This paper describes a string resonator that is used for the interrogation system of a Fiber Bragg Grating(FBG) strain sensor. The strain on the fiber piece is calculated from the measured frequency based on that the natural frequency of a string is a function of the applied absolute strain. Existing research considered a fiber as a string, but a fiber is not a string in the strict sense due to its bending stiffness, thus the fiber should be modeled as a beam accompanied with an axial force. In the vibration modeling, the relationship between the strain and the natural frequency is derived, and then the resonance condition is described in terms of both the phase and the mode shape for sustaining resonant motion. Several experiments verify the effectiveness of the proposed model of the fiber. The performance of the string resonator is analyzed by measuring the frequency change according to the applied strains in the dynamic range of 1100$\mu\varepsilon$ referred to the displacement from capacitance sensor. From the experimental results, the implemented string resonator provides the accuracy of $\pm$3$\mu\varepsilon$, the quasi-static resolution of ~0.1$\mu\varepsilon$(rms) which amount to be $\pm$0.17$\mu\textrm{m}$ and ~6nm respectively, in case of fiber length of 56mm. For a dynamic strain, it can provide the accuracy of ~3$\mu\varepsilon$ until the frequency comes to 8Hz. As a consequence, the string resonator proposed for FBG sensor provides the high accuracy and the high resolution in strain measurement, and also it is expecting to be used, for the application, to not only strain but also displacement measuring device.
In the field of dynamic measurement and structural damage identification, it is generally known that modal frequencies may be measured with higher accuracy than mode shapes. However, the number of natural frequencies within a measurable range is limited. Accessing additional forms of modal frequencies is thus desirable. The present study is concerned about the extraction of artificial boundary condition (ABC) frequencies from modal testing. The ABC frequencies correspond to the natural frequencies of the structure with a perturbed boundary condition, but they can be extracted from processing the frequency response functions (FRF) measured in a specific configuration from the structure in its existing state without the need of actually altering the physical support condition. This paper presents a comprehensive experimental investigation into the measurability of the ABC frequencies from physical experiments. It covers the testing procedure through modal testing, the data processing and data analysis requirements, and the FRF matrix operations leading to the extraction of the ABC frequencies. Specific sources of measurement errors and their effects on the accuracy of the extracted ABC frequencies are scrutinised. The extracted ABC frequencies are subsequently applied in the damage identification in beams by means of finite element model updating. Results demonstrate that it is possible to extract the first few ABC frequencies from the modal testing for a variety of artificial boundary conditions incorporating one or two virtual pin supports, and the inclusion of ABC frequencies enables the identification of structural damages without the need to involve the mode shape information.
미꾸리 M. anguillicaudatus의 등, 후두부, 체측 부위에서 적출한 피부조직의 형태를 분석하여 계절의 변화에 따른 각 부위 조직의 형태변화를 관찰하였다. 각 피부조직은 점액세포를 포함한 상피세포들로 구성된 표피층과 결합조직의 진피층으로 구성되어 있었으며, 표피와 진피층의 경계에 모세혈관이 분포하고 있었다. 표피의 middle layer에 분포하는 점액세포는 수온이 낮아짐에 따라 그 형태가 원형에서 타원형 또는 장타원형으로 변화하였고, 단위면적당 세포의 개수와 크기 및 분비량이 증가하였는데, 특히 후두부에서 그 변화양상이 가장 크게 나타났다. 또한, 등과 체측 부위의 비늘이 존재하는 진피층에서는 eosin에 염색되는 염기성 물질이 상당량 분비되어 진피층의 두께가 두꺼워지는 경향을 보였다. 계절변화에 따른 이러한 피부조직의 구조적 변화를 미꾸리의 동면, 피부호흡 및 점액의 기능과 관련하여 고찰하였다.
탄성지반 위에 놓인 보-기둥 요소의 총포텐셜 에너지로부터 변분원리를 적용하여 지배방정식과 힘-변위 관계식을 유도하였다. 4계 상미분방정식 형태의 지배방정식을 4개의 변위 파라메타를 도입하여 1계 연립미분방정식 형태의 선형 고유치 문제로 전환하고, 힘-변위 관계식을 적용하여 엄밀한 정적, 동적 요소강성행렬을 유도하였다. 직접강성법을 이용하여 구조물 강성행렬을 구하고, 2차원 보-기둥구조의 엄밀한 좌굴하중과 고유진동수를 구하고, 결과를 유한요소해와 비교함으로써 본 연구의 타당성을 검증하였다. 이러한 엄밀한 해석방법은 Hermitian 다항식을 형상함수로 도입하여 요소의 강성행렬을 산정하는 유한요소법과 비교할 때, 요소의 수를 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.
