 기타 이상 소견이 발견되지 않아 JR-22의 식용으로서의 안전성에도 문제가 없는 것으로 판단되었다. 이상의 결과에서 JR-22는 IGF-1의 증가 및 근육내 ATP 농도를 증가시킴으로서 지구력을 강화시키는 효과가 있을 뿐 아니라 운동시 발생하는 부작용중 하나인 산화적 손상을 억제시키는 항산화 효과 또한 겸비하고 있는 것으로 판단된다.

고강성 기층재를 적용한 장수명 아스팔트포장 공법 개발 (Development of Long-Life Asphalt Pavements Method Using High Modulus Asphalt Mixes)

  • 이정훈;이현종
    • 한국도로학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.49-61
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    • 2006
  • 본 연구에서는 포장의 설계수명과 공용년수를 증대시켜 아스팔트 포장의 유지보수비용을 감소시킬 수 있는 장수명 아스팔트 포장 공법을 제안하였다. 이를 위한 고강성 바인더를 개발하여 다양한 실내 물성시험을 수행하였으며 고강성 기층재의 평가를 위해 실내 공용성시험 및 포장가속시험을 실시하여 기존의 일반아스팔트 혼합물과 비교 평가하였다. 그 결과 고강성 기층재는 일반 아스팔트 혼합물에 비해 강성이 증가하였고 수분손상 피로균열 및 소성변형 저항성 등에서 우수한 것으로 평가되었다. 또한, 장수명 아스팔트 포장의 설계를 위해 구조해석을 실시하여 DB를 구축하였으며 이 자료를 이용해 다중회귀분석 프로그램인 SPSS로 포장체 거동모형을 개발하였다. 여기서 개발된 포장체 거동모형과 실내 외 시험결과를 기초로 장수명 아스팔트 포장 설계를 위한 소프트웨어를 개발하였으며 포장의 최적단면 및 구성을 설정하였다. 이렇게 설정된 장수명 포장의 아스팔트 층 단면 두께는 29cm로 이 단면의 경제성을 확인하기 위하여 생애주기 비용분석을 실시하였다. 그 결과 장수명포장이 기존 고속도로(경부)와 초기시공비용이 동일하면서 생애주기 비용측면에서 유리한 것으로 확인되었다.

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조류 중 원형실린더 형상 구조물의 거동감소를 위한 실험적 연구 (Experimental Study on Reducing Motion of Circular Cylinder in Currents)

  • 임재환;조효제;황재혁;김재희;이태경;최윤우;이민준;김영규
    • 한국해양공학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.350-357
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    • 2019
  • The development of marine technology is expected to increase the demand for marine plants because of increasing oil prices. Therefore, there is also expected to be an increase in the demand for cylindrical structures such as URF (umbilical, riser, flowline) structures and spars, which are used operating in various seas. However, a cylindrical structure experiences vortex induced motion (VIM) in a current. In particular, for risers and umbilicals, it is important to identify the characteristics of the VIM because interference between structures can occur. In addition, various studies have been conducted to reduce VIM because it is the cause of fatigue damage to structures. The helical strake, which was developed for VIM reduction, has an excellent VIM reduction performance, but is difficult to install on structures and has a negative effect on heave motion. Therefore, the purpose of this study was to supplement the shortcomings of the helical strake and develop a high-performance reduction device. In the reduction device developed in this study, a string is placed around the structure inside the flow, causing vibration. The vibration of this string causes a small turbulence in the flow field, reducing the VIM effect on the structure. Finally, in this study, the 2-DOF motion characteristics of models without a suppression device, models with a helical strake, and models with a string were investigated, and their reduction performances were compared through model tests.