• 제목/요약/키워드: Fractal dimension analysis

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구간해석방법을 통한 새로운 비구형 입자성장해석 모델 (A New Model for the Analysis of Non-spherical Particle Growth Using the Sectional Method)

  • 정재인;최만수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.416-421
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    • 2000
  • We have developed a simple model for describing the non-spherical particle growth phenomena using modified 1-dimensional sectional method. In this model, we solve simultaneously particle volume and surface area conservation sectional equations which consider particles' irregularities. From the correlation between two conserved properties of sections, we can predict the evolution of the aggregates' morphology. We compared this model with a simple monodisperse-assumed model and more rigorous two dimensional sectional model. For the comparison, we simulated silica and titania particle formation and growth in a constant temperature reactor environment. This new model shows a good agreement with the detailed two dimensional sectional model in total number concentration, primary particle size. The present model can also successfully predict particle size distribution and morphology without costing very heavy computation load and memory needed for the analysis of two dimensional aerosol dynamics.

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새로운 비구형 입자 성장 해석 모델 (A New Model for the Analysis of Non-Spherical Particle Growth)

  • 정재인;최만수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권7호
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    • pp.1020-1027
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    • 2000
  • A simple model for describing the non-spherical particle growth phenomena has been developed. In this model, we solve simultaneously particle volume and surface area conservation sectional equations that consider particles' non-sphericity. From the correlation between two conserved properties of sections, we can predict the evolution of the aggregates' morphology. This model was compared with a simple monodisperse-assumed model and more rigorous two-dimensional sectional model. For comparison, formation and growth of silica particles have been simulated in a constant temperature reactor environment. This new model showed good agreement with the detailed two-dimensional sectional model in total number concentration and primary particle size. The present model successfully predicted particle size distribution and morphology without costing very heavy computation load and memory needed for the analysis of two dimensional aerosol dynamics.

Radiographic analysis of the management of tooth extractions in head and neck-irradiated patients: a case series

  • Oliveira, Samanta V.;Vellei, Renata S.;Heguedusch, Daniele;Domaneschi, Carina;Costa, Claudio;Gallo, Camila de Barros
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제51권3호
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    • pp.323-328
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    • 2021
  • Tooth extraction after head and neck radiotherapy exposes patients to an increased risk for osteoradionecrosis of the jaw. This study reports the results of a radiographic analysis of bone neoformation after tooth extraction in a case series of patients who underwent radiation therapy. No patients developed osteoradionecrosis within a follow-up of 1 year. Complete mucosal repair was observed 30 days after surgery, while no sign of bone formation was observed 2 months after the dental extractions. Pixel intensity and fractal dimension image analyses only showed significant bone formation 12 months after the tooth extractions. These surgical procedures must follow a strict protocol that includes antibiotic prophylaxis and therapy and complete wound closure, since bone formation at the alveolar socket occurs at a slower pace in patients who have undergone head and neck radiotherapy.

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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암석 절리면 거칠기의 정량화에 대한 수치적 연구 (A Numerical Study on the Quantification of Rock Joint Roughness)

  • 천병식;김대영
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.85-97
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    • 2001
  • Tse와 Cruden(1979)에 의해 암석 절리면 거칠기 정량화에 대한 연구가 시작된 이후 통계적인 정량화방법, 프랙탈 차원을 이용하는 방법 그리고 스펙트럼 분석을 이용하는 방법이 제안되었다. 이러한 통계적 정량화방법은 치수의존적이라는 단점이 있으며, 프랙탈 차원을 이용하는 방법은 크로스오버 차원이라는 문제점이 있는 것으로 평가되고 있다. 이 문제점들을 보완하는 방법으로 스펙트럼 분석법이 제시되어 많은 연구가 이루어졌다. 본 연구에서는 Barton과 Choubey(1977)가 제안한 10개의 절리면 프로파일을 수치화하고 통계적 분석, 프랙탈 차원 분석 그리고 스펙트럼 분석을 실시하여 이들 문제점을 살펴보고 스펙트럼 분석법이 위상이 변조된 프로파일에 대하여 문제가 있음을 확인하였다. 이들 문제점을 해결하기 위하여 측정간격과 프로파일의 기울기를 의미하는 통계적 파라미터의 관계를 선형으로 회귀분석하였다. 이렇게 구한 10개의 1차식의 기울기와 절편은 JRC와 매우 상관성이 높게 나타났다. 이 기울기와 절편을 거칠기 정량화의 변수로 사용함으로서 통계적 분석법에서의 치수의존적인 문제와 스펙트럼 분석에서의 위상변조의 문제를 해결하였다.

