• 제목/요약/키워드: Optimal design weight

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프로바이오틱 Lactobacillus brevis SBB07의 균체량 증가를 위한 배양 조건 최적화 (Statistical Optimization of Culture Conditions of Probiotic Lactobacillus brevis SBB07 for Enhanced Cell Growth)

  • 정수지;양희종;류명선;서지원;정성엽;정도연
    • 생명과학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.577-586
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    • 2018
  • 본 연구는 전보의 블루베리로부터 분리하여 프로바이오틱스 특성이 우수한 Lactobacillus brevis SBB07의 기능성에 관한 연구에 이어, 산업적 적용을 위한 배양 시간, 배양용 배지의 성분 및 농도, 초기 pH, 배양 온도의 영향 등을 조사하였다. SBB07의 균체량 증진을 위한 배지 최적화를 수행하였고 이를 위해 통계적 방법인 Plackett-Burman design (PBD)와 central composite design (CCD)를 이용하여 배지의 성분 및 최적 농도를 확인하였다. PBD의 경우 탄소원 7종, 질소원 6종, 기타 미량 원소 6종을 이용 총 19가지 요소를 적용하였으며, 이 중 protease peptone, corn steep powder (CSP), yeast extract가 SBB07의 균성장에 중요 인자로 확인하였다. PBD에서 선정된 3가지 인자를 CCD에 적용하였으며 이를 통해 균체 성장을 위한 최적 농도로 protease peptone 2.0%, CSP 2.5%, yeast extract 2.0%로 이때 최대 균체량은 2.93963 g/l가 예측되었다. 모델의 검증 실험을 통해 예측 모델과 실제 결과가 동일함을 확인하였으며, 확립된 최적 배지를 사용하여 배양 온도 및 초기 pH에 따른 영향을 조사한 결과 기본배양조건과 비교하였을 때 $37^{\circ}C$, 초기 pH 8.0에서 균체량이 $2.2933{\pm}0.0601g/l$에서 $3.85{\pm}0.0265g/l$로 약 1.68배 증가함을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통해 프로바이오틱스 소재로서 우수한 기능성을 갖는 L. brevis SBB07의 배양 조건 확립을 통해 향후 소재의 산업화를 위한 기반을 확립하였다.

불확실성을 고려한 접합부의 최적설계에 관한 연구 (The Study of Reliability Based Optimization Design for Connection)

  • 신수미;윤혁기;김혜민
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.26-32
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    • 2016
  • 일반적으로 구조물에는 하중, 재료상수, 부재크기와 구조해석 등의 오차에 대한 불확실성을 존재하고 이러한 불확실성은 구조물의 최적설계에 많은 영향을 준다. 확률론적 해석은 급속하게 발전하고 있고 여러 불확실성을 고려해야 하는 구조설계에서 중요한 기법으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 구조물에서 발생하는 불확실성을 고려하기 위하여 신뢰성 해석을 통하여 신뢰도 지수를 산출하였으며 이 값을 최적설계의 제약조건으로 설정하여 확률론적 최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 기존의 불확실량이 고려되지 않은 확정론적 최적설계의 결과 값보다 불확실량이 고려된 최적설계 결과값이 더 크게 나타났으나 불확실성을 고려하는 경우가 구조물의 안정성이 더 확보되는 것으로 생각된다. 본 논문에서는 최적화 기법 중 가장 강력하다고 알려진 SQP(순차이차계획법)을 이용하여 최적화를 수행하였는데 SQP법은 최적화 문제의 정식화를 반복계산 하는 것에 바탕을 두고 각 반복계산에 있어서는 2차 프로그래밍 부속 문제의 해를 구하는데 그 기본을 두는 방법이다. 또 불확실량을 고려한 최적설계를 위해 신뢰성을 기초한 최적설계를 수행하여 신뢰도지수와 파괴확률을 계산하였다. 확정론적 최적설계와 달리 치수, 모양, 재료와 작용하중들의 양에 신뢰성해석을 수행하여 나온 신뢰도지수와 파괴확률을 앞에서 계산한 최적화 과정의 제약조건식에 가적으로 설정하여 최적설계를 수행하였다.T-stub 접합부를 예제로 적용하였으며 해석 결과의 기존문헌과 비교하였다.

