• 제목/요약/키워드: Newton-method

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모드 미분을 이용한 기하비선형 보의 축소 모델 (On the Use of Modal Derivatives for Reduced Order Modeling of a Geometrically Nonlinear Beam)

  • 정용민;김준식
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.329-334
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    • 2017
  • 다양한 산업 분야의 구조물은 여러 부구조의 조합으로 구성되며, 시스템의 자유도 또한 무수히 많다. 높은 복잡성을 가지는 구조물의 해석 및 계산 효율을 향상시키기 위해서 해석 모델의 단순화 및 자유도 축소가 요구된다. 지난 50여 년 동안 규모가 큰 공학적 문제를 단순화하기 위해 다양한 부분구조화 기법들이 개발되어 왔다. 이러한 부분구조화 기법들은 Newton-Raphson 알고리즘 등과 같은 반복계산을 동반하는 비선형 구조해석 문제 해석에 매우 효과적이다. 본 논문에서는 기 개발된 비선형 부분구조화 기법 중의 하나인 모드미분(modal derivatives)을 이용하여 기하비선형 보의 모델 축소에 적용하고자 한다. 모드미분은 모드 기반 축소 기저의 2차항의 형태로, 선형모드의 조합으로 근사 가능한 변위벡터를 미소변위에 대한 Taylor 급수를 통해 확인할 수 있으며, 시스템의 고유치 문제를 모드 좌표로 미분을 함으로써 얻어진다. 모드미분에는 비선형 접선 강성행렬의 미분을 포함하고 있으며, 이는 유한차분법 등의 근사를 통해 계산할 수 있다. 제안된 방법론은 기하학적 비선형 문제에 우수한 성능을 보이는 동시회전 유한요소법에 적용하였다. 수치예제를 통해 보의 경계가 수평으로 움직일 수 있는 문제에서는 기존의 모드축소기법이 매우 비효율적임을 알 수 있었다. 한편 모드미분을 이용한 축소기법은 다양한 경계조건에 대하여 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

근대의 자연 공간과 인식 공간 (Natural Space and Cognitional Space in Modern)

  • 강동수
    • 철학연구
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    • 제116권
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    • pp.1-31
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    • 2010
  • 본 논문은 근대 공간론들의 기하학적-수학적 이념을 해명하였다. 근대 공간론들은 점, 선, 면, 입방체 등의 연장 개념을 중요한 기반으로 채택하여 공간과 인간의 관계를 해명하면서 공간을 자연적인 실재로 규정하거나 주관적 관념 또는 형식으로 규명하였다. 근대 공간론들의 성과는 공간을 인간에게 근접시켰다는 점이다. 하나는 공간이 경험적으로 눈앞에 펼쳐져 측량될 수 있는 형태를 가지고 있다는 자연 공간의 의미이다. 다른 하나는 공간이 세계를 구성하고 자연을 이해하는 주관의 방식이고 형식이라는 인식 공간의 의미이다. 이런 의미들 속에서 근대 공간론들은 공간의 동질성 및 공간의 기하학적 해석을 고찰하고 체계화하였다. 근대의 공간론은 네 유형들로 구분될 수 있다. 첫째는 공간이 사물에 앞서 존재한다는 뉴턴의 절대 공간론이고, 둘째는 반대의 입장에서 공간을 모나드들의 공존 관계로 파악하는 라이프니츠의 상대 공간론이며, 셋째는 공간과 물질을 동일한 존재로 파악하는 데카르트의 연장 공간론이다. 넷째는 공간을 주관의 인식 형식으로 파악하는 칸트의 선험 공간론이다. 근대 공간론들은 공간의 본질을 수학적-기하학적인 측정 가능한 연장으로 파악한다는 점에서 공통점에도 불구하고 공간의 원천에 대해서 서로 대립된 태도를 보여준다. 이러한 대립 속에서 근대 공간론은 인간과 공간 사이의 관련성을 재조명하고 있다. 본 연구는 상이한 공간개념들을 자연 공간과 인식 공간으로 분류하여 그 차이를 분석하면서, 근대 공간론의 근원적인 의미를 성찰하였다. 근대 공간론들은 한편으로 인간의 공간소외를 초래한 원천이지만 다른 편으로 인간과 공간 사이의 관련성을 일깨운 단서를 제공하고 있다. 자연 공간은 공간이 외적 실재로서 구획되고 정돈될 수 있다는 것을 증시하였다. 이에 반해서 인식 공간은 공간이 자연과 세계를 이해하며 구성하는 인간의 주관적인 관념 또는 주관적 형식임을 제시한다. 전자가 공간이 인간과 무관하게 자연 법칙에 따라 측정되고 활용될 수 있다는 점을 부각하였다면, 후자는 공간이 인간과 분리해서 다루어질 수 없으며, 인간이 없으면 공간도 없다는 공간과 인간의 공속적인 관계를 증시한다. 이러한 근대 공간론들 속에는 인문주의적 이상이 선언되고 있다. 자연에 대한 인간의 주권의 선언이다. 그러나 이러한 주권 선언은 공간으로부터 인간을 소외시키는 계기를 제공하였다.

