• 제목/요약/키워드: Fractal dimension analysis

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암반의 손상역학 해석에 있어서 Fractal차원의 적용에 관한 연구 (A Study on Application of Fractal Dimension in Analysis of Damage Mechanics in Rock)

  • 정교철;정영기
    • 지질공학
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    • 제4권2호
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    • pp.139-151
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    • 1994
  • 암반은 서로 다른 입자 및 미소크랙과 같은 미소구조의 개별요소로 구성되어 있다. 이러한 미소구조에 대한 연구는 대심도 지하공간개발과 관련된 지질공학 및 토목공학분야등에 있어서의 관심이 증대되고 있다. 따라서, 단순한 연속체역학에 의한 접근보다는 구성입자들에 대한 역학적성질 및 개별구조요소등이 고려되어야 할 것이다. 그러나, 단순한 유크리드 공간에서 아들 구조를 표현하기는 매우 어렵다. 그래서 Mandelbrot에 의해 자연에 있어서 규칙성이 거의 없는 물체를 정량적으로 표현하기위한 Fractal이론이 개발되었다. 본 연구에는, 크랙의 진전과 응력의 관계를 평가하기위해 미소구조의 기하학적 성질이 Fractal차원에 의해 계산되었다. 암반의 역학적 성질을 평가함에 있어 그 구조의 복잡성을 Fractal이론에 의해 단순화 및 수치화시켜 균질화이론에 적용시키므로서 그 평가를 보다 용이하고 효과적으로 할 수 있다.

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프랙탈 및 통계적 방법을 이용한 HFPD 분석 (HFPD Analysis Using Fractal and Statistical Methods)

  • 정영일;임용배;김덕근
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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    • pp.927-930
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    • 2002
  • The HFPD measurement method is a technique to analyze aging state of high voltage insulation materials and detect higher frequency signals than conventional PD measurement method therefore it takes less noise effect and could execute active line measurement. It is possible to analyze main discharge phenomena and obtain access to aging progress occurred in insulation materials through accumulation of HFPD signals during determined interval and expression of fractal dimension using statistical process of accumulated signals. In this study, the statistical parameters (skewness & kurtosis) and fractal dimensions are changed by discharge patterns that is shown up different characteristics with applied voltages and times.

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지질매체 공극 구조에 대한 구성 엔트로피와 상자집계 프랙탈 차원의 지구물리학적 의미 및 응용: 무작위 패킹 시뮬레이션 연구 (Geophysical Implications for Configurational Entropy and Cube Counting Fractal Dimension of Porous Networks of Geological Medium: Insights from Random Packing Simulations)

  • 이범한;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.367-375
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    • 2010
  • 지구물질로 이루어진 공극 구조와 이를 채우고 있는 유체의 상호작용에 대한 이해는 지표 및 지구내부의 다양한 지질학적 현상의 설명에 필수적이다. 본 연구에서는 지구물질과 유체의 상호작용을 보다 잘 이해하기 위해, 비표면적과 공극률이 다공성 매질의 공극 구조를 설명하는 매개변수에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 입자의 지름과 공극률을 다양하게 하여 동일한 크기의 구형의 입자로 이루어진 다공성 매질에 대한 삼차원 공극 구조를 무작위 패킹 시뮬레이션으로 얻었고, 이에 대해 구성 엔트로피와 삼차원 상자집계 프랙탈 차원 분석을 하였다 구성 엔트로피 분석 결과, 엔트로피 길이는 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 0.8에서 0.2 mm로 감소하고, 최대 구성 엔트로피는 공극률이 0.33 에서 0.46으로 증가할수록 0.94에서 0.99로 증가하는 뚜렷한 경향을 보인다. 구성 엔트로피와 공극률의 관계로부터 구성 엔트로피가 맨틀 용융체의 탄성과 점성도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다. 삼차원 상자집계 프랙탈 차원은 비표면적이 같을 때 공극률이 증가함에 따라 증가하고, 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 2.65에서 2.98로 증가한다. 이러한 삼차원 상자집계 프랙탈 차원과 비표면적, 공극률의 관계로부터 삼차원 상자집계 프랙탈 차원이 지진파 감쇠와 맨틀용융체를 포함한 다양한 지질매체의 구조와 무질서도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다.

