• 제목/요약/키워드: Multidimensional Simulation

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NMR Signal Assignments of Human Adenylate Kinase 1 (hAK1) and its R138A Mutant (hAK1R138A)

  • Kim, Gilhoon;Chang, Hwanbong;Won, Hoshik
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.56-60
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    • 2016
  • Adenylate kinase (AK) enzyme which acts as the catalyst of reversible high energy phosphorylation reaction between ATP and AMP which associate with energetic metabolism and nucleic acid synthesis and signal transmission. This enzyme has three distinct domains: Core, AMP binding domain (AMPbd) and Lid domain (LID). The primary role of AMPbd and LID is associated with conformational changes due to flexibility of two domains. Three dimensional structure of human AK1 has not been confirmed and various mutation experiments have been done to determine the active sites. In this study, AK1R138A which is changed arginine[138] of LID domain with alanine[138] was made and conducted with NMR experiments, backbone dynamics analysis and mo-lecular docking dynamic simulation to find the cause of structural change and substrate binding site. Synthetic human muscle type adenylate kinase 1 (hAK1) and its mutant (AK1R138A) were re-combinded with E. coli and expressed in M9 cell. Expressed proteins were purified and finally gained at 0.520 mM hAK1 and 0.252 mM AK1R138A. Multinuclear multidimensional NMR experiments including HNCA, HN(CO)CA, were conducted for amino acid sequence analysis and signal assignments of $^1H-^{15}N$ HSQC spectrum. Our chemical shift perturbation data is shown LID domain residues and around alanine[138] and per-turbation value(0.22ppm) of valine[179] is consid-ered as inter-communication effect with LID domain and the structural change between hAK1 and AK1R138A.

디젤 기관 단일 영역 모델 열발생율 계산의 오차 보상에 관한 연구 (A Study on the Heat Release Analysis to Compensate the Error due to Assumption of Single Zone in Diesel Engine)

  • 류승협;김기두;윤욱현;하지수
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제30권5호
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    • pp.572-579
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    • 2006
  • Accurate heat release analysis based on the cylinder pressure trace is important for evaluating combustion process of diesel engines. However, traditional single-zone heat release models (SZM) have significant limitations due mainly to their simplified assumptions of uniform charge and homogeneity while neglecting local temperature distribution inside cylinder during combustion process. In this study, a heat release analysis based on single-zone model has been evaluated by comparison with computational simulation result using Fire-code, which is based on multidimensional model (MDM). The limitations of the single-zone assumption have been estimated, To overcome these limitations, an improved model that includes the effects of spatial non-uniformity has been applied. From this improved single-zone heat release model (Improved-SZM), two effective values of specific heat ratios, denoted by ${\gamma}_V$ and ${\gamma}_H$ in this study, have been introduced. These values are formulated as the function of charge temperature changing rate and overall equivalence ratio. Also, it is applied that each equation of ${\gamma}_V$ and ${\gamma}_H$ has respectively different slopes according to several meaningful periods during combustion progress. The heat release analysis results based on improved single-zone model gives a good agreement with FIRE-code results over the whole range of operating conditions of target engine, Hyundai HiMSEN H21/32.

3차원 토러스 구조를 갖는 멀티컴퓨터에서의 동적 작업 스케줄링 알고리즘 (Dynamic Task Scheduling for 3D Torus Multicomputer Systems)

  • 추현승;윤희용;박경린
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제8A권3호
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    • pp.245-252
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    • 2001
  • 멀티컴퓨터 시스템은 많은 연산 노드들을 이용함으로써 높은 성능을 얻는다. 다차원 매쉬(mash)는 단순함과 효율성 때문에 멀티컴퓨터 구조로 널리 이용되었다. 본 논문은 3차원 토러스(torus) 시스템을 위한 최초 적합(first-fit) 방법에 기반한 효율적인 프로세서 할당 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 CST(Coverage Status Table)을 이용하여 3차원 정보를 2차원 정보로 변형하므로써 프로세서 할당 시간을 최소화 한다. 종합적인 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 제안한 방법이 최적 적합(best-fit)에 기반한 기존 방법들과 비교해서 프로세서 이용률은 비슷하면서, 프로세서 할당 시간이 항상 짧다는 것을 보여준다. 성능 차이는 입력 부하가 증가함에 따라 더욱 두드러진다. 다른 스케줄링 환경상에서 제안된 방법의 성능을 조사하기 위해서, 전형적인 FCFS 스케줄링 기법과 함께 non-FCFS 스케줄링 기법도 연구된다.