Nutrient Requirements of Exercising Swamp Buffalo, Bubalus bubalis, from Materials Balance and In Vivo Body Composition by the Body Density Method. I. Aspects of Energy and Protein Metabolism in Working Cows

  • Mahardika, IG.;Sastradipradja, D.;Sutardi, T.;Sumadi, IK.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권5호
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    • pp.605-612
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    • 2000
  • Four young swamp buffalo cows of similar age ranging in weight between 280 to 380 kg and trained to do physical work were used in a study to determine energy and protein requirements for draught using a $4{\times}4$ Latin square designed experiment. The experiment consisted of field trials employing 4 levels of work load, e.g. no work as control, and loads amounting 450 to 500 Newton (N) pulled continuously for 1, 2 and 3 h daily for 14 consecutive days. Cows were fed king grass (Penisetum purpuroides) ad libitum and were subjected to materials balance trials. Body composition was estimated in vivo by the body density method and daily energy expenditure (EE) was calculated from ME minus retained energy (RE). The results show that EE while not working ($EE_{resting}$) was $0.42kgW^{0.75}MJ/d$ and maintenance ME ($ME_m$) was $0.37kgW^{0.75}MJ/d$. ME requirement increased to 1.65 times maintenance for the work of 3 hours. The energy expended for doing exercise ($E_{exercise}$) was 9.56, 20.0 and 25.86 MJ/cow for treatments 1, 2 and 3 II, respectively. Fat retention was absent in all groups of working cows, but protein retention was only negative for cows undertaking 3 h work. The relationship between $E_{exercise}$ (MJ), work load (F, kN), work duration (t, h) and body mass (W, kg) was found to be: $E_{exercise}=(0.003F^{1.43}t^{0.93})/W^{0.09}MJ$. The maintenance requirement for digestible protein was $2.51kgW^{0.75}g/d$, whereas digestible protein for growth ($DP_{growth}$) and for work ($DP_{work}$) followed the equations: $DP_{growth}=[(258+1.25W^{0.75}){\Delta}Wkg/d]g$ and $DP_{work}=[12.59e^{0.95t}]g$, respectively The coefficients a, b and c for the calculation of $E_{exercise}$ components according to the Lawrence equation were found to be 2.56 J/kgW.m, 5.2 J/kg load carried.m and 0.29, respectively, thus efficiencies to convert ME into work were 0, 16.09, 27.3 and 32.44% for control, 1, 2 and 3 h/d work, respectively. ME and DP requirements for a 250 to 400 kg working buffalo cow allowing to growth up to 0.5 kg/d are presented.

Kinematic and Dynamic Analyses of Human Arm Motion

  • Kim, Junghee;Cho, Sungho;Lee, Choongho;Han, Jaewoong;Hwang, Heon
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제38권2호
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    • pp.138-148
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    • 2013
  • Purpose: Determining an appropriate path is a top priority in order for a robot to maneuver in a dynamically efficient way especially in a pick-and-place task. In a non-standardized work environment, current robot arm executes its motion based on the kinematic displacements of joint variables, though resulting motion is not dynamically optimal. In this research we suggest analyzing and applying motion patterns of the human arm as an alternative to perform near optimum motion trajectory for arbitrary pick-and-place tasks. Methods: Since the motion of a human arm is very complicated and diverse, it was simplified into two links: one from the shoulder to the elbow, and the other from the elbow to the hand. Motion patterns were then divided into horizontal and vertical components and further analyzed using kinematic and dynamic methods. The kinematic analysis was performed based on the D-H parameters and the dynamic analysis was carried out to calculate various parameters such as velocity, acceleration, torque, and energy using the Newton-Euler equation of motion and Lagrange's equation. In an attempt to assess the efficacy of the analyzed human motion pattern it was compared to the virtual motion pattern created by the joint interpolation method. Results: To demonstrate the efficacy of the human arm motion mechanical and dynamical analyses were performed, followed by the comparison with the virtual robot motion path that was created by the joint interpolation method. Consequently, the human arm was observed to be in motion while the elbow was bent. In return this contributed to the increase of the manipulability and decrease of gravity and torque being exerted on the elbow. In addition, the energy required for the motion decreased. Such phenomenon was more apparent under vertical motion than horizontal motion patterns, and in shorter paths than in longer ones. Thus, one can minimize the abrasion of joints by lowering the stress applied to the bones, muscles, and joints. From the perspectives of energy and durability, the robot arm will be able to utilize its motor most effectively by adopting the motion pattern of human arm. Conclusions: By applying the motion pattern of human arm to the robot arm motion, increase in efficiency and durability is expected, which will eventually produce robots capable of moving in an energy-efficient manner.

