• 제목/요약/키워드: Relative Root Length

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Development and validation of a computational multibody model of the elbow joint

  • Rahman, Munsur;Cil, Akin;Johnson, Michael;Lu, Yunkai;Guess, Trent M.
    • Advances in biomechanics and applications
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    • 제1권3호
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    • pp.169-185
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    • 2014
  • Computational multibody models of the elbow can provide a versatile tool to study joint mechanics, cartilage loading, ligament function and the effects of joint trauma and orthopaedic repair. An efficiently developed computational model can assist surgeons and other investigators in the design and evaluation of treatments for elbow injuries, and contribute to improvements in patient care. The purpose of this study was to develop an anatomically correct elbow joint model and validate the model against experimental data. The elbow model was constrained by multiple bundles of non-linear ligaments, three-dimensional deformable contacts between articulating geometries, and applied external loads. The developed anatomical computational models of the joint can then be incorporated into neuro-musculoskeletal models within a multibody framework. In the approach presented here, volume images of two cadaver elbows were generated by computed tomography (CT) and one elbow by magnetic resonance imaging (MRI) to construct the three-dimensional bone geometries for the model. The ligaments and triceps tendon were represented with non-linear spring-damper elements as a function of stiffness, ligament length and ligament zero-load length. Articular cartilage was represented as uniform thickness solids that allowed prediction of compliant contact forces. As a final step, the subject specific model was validated by comparing predicted kinematics and triceps tendon forces to experimentally obtained data of the identically loaded cadaver elbow. The maximum root mean square (RMS) error between the predicted and measured kinematics during the complete testing cycle was 4.9 mm medial-lateral translational of the radius relative to the humerus (for Specimen 2 in this study) and 5.30 internal-external rotation of the radius relative to the humerus (for Specimen 3 in this study). The maximum RMS error for triceps tendon force was 7.6 N (for Specimen 3).

Changes in resource allocation among vegetative organs during the clonal growth of Polygonatum humile (Liliaceae) grown in a temperate forest gap

  • Min, Byeong-Mee
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제41권9호
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    • pp.246-255
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    • 2017
  • Background: The aim of this study was to examine the resource allocation among the organs and the leaf morphology of Polygonatum humile. The data were collected from June 2014 to May 2015 in a natural P. humile stand of a temperate forest gap. Results: The dry weight of new rhizome ($R_0$) sharply decreased to the time of new shoot sprouting in next year and was constant for 2 ~ 3 years. However, dry weight of root on $R_0$ increased to the end of growth season and, thereafter, decreased slowly along the time elapsed. The correlation coefficients between the rhizome and the leaf sizes were 0.5 for the last year's rhizome ($R_1$) and 0.6 for $R_0$ and were significant at 0.1% level for $R_0$. The increase of one leaf a plant led to increase of the total leaf area, total leaf weight, and stem length. Moreover, the organ sizes' differences between two plants of the one leaf difference were almost significant at 1% level. In 11-leaf plant, the leaf length/width ratio and specific lea area increased to the second, relative leaf area to the fourth and relative leaf dry weight to the fifth, and thereafter, decreased to the last leaf. The differences in the values of these four parameters between two leaves on a stem were almost significant at 5% level. Conclusion: P. humile examined showed the close relationships between the last year's rhizome or this year's one and the shoot system (leaf and stem) sizes. The leaf number a shoot greatly influenced specific leaf area. P. humile's leaf might showed diverse morphology with leaf rank on a stem in a forest gap environment.

혐기소화액을 배지로 이용한 클로렐라 배양액 처리가 페레니얼라이그라스 종자 발아에 미치는 영향 (Effect of Chlorella Culture Solution Using Anaerobic digestate on Seed Germination in Perennial Ryegrass)

