친환경적이고 에너지 절약적인 난방 방법으로 히트펌프에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 저온 지역에서 난방이 가능한 히트펌프를 개발하기 위해 실외기 표면에 서리가 발생하지 않도록 하는 연구가 많아지고 있다. 즉, 온도가 낮은 지역에서 히트펌프를 통해 난방을 할 경우 실외기 표면에 서리층이 형성되어 전열성능을 떨어뜨려 난방능력을 감소시키는 것이 일반적이다. 따라서 본 연구에서는 히트펌프의 실외기에 유입되는 습공기의 수증기를 흡착식 제습시스템을 부착하여 제거하고자 한다. 본 연구를 통해 저온지역에서 가장 효과적인 제습방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다. 그리고 히트펌프의 실외기 전면에 흡착식 제습시스템을 부착하여 에너지 효율이 높은 히트펌프를 개발할 수 있을 것으로 사료된다.
Park, Sunji;Kim, Jae-Hyun;Kim, Seok-Jung;Park, Jae-Hyun;Kwak, Ki-Seok;Kim, Dong-Soo
Geomechanics and Engineering
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제24권5호
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pp.431-441
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2021
Rock-socketed drilled shafts are widely used to transfer the heavy loads from the superstructure especially in mountainous area. Extensive research has been done on the behavior of rock-socketed drilled shafts under compressive load. However, little attention has been paid to uplift behavior of drilled shaft in rock, which govern the overall behavior of the foundation system. In this paper, a series of centrifuge tests have been performed to investigate the uplift response of rock-socketed drilled shafts. The pull-out tests of drilled shafts installed in layered rocks having various strengths were conducted. The load-displacement response, axial load distributions in the shaft and the unit skin friction distribution under pull-out loads were investigated. The effects of the strength of rock socket on the initial stiffness, ultimate capacity and mobilization of friction of the foundation, were also examined. The results indicated that characteristics of rock-socket has a significant influence on the uplift behavior of drilled shaft. Most of the applied uplift load were carried by socketed rock when the drilled shaft was installed in the sand over rock layer, whereas substantial load was carried by both upper and lower rock layers when the drilled shaft was completely socketed into layered rock. The pattern of mobilized shaft friction and point where the maximum unit shaft friction occurred were also found to be affected by the socket condition surrounding the drilled shaft.
Purpose: This study sought to evaluate the clinical effectiveness of the shortening effect of the modified Weil osteotomy for the treatment of Freiberg's disease. Materials and Methods: We reviewed 21 cases treated with the modified Weil osteotomy for Freiberg's disease from November 2005 to June 2019. The average follow-up period was 32.5 months and the mean age of the patients was 38.3 years. The clinical results were analyzed using the American Orthopaedic Foot and Ankle Society (AOFAS) lesser metatarsophalangeal-interphalangeal scale, the visual analogue scale (VAS), and the range of motion (ROM) of the metatarsophalangeal joint. In the radiologic evaluation, the length of preoperative and postoperative metatarsal shortening was compared. Results: The average AOFAS lesser metatarsophalangeal-interphalangeal scale showed an improvement from 60.5 preoperatively to 90.9 at the latest follow-up. VAS showed a decrease from 5.4 preoperatively to 0.9 at the latest follow-up. ROM of the affected metatarsophalangeal joint increased from 40.2 degrees preoperatively to 58.6 degrees at the latest follow-up. The mean length of metatarsal shortening was 6.7 mm. There was no transfer metatarsalgia, osteonecrosis, and definite joint space narrowing. Conclusion: Modified Weil osteotomy with second layer cutting is an effective treatment option to restore the joint surface and painless joint motion for patients with Freiberg's disease.
Kapulla, R.;Paranjape, S.;Fehlmann, M.;Suter, S.;Doll, U.;Paladino, D.
Nuclear Engineering and Technology
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제54권6호
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pp.2311-2320
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2022
The main outcomes of the experiments H2P6 performed in the thermal-hydraulics large-scale PANDA facility at PSI in the frame of the OECD/NEA HYMERES-2 project are presented in this article. The experiments of the H2P6 series consists of two PANDA tests characterized by the activation of three (H2P6_1) or one (H2P6_2) cooler(s) in an initially stratified and pressurized containment atmosphere. The initial stratification is defined by a helium-rich region located in the upper part of the vessel and a steam/air atmosphere in the lower part. The activation of the cooler(s) results i) in the condensation of the steam in the vicinity of the cooler(s), ii) the corresponding activation of large scale natural circulation currents in the vessel atmosphere, with the result of iii) the re-distribution and mixing of the Helium stratification initially located in the upper half of the vessel and iv) the continuous pressure decay. The initial helium layer represents hydrogen generated in a postulated severe accident. The main question to be answered by the experiments is whether or not the interaction of the different, localized cooler units would be important for the application of numerical methods. The paper describes the initial and boundary conditions and the experimental results of the H2P6 series with the suggestion of simple scaling laws for both experiments in terms of i) the temperature difference(s) across the cooler(s), ii) the transient steam and helium content and iii) the pressure decay in the vessel. The outcomes of this scaling indicate that the interaction between separate, closely localized units does not play a prominent role for the present experiments. It is therefore reasonable to model several units as one large component with equivalent heat transfer area and total water flow rate.