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Development of an Adaptive Neuro-Fuzzy Techniques based PD-Model for the Insulation Condition Monitoring and Diagnosis

  • Kim, Y.J.;Lim, J.S.;Park, D.H.;Cho, K.B.
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제11권11호
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    • pp.1-8
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    • 1998
  • This paper presents an arificial neuro-fuzzy technique based prtial discharge (PD) pattern classifier to power system application. This may require a complicated analysis method employ -ing an experts system due to very complex progressing discharge form under exter-nal stress. After referring briefly to the developments of artificical neural network based PD measurements, the paper outlines how the introduction of new emerging technology has resulted in the design of a number of PD diagnostic systems for practical applicaton of residual lifetime prediction. The appropriate PD data base structure and selection of learning data size of PD pattern based on fractal dimentsional and 3-D PD-normalization, extraction of relevant characteristic fea-ture of PD recognition are discussed. Some practical aspects encountered with unknown stress in the neuro-fuzzy techniques based real time PD recognition are also addressed.

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물수지 방정식의 카오스적 분석 (Chaotic Analysis of Water Balance Equation)

  • 이재수
    • 물과 미래
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    • 제27권3호
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    • pp.45-54
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    • 1994
  • 물수지 모델을 사용하여 발생시킨 시계열에 대해서 프랙탈(Fractal) 차원의 기본 이론이 소개 및 적용되었고 물수지 방정식이 넓은 지역에 대해 계절 시간 규모로 분석하였다. 중간 규모 순환의 발생과 변화에 있어 강우의 국부 재순환과 토양 수분의 동력학적 영향이 명시적으로 포함되어 있고 지체 시간 또한 분석에서 고려되었다. 시스템은 전개에 있어 변수 값들에 따라 고정점, 한계주기 그리고 카오스(Chaos)적인 행태와 같은 서로 다른 결과를 보여 주었다. 발생된 시계열의 추계학적인 행태는 궤적들이 초기 조거넹 매우 민감한 한정된 수의 방정식을 가지는 비선형 동력학 시스템으로부터 발생하는 확정론적 카오스 때문이다. 강우의 특성으로부터 발생하는 잡음은 어트랙터(Attractor)의 조직화된 구조를 파괴시키는데, 잡음의 존재에도 불구하고 어트랙터가 존재한다는 것은 시스템의 전개의 다기 예측에 있어 매우 중요하다고 할 수가 있다. 이러한 비선형 동력계가 가지고 있는 의미는 수문자료나 현상들의 해석과 모델링에 있어 중요하다.

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지반의 불균질성이 GPR탐사 신호에 미치는 영향에 대한 수치해석적 분석 (The Effect of Ground Heterogeneity on the GPR Signal: Numerical Analysis)