  • 변지은;이진웅;최민수;류종원
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.7-15
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    • 2018
  • 본 연구는 혐기소화발효액을 배지로 이용하여 클로렐라를 배양한 배양액이 페레니얼라이그라스 종자 발아에 미치는 영향을 구명하기 위하여 혐기소화발효액, 클로렐라 배양액, 클로렐라 배양여액, 혐기소화발효액, 무처리구(물)을 처리하여 종자 발아시험을 수행하였다. 페레니얼 라이그라스 종자의 최종 발아율은 무처리구의 70.2%와 비교하여 클로렐라 배양액 처리구가 91.9%로 21.2% 높았다. 또한 상대발아율도 클로렐라 배양액 처리구가 클로렐라 배양액을 처리하지 않은 무처리구(물) 보다 25% 높았다. 페레니얼 라이그라스 종자의 50% 발아에 소요되는 일수(T50)는 클로렐라 배양액 3.3~3.5일로 무처리구의 4.7~5.1일보다 빨랐다. 페레니얼 라이그라스 종자의 뿌리길이는 클로렐라 배양액 처리구가 무처리(물)보다 1~2cm이상 길었다. 상대적 뿌리신장율은 클로렐라 배양액 처리구의 무처리구보다 40% 높았다. 페레니얼 라이그라스 종자의 발아지수(GI)는 클로렐라 배양액 처리구가 182로 무처리구(물)의 100 보다 높았다. 종자의 부패율은 치상 후 11일째에 무처리구와 혐기소화발효액 처리구가 각각 83.3, 86.7%으로 높았으나 클로렐라 배양액 처리구는 50.0%로, 클로렐라 배양여액 처리구가 53.3%로 부패율이 낮았다. 클로렐라 배양액, 클로렐라 배양여액 처리가 종자의 부패방지 효과를 나타내었다.

밀폐 기간, 소엽수 및 광주기에 따른 장미의 밀폐삽목 번식 효율 (Efficiency of Closed Cutting Propagation Affected by Closed Periods, Leaflet Number and Photoperiod in Rose (Rosa hybrida))

  • 양경록;정현환;박기영;송관정
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.212-220
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    • 2022
  • 장미의 단일 마디 삽목의 경우 온도, 상대 습도 및 광과 같은 환경 관리가 생산성에 영향을 미친다. 기온과 상대습도가 삽목 성공률과 묘 소질에 미치는 영향을 조사하기 위해 장미(Rosa hybrida) 'Maisie' 품종과 투명한 플라스틱 박스를 이용하였으며 인공조명(white LED, PPFD 104.0µmol·m-2·s-1)을 이용하여 전 기간 밀폐 조건에서 삽목 시 가장 효과적인 소엽수와 광주기 조건을 구명하고자 하였다. 첫 번째 실험은 밀폐 기간을 달리하여 총 6주 동안 진행되었다. 밀폐 기간이 길어질수록 뿌리수와 가장 긴뿌리의 길이가 감소하였다. 그러나 밀폐 기간에 따른 생존율, 신초발생률, 발근율에 유의한 차이가 없었다. 두 번째 실험에서는 삽수 생존율과 신초발생률이 광주기(0/24, 2/22, 4/20, 8/16, 16/8h)와 삽수 소엽의 개수(0, 2, 4)에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 생존율은 명기 16시간, 소엽 4개 처리구에서 가장 높았다. 생존율과 신초발생률을 에너지 효율과 함께 고려한 결과, 소엽을 2개 또는 4개 붙인 삽수를 이용하여 하루 8시간 광을 조사하는 것이 가장 효과적인 것으로 판단되었다.

톨페스큐 뿌리생장부위의 종적해부구조, 세포역학 및 생리적 반응에 대한 질소효과 (Longitudinal Root Anatomy, Cell Dynamics, and Physiological Cell Responses in Root Growth Zones of Two Tall Fescue Genotypes at Two Nitrogen Levels)

  • 송범헌;커티스 제이 넬슨
    • 한국작물학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.285-296
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    • 1995
  • 본 시험은 톨페스큐의 잎과 뿌리신장 및 동화산물의 생장점부위의 종적인 해부학적 고찰을 통해 세포분열, 신장, 그리고 성숙속도등 세포역학 및 세포의 생리적 반응에 대한 질소의 효과를 연구하고자 수행하였다. 공시품종은 경당 수량성이 높은 HYT 품종과 경당 수량성이 낮은 LYT 품종이었으며, 이들은 엽신장 및 분얼성 등 생리적 특성이 다른 품종이다. 1. 근관, 표피세포, 피층세포, 도관세포로 크게 구분되는 뿌리생장부위는 약 3.2mm로 잎생장부위(약 25~30 mm)보다 훨씬 짧았으며, 근관부위는 약 0.4~0.5 mm였다. 2. 근관세포의 경우 분열시 크기는 약 5 $\mu{m}$, 최종크기는 약 40 $\mu{m}$였으며 피층세포와 도관세포의 분열시 크기는 각가 8.5 $\mu{m}$와 13.0 $\mu{m}$, 최종 크기는 각각 120$\mu{m}$와 650$\mu{m}$로 큰 차이가 있었다. 3. 뿌리생장부위의 피층세포와 도관세포의 분열 직후 또는 최종크기는 질소시용수준에 영향을 받지 않았으나, 세포신장속도는 질소시용수준에 영향을 받아 높은 질소수준(200ppm)에서 보다 낮은 질소수준(50ppm)에서 약 2배 정도 빨랐다. 4. 뿌리세포의 분열속도는 질소의 영향을 받아 피층세포의 경우 50ppm N 수준에서 시간당 약 4.5 세포, 200ppm N 수준에서는 시간당 약 2.3 세포였으며, 도관세포의 경우는 각각 시간당 0.9 세포와 0.6 세포였다. 5. 뿌리세포가 분열 후 최대로 신장하기까지는 시간은 피층세포의 경우 50ppm N에서 약 21 시간, 200ppm N에서 약 43시간이 소요되었으며, 도관세포의 경우는 각각 약 37 시간과 73 시간이 소요되었다. 6. 뿌리생장부위의 피층세포와 도관세포의 비율을 조사한 결과, 세포 분열부위에서는 1:1이었으나, 세포신장부위에서는 그 비율이 증가해 생장점으로부터 1.0 mm 위치에서 5:1로 증가해 계속 유지되었다. 7. 뿌리생장에 대한 질소의 효과를 분석해 볼 때, 질소는 뿌리세포의 크기보다는 세포분열과 세포신장속도에 크게 영향함을 알 수 있었다.