Optimal Dietary Ratio of Spray Dried Plasma Protein (SDPP) and Dried Porcine Solubles (DPS) in Improving Growth Performance and Immune Status in Pigs Weaned at 21 Days of Age

  • Kim, J.D.;Hyun, Y.;Sohn, K.S.;Kim, T.J.;Woo, H.J.;Han, In K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제14권3호
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    • pp.338-345
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    • 2001
  • An experiment was conducted to determine the optimal inclusion ratio of spray dried plasma protein (SDPP) and dried porcine solubles (DPS) for maximizing growth and improving immunity in weaned pigs. One hundred-fifty male (barrow) pigs were allotted in a completely randomized block design. Treatments were as follows: 1) control (6% SDPP), 2) S6D6 (6% SDPP+6% DPS), 3) S6D3 (6% SDPP+3% DPS), 4) S3D6 (3% SDPP+6% DPS) and 5) S3D3 (3% SDPP+3% DPS). Each treatment has 6 replicates with 5 pigs per replicate. Average daily gain (ADG) and average daily feed intake (ADFI) were highest, but not significantly different when pigs were fed a diet contained 6% SDPP and DPS from d 0 to 7 after weaning. Pigs fed the S6D3 diet showed better weight gain and feed intake than other treatments, especially compared with pigs fed S3D6 diet (p<0.05) from d 8 to 21 after weaning. For the overall experimental period, pigs fed the S6D3 diet showed the best improvement in ADG and ADFI. The digestibilities of dry matter (DM) and crude protein (CP) were higher in pigs fed the S6D6 diet than other diets from d 0 to 7 after weaning. However, pigs fed S6D3 diet showed higher DM, CP and essential amino acids (except methionine and arginine) digestibilities than pigs fed other diets from d 8 to 21 after weaning, although there was no significant difference. From d 8 to 21 after weaning, threonine, valine, isoleucine and leucine digestibilites were higher in S6D6 group, and phenyalanine, histidine, lysine and arginine digestibility were higher in S6D3 group than other groups. The ratio of CD4 and CD8 positive lymphocytes during the overall experimental period was independent of the ratio of SDPP and DPS. However, CD4+:CD8+ ratio was numerically lowered in pigs fed diet the S6D3 diet. Therefore, the present study suggests that an optimal inclusion ratio for maximizing growth performance and maintaining low immune status is 6% of SDPP and 3% of DPS in weaned pigs.

Evaluation of high nutrient diets on litter performance of heat-stressed lactating sows

  • Choi, Yohan;Hosseindoust, Abdolreza;Shim, YoungHo;Kim, Minju;Kumar, Alip;Oh, Seungmin;Kim, YoungHwa;Chae, Byung-Jo
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제30권11호
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    • pp.1598-1604
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    • 2017
  • Objective: The present study investigated the litter performance of multiparous sows fed 3% and 6% densified diets at farrowing to weaning during summer with mean maximum room temperature of $30.5^{\circ}C$. Methods: A total of 60 crossbred multiparous sows were allotted to one of three treatments based on body weight according to a completely randomized design. Three different nutrient levels based on NRC were applied as standard diet (ST; metabolizable energy, 3,300 kcal/kg), high nutrient level 1 (HE1; ST+3% higher energy and 16.59% protein) and high nutrient level 2 (HE2; ST+6% higher energy and 17.04% protein). Results: There was no variation in the body weight change. However, backfat thickness change tended to reduce in HE1 in comparison to ST treatment. Dietary treatments had no effects on feed intake, daily energy intake and weaning-to-estrus interval in lactating sows. Litter size, litter weight at weaning and average daily gain of piglets were significantly greater in sows in HE1 compared with ST, however, no difference was observed between HE2 and ST. Increasing the nutrient levels had no effects on the blood urea nitrogen, glucose, triglyceride, and creatinine at post-farrowing and weaning time. The concentration of follicle stimulating hormone, cortisol and insulin were not affected by dietary treatments either in post-farrowing or weaning time. The concentration of blood luteinizing hormone of sows in ST treatment was numerically less than sows in HE2 treatment at weaning. Milk and colostrum compositions such as protein, fat and lactose were not affected by the treatments. Conclusion: An energy level of 3,400 kcal/kg (14.23 MJ/kg) with 166 g/kg crude protein is suggested as the optimal level of dietary nutrients for heat stressed lactating sows with significant beneficial effects on litter size.

