• 제목/요약/키워드: Fractal analysis

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Influence of loading and unloading of hydraulic support on the caving property of top coal

  • Huayong Lv;Fei Liu;Xu Gao;Tao Zhou;Xiang Yuan
    • Steel and Composite Structures
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    • 제48권1호
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    • pp.103-111
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    • 2023
  • The caving property of top coal is a key factor to the success of top coal caving mining. The influence law of cyclic loading and unloading of hydraulic support on top coal caving is of great significance to improve the recovery rate of top coal. The similar simulation methods were used to study the dynamic evolution of the top coal cracks under the multi-cycle action of the support, and the parameters of top coal cracks were analyzed quantitatively in this paper. The results show that the top coal cracks can be divided into horizontal cracks and vertical cracks under the cyclic loading and unloading of the support. With the increase of the times of the support cycles loading and unloading, the load on the support decreases, the fractal dimension of the cracks increases, the number and total length of the top coal cracks increases, and the top coal caving is getting better. With the increase of the times of multi-cycle loading and unloading, the fractal dimension, total crack length and crack rate of top coal show a trend of rapid increase first and then increase slowly. Both the total length of the top coal cracks and the crack rate basically show linear growth with the change of the fractal dimension. The top coal caving can be well improved and the coal resource recovery rate increased through the multi-cycle loading and unloading.

소아 신경심장성 실신환자에서 비정상적 심박수 프랙탈 상관에 대한 연구 (Abnormal Fractal Correlation of Heart Rate in Children with Neurocardiogenic Syncope)

  • 김경용;주은영;염명걸;오재원;김창렬;김남수;이철범;노정일
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제45권9호
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    • pp.1114-1119
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    • 2002
  • 목 적 : 본 연구는 신경심장실신발작 환자의 일상생활에서의 심박수의 단기 및 장기 프랙탈 상관의 특성을 조사하고자 하였다. 방 법: 최소한 2회 이상의 실신이 있었던 25명의 환자(10-15세, 여 14명, 남 11명)를 대상으로 하였다. 24시간 홀터 테입을 정상재생속도의 230배 고속으로 재회전 시키면서 이를 460 kHz로 디지털 변환시켰다. 변환된 심전도를 1시간 단위로 자른 다음 RR간격을 측정하였다. 1시간의 RR interval(RRI) 자료 중 연속된 20,000개를 추출하여 분석하였다. 프랙털 상관을 정량화하기 위해서 detrended fluctuation analysis를 이용하여 단기간 프랙탈 상관지수($n{\leq}16$, ${\alpha}_1$)와 장기간 프랙탈 상관지수(n>16, ${\alpha}_2$)를 계산했다. 결 과: 대조군과 비교할 때, 실신환자에서 단기간 프랙탈 상관지수인 ${\alpha}_1$는 24시간 평균과 모든 6시간 대에 걸쳐 의미있게 증가되어 있었다. 반면 장기간 프랙탈 상관지수인 ${\alpha}_2$는 24시간 평균과 모든 6시간대에 감소되어 있었으나 통계적 의의는 24시간 평균과 0-6시에서만 있었다. 결 론 : 실신이 있는 소아의 심박수는 단기적 상관은 높고 이것은 일중 전체에 걸쳐 나타난다. 따라서 단기적으로 심박수는 정상소아보다 부드러운 거동을 보인다. 이것은 심박수가 일단 증가하거나 감소하면 단기간에서는 같은 방향으로 지속적 증가 또는 지속적 감소되는 경향이 있음을 나타낸다. 이것은 실신소아에서 실신발작 때 보이는 지속적인 심박수 감소가 일상생활에서의 지속적 심박수 감소와 관련됨을 시사한다.

식생지수에 의한 경관파편화의 해석기법 (The Analysis Method of Landscape Fragmentation using Normalized Difference Vegetation Index)

  • 정종철
    • 한국지리정보학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.16-22
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    • 1999
  • 생물서식지의 다양한 공간구조는 생물의 종 다양성과 밀접한 관계를 가지고 있다. 인구의 증가, 농업의 발달, 그리고 도시의 발전은 최근에 다양한 경관의 변화를 가져왔다. 이러한 경관의 변화는 생태적 구성인자의 서식지 감소와 파편화(fragmentation)를 초래하였다. 본 연구에서는 Landsat TM을 이용하여 식생지수를 산출하고 이를 식생 패치의 경계길이 대 면적 (perimeter : area, P/A ratio), Shape Index(SI), 프렉탈 디멘죤(D)에 의해 추출한 파편화지수를 분석하였다. NDVI에 의한 경관파편화의 분석은 0.5~1의 구간 값을 이용하는 것이 가장 파편화를 용이하게 구분할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 서울 경기지역의 식생 파편화는 프렉탈 디멘죤에 의해 구분할 때 가장 효과적으로 식생 패치의 파편화를 구분해 낼 수 있음을 알 수 있었다. 향후 동일지역에 대한 식생 패치의 시계열적인 분석과 다양한 토지이용에 대한 식생 파편화의 분석을 비교 연구하여 식생 보전과 생물다양성의 전략을 제시할 수 있을 것이다.