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Efficient Virtual Machine Resource Management for Media Cloud Computing

  • Hassan, Mohammad Mehedi;Song, Biao;Almogren, Ahmad;Hossain, M. Shamim;Alamri, Atif;Alnuem, Mohammed;Monowar, Muhammad Mostafa;Hossain, M. Anwar
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권5호
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    • pp.1567-1587
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    • 2014
  • Virtual Machine (VM) resource management is crucial to satisfy the Quality of Service (QoS) demands of various multimedia services in a media cloud platform. To this end, this paper presents a VM resource allocation model that dynamically and optimally utilizes VM resources to satisfy QoS requirements of media-rich cloud services or applications. It additionally maintains high system utilization by avoiding the over-provisioning of VM resources to services or applications. The objective is to 1) minimize the number of physical machines for cost reduction and energy saving; 2) control the processing delay of media services to improve response time; and 3) achieve load balancing or overall utilization of physical resources. The proposed VM allocation is mapped into the multidimensional bin-packing problem, which is NP-complete. To solve this problem, we have designed a Mixed Integer Linear Programming (MILP) model, as well as heuristics for quantitatively optimizing the VM allocation. The simulation results show that our scheme outperforms the existing VM allocation schemes in a media cloud environment, in terms of cost reduction, response time reduction and QoS guarantee.

복수 특징의 사전 검사에 의한 영상 벡터양자화의 고속 부호화 기법 (A Fast Encoding Algorithm for Image Vector Quantization Based on Prior Test of Multiple Features)

  • 류철형;나성웅
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권12C호
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    • pp.1231-1238
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    • 2005
  • 본 논문에서는 영상 백터 양자화를 위한 새로운 고속 부호화 기법을 제안하는데, 제안 기법은 다차원의 참조 표로 복수 특징의 부분 거리를 사용한다. 복수 특징을 사용하는 기존 기법은 탐색 순서와 연산 과정을 고려할 때 복수 특징을 단계적으로 처리한다. 반면에 제안 기법은 참조 표를 사용하여 복수 특징들을 동시에 활용한다. 본 논문에서는 가용한 수준의 메모리를 위해 테두리 효과를 고려하는 참조 표의 구성 방법과 참조 표의 부분 거리를 활용하며 현재의 탐색을 중지하는 방법을 상세하게 기술한다. 시뮬레이션 결과는 제안 기법의 효율성을 확인시켜 주는데, 부호책 크기가 256일 때 제안 기법은 OHTPDS 기법이나 $M-L_2NP$ 기법 등과 같이 최근에 제안된 기법들이 요구하는 연산량의 $70\%$ 수준까지 연산량을 감소시킨다. 가용한 수준의 전처리와 메모리를 사용함으로써 제안 기법은 전체탐색 기법과 통일한 화질을 유지하면서 전체 탐색 기법이 요구하는 연산량의 $2.2\%$ 이하로 연산량을 감소시킨다.