운동용 속옷의 착용효과 -소재별 발한량과 체중감량을 중심으로- (The Wearing Effect of Sport Underwear -Focusing on the Loss of Weight and Amount of Sweat according to the Materials-)

  • 나미향;김미선;정복희
    • 한국생활과학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.273-285
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    • 2002
  • Three materials for sport underwear were manufactured by order for study, and among them, suitable material in order to perform an experiment on the effect of wearing was adopted. The results are as follows: The result of wearing an experimental clothes for sports manufactured as a foundation-type underwear for sports showed that if the same compositional materials were applied, laminating material had higher rate than that of others in the amount of sweat. Concerning relative humidity in clothes and the amount of sweat absorbed in clothes among the two kinds of materials which were produced by laminate, material 2(nylon+modal) was statistically exerts higher influence on the amount of sweat. The humidity in clothes keeps the optimal condition of 59.8%, and breast part showed the highest relative humidity. The material 2(nylon+modal) showed the highest comfortableness, the sense of warmth, humidity and voluminousness, and the sense of pressure. Follow-up survey revealed that in case of material 2, higher amount of sweat than that of the group objects in its early phase, and the amount of sweat varies from individuals. The temperature in clothes of folded parts of experimental clothes and maximum surface temperature was equivalent to that of average skin. With the lapse of time, the weight decreased of 11.03% in maximum, and 3.12% in minimum. The amount of change in the girth was greater in part of body frame than that of limbs, and especially, navel and waist part showed high decrease, and upper breast, breast and the largest part of abdomen showed relatively low decrease. The above experiment revealed that materials for suitable to the underwear for sports for loss of weight by an exercise should be made of doubled-nylon and modal, along with the laminate processing, which heightens the amount of sweat. Thus, wearing an experimental wear gave satisfaction in the view of the beauty of appearance as it did not discharge flowing secretion to the outside at the time of exercise.

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비육돈 사료의 고추냉이 첨가수준별 분뇨의 악취물질 농도 변화 (The Effect of Horseradish Powder Level in Fattening Pig Diet on Odorous Compound Concentration from Manure)

  • 이강훈;황옥화;박규현;양승학;송준익;전중환;이준엽;오상집;성하균;최동윤;조성백
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권sup호
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    • pp.41-46
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    • 2012
  • 서양고추냉이를 비육돈에 급여하여 분뇨에서 발생되는 악취물질의 농도변화를 조사하였다. 1. 서양고추냉이 분말을 사료에 혼합하여 돼지에 급여한 후 분뇨의 단쇄지방산 농도를 측정한 결과, 사료에 고추냉이를 0.02% 혼합했을 때 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 이소발레르산, SCFA 및 I-SCFA 농도가 가장 높았다(p<0.05). 2. 페놀과 p-크레졸을 합한 페놀류 농도는 고추냉이를 0.01~0.02% 첨가하였을 때 대조구보다 감소하였다(p<0.05). 인돌과 스카톨을 합한 인돌류 농도는 사료에 고추냉이를 0.03% 첨가하였을 때 가장 낮았다(p<0.05). 3. 따라서 분뇨의 페놀류 농도를 줄이기 위해서는 사료에 고추냉이를 0.02% 이하로 첨가하고, 인돌류 농도를 줄이기 위해서는 사료에 고추냉이를 0.03% 정도 첨가하여야 할 것으로 판단된다.

