위상감지법(phase detector technique)은 세포의 막 캐패시턴스(membrane capacitance)를 실시간적으로 측정할 수 있는 유일한 방법이나 측정이 행해지는 동안 세포의 상태가 끊임없이 변화하기 때문에 피할 수 없는 측정오차가 존재한다. 본 연구는 이 오차의 근원을 분석하여 위상감지법의 실용한계를 규정하고자 하였다. 이론적 분석에 기초하여 다음과 같은 사실을 밝힐 수 있었다. 1) access conductance와 membrane conductance의 변화에 기인하는 측정오차를 줄이기 위해서는 초기 위상치를 올바로 선택하여야 한다. 2) 이 때 세포를 여기시키기 위해 인가하는 전압의 주파수를 알맞게 선택하여야 한다. 3) 그러나 초기 위상치가 정해진 이후의 위상 변화는 막 캐패시턴스의 측정에 큰 영향을 미치지 않는다. 4) 초기 위상을 적절히 선택하였다 하더라도 세포외 분비시 막 캐패시턴스가 크게 증가하는 경우에는 비례상수에 오차가 발생한다. 이 때 발생하는 오차는 측정기간 동안 비례상수를 되풀이하여(iteration) 보정함으로써 방지할 수 있다. 이상의 결과는 향후 위상감지법을 사용할 때 유용한 설용한계를 제공하리라 생각된다.
Azqandi, Mojtaba Sheikhi;Hassanzadeh, Mahdi;Arjmand, Mohammad
Advances in Computational Design
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제4권1호
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pp.15-32
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2019
One of the efficient and useful tools to achieve the optimal design of structures is employing the sensitivity analysis in the finite element model. In the numerical optimization process, often the semi-analytical method is used for estimation of derivatives of the objective function with respect to design variables. Numerical methods for calculation of sensitivities are susceptible to the step size in design parameters perturbation and this is one of the great disadvantages of these methods. This article uses complex variables method to calculate the sensitivity analysis and combine it with discrete sensitivity analysis. Finally, it provides a new method to obtain the sensitivity analysis for linear structures. The use of complex variables method for sensitivity analysis has several advantages compared to other numerical methods. Implementing the finite element to calculate first derivatives of sensitivity using this method has no complexity and only requires the change in finite element meshing in the imaginary axis. This means that the real value of coordinates does not change. Second, this method has the lower dependency on the step size. In this research, the process of sensitivity analysis calculation using a finite element model based on complex variables is explained for linear problems, and some examples that have known analytical solution are solved. Results obtained by using the presented method in comparison with exact solution and also finite difference method indicate the excellent efficiency of the proposed method, and it can predict the sustainable and accurate results with the several different step sizes, despite low dependence on step size.
최근 들어 모바일 디바이스와 GPS(Global Positioning System)의 발전으로 다양한 위치 기반 서비스(Location-Based Servises, LBS)를 활용할 수 있게 되었다. LBS 사용자는 서비스를 이용하기 위해 자신의 위치 정보를 서비스 제공자에게 노출한다. 이 과정에서 개인의 민감한 정보를 침해할 가능성이 있으므로 사용자의 위치 데이터를 변조하여 프라이버시를 보존할 수 있는 Geo-indistinguishability(Geo-Ind) 기법이 많이 활용되고 있다. 그러나 Geo-Ind 기법으로 인하여 사용자로부터 변조된 데이터를 수집하는 경우, LBS 제공자는 사용자 분포에 대한 정확한 정보를 얻을 수 없다. 그러므로 본 논문에서는 Geo-Ind 기법을 이용하여 사용자로부터 수집한 변조된 위치 데이터로부터 사용자 분포에 대한 정보를 정확하게 계산하기 위한 방법을 제안한다. 특히, Expectation-Maximization(EM) 기법을 이용하여 변조된 데이터로부터 사용자의 위치 분포를 정확하게 예측하기 위한 기법을 제안한다. 또한 실제 데이터를 이용해 제안 기법의 우수성을 입증한다.
In this study, a DeCART/MIG uncertainty quantification (UQ) analysis code system with a multicorrelated cross section stochastic sampling (S.S.) module was established and verified through the UAM (Uncertainty Analysis in Modeling) and the BEAVRS (Benchmark for Evaluation And Validation of Reactor Simulations) benchmark calculations. For the S.S. calculations, a sample of 500 DeCART multigroup cross section sets for two major actinides, i.e., 235U and 238U, were generated by the MIG code and covariance data from the ENDF/B-VII.1 evaluated nuclear data library. In the three pin problems (i.e. TMI-1, PB2, and Koz-6) from the UAM benchmark, the uncertainties in kinf by the DeCART/MIG S.S. calculations agreed very well with the sensitivity and uncertainty (S/U) perturbation results by DeCART/MUSAD and the S/U direct subtraction (S/U-DS) results by the DeCART/MIG. From these results, it was concluded that the multi-group cross section sampling module of the MIG code works correctly and accurately. In the BEAVRS whole benchmark problems, the uncertainties in the control rod bank worth, isothermal temperature coefficient, power distribution, and critical boron concentration due to cross section uncertainties were calculated by the DeCART/MIG code system. Overall, the uncertainties in these design parameters were less than the general design review criteria of a typical pressurized water reactor start-up case. This newly-developed DeCART/MIG UQ analysis code system by the S.S. method can be widely utilized as uncertainty analysis and margin estimation tools for developing and designing new advanced nuclear reactors.