The recognition of the esthetics as well as their function of the teeth in the dental field is growing. Evaluating the esthetics of a tooth concerns shape, texture, and color. And among these, color has been the most difficult element to make natural expression. Color is a very subjective element affected by many different factor like light source, object, observer. Numerous efforts to quantifying color has been made. Currently the use of colorimeter and spectrophotometercolor that the color measuring device has been suggested. In this study, the normal range of the tooth color in canines, lateral incisors and central incisors for Koreans was evaluated with a modified spectrophotometer for intraoral use. The color differences in terms of teeth positions, age and area within the tooth was evaluated and comparatively analyzed. Results were as follow ; 1. In all age groups, the central incisors are most bright and least yellowish opposit to the canines are most dark and yellowish. The central incisors and lateral incisors showed the similar color patterns. 2. In the comparison between gender, it showed that in the 10' s group male have more yellowish, the 20's female have lighter and more redness, the 30's indicated more redness in female and in the 40's the lightness is more in female. 3. With aging, there was no significant change in $L^*$ and $a^*$ coordinates but a shift was in $b^*$ to yellowish in the 30' sand 40's in central incisors. Lateral incisors and canines showed a lighter and more yellowish tooth color with an irregular change of color coordinate in $a^*$. 4. In all teeth the middle and cervical portion showed close correlation with over 0.7(0.05>p) but color ($a^*$, $b^*$) showed higher correlation than lightness($L^*$). 5. It has been shown that through the regression test the cervical color could be calculated by the middle color value.
본 논문은 MLS(moving least squares) 차분법의 1차 미분 근사함수를 바탕으로 시간에 따른 수치해석이 가능한 해석기법을 제시한다. 오직 1차 미분 근사함수로만 지배방정식을 이산화했으며, 근사함수를 조립하는 형태로 전체 시스템 방정식을 구성하여 차분법으로 이산화된 운동방정식이 유한요소법(finite element method)과 유사한 모습을 갖게 되었다. 운동방정식을 시간적분하기 위해서 중앙차분법(central difference method)을 사용하였다. 유한요소 알고리즘을 통해서 MLS 차분법과 유한요소법의 고유진동 해석을 수행하였으며, 두 해석결과를 비교하였다. 또한, 동적해석 결과를 기존의 2차 미분 근사함수를 활용한 해석결과와 함께 도시함으로써 제안된 수치기법의 정확성을 검증하였다. 1차 미분 근사함수를 조립하는 과정에서 해석결과의 떨림현상이 억제되었으며 상대적으로 균일한 응력분포를 구할 수 있었다.
본 연구는 가상 조경을 구성하는 다양한 종류의 디지털 잎을 쉽고 직관적으로 제작할 수 있는 저작도구 개발방법을 제안한다. 제안하는 저작도구의 핵심 시스템은 영상 워핑기반의 잎몸 윤곽선 변형 방법, 잎맥의 절차적 모델링 그리고 잎의 색과 명암 등을 표현하기 위한 수리모델기반 시각화 방법으로 구성된다. 우선 잎 영상을 입력으로 받아 잎몸에 대한 윤곽선 정보를 찾고, 특징기반 영상 워핑을 활용하여 다양한 잎몸 형상을 직관적인 구조에서 쉽게 생성할 수 있는 잎몸 변형 방법을 설계한다. 그리고 계산된 잎몸 윤곽선을 기반으로 잎몸 형상에 적합한 자연스러운 잎맥 패턴을 생성하는 일반화된 절차적 모델링 방법을 저작도구에 맞게 구현한다. 마지막으로 약수 함수의 합성 기반의 수리모델을 활용하여 잎의 색, 명암 그리고 시간에 따른 변화를 표현할 수 있는 시각화 기능을 적용한다. 제안한 저작도구를 활용하여 제작된 디지털 잎이 다양한 3차원 디지털 콘텐츠 분야에 활용 가능하도록 텍스쳐 지원 기능을 제공한다.