지능로봇 제어를 위한 비전기반 실시간 수신호 인식 시스템 (Real-time Hand Gesture Recognition System based on Vision for Intelligent Robot Control)

  • 양태규;서용호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권10호
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    • pp.2180-2188
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    • 2009
  • 본 논문은 지능로봇의 동작을 제어하기 위해 비전기반의 실시간 수신호를 PCA 및 BP 알고리즘을 이용한 인식시스템을 제안하였다. 수신호 인식은 PCA 알고리즘을 이용한 전처리 단계와 BP 알고리즘을 이용한 인식의 두 단계로 구성한다. PCA 알고리즘은 데이터 분석을 위해 다차원 데이터 집합을 보다 낮은 차원으로 감소시키기 위해 사용되는 기술로 주어진 수신호의 특징인 투영 벡터를 계산하기 위하여 적용되었고, BP 알고리즘은 병렬 구조를 가지고 있으므로 병렬 분산처리가 가능하고, 처리 속도가 빠르므로 PCA로부터 훈련된 고유 수신호를 학습시켜 수신호를 실시간으로 인식한다. 실험에서는 10종류의 수신호를 PCA 알고리즘만을 사용한 경우와 제안한 PCA 및 BP 알고리즘을 사용한 경우와 인식률을 비교하여 제안한 알고리즘이 우수하다는 것을 보였다.

한국 부안 지역 해안 대수층 내의 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 단층 존재의 영향 삼차원 수치 모의 (Three-Dimensional Numerical Simulation of Impacts of Fault Existence on Groundwater Flow and Salt Transport in a Coastal Aquifer, Buan, Korea)

  • 박주현;김중휘;김한태;김준모
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권5호
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    • pp.33-46
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    • 2008
  • 해안 대수층 내의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 단층 존재의 영향을 효과적으로 모사하고 정량적으로 평가하기 위하여 하나의 범용 다차원 수리동역학적 분산 수치 모델을 이용한 일련의 삼차원 수치 모델링이 수행되었다. 먼저 단층이 존재하는 실제 해안 대수층에 대해 보정을 병행한 일련의 정상 상태 수치 모델링을 수행한 다음에 이러한 단층이 존재하지 않는 해안 대수층에 대해 일련의 정상 상태 수치 모델링을 수행하여 그 결과를 서로 비교 분석하였다. 수치 모델링 결과는 단층이 실제 해안 대수층 내에 수리지질학적으로 중대한 불균질성과 진이방성을 야기시키며, 해안 대수층 내의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동 그리고 해수 침투 양상이 이러한 단층의 존재 여부에 크게 그리고 광범위하게 좌우됨을 보여준다. 특히 단층은 단층면과 평행한 방향으로는 지하수 유동과 염분 이동에 대해서 통로로 작용하지만, 단층면과 수직한 방향으로는 지하수 유동과 염분 이동에 대해서 방벽으로 작용하는 것으로 해석된다.

한국 부산광역시 수영구 지역 해안 대수층 내의 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 도시화의 영향 삼차원 수치 모의 (Three-Dimensional Numerical Simulation of Impacts of Urbanization on Groundwater Flow and Salt Transport in a Coastal Aquifer, Suyeong-Gu, Busan, Korea)

  • 조현조;김준모
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제14권6호
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    • pp.1-18
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    • 2009
  • 한국 부산광역시 수영구 지역 해안 대수층 내의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 도시화의 영향을 효과적으로 모사하고 정량적으로 평가하기 위하여 하나의 범용 다차원 수리동역학적 분산 수치 모델을 이용한 일련의 삼차원 수치 모델링이 수행되었다. 먼저 모든 도시화 요소들을 고려한 수치 모델링 보정을 통해 확립된 연구 지역해안 대수층의 지층 물성을 가지고, 도시화 요소들을 모두 고려하지 않은 도시화 이전의 지하수 유동과 염분 이동에 대한 정상 상태 수치 모델링을 수행하였다. 그 다음에 도시화 요소들을 개별적으로 그리고 통합적으로 고려한 도시화 이후의 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 비정상 상태 수치 모델링을 수행하였다. 그리고 두 수치 모델링 결과를 서로 비교하고 분석하였다. 수치 모델링 결과는 해안 대수층 내의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동 그리고 해수 침투가 이러한 도시화 요소들에 의해 크게 그리고 광범위하게 영향을 받음을 보여준다. 특히 이러한 도시화 요소들은 해안 대수층 내의 총지하수량 및 총염분량의 변화를 초래한다. 그러나 각 도시화 요소의 그러한 영향은 공간적으로 균일하지 않고 국부적으로 차별적이다.