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Mutifractal Analysis of Perturbed Cantor Sets

  • Baek, Hun Ki;Lee, Hung Hwan
    • Kyungpook Mathematical Journal
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    • 제45권4호
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    • pp.503-510
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    • 2005
  • Let $\left{K_{\alpha}\right}_{{\alpha}{\in}{\mathbb{R}}}$ be the multifractal spectrums of a perturbed Cantor set K. We find the set of values ${\alpha}$ of nonempty set $K_{\alpha}$ by using the Birkhoff ergodic theorem. And we also show that such $K_{\alpha}$ is a fractal set in the sense of Taylor [12].

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경주시 양북면 단층암의 광물 조성과 입도 분포 특징 (Mineral Composition and Grain Size Distribution of Fault Rock from Yangbuk-myeon, Gyeongju City, Korea)

  • 송수정;추창오;장천중;장태우;장윤득
    • 자원환경지질
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    • 제45권5호
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    • pp.487-502
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    • 2012
  • 경주시 양북면 용당리에 발달한 단층암을 대상으로 X선 회절 분석(XRD), 광학현미경 분석, 레이저 입도 분석, 프랙탈 차원 분석을 적용하여 단층암의 광물 조성과 미구조, 잔류입자의 분포 특성을 연구하였다. 단층핵은 약 1.5 m 두께로 발달하며 이 중 각력대는 약 1.2m, 단층핵의 가장 중심부인 비지대는 평균 20cm의 얇은 두께로 노출되어 있다. 각력대에서는 석영, 장석류 등의 조암광물이 주 구성 광물로서 산출되고 비지대에서는 녹니석, 일라이트 등의 점토광물이 주 구성 광물로서 산출된다. 단층암에서 빈번하게 산출되는 맥상광물, 황철석, 변질 광물 등은 단층활동과 더불어 열수변질 작용이 수반되었음을 시사하고 있다. 현미경에 의한 구획 점셈(box counting), Image J에 의한 영상분석 및 레이저 입도 분석에 기초한 프랙탈 차원값은 단층암의 입자 파쇄 특성을 잘 보여준다. 세 가지 방법으로 구한 프랙탈 차원값(D)은 각력대에서 비지대로 갈수록 그 값이 증가하고 비지대 내에서는 공통적으로 높은 차원값을 갖는다. 비지대 내에서는 D값의 변화가 상대적으로 적으며, 일정한 경향성이 나타나지 않는다. 이는 각력대에서는 입자들의 대량파쇄가 우세하게 발생하고, 단층운동이 계속되어 생성된 비지대에서는 입자의 마모가 보다 우세하게 발생하였음을 시사한다. 연구지역 단층암의 광물 조성과 입자 분포 특성은 다중 단층 운동과 열수변질 작용이 본 연구지역 단층대의 진화에 큰 영향을 끼쳤음을 지시한다. 단층암에서의 프랙탈 차원값이 측정 기법에 따라 차이가 발생하므로 프랙탈 차원값의 상대적인 비교는 보다 신중히 이용되어야 될 것으로 생각된다.

대퇴 근위부의 골소주 패턴에 대한 복합적인 분석을 통한 골다공증 예측 연구 (Prediction of Osteoporosis using Compositive Analysis of Trabecular Patterns on Proximal Femur)

  • 이주환;박성윤;정재훈;김성민
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제19B권2호
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    • pp.99-106
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    • 2012
  • 본 연구에서는 각기 다른 측정 부위에서 도출된 골밀도와 골소주 패턴 간의 상관관계를 복합적으로 분석하여 측정부위에 따른 평가변수의 골다공증 예측 가능성을 평가하고자 하였다. 실험대상은 40대 이상의 폐경기 이후 여성 40명을 선정하였고, T-Score 분류법에 따라 각각 20명의 정상군 및 골다공증군으로 분류하였다. 실험대상의 골밀도는 이중 에너지 X선 흡수 계측법을 통해 대퇴경부(Femoral Neck), 전자부(Trochanter) 및 워드 삼각부(Ward's Triangle)에서 측정하였다. 또한 각 측정부위에 $50{\times}50$ 픽셀 크기의 관심영역을 지정하고, 기존 연구에서 제안된 영상처리기법을 적용하여 각 영역의 골소주 패턴을 추출하였다. 골다공증을 예측하기 위한 평가변수는 구조적 변수(평균 회색조, 골면적, 골둘레, 골두께, 말단거리), 골격화 변수(골개수, 골길이) 및 프랙탈 차원(fractal dimension)으로 구분되는 총 8가지를 선정하였다. 실험결과, 골면적, 골둘레, 골두께, 말단거리, 골개수, 골길이 및 프랙탈 차원이 골밀도를 유의하게 반영하였고(p<0.003), 평가변수의 분석을 통한 골다공증의 높은 예측 가능성을 확인하였다.