결측되었거나 구간중도절단된 중간사건을 가진 준경쟁적위험 자료에 대한 가산위험모형 (Additive hazards models for interval-censored semi-competing risks data with missing intermediate events)

  • 김자연;김진흠
    • 응용통계연구
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    • 제30권4호
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    • pp.539-553
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    • 2017
  • 본 논문에서는 사망과 같은 종말사건의 발생 유무는 알고 있지만 치매 발병과 같은 중간사건이 구간중도절단 되었거나 연구 기간 도중에 추적이 끊겨 결측된 준경쟁적위험 자료에 대해 다중상태모형을 적용하여 모수를 추정하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 본 논문에서는 상태 간의 전이강도는 로그정규 프레일티를 랜덤효과로 가진 Lin과 Ying(1994)의 가산위험모형을 따른다고 가정하였다. 다섯 가지 상태를 가진 다중상태모형에서 가능한 여섯 가지 경로별로 조건부우도를 정의하였고, 주변우도를 구하기 위해 조정중요표본추출법을 적용하였으며 반복유사뉴튼 방법으로 최적해를 구하였다. 소표본 모의실험을 통해 모수의 95% 신뢰구간 포함률이 명목값에 얼마나 가까운지 살펴보았으며, 제안한 모형을 Persones $Ag{\acute{e}}es$ Quid (PAQUID) 자료 (Helmer 등, 2001)에 적용하고 그 결과를 해석하였다.

테마파크의 라이드 어트랙션 디자인 (The Ride Attraction Design of Theme Park)

  • 이호숭
    • 디자인학연구
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    • 제15권3호
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    • pp.5-14
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    • 2002
  • 본 고는 종합 엔터테인먼트로 상징되는 테마파크의 다양한 부대시설 가운데 대표적 유희시설로 주목받는 라이드 어트랙션을 중심 소재로 고찰한 것이다. 특히, 최근에 많은 인기와 주목을 받는 라이드를 선별, 물리적 운동 특성과 점차 강한 자극체험을 갈구하는 현대인들의 현상, 그리고 어뮤즈먼트 디자인의 미래 향방 등을 모색, 종합적으로 전개한 것이다. 연구동기 및 주요 내용은 점차 고조되어 가는 현대인의 여가선용에 대한 다양한 욕구와 여가활동의 필연성을 인식하여, 그에 대한 문헌조사를 바탕으로 라이드 어트랙션으로 나타나는 놀이 방법과 라이더 즉, 사용자가 느끼는 신체적 반응 등을 논한 것이다 현재 테마파크에 있어서 라이드는 성인용 라이드(major ride)를 중심으로 점차 스릴 강도를 높이는 추세로 진행되고 있다. 흔히 접할 수 있는 탑승놀이기구들은 시간에 따른 속도 변화율, 즉 가속도의 변화가 다양하기 때문에 일상생활에서 느끼는 교통기관과는 다른 전율(thrill)을 체험하게 되는 것이다. 라이드 어트랙션을 비롯한 모든 유희시설은 새로운 기술을 접목한 첨단성향으로 나타나고 있으나 그 내면의 소프트가 되는 테마나 발상의 빈곤은 어트랙션으로서의 기능을 수행하기 어려울 뿐만 아니라 테마파크의 존립자체도 위협하는 결과를 초래한다. 따라서 테마파크의 어트랙션 디자인에는 테마 그 자체를 표현하는 줄거리(story), 방법(method), 환경(environment) 등의 3가지 요소가 충실하게 반영되면서 그와 함께 문화산업적인 보편성을 고려할 때 엔터테인먼트의 종합 결정체로서 존재할 수 있다. 또한 서비스 제공자로서의 공원 측은 어트랙션 기획 및 운영에 있어서도 호스피탈리티 산업(hospitality industry)이라는 기본 개념에 충실할 때, 고객만족 관리가 재방문으로 연결되는 부분이라 할 수 있다.

