• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권2호
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• pp.165-177
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• 2007

Predictions of diesel particulate filtration are typically made by modeling of a particle collection, and providing particle trapping levels in terms of a pressure drop. In the present study, a series of single channel diesel particulate filter (DPF) experiments are conducted, the pressure traces are inversely analyzed and essential filtration parameters are deducted for model closure. A DPF filtration model is formulated with a non-linear description of soot cake regression. Dependence of soot cake porosity, packing density, permeability, and soot density in filter walls on convective-diffusive particle transportation is examined. Sensitivity analysis was conducted on model parameters, relevant to the mode of transition. Soot cake porosity and soot packing density show low degrees of dispersion with respect to the Peclet number and have asymptotes at 0.97 and $70\;kg/m^3$, respectively, at high Peclet number. Soot density in the filter wall, which is inversely proportional to filter wall Peclet number, controls the filtration mode transition but exerts no influence on termination pressure drop. The percolation constant greatly alters the extent of pressure drop, but is insensitive to volumetric flow rate or temperature of exhaust gas at fixed operation mode.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권4호
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• pp.505-513
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• 2018

Steam flooding is widely used in heavy oil reservoir with coupling effects among the formation temperature change, fluid flow and solid deformation. The effective stress, porosity and permeability in this process can be affected by the multi-physical coupling of thermal, hydraulic and mechanical processes (THM), resulting in a complex interaction of geomechanical effects and multiphase flow in the porous media. Quantification of the state of deformation and stress in the reservoir is therefore essential for the correct prediction of reservoir efficiency and productivity. This paper presents a coupled fluid flow, thermal and geomechanical model employing a program (MATLAB interface code), which was developed to couple conventional reservoir (ECLIPSE) and geomechanical (ABAQUS) simulators for coupled THM processes in multiphase reservoir modeling. In each simulation cycle, time dependent reservoir pressure and temperature fields obtained from three dimensional compositional reservoir models were transferred into finite element reservoir geomechanical models in ABAQUS as multi-phase flow in deforming reservoirs cannot be performed within ABAQUS and new porosity and permeability are obtained using volumetric strains for the next analysis step. Finally, the proposed approach is illustrated on a complex coupled problem related to steam flooding in an oil reservoir. The reservoir coupled study showed that permeability and porosity increase during the injection scenario and increasing rate around injection wells exceed those of other similar comparable cases. Also, during injection, the uplift occurred very fast just above the injection wells resulting in plastic deformation.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제27권3호
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• pp.235-244
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• 2000

본 논문에서는 단층 촬영 영상(tomographic cross-section image)에 포함되어 있는 볼륨 정보를 표현하기 위한 새로운 방법을 제안하였다. 이 방법은 큐베릴 공간을 셀 공간으로 변환하고 경계셀들을 추출하여 볼륨을 재구성하는 방법이다 셀 경계 표현은 이러한 경계셀들과 이들의 지지 복셀들의 구조에 의해 표현되어 지는데, 항상 볼륨 정보를 정확하게 표현해낼 수 있다. 이 표현에서부터 가시화등의 작업에 필요한 표면모델을 추출하기 위해 19개의 모델링 원형을 제안하고 체적형, 표면형 그리고 선형으로 분류하였으며， 이들로부터 3차원 표면을 표 참조방식으로 빠르게 추출할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법의 장점은 기존에 제안된 마칭 큐브나 PVP알고리즘 등에서 흔히 발생하는 표면생성시의 모호성문제가 전혀 발생하지 않으며, 마칭 큐브 알고리즘에서 발생하는 표면의 크랙문제도 완전히 해결된다는 장점이 있다. 또한 알고리즘이 표 참조방식을 취하므로 하드웨어화 하기가 매우 용이하여 고속의 모델링이 필요한 분야에 매우 적합한 방법이다.

• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제1권4호
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• pp.272-288
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• 2014

This paper presents a two-step, semi-automated method for reconstructing a three-dimensional (3D) shape of the prostate from a 3D transrectal ultrasound (TRUS) image. While the method has been developed for prostate ultrasound imaging, it can potentially be applicable to any other organ of the body and other imaging modalities. The proposed method takes as input a 3D TRUS image and generates a watertight 3D surface model of the prostate. In the first step, the system lets the user visualize and navigate through the input volumetric image by displaying cross sectional views oriented in arbitrary directions. The user then draws partial/full contours on selected cross sectional views. In the second step, the method automatically generates a watertight 3D surface of the prostate by fitting a deformable spherical template to the set of user-specified contours. Since the method allows the user to select the best cross-sectional directions and draw only clearly recognizable partial or full contours, the user can avoid time-consuming and inaccurate guesswork on where prostate contours are located. By avoiding the usage of noisy, incomprehensible portions of the TRUS image, the proposed method yields more accurate prostate shapes than conventional methods that demand complete cross-sectional contours selected manually, or automatically using an image processing tool. Our experiments confirmed that a 3D watertight surface of the prostate can be generated within five minutes even from a volumetric image with a high level of speckles and shadow noises.

• 설비공학논문집
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• 제19권1호
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• pp.19-27
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• 2007

Analytical investigation on the performance of a two stage twin rotary compressor for $CO_2$ heat pump water heater system has been carried out. A computer simulation program was made based on analytical models for gas compression in control volumes, leakages among neighboring volumes, and dynamics of moving elements of the compressor. Calculated cooling capacity, compressor input, and COP were well compared to those of experiments over the compressor speeds tested. For the operating condition of suction pressure of 3 MPa, and discharge pressure of 9 MPa, and compressor inlet temperature of $35^{\circ}C$, the compressor efficiency was calculated to be 80.2%: volumetric, adiabatic, and mechanical efficiencies were 88.3%, 93.2%, and 92.7%, respectively. For the present compressor model, volumetric and adiabatic efficiencies of the second stage cylinder were lower by about $6{\sim}7%$ than those of the first stage mainly due to the smaller discharge port at the second stage. Parametric study on the discharge port size showed that the compressor performance could be improved by 3.5% just by increasing the discharge port diameter by 20%.

• 정보처리학회논문지B
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• 제18B권3호
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• pp.131-138
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• 2011

본 논문에서는 볼륨 의료영상 분할에 대한 기존의 레벨 셋 기법과 제안하는 방법의 성능을 비교하고자 한다. 기존의 방법들은 영역의 정보만을 이용하여 분할을 시행하므로, 영상의 종류에 따라서 정확한 분할을 못한 경우가 있다. 따라서 새롭게 제안하는 방법은 정확한 분할 결과를 위하여 영상의 객체가 가지고 있는 에지 정보와 영역 정보를 함께 이용한다. 에지 정보는 레벨 셋의 곡면이 객체의 표면에 잘 도달할 수 있도록 해주는 기울기 벡터장을 이용하고, 영역 정보는 각 영역에서 픽셀의 밝기 값을 가우시안 분포를 이용하여 통계적 모델로 적합시킴으로써 영상의 분할에 적용하였다. 또한, 곡면 주변 잡음의 영향을 최소화 시켜주는 정규화 항을 사용한다. 기존의 레벨 셋 기반의 방법들과 제안한 방법의 성능 평가를 위하여 실제 볼륨 의료영상에 대하여 다양한 실험을 실시하고, 분할된 결과의 비교를 통하여 제안된 방법의 우수성을 입증한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1644-1652
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• 2022

체험자의 안전 문제로 실질적인 훈련이 불가능한 안전 훈련의 경우 가상현실이나 증강현실 같은 실감미디어를 이용한 훈련 콘텐츠가 새로운 대안이 되고 있다. 본 논문에서는 실감미디어 기술로 구현되는 안전 훈련 콘텐츠에 적용될 수 있는 연기 모델링 방법을 제안한다. 석유화학 플랜트와 같은 위험 지역에 사고가 발생하면 가스 유출 및 화재 발생으로 인해 시야가 확보되지 않는 상황이 발생한다. 이런 상황을 연출하기 위해서는 연기를 사실적으로 표현하는 것이 중요하다. 제안하는 방법은 석유화학 플랜트와 같이 통로와 장치가 복잡한 배경에 효과적으로 적용할 수 있는 연기 모델 기법이다. 제안하는 방법에서는 장면 렌더링이 완료된 이미지에 대한 포스트 프로세싱 단계에서 볼륨 렌더링을 이용하여 연기를 표현한다. 공장을 배경으로 구현한 결과를 보면 제안하는 방법이 사용자의 움직임에 따른 연기의 변화를 사실적으로 표현하는 것을 볼 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권11호
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• pp.31-37
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• 2021

