The nuclide transport in the one-dimensional porous medium is considered as a first step in developing a decay chain transport in multidimensional inhomogeneous media. A method of solving conventional advection-dispersion equation with decay chain of arbitrary length by using the method of characteristics (MOC) is introduced. In specific cases where the advection are dominant rather than dispersion, the method is known to be useful : one of the most distinctive advantages in applying the model is that the MU minimizes the numerical dispersion, which is distinguished in such common numerical schemes as finite element method and finite difference method. The suggested model is considered to be effective through several illustrations for the case that decay chain of arbitrary length is involved during transport which is difficult to solve by standard numerical solutions if the medium becomes more complicated.
The accurate determination of formation density and the physical properties of rocks is the most critical logging tasks which can be obtained using gamma-ray transport and detection tools. Though the simulation works published so far have considerably improved the knowledge of the parameters that govern the responses of the detectors in these tools, recent studies have found considerable differences between the results of using a conventional model of a homogeneous mixture of formation and fluid and an inhomogeneous fractured medium. It has increased concerns about the importance of the complexity of the model used for the medium in simulation works. In the present study, we have suggested two various models for the flow of the fluid in porous media and fractured rock to be used for logging purposes. For a typical gamma-gamma logging tool containing a 137Cs source and two NaI detectors, simulated by using the MCNPX code, a simplified porous (SP) model in which the formation is filled with elongated rectangular cubes loaded with either mineral material or oil was investigated. In this model, the oil directly reaches the top of the medium and the connection between the pores is not guaranteed. In the other model, the medium is a large 3-D matrix of 1 cm3 randomly filled cubes. The designed algorithm to fill the matrix sites is so that this realistic random (RR) model provides the continuum growth of oil flow in various disordered directions and, therefore, fulfills the concerns about modeling the rock textures consist of extremely complex pore structures. For an arbitrary set of oil concentrations and various formation materials, the response of the detectors in the logging tool has been considered as a criterion to assess the effect of modeling for the distribution of pores in the formation on simulation studies. The results show that defining a RR model for describing heterogeneities of a porous medium does not effectively improve the prediction of the responses of logging tools. Taking into account the computational cost of the particle transport in the complex geometries in the Monte Carlo method, the SP model can be satisfactory for gamma-gamma logging purposes.
This paper presents a method of seismic analysis for a cylindrical liquid storage structure on/in horizontally layered half.space considering the effects of the interior fluid and exterior soil medium in the frequency domain. To capture the essence of fluid-structure-soil interaction effects effectively, a mixed finite element with two-field (u, p) approximation is employed to model the compressive inviscid fluid, while the structure and soil medium are presented by the 3-D axisymmetric finite elements and dynamic infinite elements. The present FE-based method can be applied to the system with complex geometry of fluid region as well as with inhomogeneous near-field soil medium, since it can directly model both the fluid and the soil. For the purpose of verification, dominant peak frequencies in transfer functions for horizontal motions of cylindrical fluid storage tanks with rigid massless foundation on a homogeneous viscoelastic half.space are compared with those by two different added mass approaches for the fluid motion. The comparison indicates that the Present FE-based methodology gives accurate solution for the fluid-structure-soil interaction problem. Finally, as a demonstration of versatility of the present study, a seismic analysis for a real-scale LNG storage tank embedded in layered half.space is carried out, and its member forces along the height of the structure are compared with those by an added mass approach developed by the present writers.
Although the Fourier Transform Infra-Red spectrophotometric Direct on Filter(FTIR-DOF) method is a useful analytical technique for quantifying quartz content in respirable dust samples, a number of analytical problems must be taken into consideration such as, to name only a few, inhomogeneous deposition of particles, level of environmental humidity, uneven surface of the filter, and interfering minerals in the sample. This study was designed to select the most suitable wavelength and proper filter material for the method, and to investigate effects of humidity and inhomogeneous deposition of particles on the filter. Samples of respirable dust, created in a dust chamber containing standard material of quartz, were collected using a cyclone equipped with a 25mm filter as a collection medium. The results were as follows; 1. Among seven (7) commercially available filters tested for the FTIR-DOF method, the DM 800 filter showed the best analytical performance having the lowest background absorbance bands and no overlapping peaks at 799, 779, and $695cm^{-1}$. 2. The variations of absorbance due to humidity ranged from 1.0% to 3.3% for $799cm^{-1}$, 1.0% to 3.3% for $779cm^{-1}$, and 8.9%~20.9% for $695cm^{-1}$ peaks, respectively. The $699cm^{-1}$ peak was proved to be most vulnerble to environmental humidity for quantitative analysis of quartz. 3. As for effects of inhomogeneous deposition of samples, the highest variation of absorbance of 10.9% ($13.5{\mu}g$) was observed when using the 695cm-1. The variations of absorbance from the other two peaks, 799 and $779cm^{-1}$, ranged from 1.2 to 3.2%, and 1.4 to 4.1%, respectively. Therefore, the $799cm^{-1}$ peak was considered to be most reliable for quantitative analysis of quartz. The results of this study suggest that, for quantitative analysis of quartz in the respirable dust samples, use of the $799cm^{-1}$ peak can minimize the influence of environmental humidity and inhomogeneous deposition of particles on the filter. The FTIR-DOF method, if adopted for routine analysis of quartz in the respirable dust samples, could save sample preparation time and efforts substantially and also could increase analytical throughputs. Since use of the $799cm^{-1}$ peak is prone to be affected by interferences in the sample, further research on minimizing the effects is needed.