효과적인 재난관리를 위한 Unity3D 기반 홍수 시뮬레이션 가시화 웹시스템 (Unity3D-Based Flood Simulation Visualization Web System for Efficient Disaster Management)

  • 강수명;류동하;최영철;정윤재
    • 한국지리정보학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.98-112
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    • 2017
  • 최근 3차원 지리정보시스템을 구축하기 위해 상용 GIS 엔진 대신 게임엔진을 활용하고자 하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 3차원 게임엔진은 개발자의 역량에 따라 다양한 모듈을 개발할 수 있다는 장점을 보인다. 특히 재난과 같은 분야에서는 지리정보데이터 및 재난 관련 정보들을 융합하여 새로운 분석을 시도할 때, 예측뿐 아니라 예방에 관한 폭넓은 대안이 제시될 수 있을 것이다. 또한, 재난 특성상 3차원의 실세계에서 일어나는 현상을 분석할 때에는 3차원 기반의 분석이 중요한 요소로 작용할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 비용적, 인력적 문제 해결 및 개발 자유도를 충분히 고려하여 3차원 게임엔진을 통한 홍수재난정보 가시화 모듈을 개발하고자 하였다. 원시 홍수 데이터를 공간정보 상에 맵핑하고, 맵핑한 홍수 정보의 자연스러운 홍수 표출을 위해 보간 처리를 실행하였다. 또한, 이를 기반으로 하는 다각도 정보를 표출하기 위해 누적정보를 생성하여 사용자에게 직관적인 위험지역을 보여주고자 하는 모듈을 개발하였다. 본 연구를 통해 홍수 정보의 다양한 분석이 가능하여 신속한 대응 및 대처가 가능할 것으로 기대된다.

Simulation of reactivity-initiated accident transients on UO2-M5® fuel rods with ALCYONE V1.4 fuel performance code

  • Guenot-Delahaie, Isabelle;Sercombe, Jerome;Helfer, Thomas;Goldbronn, Patrick;Federici, Eric;Jolu, Thomas Le;Parrot, Aurore;Delafoy, Christine;Bernaudat, Christian
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제50권2호
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    • pp.268-279
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    • 2018
  • The ALCYONE multidimensional fuel performance code codeveloped by the CEA, EDF, and AREVA NP within the PLEIADES software environment models the behavior of fuel rods during irradiation in commercial pressurized water reactors (PWRs), power ramps in experimental reactors, or accidental conditions such as loss of coolant accidents or reactivity-initiated accidents (RIAs). As regards the latter case of transient in particular, ALCYONE is intended to predictively simulate the response of a fuel rod by taking account of mechanisms in a way that models the physics as closely as possible, encompassing all possible stages of the transient as well as various fuel/cladding material types and irradiation conditions of interest. On the way to complying with these objectives, ALCYONE development and validation shall include tests on $PWR-UO_2$ fuel rods with advanced claddings such as M5(R) under "low pressure-low temperature" or "high pressure-high temperature" water coolant conditions. This article first presents ALCYONE V1.4 RIA-related features and modeling. It especially focuses on recent developments dedicated on the one hand to nonsteady water heat and mass transport and on the other hand to the modeling of grain boundary cracking-induced fission gas release and swelling. This article then compares some simulations of RIA transients performed on $UO_2$-M5(R) fuel rods in flowing sodium or stagnant water coolant conditions to the relevant experimental results gained from tests performed in either the French CABRI or the Japanese NSRR nuclear transient reactor facilities. It shows in particular to what extent ALCYONE-starting from base irradiation conditions it itself computes-is currently able to handle both the first stage of the transient, namely the pellet-cladding mechanical interaction phase, and the second stage of the transient, should a boiling crisis occur. Areas of improvement are finally discussed with a view to simulating and analyzing further tests to be performed under prototypical PWR conditions within the CABRI International Program. M5(R) is a trademark or a registered trademark of AREVA NP in the USA or other countries.