  • 이상연;송기일;류희환;강경남
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제23권8호
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    • pp.29-36
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    • 2022
  • 최근 지하공간에 대한 개발이 활발히 진행됨에 따라 지중 시설물의 정보에 대한 중요도가 증가하고 있다. 굴착작업을 수행하기 전에 지중 시설물의 위치를 정확히 파악해야 한다. 지표투과레이더(GPR)와 같은 지구물리적 탐사 방법은 지중 시설물을 조사하는데 유용하게 사용된다. GPR은 지반에 전자기파를 송출하며 지반과 다른 매질에 의해 반사되는 신호를 분석하여 지중시설물의 위치와 깊이 등을 파악한다. 그러나 GPR 데이터의 판독은 숙련된 전문가의 주관적 판단에 의존하기 때문에 이를 딥러닝을 통해 자동화하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 딥러닝은 학습 데이터가 많을수록 정확한 모델을 만들 수 있으며, 이러한 학습데이터 축적에 있어 수치해석이 좋은 대안이 될 수 있다. 수치해석의 경우 지반의 불균질성을 모사하여 다양한 조건에서의 GPR 탐사 데이터를 생성할 수 있으며, 이를 이용하여 학습모델의 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다. 지반은 불균질하며, GPR 신호는 지반의 다양한 변수로 인해 영향을 받는다. 그러나 이러한 불균질 지반에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 프랙탈 차원수와 지반의 함수비 범위에 따른 GPR탐사 신호특성을 분석하고 불균질한 지반을 모사하기 위한 입력파라미터에 대한 연구를 수행하였다. 프랙탈 차원수가 2.0을 넘어가면 적합곡선에 대한 오차가 크게 감소하는 것으로나타났다. 그리고 분석의 타당성을 확보하기 위해 함수율의 범위가 0.14 미만이어야 한다.

환율예측을 위한 신호처리분석 및 인공신경망기법의 통합시스템 구축 (A Hybrid System of Joint Time-Frequency Filtering Methods and Neural Network Techniques for Foreign Exchange Rate Forecasting)

  • 신택수;한인구
    • 지능정보연구
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    • 제5권1호
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    • pp.103-123
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    • 1999
  • Input filtering as a preprocessing method is so much crucial to get good performance in time series forecasting. There are a few preprocessing methods (i.e. ARMA outputs as time domain filters, and Fourier transform or wavelet transform as time-frequency domain filters) for handling time series. Specially, the time-frequency domain filters describe the fractal structure of financial markets better than the time domain filters due to theoretically additional frequency information. Therefore, we, first of all, try to describe and analyze specially some issues on the effectiveness of different filtering methods from viewpoint of the performance of a neural network based forecasting. And then we discuss about neural network model architecture issues, for example, what type of neural network learning architecture is selected for our time series forecasting, and what input size should be applied to a model. In this study an input selection problem is limited to a size selection of the lagged input variables. To solve this problem, we simulate on analyzing and comparing a few neural networks having different model architecture and also use an embedding dimension measure as chaotic time series analysis or nonlinear dynamic analysis to reduce the dimensionality (i.e. the size of time delayed input variables) of the models. Throughout our study, experiments for integration methods of joint time-frequency analysis and neural network techniques are applied to a case study of daily Korean won / U. S dollar exchange returns and finally we suggest an integration framework for future research from our experimental results.

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스트레스 조건에 노출된 Angelfish Pterophyllum scalare의 행동 변화 분석 및 예측 (Analysis and Prediction of Behavioral Changes in Angelfish Pterophyllum scalare Under Stress Conditions)

  • 김윤재;노혜민;김도형
    • 한국수산과학회지
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    • 제54권6호
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    • pp.965-973
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    • 2021
  • The behavior of angelfish Pterophyllum scalare exposed to low and high temperatures was monitored by video tracking, and information such as the initial speed, changes in speed, and locations of the fish in the tank were analyzed. The water temperature was raised from 26℃ to 36℃ or lowered from 26℃ to 16℃ for 4 h. The control group was maintained at 26℃ for 8 h. The experiment was repeated five times for each group. Machine learning analysis comprising a long short-term memory model was used to train and test the behavioral data (80 s) after pre-processing. Results showed that when the water temperature changed to 36℃ or 16℃, the average speed, changes in speed and fractal dimension value were significantly lower than those in the control group. Machine learning analysis revealed that the accuracy of 80-s video footage data was 87.4%. The machine learning used in this study could distinguish between the optimal temperature group and changing temperature groups with specificity and sensitivity percentages of 86.9% and 87.4%, respectively. Therefore, video tracking technology can be used to effectively analyze fish behavior. In addition, it can be used as an early warning system for fish health in aquariums and fish farms.