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채소용 육묘 상토로서 지렁이분립의 이용 (Utilization of Earthworm Cast as a Component of Plant Growth Medium for Tomato)

  • 조익환;전하준;이주삼
    • 한국유기농업학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.55-66
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    • 2003
  • 본 연구에서는 음식물쓰레기와 축분의 vermicomposting 처리로 얻어지는 지렁이 분립을 이용하여 채소의 육묘상토 자재로서의 이용가능성을 조사하기 위해, 시판상토 100%, 지렁이분립 100%, 지렁이분립 50% + vermiculite 50%, 지렁이분립 50% + Perlite 50% 및 지렁이분립 40% + vermiculite 30% + perlite 30%의 각각 다른 지렁이분립 혼합비율이 토마토(Lycopersicum esculentum Mill.) 유묘의 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 토마토 생육 2주째까지는 시판상토구가 전 처리구에서 초장, 엽수, 경경, 엽중, 경중, 지상부중, 근중 및 생물수량이 가장 높았지만, 이후부터는 지렁이 분립 100%구가 다른 처리구보다 유의하게 높았으며 (p<0.05), 시판상토구에 비해서도 양호한 생육을 나타내었다. 지렁이 분립과 Vermiculite를 혼합한 구는 시판상토구와 유사한 생육을 나타내었다. 한편 생물수량의 상대생장율(BYRGR), 지상부 무게의 상대생장율(RGR) 및 지하부무게의 상대생장율(RWGR)은 생육 4주 째까지 지렁이 분립 100% 구가 다른 처리구 보다 유의하게 높았다(P<0.05).

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새만금간척지에서 난지형 잔디의 생육 특성 (Growth Characteristic of Warm-season Turfgrass in Saemangeum Reclaimed Land)

  • 배은지;한정지;이광수;박용배;최수민
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.13-23
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    • 2016
  • This study was conducted to investigate the growth characteristics of warm-season turfgrasses and to find out suitable turfgrass species on Saemangeum reclaimed land. Twenty native zoysiagrass(Zoysia sinica, Z. matrella, Z. japonica, Medium-leaf type zoysiagrass(hybrid zoysiagrass)) and bermudagrass(Cynodon dactylon) collected from Korea were used in this study. Total stolon length and the number of stolon per square meter, relative growth rate of shoot and stolon, and coverage rate were analyzed for 2 year. C. dactylon showed not only the most growth response with high relative growth rate of shoot and stolon, which were 19.9% and 66.3%, but also resulted in higher level of turf visual quality compared to others. Whereas Z. japonica showed the least growth response with low relative growth rate of shoot and stolon, which were 2.4% and 0.7%. Although all warm-season turfgrasses took root and grew up well, there were different growth rates between the interspecies. Z. sinica 'Z2034', Z. matrella 'Z4091', Z. japonica 'Z1064', Medium-leaf type zoysiagrass 'ZN6019' and C. dactylon 'BN7014' were the greatest growth rate of shoot and stolon. These results will be useful for selecting salt tolerant breeding lines and also used to develop a turfgrass cultivar with strong salinity tolerance through continuous monitoring.