Ali Zar;Zahoor Hussain;Muhammad Akbar;Bassam A. Tayeh;Zhibin Lin
Smart Structures and Systems
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제32권5호
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pp.319-338
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2023
The study presents a new hybrid data-driven method by combining radial basis functions neural networks (RBF-NN) with the Jaya algorithm (JA) to provide effective structural health monitoring of arch dams. The novelty of this approach lies in that only one user-defined parameter is required and thus can increase its effectiveness and efficiency, as compared to other machine learning techniques that often require processing a large amount of training and testing model parameters and hyper-parameters, with high time-consuming. This approach seeks rapid damage detection in arch dams under dynamic conditions, to prevent potential disasters, by utilizing the RBF-NNN to seamlessly integrate the dynamic elastic modulus (DEM) and modal parameters (such as natural frequency and mode shape) as damage indicators. To determine the dynamic characteristics of the arch dam, the JA sequentially optimizes an objective function rooted in vibration-based data sets. Two case studies of hyperbolic concrete arch dams were carefully designed using finite element simulation to demonstrate the effectiveness of the RBF-NN model, in conjunction with the Jaya algorithm. The testing results demonstrated that the proposed methods could exhibit significant computational time-savings, while effectively detecting damage in arch dam structures with complex nonlinearities. Furthermore, despite training data contaminated with a high level of noise, the RBF-NN and JA fusion remained the robustness, with high accuracy.
치조제의 조직 변화, 의치 또는 지대치의 파절 등으로 인해 국소의치의 수리가 필요한 경우가 종종 발생한다. 기존 국소의치의 금속 구조물에 맞는 보철물을 제작하면 몇 가지 장점이 존재한다. 환자의 경제적 부담이 줄어들고, 새로운 의치를 제작하기 위해 여러 번 내원할 필요가 없다. 자연치아가 파절되어 의치를 수리할 때 사용되는 인공치는 자연치아와 유사한 형태를 갖기 어려우며, 심미적인 인공치 수리를 위해서는 환자 개개인의 치아 형태와 유사한 맞춤형 인공치 제작이 필요하다. 최근에는 CAD/CAM 기술을 이용한 기존 국소의치에 맞는 보철물을 제작하여 높은 유지력과 적합도를 확보할 수 있으며, 맞춤형 인공치아를 디자인하여 더욱 심미적이고 조화로운 의치 수리가 가능하다. 디지털 방식을 이용하여 기존 국소의치에 맞춤형 보철물과 인접치열을 미러링한 맞춤형 인공치를 제작하여 의치를 수리한 증례로 시간과 비용을 절약하고 과정을 단순화하면서 심미적, 기능적으로 만족스러운 결과를 얻었기에 이를 보고하는 바이다.
다양한 색소체 내에 형성되는 결정체와 미세소관의 분포 및 발달양상을 식물이 수행하는 광합성 양식과 연계하여 꽃피는식물 종들에서 밝혀진 결과에 의하면, 색소체 결정체는 대개 격자 구조를 이루며 기질 또는 티라코이드 내에 형성되나, 미세소관은 비교적 규칙적인 형태로 기질에만 발달한다고 알려져 있다. 격자구조는 막으로 둘러싸이거나 막과는 무관하게 발달하며, 계통학적인 유연관계를 형성하지 않고 C-3 또는 C-4 또는 CAM 광합성을 수행하는 26개의 식물과, 약 56종에서 독립적으로 나타난다는 사실이 조사되었다. 색소체 결정체 및 미세소관 형성에 대한 지속적인 연구는 이들의 구조와 기능에 대하여 새로운 정보를 제공하나, 결정체에 대한 3차원적 입체구조 연구와 미세소관에 대한 분자생물학적인 실험법들이 요구되고 있는 실정이다. 특히, HVEM 고압전자현미경 및 tomography에 의한 연속절편 연구는 결정체의 3-D 입체구조 구현이 가능하여 심도 있는 구조정보를 제공하는 것으로 알려져 있다. 극히 일부의 식물에서만 보고되어 있는 색소체 내 미세소관에 대한 연구에 관해서는 먼저 색소체 기질에서 이들의 형성 시점을 알아내어 기질에서의 식별 및 분리 연구 등이 가능하게 돼야함이 강조되고 있다. 본 논문에서는 꽃피는식물 종들의 여러 색소체 유형에서 보고된 결정체와 미세소관을 조사하여 색소체 내에서 이들의 기능을 광합성과 연계하여 종합적으로 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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