극한하중을 견딜 수 있도록 설계된 구조물이라도 내재된 확률변수의 불확실성 때문에 구조물의 응답특성을 평가하는데 있어서 기존의 결정론적 방법에 비해 확률유한요소법을 이용하는 것이 보다 합리적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 실제 시공된 사장교를 대상으로 확률변수가 교량의 안전성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해 민감도 분석을 수행하였다. 초기형상해석을 수행한 후, 확률유한요소해석 및 민감도 분석과정의 효율성을 위해 섭동법을 이용하여 해석프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램의 정확성은 몬테카르로 시뮬레이션 방법에 의한 해석프로그램을 개발하여 검증하였다. 각각의 확률변수의 변동계수에 따른 대상 사장교의 응답에 대한 민감도 분석을 수행한 결과, 외부하중에 의한 영향이 지배적인 것을 확인할 수 있었다. 부재강성 및 케이블의 긴장력 등도 부재에 따라 큰 영향을 나타내므로, 구조물 설계 시 개발된 프로그램이 안전성 확보에 기여할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 지하수위 변동모델과 비포화대 함수모델을 적용한 지하수 함양율 산정 기법을 제안하였다. 기법의 적용성을 살펴보기 위하여 연구지역인 국내 4개 국가지하수 관측소를 선정하였으며 1996년부터 2005년에 이르는 국가 지하수 관측망(포항 연일, 기북, 순천 외서, 홍천 홍천) 수위자료와 포항, 순천, 홍천의 기상청 강우자료가 이용되었다. 각 관측소 주변 토양형에 따른 지하수 함양율은 홍천 관측소가 최소 0.5%에서 최대 61.4%, 포항 연일 관측소는 1.1%에서 27.4%, 포항 기북 관측소는 5.1%에서 41.4%, 및 순천 외서 관측소는 1.1%에서 8.3%의 분포를 보였다. 본 연구에서 이용된 지하수위 변동예측 모델은 지하수위 변동이 강우에 의해서만 발생하는 것으로 가정하였으며 향후 보다 정확한 지하수위 예측을 위해서 지하수 채수나 증발산의 영향을 추가 고려할 필요가 있을 것이라 판단된다. 또한 제안된 기법의 보다 넓은 범위의 적용을 위해서는 비포화 암반의 함수 모델을 도입할 필요가 있을 것이라 판단된다. 현재 본 연구를 공간적으로 확장하여 지역화 하기 위한 연구가 진행 중이다. 본 연구에서 제안하는 지하수 함양율 산정 기법은 가정을 최소화함으로써 방법론적으로 합리적이며 실제 지하수 시스템을 잘 반영하는 과학적인 모델로 기존 지하수 함양율 산정 기법을 충분히 대체할 수 있을 것이라 판단된다.
The radiative properties of atmospheric aerosol are determined by the mass and chemical characteristics, and optical properties such as aerosol optical depth (AOD), ngstr m parameter ( $\alpha$) and single scattering albedo (SSA). In particular these aerosol optical properties also determine surface temperature perturbation that may give some information in understanding the regional atmospheric radiative forcing. For understanding the radiative forcing and regional surce of aerosol, this paper summarizes and compares the aerosol optical properties results from and compares the atmospheric aerosol optical properties results from two different experiments: Anmyeon 2000 and Jeju 2001. Korea Global Atmosphere Watch Observatory (KGAWO) at Anmyeon island and ACE-Asia super-site at Gosan Jeju island have measured the radiations and aerosols since the year of 2000. The sites are located in the mid-west and south of Korea peninsula where it is strongly affected by the Asian dust coming from China region in every spring. Aerosol optical properties over both sites were measured through the ground-based sun and sky radiometers were analyzed for understanding the radiation and climate properties. Number concentration and chemical components of aerosol were additionally analyzed for the source estimation in the transportation. The frequency distributions of aerosol optical depth are rather narrow with a modal vaiue of 0.38 at both sites. However, the distributions of show one peak (1.13) at Jeju but two peaks (0.63 and 1.13) at Anmyeon. In the cases of Anmyeon, one peak around 0.63 corresponds to relatively dust-free cases, and the second peak around 1.13 characterizes the situation when Asian dust is presented. The correlation between AOD and resulted high correlation on the wide range with high values of optical depth at Anmyeon, otherwise a narrow range of with moderate to low AOD at Jeju. In dust free condition SSA decrease with waveleneth while in the presence of Asian dust SSA either stays neutral or increases slightly with wavelength. The change of surface temperature shows the stronger positive correlations with aerosol optical depth increase at Anmyeon than Jeju. In the chemical properties the aerosol are related to high concentrations in inorganic matters, SO$^4$, NO$_3$, CA2+ in fine and coarse.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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