Purpose: Despite the proliferation of numerous morphometric and anthropometric methods for sex identification based on linear, angular, and regional measurements of various parts of the body, these methods are subject to error due to the observer's knowledge and expertise. This study aimed to explore the possibility of automated sex determination using convolutional neural networks(CNNs) based on lateral cephalometric radiographs. Materials and Methods: Lateral cephalometric radiographs of 1,476 Iranian subjects (794 women and 682 men) from 18 to 49 years of age were included. Lateral cephalometric radiographs were considered as a network input and output layer including 2 classes(male and female). Eighty percent of the data was used as a training set and the rest as a test set. Hyperparameter tuning of each network was done after preprocessing and data augmentation steps. The predictive performance of different architectures (DenseNet, ResNet, and VGG) was evaluated based on their accuracy in test sets. Results: The CNN based on the DenseNet121 architecture, with an overall accuracy of 90%, had the best predictive power in sex determination. The prediction accuracy of this model was almost equal for men and women. Furthermore, with all architectures, the use of transfer learning improved predictive performance. Conclusion: The results confirmed that a CNN could predict a person's sex with high accuracy. This prediction was independent of human bias because feature extraction was done automatically. However, for more accurate sex determination on a wider scale, further studies with larger sample sizes are desirable.
Bonded joints have proven their performance against conventional joining processes such as welding, riveting and bolting. The single-lap joint is the most widely used to characterize adhesive joints in tensile-shear loadings. However, the high stress concentrations in the adhesive joint due to the non-linearity of the applied loads generate a bending moment in the joint, resulting in high stresses at the adhesive edges. Geometric optimization of the bonded joint to reduce this high stress concentration prompted various researchers to perform geometric modifications of the adhesive and adherends at their free edges. Modifying both edges of the adhesive (spew) and the adherends (bevel) has proven to be an effective solution to reduce stresses at both edges and improve stress transfer at the inner part of the adhesive layer. The majority of research aimed at improving the geometry of the plate and adhesive edges has not considered the effect of temperature and water absorption in evaluating the strength of the joint. The objective of this work is to analyze, by the finite element method, the stress distribution in an adhesive joint between two 2024-T3 aluminum plates. The effects of the adhesive fillet and adherend bevel on the bonded joint stresses were taken into account. On the other hand, degradation of the mechanical properties of the adhesive following its exposure to moisture and temperature was found. The results clearly showed that the modification of the edges of the adhesive and of the bonding agent have an important role in the durability of the bond. Although the modification of the adhesive and bonding edges significantly improves the joint strength, the simultaneous exposure of the joint to temperature and moisture generates high stress concentrations in the adhesive joint that, in most cases, can easily reach the failure point of the material even at low applied stresses.
Synergistically increased oxygen evolution reaction (OER) of manganese oxide (MnO2) catalyst is introduced with surface-modified halloysite nanotube (Fe3O4-HNTs) structure. The flake shaped MnO2 catalyst is attached on the nanotube template (Fe3O4-HNTs) by series of wet chemical and hydrothermal method. The strong interaction between MnO2 and Fe3O4-HNTs maximized active surface area and inter-connectivity for festinate charge transfer reaction for OER. The synergistical effect between Fe3O4 layer and MnO2 catalyst enhance the Mn3+/Mn4+ ratio by partial replacement of Mn ions with Fe. The relatively increased Mn3+/Mn4+ ratio on MnO2@FHNTs induced 𝜎* orbital (eg) occupation close to single electron, improving the OER performances. The MnO2@FHNTs catalyst exhibited the reduced overpotential of 0.42 V (E vs. RHE) at 10 mA/cm2 and Tafel slope of (99 mV/dec), compared with that of MnO2 with unmodified HNTs (0.65 V, 219 mV/dec) and pristine MnO2 (0.53 V, 205 mV/dec). The present study provides simple and innovative method to fabricate nano fiberized OER catalyst for a broad application of energy conversion and storage systems.