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원전 방사성 콘크리트 기계적 절단의 방사성 에어로졸에 대한 작업자 내부피폭선량 평가 (Internal Dose Assessment of Worker by Radioactive Aerosol Generated During Mechanical Cutting of Radioactive Concrete)

  • 박지혜;양원석;채낙규;이민호;최성열
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.157-167
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    • 2020
  • 원전 해체 공정 중 다량의 콘크리트 방사성 폐기물의 절단 과정에서 불가피하게 방사성 에어로졸이 생성된다. 방사성 에어로졸은 인체 호흡기 흡착에 의한 내부피폭을 유발하기 때문에 작업자의 방사선 방호를 위한 내부피폭평가가 필수적으로 시행되어야 한다. 그러나 실제 작업환경의 에어로졸 특성값을 사용하기에는 선행 연구가 미비하며 콘크리트에 포함된 방사성 핵종의 수가 많기 때문에 정확한 작업자 내부피폭평가를 위해서는 상당한 시간과 인력이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 사전 연구된 콘크리트 에어로졸 특성값을 활용하여 원전 해체 전 절단 작업자의 내부 피폭량을 빠르게 예측할 수 있는 새로운 방법론을 제시하고자 한다. 본 연구팀은 콘크리트 절단 시 발생하는 사전 연구에서 발표된 에어로졸의 수농도 크기 분포데이터를 뉴턴-랩슨법을 이용하여 피폭평가 계산에 필요한 방사능중앙 공기중역학직경(Activity Median Aerodynamic Diameter)값으로 변환하였다. 또한 원전 정지 10년 후 비방사능 값을 ORIGEN code로 계산하였으며, 최종적으로 핵종별 예탁유효선량을 IMBA 프로그램을 이용하여 계산하였다. 핵종별 예탁유효선량값을 비교한 결과 152Eu에 의한 최대 예탁유효선량은 전체 선량값의 83.09%를 차지하고, 152Eu를 포함한 상위 5개 원소(152Eu, 154Eu, 60Co, 239Pu, 55Fe)의 경우 최대 99.63%를 차지함을 확인하였다. 따라서 원전 해체 전 콘크리트의 구성 원소 중 상위 5개 주요 원소 측정을 먼저 시행한다면 더 빠르고 원활한 방사능 피폭관리 및 해체 작업 안전성 평가가 가능할 것으로 판단된다.

통신해양기상위성에서의 태양광 반사점(SUN-GLINT) 위치예측 (PREDICTION OF THE SUN-GLINT LOCATIONS FOR THE COMMUNICATION, OCEAN AND METEOROLOGICAL SATELLITE)

  • 박재익;최규홍;박상영;유주형;안유환;박재우;김병수
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제22권3호
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    • pp.263-272
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    • 2005
  • 2008년 발사 예정인 통신해양기상위성의 해양 관측자료 분석에 적용할 해수면에 나타나는 태양광 반사점의 위치를 찾아주는 알고리즘을 연구하였다. 태양-위성-지구의 기하학적 위치를 고려한 위성과 태양의 방위각과 고도각의 계산을 통해 비선형 방정식을 유도하였고, 뉴톤-랩슨 수치 방법을 이용하여 해를 구하였다. 통신해양기상위성이 동경 $116.2^{\circ}E$ 혹은 $128.2^{\circ}E$에 위치하게 될 경우 위도 ${\pm}10^{\circ}(N-S)$와 경도 사이에 태양광 반사점이 분포하는 것을 알 수 있었다. 남반구의 낮 동안 태양광 반사점의 경로는 북극을 향해 휘어있고 반대로 북반구의 태양광 반사점의 경로는 남극을 향하는 분포 패턴을 도출해 내었다. 다양한 영상 센서를 가진 정지궤도 위성들의 태양광 반사점의 위치예측과 그와 관련된 연구를 수행하는데 있어 본 논문에서 연구한 알고리즘을 이용할 수 있다.