자연구조개념 주제의 창의융합조형교육프로그램 개발을 위한 연구동향분석 (An Analysis of Research Trend for Development of Creative Convergent Formative Education Program of Natural Structure Concept)

  • 최한희;임경란
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.465-474
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    • 2017
  • 본 연구는 자연구조 개념의 창의융합조형 교육프로그램 개발을 위한 기초연구로 관련 연구 동향을 파악하고자 하였다. 자연구조 개념은 프렉탈(fractal), 키네틱(kinetic), 바이오미미크리(biomimicry)로 한정하였다. 학술연구정보서비스를 활용하여 자연구조개념과 관련한 최근 10년간의 국내 연구동향을 분석한 결과, 편차는 있으나 교육 관련연구는 이 세 주제 모두 미흡하였으며 프랙탈의 경우는 수학 교과에 편중되어 있었다. 따라서 본 연구는 조형교육프로그램 개발을 위한 기초자료 조사이기 때문에 프랙탈, 키네틱, 바이오미미크리를 주제로 한 조형 관련 연구 동향을 추가로 분석하였고 이 세 주제가 다루어지고 있는 분야와 상세내용을 파악하였다. 자연의 가진 원천적 특성을 이해하고 무한에 가까울 만큼의 방대한 조형원리를 교육주제로 활용함은 매우 유의미하다 할 수 있다. 그러나 본 연구를 통해 자연구조개념의 교육프로그램이 매우 미흡함을 파악하였기에 후속으로 국외에서의 자연구조개념을 주제로 한 교육 관련연구동향을 살펴보고 체계적 창의융합조형교육프로그램 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

암반 불연속면의 거칠기 특성 - 조.중.세립질 화강암을 중심으로 - (Characterization of Fracture Roughness in Coarse.medium.fine Grained Granite)

  • 김종태;정교철;김만일;송재용;박창근
    • 지질공학
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    • 제14권2호
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    • pp.147-168
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    • 2004
  • 이 연구는 지하수유동에 영향을 주는 조ㆍ중ㆍ세립질 화강암 불연속면 거칠기의 특성을 비교한 것이다. 공초점 레이저 현미경으로 관찰된 거칠기 데이터는 스펙트럼 분석과 고속푸리에 변환에 의해 해석되었다. 또한 노이지가 제거된 거칠기 데이터에 대하여 거칠기 특성을 정량화하기 위하여 프랙탈 해석에 적용해 보았다. 이를 위해 조ㆍ중ㆍ세립질 화강암 코어를 대상으로 브라질리안 시험으로 인공 단열을 발생시켰다. 측정은 전체 12개의 공시체에서 36개의 조사선에서 실시되었다. 공초점 레이저 현미경을 사용하여 연속적인 거칠기를 이산 데이터로 표현할 수 있으며, 이렇게 하여 얻어진 이산데이터를 바탕으로 고속 푸리에 변환을 실시한 결과 제2 고조파 성분이 가장 큰 값을 보이고 있다. 또한 스펙트럼 에너지 분포는 조립질 공시체에서 0.9853, 중립질 공시체에서 1.0792, 세립질 공시체에서 0.6794의 평균값을 보이고 있으며, 이는 프랙탈 해석에서와 마찬가지로 거칠기가 클수록 저주파수 영역대에서 고조파의 에너지 분포가 높게 나타남을 알 수 있다.

정상인과 편마비 환자의 심박변동신호의 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Heart Rate Variabilities In Nornal Subjects and Hemiplegic patients)

  • 정기삼;신건수;이정환;안준;전중선;김준수;이명호
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.285-290
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    • 1997
  • In this paper, the power spectral analysis and the fractal analysis of heart rate variability(HRV) were performed to evaluate the effects of brain lesion on cardiovascular system and autonomic function for 24 normal subjects and 22 hemiplegic patients. The ECG and respiration signals were recorded at tilt angles of $0^{\circ}$ and $70^{\circ}$ for 5 and 6 minutes successively under the condition of frequency controlled respiration (0.25Hz). For normal subjects, HR, LF component, HF component and fractral dimension of HRV were distinctly changed after orthostatic stress, whereas, for hemiplegic patients, those were little changed. Complexity and variability of heart rate of patients were smaller than those of normal subjects. Sympathetic tone of patients was higher than that in normal subjects. All of these results support that autonomic disorder and cardiovascular disturbance accompanied by brain lesion could be assessed by the power spectral analysis and fractal analysis of HRV.

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