Fully Ceramic Microencapsulated (FCM) fuel is emerging advanced fuel material for the future nuclear reactors. The fuel pellet in the FCM fuel is composed of matrix and a large number of TRistructural-ISOtopic (TRISO) fuel particles which are randomly dispersed in the SiC matrix. The minimum layer thickness in a TRISO fuel particle is on the order of 10-5 m, and the length of the FCM pellet is on the order of 10-2 m. Hence, the heat transfer in the FCM pellet is a multi-scale phenomenon. In this study, three multi-scale heat conduction models including the Multi-region Layered (ML) model, Multi-region Non-layered (MN) model and Homogeneous model for FCM pellet were constructed. In the ML model, the random distributed TRISO fuel particles and coating layers are completely built. While the TRISO fuel particles with coating layers are homogenized in the MN model and the whole fuel pellet is taken as the homogenous material in the Homogeneous model. Taking the results by the ML model as the benchmark, the abilities of the MN model and Homogenous model to predict the maximum and average temperature were discussed. It was found that the MN model and the Homogenous model greatly underestimate the temperature of TRISO fuel particles. The reason is mainly that the conventional equivalent thermal conductivity (ETC) models do not take the internal heat source into account and are not suitable for the TRISO fuel particle. Then the improved ETCs considering internal heat source were derived. With the improved ETCs, the MN model is able to capture the peak temperature as well as the average temperature at a wide range of the linear powers (165 W/cm~ 415 W/cm) and the packing fractions (20%-50%). With the improved ETCs, the Homogenous model is better to predict the average temperature at different linear powers and packing fractions, and able to predict the peak temperature at high packing fractions (45%-50%).
Recently a multilayer spectral inversion (MLSI) model has been proposed to infer the physical parameters of plasmas in the solar chromosphere. The inversion solves a three-layer radiative transfer model using the strong absorption line profiles, H alpha and Ca II 8542 Å, taken by the Fast Imaging Solar Spectrograph (FISS). The model successfully provides the physical plasma parameters, such as source functions, Doppler velocities, and Doppler widths in the layers of the photosphere to the chromosphere. However, it is quite expensive to apply the MLSI to a huge number of line profiles. For example, the calculating time is an hour to several hours depending on the size of the scan raster. We apply deep neural network (DNN) to the inversion code to reduce the cost of calculating the physical parameters. We train the models using pairs of absorption line profiles from FISS and their 13 physical parameters (source functions, Doppler velocities, Doppler widths in the chromosphere, and the pre-determined parameters for the photosphere) calculated from the spectral inversion code for 49 scan rasters (~2,000,000 dataset) including quiet and active regions. We use fully connected dense layers for training the model. In addition, we utilize a skip connection to avoid a problem of vanishing gradients. We evaluate the model by comparing the pairs of absorption line profiles and their inverted physical parameters from other quiet and active regions. Our result shows that the deep learning model successfully reproduces physical parameter maps of a scan raster observation per second within 15% of mean absolute percentage error and the mean squared error of 0.3 to 0.003 depending on the parameters. Taking this advantage of high performance of the deep learning model, we plan to provide the physical parameter maps from the FISS observations to understand the chromospheric plasma conditions in various solar features.
Shiyu Liu;Hongyan Qiao;Lianhong Yuan;Yuan Yuan;Jun Liu
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권6호
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pp.1530-1544
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2023
Data monitoring is an important foundation of modern science. In most cases, the monitoring data is time-series data, which has high application value. The deep learning algorithm has a strong nonlinear fitting capability, which enables the recognition of time series by capturing anomalous information in time series. At present, the research of time series recognition based on deep learning is especially important for data monitoring. Deep learning algorithms require a large amount of data for training. However, abnormal sample is a small sample in time series, which means the number of abnormal time series can seriously affect the accuracy of recognition algorithm because of class imbalance. In order to increase the number of abnormal sample, a data augmentation method called GANBATS (GAN-based Bi-LSTM and Attention for Time Series) is proposed. In GANBATS, Bi-LSTM is introduced to extract the timing features and then transfer features to the generator network of GANBATS.GANBATS also modifies the discriminator network by adding an attention mechanism to achieve global attention for time series. At the end of discriminator, GANBATS is adding averagepooling layer, which merges temporal features to boost the operational efficiency. In this paper, four time series datasets and five data augmentation algorithms are used for comparison experiments. The generated data are measured by PRD(Percent Root Mean Square Difference) and DTW(Dynamic Time Warping). The experimental results show that GANBATS reduces up to 26.22 in PRD metric and 9.45 in DTW metric. In addition, this paper uses different algorithms to reconstruct the datasets and compare them by classification accuracy. The classification accuracy is improved by 6.44%-12.96% on four time series datasets.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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