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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프랙탈 기법을 이용한 조류로 발달 양상의 분석 (The Analysis of Tidal Channel Development Using Fractal)

  • 엄진아;이윤경;유주형;원중선;최정현
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.131-135
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    • 2007
  • 조간대의 조류로 발달은 조간대 퇴적물종류, 입도, 조성 및 조류의 세기 등 에 많은 영향을 받는다. 따라서 조류로의 발달 특성, 밀도, 형태 등은 조간대의 특징을 분석하는데 활용될 수 있다. 그러나 아직 갯벌의 조류로에 대한 정량적 분석은 매우 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 조류로의 정량적 분류기준으로 프랙탈 분석방법을 제시하고, 발달 정도가 다른 두 지역의 조류로에 대한 적용결과에 대한 정량적 비교를 제시한다. 시험 적용지역인 강화도 남단 조간대에서 얻어진 IKONOS 영상으로부터 조류로를 추출한 뒤, 프랙탈 분석방법 중 2차원 분석에 많이 사용되는 box counting 방법을 적용하여 프랙탈 차원을 구하였다. 분석 결과 강화도 남단 전체 조간대 지역에 대한 프랙탈 차원 값은 약 1.31로 나타났다. 조류로의 지선이 단순하며 남북으로 수직방향으로 발달한 지역은 프랙탈 차원 값이 $1.0563\sim1.0672$로 비교적 적은 값을 나타내는 반면, 조류로의 지선이 발달하고 매우 복잡한 형태를 보이는 곳은 프랙탈 차원 값이 $1.2550\sim1.3016$로 나타났다. 즉, 조류로의 발달정도에 따라 프랙탈 차원 값이 약 0.2 정도로 매우 뚜렷한 차이를 나타내며, 따라서 조류로의 정량적 구분이 프랙탈 분석에 의하여 가능하다는 결론을 얻을 수 있다. 향후 다른 특성을 갖는 다양한 조간대 지역에 적용하면 조류로의 발달정도와 환경 인자에 대한 정량적 분석이 가능할 것으로 사료된다.

Effectiveness of Mini-Implant for the Reduction of Mandibular Fracture

  • Kim, Nam-Ho;Heo, Jeong-Uk;Park, Jun-Sub
    • Journal of Korean Dental Science
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    • 제6권1호
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    • pp.4-12
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    • 2013
  • Purpose: This study sought to verify the usefulness of mini-implant and surgical steel wire in the treatment of mandibular fracture through the objective identifi cation of the change of bone structure and bone density before and after reduction by evaluating radiological change through fractal analysis when mandibular fracture is treated using mini-implant and surgical wire. Materials and Methods: This study looked at 45 patients (males: 38, female: 7) diagnosed with mandibular fracture in the oral and maxillofacial surgery division of Chung-Ang University Dental Hospital and who received open reduction and intra-osseous fi xation. Result: The average fracture dimension values were higher for the group of the patients who had mini-implants and surgical wire treatment. Conclusion: Based on the results of the study on the usefulness of the reduction technique using mini-implant and surgical steel wire in the treatment of mandibular fracture through the fractal analysis method, the reduction technique using mini-implant and surgical steel wire is regarded as an effective method of minimizing the gap between mandibular fracture fragments.