Purpose : The aim of this study is to investigate the effect of tissue inhomogeneities when appling to contrast medium among Homogeneous, Batho and ETAR dose calculation method in RTP system. Method and Material : We made customized heterogeneous phantom it filled with water or contrast medium slab. Phantom scan data have taken PQ 5000 (CT scanner, Marconi, USA) and then dose was calculated in 3D RTP (AcQ-Plan, Marconi, USA) depends on dose calculation algorithm (Homogeneous, Batho, ETAR). The dose comparisons were described in terms of 2D isodose distribution, percent depth dose data, effective path length and monitor unit. Also dose distributions were calculated with homogeneous and inhomogeneous correction algorithm, Batho and ETAR, in each patients with different clinical sites. Results : Result indicated that Batho and ETAR method gave rise to percent depth dose deviation $1.5{\sim}2.7\%,\;2.3{\sim}3.5\%$ (6MV, field size $10{\times}10cm^2$) in each status with and without contrast medium. Also show that effective path lengths were more increase in contrast status (23.14 cm) than Non-contrast (22.07 cm) about $4.9\%$ or 10.7 mm (In case Hounsfield Unit 270) and these results were similary showned in each patient with different clinical site that was lung. prostate, liver and brain region. Concliusion : In conclusion we shown that the use of inhomogeneity correction algorithm for dose calculation in status of injected contrast medium can not represent exact dose at GTV region. These results mean that patients will be more irradiated photon beam during radiation therapy.
Jeon, Min-Kyung;Kwon, Tae-Hyuk;Park, Jin-Sung;Shin, Jennifer H.
Geomechanics and Engineering
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제12권5호
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pp.849-862
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2017
With growing interests in using bacterial biopolymers in geotechnical practices, identifying mechanical properties of soft gel-like biopolymers is important in predicting their efficacy in soil modification and treatment. As one of the promising candidates, dextran was found to be produced by Leuconostoc mesenteroides. The model bacteria utilize sucrose as working material and synthesize both soluble and insoluble dextran which forms a complex and inhomogeneous polymer network. However, the traditional rheometer has a limitation to capture in situ properties of inherently porous and inhomogeneous biopolymers. Therefore, we used the particle tracking microrheology to characterize the material properties of the dextran polymer. TEM images revealed a range of pore size mostly less than $20{\mu}m$, showing large pores > $2{\mu}m$ and small pores within the solid matrix whose sizes are less than $1{\mu}m$. Microrheology data showed two distinct regimes in the bacterial dextran, purely viscous pore region of soluble dextran and viscoelastic region of the solid part of insoluble dextran matrix. Diffusive beads represented the soluble dextran dissolved in an aqueous phase, of which viscosity was three times higher than the growth medium viscosity. The local properties of the insoluble dextran were extracted from the results of the minimally moving beads embedded in the dextran matrix or trapped in small pores. At high frequency (${\omega}>0.2Hz$), the insoluble dextran showed the elastic behavior with the storage modulus of ~0.1 Pa. As frequency decreased, the insoluble dextran matrix exhibited the viscoelastic behavior with the decreasing storage modulus in the range of ${\sim}0.1-10^{-3}Pa$ and the increasing loss modulus in the range of ${\sim}10^{-4}-1\;Pa$. The obtained results provide a compilation of frequency-dependent rheological or viscoelastic properties of soft gel-like porous biopolymers at the particular conditions where soil bacteria produce bacterial biopolymers in subsurface.
According to a generalized nonlocal strain gradient theory (NSGT), dynamic modeling and free vibrational analysis of nanoporous inhomogeneous nanoplates is presented. The present model incorporates two scale coefficients to examine vibration behavior of nanoplates much accurately. Porosity-dependent material properties of the nanoplate are defined via a modified power-law function. The nanoplate is resting on a viscoelastic substrate and is subjected to hygro-thermal environment and in-plane linearly varying mechanical loads. The governing equations and related classical and non-classical boundary conditions are derived based on Hamilton's principle. These equations are solved for hinged nanoplates via Galerkin's method. Obtained results show the importance of hygro-thermal loading, viscoelastic medium, in-plane bending load, gradient index, nonlocal parameter, strain gradient parameter and porosities on vibrational characteristics of size-dependent FG nanoplates.
광도파로를 해석하기 위해서 FDTD법을 이용하였다. 그러나 광도파로의 구조는 구동 주파수의 파장에 비하여 상대적으로 크고, 주기적인 구조 특성을 가지고 있다. 따라서 도파로의 해는 한 주기에 해당하는 구조를 대상으로 주기적 경계조건을 적용하여 구할 수 있다. 본 논문에서는 서로 다른 매질 등으로 구성되는 도파로를 대상으로 주기적 경계조건을 적용하고 그 특성을 해석하였다.
현재 실용화 하고 있는 4선 4포트 마이크로 스트립결합기보다 1회선이 더 적지만 그 특성이 비등하면서 더 간단한 구조를 갖는 대칭 및 비대칭 3선 4포트 결합기의 해석과 설계방법을 제시하였다. 유전율이 2.55이고 10인 유전체에서 3.6과 10dB용 결합기를 설계하는데 필요한 표와 도표를 구했다.
한국지진공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring 1998
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pp.399-406
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1998
Transient acoustic and elastic wave propagation in inhomogeneous media are studied by using the Fourier method. To verify the proposed numerical scheme, several examples having analytic solutions are considered, where two different semi-infinite media are in contact along a plane boundary. The comparisons of numerical results by the Fourier method and analytic solutions show good agreements. In addition, the Fourier method is applied to a layered half-plane, in which an elastic semi-infinite medium is covered by an elastic layer of finite thickness. It is showed how to derive the analytic solutions by using the Cagniard-de Hoop method. The numerical solutions are in excellent agreements with analytic results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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