서울지역의 고해상도 WISE-WRF 모델의 지표면 거칠기 길이 개선에 따른 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of the High-Resolution WISE-WRF Model with the Use of Surface Roughness Length in Seoul Metropolitan Areas)

  • 지준범;장민;이채연;조일성;김부요;박문수;최영진
    • 대기
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    • 제26권1호
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    • pp.111-126
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    • 2016
  • In the numerical weather model, surface properties can be defined by various parameters such as terrain height, landuse, surface albedo, soil moisture, surface emissivity, roughness length and so on. And these parameters need to be improved in the Seoul metropolitan area that established high-rise and complex buildings by urbanization at a recent time. The surface roughness length map is developed from digital elevation model (DEM) and it is implemented to the high-resolution numerical weather (WISE-WRF) model. Simulated results from WISE-WRF model are analyzed the relationship between meteorological variables to changes in the surface roughness length. Friction speed and wind speed are improved with various surface roughness in urban, these variables affected to temperature and relative humidity and hence the surface roughness length will affect to the precipitation and Planetary Boundary Layer (PBL) height. When surface variables by the WISE-WRF model are validated with Automatic Weather System (AWS) observations, NEW experiment is able to simulate more accurate than ORG experiment in temperature and wind speed. Especially, wind speed is overestimated over $2.5m\;s^{-1}$ on some AWS stations in Seoul and surrounding area but it improved with positive correlation and Root Mean Square Error (RMSE) below $2.5m\;s^{-1}$ in whole area. There are close relationship between surface roughness length and wind speed, and the change of surface variables lead to the change of location and duration of precipitation. As a result, the accuracy of WISE-WRF model is improved with the new surface roughness length retrieved from DEM, and its surface roughness length is important role in the high-resolution WISE-WRF model. By the way, the result in this study need various validation from retrieved the surface roughness length to numerical weather model simulations with observation data.

지표면 산란 계수 예측을 위한 정확한 지표면 거칠기 변수 측정 방법 및 오차 분석 (Precise Measurement Method and Error Analysis with Roughness Variables for Estimation of Scattering Coefficients)

  • 권순구;황지환;오이석;홍성욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.91-97
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    • 2013
  • 지표면의 후방 산란 계수를 계산하는 지표면 산란 모델의 입력 변수로는 크게 수분함유량과 지표면 거칠기가 있고, 산란 계수 계산에 있어 지표면 거칠기의 영향이 수분함유량의 영향보다 크다. 본 연구에서는 지표면 거칠기의 정확한 측정 방법을 제기하고, 측정 오차를 분석한다. 이를 위하여 대표적인 지표면 거칠기 측정 장치인 pin-board profiler(1 m, 0.5 cm 간격)와 laser profiler(1 m, 0.25 cm 간격)를 이용하여 실제 지표면을 측정하였다. 두 측정 장치의 평균 차이는 유효 높이(RMS height)가 0.097 cm, 상관 길이(correlation length)가 1.828 cm이었다. 그리고 상관 함수, 상대오차를 분석한 결과, laser-profiler의 반복 측정에 대한 장치의 안전성이 더 좋았다. 두 측정 장치의 차이가 후방 산란 계수에 미치는 영향을 분석하기 위해 지표면 산란 모델을 이용하여 비교한 결과, 입사각 $20{\sim}60^{\circ}$에서 1 dB 이하의 차이를 보였다.

Development of a method of the data generation with maintaining quantile of the sample data

  • Joohyung Lee;Young-Oh Kim
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.244-244
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    • 2023
  • Both the frequency and the magnitude of hydrometeorological extreme events such as severe floods and droughts are increasing. In order to prevent a damage from the climatic disaster, hydrological models are often simulated under various meteorological conditions. While performing the simulations, a synthetic data generated through time series models which maintains the key statistical characteristics of the sample data are widely applied. However, the synthetic data can easily maintains both the average and the variance of the sample data, but the quantile is not maintained well. In this study, we proposes a data generation method which maintains the quantile of the sample data well. The equations of the former maintenance of variance extension (MOVE) are expanded to maintain quantile rather than the average or the variance of the sample data. The equations are derived and the coefficients are determined based on the characteristics of the sample data that we aim to preserve. Monte Carlo simulation is utilized to assess the performance of the proposed data generation method. A time series data (data length of 500) is regarded as the sample data and selected randomly from the sample data to create the data set (data length of 30) for simulation. Data length of the selected data set is expanded from 30 to 500 by using the proposed method. Then, the average, the variance, and the quantile difference between the sample data, and the expanded data are evaluated with relative root mean square error for each simulation. As a result of the simulation, each equation which is designed to maintain the characteristic of data performs well. Moreover, expanded data can preserve the quantile of sample data more precisely than that those expanded through the conventional time series model.

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