몬테칼로 모멘트 방법을 이용한 1차원 프랙탈 완전도체 표면에서의 전자파 산란 해석 (Analysis of Electromagnetic Wave Scattering From a Perfectly Conducting One Dimensional Fractal Surface Using the Monte-Carlo Moment Method)

  • 최동묵;김채영
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제39권12호
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    • pp.566-574
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    • 2002
  • 본 논문에서는 몬테칼로 모멘트 해석법을 이용하여 프랙탈 형상을 가진 완전 도체 표면에서 산란된 장을 구하였다. 프랙탈 형상을 가진 1차원 표면은 프랙셔녈 브라운 모션 모델을 사용하여 생성하였다. 프랙탈 표면의 형상을 결정하는 스펙트럼 변수(S/sub 0/), 프랙탈 차원(D)에 대한 역방향 산란계수를 계산하였다. 계산에 사용된 표면의 수는 80개, 표면의 점의 수는 2048개이고, 표면의 길이는 64파장이었다. 계산된 결과의 타당성을 검증하기 위해 소 섭동 근사기법을 이용하여 계산된 결과와 비교하였다. 그 결과 양자간의 결과는 서로 잘 일치함을 알 수 있었다.

개 복부초음파영상의 프랙탈 분석과 히스토그램 분석의 비교평가 (Comparative Assessment of Fractal Analysis and Histogram in Canine Abdominal Ultrasonographic Images)

  • 최호정;이영원;정인조;왕지완;이경우;연성찬;이효종;이희천
    • 한국임상수의학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.568-572
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    • 2007
  • This study was carried out to show at the fractal analysis complements the practical disadvantage of gray level histogram which is designed to measure the quantitative classification of echo patterns in ultrasonographic image of parenchymal organs such as spleen and kidney and it is a practical method of measurement for quantitative classification. By using ultrasonographs, kidney and spleen of 21 healthy Beagles were fixed under different gain settings to be scanned for echo patterns and results were analyzed with body gray level histogram and fractal analysis. Then it was compared based on the statistical data obtained. Although there was a proportionate increase in histogram along with gain settings, there were consistencies in the fractal dimension. In terms of quantitative analysis in ultrasonographic images, fractal analysis is concluded to complement the practical disadvantage of gray level histogram.

Impact of radiotherapy on mandibular bone: A retrospective study of digital panoramic radiographs

  • Palma, Luiz Felipe;Tateno, Ricardo Yudi;Remondes, Cintia Maria;Marcucci, Marcelo;Cortes, Arthur Rodriguez Gonzalez
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제50권1호
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    • pp.31-36
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    • 2020
  • Purpose: The purpose of this study was to investigate the impact of radiotherapy on mandibular bone tissue in head and neck cancer patients through an analysis of pixel intensity and fractal dimension values on digital panoramic radiographs. Materials and Methods: Thirty patients with radiographic records from before and after 3-dimensional (3D) conformational radiotherapy were selected. A single examiner carried out digital analyses of pixel intensity values and fractal dimensions, with the areas of interest unilaterally located in the right angle medullary region of the mandible below the mandibular canal and posterior to the molar region. Results: Statistically significant decreases were observed in the mean pixel intensity (P=0.0368) and fractal dimension (P=0.0495) values after radiotherapy. Conclusion: The results suggest that 3D conformational radiotherapy for head and neck cancer negatively affected the trabecular microarchitecture and mandibular bone mass.

Mechanics of the slaking of shales

  • Vallejo, Luis E.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제3권3호
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    • pp.219-231
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    • 2011
  • Waste fills resulting from coal mining should consist of large, free-draining sedimentary rocks fragments. The successful performance of these fills is related to the strength and durability of the individual rock fragments. When fills are made of shale fragments, some fragments will be durable and some will degrade into soil particles resulting from slaking and inter-particle point loads. The degraded material fills the voids between the intact fragments, and results in settlement. A laboratory program with point load and slake durability tests as well as thin section examination of sixty-eight shale samples from the Appalachian region of the United States revealed that pore micro-geometry has a major influence on degradation. Under saturated and unsaturated conditions, the shales absorb water, and the air in their pores is compressed, breaking the shales. This breakage was more pronounced in shales with smooth pore boundaries and having a diameter equal to or smaller than 0.060 mm. If the pore walls were rough, the air-pressure breaking mechanism was not effective. However, pore roughness (measured by the fractal dimension) had a detrimental effect on point load resistance. This study indicated that the optimum shales to resist both slaking as well as point loads are those that have pores with a fractal dimension equal to 1.425 and a diameter equal to or smaller than 0.06 mm.