양생(養生)을 위한 향기치료(香氣治療)의 한의학적 적용(適用)과 전망(展望) (Application and Prospective of Aroma Therapy for Preservation of Health(養生))

  • 류영수;고기완
    • 대한한방내과학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.505-523
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    • 1998
  • Aroma therpay in the western classical medicine is compared with the mechanistic paradigm of Newton physics which is the foundation of western modern medicine. It is the therapy whose basic principle is very similar to the basic concepts of oriental medicine lasting thousands of years. We know that parts of their therapies are explained by Yin-Yan and five elements in Oriental Medicine. In the modern western medicine, as preventive medicine is becoming more and more important and moreover, health promotion and self healing care is being emphasized, Maintenanayce which is the oriental preventive medicine, acts in concert with the concept of New Age of Science and provides a way for the Oriental Medicine of the future. The health promotion and self healing care is similar to the thought of Maintenanayce in Oriental Medicine. Oriental Medicine has provided the concept of preventive ehaling care for a long time and built the foundation of the department of Maintenanayce. Among these method of Preservation of Health, We could find that of using fragrance throuth the several references. By comparing the department of Maintenanayce in oriental preventive medicine with the books and papers about aroma therapy, used in the fields of naturalpathy medicine, alternative medicine, and complementary medicine in the west, and by analyzing them, centering around references, to see whether they are reasonable and corresponding, the following conclusions have been reached. 1. We could see that aroma therapy of oriental preventive medicine could be applied to the fields of health promotion and self healing cure, recently appearing in the world of health medicine, as a modern way of Preservation of Health(養生). 2. We could see that western traditional aroma therapy take important position in alternative medicine and complementary medicine, and it could be developed as the transitional field of medical cure for the interchange between western and eastern medicine. 3. We could see that aroma therapy is not totally unknown therapy and there is some points of similarity in the traditional references of oriental medicine. Also, it is considered that the aroma therapy has a possibility of coming the front as an general therapy among various therapies. 4. aroma therapy will be actively applied to many fields such as oriental psychiatry, internal medicine of the respiratory system, pediatrics, oriental nursing, oriental dermatologic beauty, and preventive medicine. Therefore, we have a view that the combination between aroma therapy and oriental medicine will be fairly valuable to study as the general and transtional middle step on which it will prepare the situation of oriental medicine's reimportation from the west and we establish a bridgehead to export the oriental medicine.

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Nutrient Requirements of Exercising Swamp Buffalo, Bubalus bubalis. II. Details of Work Energy of Cows and Its Relation to Heart Rate

  • Mahardika, I.G.;Sastradipradja, D.;Sutardi, T.;Sumadi, I.K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권7호
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    • pp.1003-1009
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    • 2000
  • Four young swamp buffalo cows of similar age ranging in body weight (W) between 280 to 380 kg and trained for doing physical exercise were used in two consecutive experiments, each using a latin square design, to determine energy expenditure for draught. The experiments consisted of field trials using 4 levels of work load, i.e. no work as control and loads amounting 450 to 500 Newton (N) continuous traction for respectively 1, 2 and 3 h daily for 14 consecutive days for experiment 1, and no work, traction loads equaling 5, 10 and 15% of W for 3 h daily for 14 days for experiment 2. Heart rate during rest and exercise was monitored using PE-3000 HR monitor. Cows were fed only king grass (Penisetum purpuroides) ad libitum and were subjected to balance trials. Body composition was estimated in vivo by the body density method and daily energy expenditure (EE) was calculated from ME minus RE. RE was calculated from the changes in body-protein and -fat measured before and immediately after the 14 d experimental period assuming an energy equivalent of 39.32 MJ/kg fat and 20.07 MJ/kg protein. $E_{exercise}$ ($EE_{work}\;-\;EE_{resting}$), which was the energy spent for doing the traction during 1, 2 and 3 h was 7.13, 15.45 and 19.90 MJ, respectively. $EE_{work}$ for the 1 h treatment group was 39.75 MJ/d equivalent to 1.30 times $EE_{resting}$. The values for the 2 and 3 h treatment groups were 1.75 and 1.86 times resting energy requirement, respectively. Absolute efficiency of work in all exercise trials of experiment 2 was around 27.28%. The increases of daily $E_{exercise}$ values were correlated to elevation of heart rate (HR) according to the equation $E_{exercise}=(0.270HR^{0.363}\;-\;1)$ MJ, while draught force related to heart rate according to the equation DF (N)=6.66 HR - 361.62. Blood glucose and triglyceride levels were gradually elevated with time during the course of exercise. Mean values of blood glucose were 91.7, 115.0 and 116.2 mg/dl for cows after 1, 2 and 3 h pulling loads at 15% W respectively as compared to 88.2 mg/dl prior to work. In the same order and treatment, mean blood triglyceride concentrations were 13.5, 13.3 and 14.8 mg/dl, and 11.5 mg/dl for control. For blood lactate, the values were 1.68, 1.63 and 1.66 mM, and 0.80 mM for control. Glucose was used as the major source of energy during the initial phase of exercise, but for prolonged work, fat will replace carbohydrate as the main substrate. Accumulation of lactate persisted for some time at the end of the exercise trials.