에탄올 및 글리세린 처리방법이 카네이션 '데지오' 보존화의 품질에 미치는 영향 (Effect of the Treatment Methods of Ethanol and Glycerine on Preserved Flower Quality of Carnation 'Desio')

  • 임영희;오욱
    • 농업생명과학연구
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    • 제46권5호
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    • pp.37-45
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    • 2012
  • 본 연구는 보존화의 가공기술을 개발하기 위해서 화훼장식용으로 많이 사용하는 카네이션(Dianthus caryophyllus) 'Desio' 꽃잎으로 에탄올 용액과 글리세린에 의한 최적 처리조건을 구명하고자 수행되었다. 이를 위해 에탄올 침지시간과 글리세린 처리 농도 및 침지시간이 보존화 품질에 미치는 효과를 평가하였다. 에탄올을 이용한 탈수 및 탈색처리 효과는 꽃잎의 탈색이 완전히 이루어져 명도가 가장 높고, 채도가 낮은 24~48시간에서 적절하였다. 글리세린의 적정처리 농도는 30%에서 36시간 처리구의 먼셀값이 H값 4.0R, V값 6.49, 채도를 나타내는 C값은 19.8로 신선한 꽃잎과 가장 유사하게 나타났다. 건조 후 무게 변화에 있어서는 침지 시간이 길어지고 글리세린 농도가 높아짐에 따라 감소율은 줄어드는 경향을 나타내었다. 12시간 침지 후 무게 변화는 글리세린 무처리구에서 시간에 따라 86~90%까지 감소한 반면, 40%로 농도가 높을수록 51~69% 감소하였고, 48시간 침지 후의 변화에서는 글리세린 무처리구에서 건조시간에 관계없이 90% 감소에 비하여 글리세린 40%에서는 46~54%로 감소율이 1/2 줄어든 것으로 나타났다. 건조 소요시간은 글리세린 10~20% 농도에서는 글리세린 침지 6시간을 제외하고 모두 24시간이 소요되었고, 30~40%, 12시간 침지부터는 48시간이 소요되어 농도가 높고 침지시간이 길수록 건조시간이 길어짐을 알 수 있었다.

고속축하중측정시스템 개발과 과적단속시스템 적용방안 연구 (Development and Application of the High Speed Weigh-in-motion for Overweight Enforcement)

  • 권순민;서영찬
    • 한국도로학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.69-78
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    • 2009
  • 경부고속도로 건설을 기점으로 급격한 경제성장을 이룬 우리나라 고속도로는 현재 신규도로의 건설사업 물량이 둔화되면서 기존의 도로망을 효율적으로 활용하고 최적의 공용성 유지가 필요한 시점이 되었다. 최적의 공용성 확보를 위해 교통하중을 가장 적극적으로 통제하는 방법은 과적단속이다. 본 연구에서는 과적단속의 효율화를 위해 고속축하중측정 시스템을 개발하고 이를 통해 국내 고속도로 과적화물차 행태 분석을 실시하며, 본 시스템을 활용한 과적단속시스템 개발 가능성에 대하여 검토하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구에서 개발한 고속축하중측정 시스템은 차로당 2조의 루프센서와 2조의 축중센서, 2조의 원더링센서로 이루어져 있다. 특히 원더링센서는 차량의 좌우 타이어의 위치 판독이 가능하여 과적단속 시스템으로 활용시 차로의 이탈유무를 판독할 수 있으며, 윤거 측정 및 윤형식(단륜/복륜) 구분이 가능하여 차종을 구분함에 있어서 기존 차종분류 시스템보다 세분화된 분류가 가능하여 12종 차종분류시 오분류 비율이 매우 낮은 장점을 가지고 있다. 본 시스템에 대한 검증시험 결과 모든 시험조건의 전체평균오차가 축하중 15% 이내, 총하중 7% 이내로 나타났다. COST-323에서 제시하고 있는 WIM 등급기준에 따르면 사회기반시설 설계와 유지관리 및 평가목적으로 사용가능한 B(10) 등급으로 나타났으며, 과적이 가장 문제되는 5축 카고 화물차에 대한 분석결과는 축중량 오차 8%, 총중량 오차 5%로 단속가능 수준인 A(5)등급으로 나타났다. 고속도로의 차종별 중량분석 결과 12종 분류기준에서 5종, 6종, 7종, 12종 차량이 하중기준을 초과하는 비율이 가장 높게 나타났으며, 주로 가변축을 장착한 차량으로 축조작에 의한 축하중 과적비율이 매우 높게 나타나 이러한 차량에 대한 실효성 있는 과적단속기법이 필요한 것으로 판단된다. 도로교통분야에 있어서 차종별 교통량 자료는 도로의 계획과 건설, 유지관리, 교통류분석 및 도로행정에 필요한 기본 자료이며 각종 연구에 필요한 기초자료로 활용되어지는 필수적인 요소이다.