매설관으로부터의 누수에 의한 지반 내 공동 및 이완구간 형성에 따른 사고를 사전에 방지하기 위하여 매설관의 파손 및 누수와 동반한 지반 내 함수상태 변화의 평가가 요구된다. 흙의 함수상태 평가를 위한 기법으로써 시계열반사계(TDR)의 적용이 고려될 수 있으나 표준 TDR 프로브의 경우 세장비가 매우 큰 전극을 이용하므로 지반 내 설치 시 전극의 변형 및 파손이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 지반 내에서 안정적으로 형태를 유지하며 함수상태를 평가할 수 있는 매립형 TDR 모듈을 개발하였다. 매립형 TDR 모듈은 동축케이블의 내부도체 및 외부도체에 연결되는 세 개의 전극과 지반 내에서 전극의 변형방지 및 평행배열 유지를 위한 MC Nylon 재질의 케이싱으로 구성된다. 매립형 TDR 모듈로부터 획득된 유도전자기파의 신뢰도 검증을 위하여 표준 TDR 프로브로부터 획득한 유도전자기파와 상호비교 하였으며 보정실험을 통하여 체적함수비와 유도전자기파의 전파시간 상관관계가 수립되었다. 매립형 TDR 모듈의 현장적용 적정성을 평가하기 위하여 실내 모형실험이 수행되었으며, 모형 매설관으로부터의 누수에 따른 흙 시료의 체적함수비 변화가 명확히 관찰되었다. 그러므로 본 연구에서 개발된 매립형 TDR 모듈은 도심지 포장 하부에 설치된 매설관의 건전도 평가 및 매설관 주변부 지반의 함수상태 평가에 효과적으로 이용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.57-69
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• 1995

폭풍해일에 의한 쇄파대내에서의 표사이동을 예측할 수 있는 유한차분 수치모형을 개발하였다. 이동 경계조건을 가지는 비제차 확산방정식을 사용하여 개발된 수치모형은 Kriebel과 Dean(1985)의 수치모형이 가지고 있는 많은 제약성을 해결할 수 있었다. 임의의 초기단면과, 시간에 따른 폭풍해일의 스펙트럼을 이용하여 계산된 수치모형의 결과는 표사량의 보존 및 해안선이 후퇴나 쇄파점의 이동을 잘 나타내 주며, 해석해 및 관측자료 그리고 실험자료와 매우 잘 일치한다. 수치모형과 관련된 제반 변수들의 민감도를 분석하여 수치모형 적용의 편의를 도모하였으며, 해안선 단면을 따른 표사의 입경변화 효과를 부여할 수 있음을 알았다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권4호
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• pp.1738-1756
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• 2020

To improve the accuracy and realism of the virtual surgical simulation system, this paper proposes an optimized mass-spring model with shape restoration ability based on volume conservation to simulate soft tissue deformation. The proposed method constructs a soft tissue surface model that adopts a new flexion spring for resisting bending and incorporates it into the mass-spring model (MSM) to restore the original shape. Then, we employ the particle swarm optimization algorithm to achieve the optimal solution of the model parameters. Besides, the volume conservation constraint is applied to the position-based dynamics (PBD) approach to maintain the volume of the deformable object for constructing the soft tissue volumetric model base on tetrahedrons. Finally, we built a simulation system on the PHANTOM OMNI force tactile interaction device to realize the deformation simulation of the virtual liver. Experimental results show that the proposed model has a good shape restoration ability and incompressibility, which can enhance the deformation accuracy and interactive realism.