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가중 다목적성을 고려한 구조물 응답 제어용 TMD의 RSM 기반 실용적 최적 설계 (RSM-based Practical Optimum Design of TMD for Control of Structural Response Considering Weighted Multiple Objectives)

  • 도정윤;국성오;김두기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.113-125
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    • 2017
  • 본 연구는 전산실험을 통해 중규모 건물에 설치한 수동형 TMD의 매개변수에 대한 가중 다목적 최적화 설계를 다루고 있다. MATLAB으로 수치 시뮬레이션 코드를 작성함으로써 지진하중에 대한 동적응답을 파악하였으며 중심합성계획법과 반응표면법으로 구성한 전산실험을 기반으로 하는 가중 다목적 최적화 기법을 적용하여 TMD의 최적 동조 매개변수를 찾고자 하였다. 본 연구에서는 10층 건물을 대상으로 El Centro를 벤치마크 지진으로 가진하여 반응모델을 생성하고, AHP를 이용하여 반응변수 사이의 상대적 중요도를 산출한 후 가중다목적최적화 설계를 실시하였다. 본 연구의 방법으로 최적화된 매개변수를 가진 TMD는 지진 응답을 효과적으로 저감하였다. El Centro 지진이 작용하는 경우 RSM 기반 가중 다목적 최적설계방법으로 최적화한 TMD의 진동수 응답과 최상층 평균제곱변위는 비제진시보다 각각 31.6%와 82.3% 향상되었고, 모든 적용 지진에서 기존 설계법보다 동등 또는 이상의 성능을 가진 것으로 확인되었다.

최적화된 pRBF 뉴럴 네트워크에 의한 정적 상황 인지 시스템에 관한 연구 (A Study on Static Situation Awareness System with the Aid of Optimized Polynomial Radial Basis Function Neural Networks)

  • 오성권;나현석;김욱동
    • 전기학회논문지
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    • 제60권12호
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    • pp.2352-2360
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    • 2011
  • In this paper, we introduce a comprehensive design methodology of Radial Basis Function Neural Networks (RBFNN) that is based on mechanism of clustering and optimization algorithm. We can divide some clusters based on similarity of input dataset by using clustering algorithm. As a result, the number of clusters is equal to the number of nodes in the hidden layer. Moreover, the centers of each cluster are used into the centers of each receptive field in the hidden layer. In this study, we have applied Fuzzy-C Means(FCM) and K-Means(KM) clustering algorithm, respectively and compared between them. The weight connections of model are expanded into the type of polynomial functions such as linear and quadratic. In this reason, the output of model consists of relation between input and output. In order to get the optimal structure and better performance, Particle Swarm Optimization(PSO) is used. We can obtain optimized parameters such as both the number of clusters and the polynomial order of weights connection through structural optimization as well as the widths of receptive fields through parametric optimization. To evaluate the performance of proposed model, NXT equipment offered by National Instrument(NI) is exploited. The situation awareness system-related intelligent model was built up by the experimental dataset of distance information measured between object and diverse sensor such as sound sensor, light sensor, and ultrasonic sensor of NXT equipment.